Conceitos básicos da linguagem C

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1 Histórico da linguagem C. Tipos primitivos de dados. Constantes e variáveis. Atribuição. Operadores aritméticos. Funções de leitura e de exibição. 5!1 Breve histórico da linguagem C 1966: Martin Richards (MIT) propõe a Basic Combined Programming Language (BCPL) para o desenvolvimento de compiladores simplificados para outras linguagens de programação. Todas as variáveis eram de um único tipo (word), cujo tamanho dependia da arquitetura do computador onde era executada. O primeiro programa Hello, world! foi escrito em BCPL. GET "LIBHDR" LET START() BE $( WRITES("Hello, world!*n") $) 5!2

2 Breve histórico da linguagem C 1969: Ken Thompson (Bell Labs) adaptou a Linguagem BCPL para utilização em mini-computadores. Criação de variáveis do tipo caractere (letras) e a inclusão de bibliotecas externas de funções.! B 1971: Dennis Richie (Bell Labs) acrescentou tipagem à linguagem B (inteiro, real, caracter etc), e alterou seu compilador para produzir código em linguagem de máquina.! NB (New B). 1972: Com a inclusão de um programa pré-processador ao compilador e pequenas alterações na sintaxe, NB passou a se chamar C, sendo utilizada para reescrever cerca de 90% do núcleo do sistema operacional UNIX, sendo também distribuída com este sistema. 5!3 Principais características da linguagem C A linguagem C combina características de linguagens de alto-nível com a funcionalidade de linguagens de montagem (assembly languages). Dentre as principais características que tornaram C uma das linguagens mais populares estão: Seu compilador gera programas-executáveis menores e mais velozes do que muitas outras linguagens; Uso extensivo de funções: permite que tarefas específicas sejam definidas e codificadas separadamente um programa em C é uma coleção de funções; Implementação de ponteiros: endereçamento da memória, vetores, estruturas e funções. 5!4

3 O menor programa em C Todo programa escrito na linguagem C possui um estrutura básica, sobre a qual são adicionadas as instruções e comandos que se deseja que o programa execute. A função É a função principal de um programa em C. Sempre deverá existir. Marca o início da execução do programa. 5!5 Algumas notas MUITO importantes Tudo que tem um começo tem um fim (exceto a história do filme Matrix ) Os símbolos /* e */ indicam o começo e o fim de um comentário. Os símbolos e indicam o começo e o fim de um bloco de comandos. Os símbolos " e " indicam o começo e o fim de uma cadeia de caracteres. Todo comando deve ser encerrado com o símbolo ; (ponto-e-vírgula). /* Programa Hello, world! */ #include <stdio.h> printf("hello, world!\n"); 56

4 Principais bibliotecas da linguagem C A linguagem C possui um conjunto mínimo de instruções, visando a criação de programas executáveis de tamanho pequeno. A adição de novas funcionalidades é feita através da inclusão de bibliotecas, que contêm classes de funções específicas para o tratamento de dados desejado. #include <stdio.h> // biblioteca de funções de entrada e saída #include <stdlib.h> // biblioteca de funções do sistema operacional printf("primeiro programa em C!\n"); system("pause"); A inclusão de bibliotecas devem ser as primeiras instruções de um programa em C. 57 Principais bibliotecas da linguagem C Biblioteca stdio.h stdlib.h math.h time.h ctype.h string.h conio.h Principais funcionalidades entrada e saída de dados. alocação de memória e comandos para o sistema operacional. funções matemáticas. manipulação de dados nos formatos de data e hora. manipulação de caracteres. manipulação de cadeias de caracteres. manipulação do cursor na tela. 5!8

5 Armazenamento de dados Antes de serem utilizadas em um programa, as informações do mundo físico devem ser armazenadas na memória do computador. Em programação, tais informações recebem o nome de dado. Os dados podem ser valores numéricos ou símbolos gráficos (caracteres) Para isso, o programa reserva endereços de memória, que passam a ser identificados por um nome, geralmente relacionado à informação que ele representa (massa, altura, força, cor etc.) Através deste nome, a informação contida no respectivo endereço de memória pode ser modificada ou utilizada em expressões, comandos e funções do programa. 5!9 Constantes e variáveis Em linguagens de programação de alto nível, os dados podem ser de duas naturezas: constantes ou variáveis. Constantes Assumem um único valor, do início ao fim da execução do programa, não podendo ser alterado por nenhum comando ou função. Variáveis Assumem um valor inicial, que pode ser alterado por alguma função ou comando durante a execução do programa. 60

6 Tipos primitivos da linguagem C A linguagem C realiza operações sobre dados numéricos e nãonuméricos. Os dados numéricos podem ser de 3 tipos distintos: int : para valores inteiros; float : para valores de ponto flutuante; double : para valores de ponto flutuante de precisão dupla. char : para valores não-numéricos (dados como letras, dígitos ou outro símbolo gráfico). 61 Declaração A declaração é um comando que associa o nome de uma constante ou de uma variável a um determinado endereço de memória. const int i = 5; int j; // comandos Memória Memória endereços 0xC907 0xC908 0xC909 0xC910 0xC911 0xC912 endereços 0xAD14 0xAD15 0xAD16 0xAD17 0xAD18 0xAD19 62

7 Tipos e valores Os valores admissíveis para cada tipo primitivo podem ser alterados com o uso dos modificadores unsigned, short e long. Tipo Tamanho (bytes) Início Intervalo Fim char unsigned char short int unsigned short int int unsigned int float 4 ±3.4 E 38 ±3.4 E+38 double 8 ±1.7 E 308 ±1.7 E+308 long double 10 ±3.4 E 4932 ±3.4 E A tabela ASCII padrão PC-I MAP 2014 MAP 2019 C 64

8 Regras 0a e 0b sobre constantes e variáveis Declaração prévia Toda constante ou variável deve ser declarada antes de ser usada. Declaração única O nome da constante ou variável deve ser único. 65 Identificadores de constantes e variáveis Os nomes dados às constantes ou variáveis de um programa denominam-se identificadores. Para definir um identificador pode-se utilizar uma combinação de: letras (maiúsculas e minúsculas, sem acentuação). dígitos (0 a 9), desde que o primeiro caractere não seja um dígito. caractere '_' (sublinha). A linguagem C diferencia letras maiúsculas e minúsculas. int F; // uma variável inteira denominada F float f; // uma variável real denominada f double valor de A; // identificador inválido! char 1a_inicial; // identificador inválido! 66

9 Palavras reservadas da linguagem C As seguintes palavras não podem ser utilizadas para denominar entidades (constantes, variáveis, estruturas, funções etc.) criadas pelo programador: Armazenamento: auto, extern, register, static. Tipagem: char, const, double, enum, float, int, long, short, signed, struct, typedef, union, unsigned, void, volatile. Controle de execução: break, continue, goto, return. Comandos de seleção: case, default, else, if, switch. Comandos de iteração: do, for, while. Função: sizeof(). 67 Armazenando valores em variáveis Existem 3 formas de armazenar valores em variáveis. Atribuição: float x; x = 1.234; Inicialização (declaração com atribuição): float x = 1.234; Leitura: float x; scanf("%f", &x); // o valor de x será informado pelo usuário // durante a execução do programa 68

10 Atribuindo valores à variáveis A atribuição é um comando utilizado para modificar o valor de uma variável. int i; float x; char c; i = 5; // a variável i recebe o valor inteiro 5. x = 5.0; // a variável x recebe o valor "real" 5. c = '5'; // a variável c recebe o caratere '5'.... Atenção o símbolo de atribuição = não significa igualdade. a atribuição sempre atua da direita para a esquerda ( ). 69 Atribuindo valores à variáveis A atribuição é um comando destrutivo, ou seja, o valor anteriormente armazenado pela variável à esquerda do símbolo = será substituído pelo valor da constante, variável ou expressão no lado direito. int i; int j; i = 2; // i recebe o valor 2. j = i; // j recebe o valor de i. i = 0; // i recebe o valor 0. i = i + 1; // some 1 ao valor atual de i e armazene o resultado em i. i = j; // i recebe o valor de j. 70

11 Operadores aritméticos A prioridade das operações aritméticas em C obedece às regras estabelecidas pela Álgebra. Os operadores com mesmo nível de prioridade são avaliados pelo compilador da esquerda para a direita. Símbolo Operação Resultado Prioridade + adição soma dos argumentos baixa subtração diferença dos argumentos baixa * multiplicação produto dos argumentos média / divisão quociente dos argumentos média % módulo resto da divisão inteira média ++ incremento adiciona 1 ao operando alta decremento subtrai 1 do operando alta A prioridade das operações pode ser modificada com o uso de parênteses. 71 Expressões aritméticas Calcular o perímetro e o volume de uma esfera de raio r = 3. P = 4πr 2. V = 4 3 πr 3 const float PI = ; float r = 3; float P, V; P = 4*PI*r*r; V = (4.0/3.0)*PI*r*r*r; 72

12 A função de exibição printf() A função printf() é utilizada para exibição de informações. Sua sintaxe é: printf("expressão de controle", lista de argumentos); A "expressão de controle" contém a mensagem que será exibida na tela, juntamente com os códigos de formatação dos argumentos e os caracteres especiais de exibição. A lista de argumentos corresponde às constantes, variáveis e expressões que serão exibidas na tela, de acordo com os formatos estabelecidos pela "expressão de controle". 73 Símbolos para a função printf() Servem para formatação e controle da exibição em tela. Código Exibição %c caractere simples %s cadeia de caracteres %d valor inteiro %u valor inteiro sem sinal %f valor de ponto flutuante %e notação científica %o valor octal %x valor hexadecimal %% caractere % Caractere Ação \n nova linha \t tabulação \b retrocesso (backspace) \f novo formulário \a alerta (sinal sonoro) \r início da linha \0 caractere nulo \" exibe o caractere " \\ exibe o caractere \ 74

13 Uso da função printf() Exibir uma mensagem: printf("bom dia!"); Exibir uma mensagem e pular duas linhas: printf("bom dia!\n\n"); Exibir o valor de uma variável inteira: printf("%d", j); Exibir o valor de uma variável inteira e de uma variável real, na mesma linha: printf("%d %f", j, x); Exibir mensagens e valores de variáveis, em linhas distintas: printf("valor de j = %d\nvalor de x = %f\n", j, x); 75 A função printf() Exemplo: Exibir um caractere de diversas formas diferentes. #include <stdio.h> char a = 'A'; printf("car: %c\ndec: %d\noct: %o\nhex: %x\n", a, a, a, a); 76

14 A função de leitura scanf() A função scanf() é utilizada para leitura de dados pelo teclado. Sua sintaxe é: scanf("expressão de controle", lista de argumentos); Diferentemente da função printf(), a "expressão de controle" da função scanf() deverá conter apenas os códigos de formatação das variáveis a serem lidas. A lista de argumentos é composta pelos nomes das variáveis que serão lidas, precedidas pelo símbolo & (endereço), de acordo com a ordem estabelecida pela "expressão de controle". 77 Uso da função scanf() Ler o valor de uma variável inteira: scanf("%d", &j); leia e armazene no endereço de memória reservado para a variável j um valor inteiro Ler o valor de uma variável real e uma variável inteira: scanf("%f %d", &x, &j); leia e armazene nos respectivos endereços de memória de cada variável dois valores separados por um espaço em branco Na função scanf() é imprescindível o uso do símbolo de endereço & imediatamente antes do nome da variável. 78

15 Exemplo Exibir o valor correspondente em graus Fahrenheit de uma temperatura em graus Celsius informada pelo usuário. #include <stdio.h> float grausc, grausf; printf("informe a temperatura em graus Celsius: "); scanf("%f", &grausc); grausf = (9*grausC + 160)/5; printf("temperatura em graus Fahrenheit: %.1f\n", grausf); 79 Uso combinado printf() e scanf() A função scanf() não deve ser utilizada para exibir mensagens. Isto não funciona!!! scanf("entre com o valor de i = %d", &i); Isto sim, funciona!!! printf("entre com o valor de i = "); scanf("%d", &i); 80

16 Formatando a exibição de valores A função printf() permite definir como os valores das constantes e variáveis serão exibidos na tela. Exibindo valores inteiros: int i = 3; printf("i = %d", i); // i = 3 printf("i = %5d", i); // i = 3 printf("i = %05d", i); // i = Exibindo valores reais: float pi = ; printf("pi = %f", pi); // pi = printf("pi = %.4f", pi); // pi = printf("pi = %8.2f", pi); // pi = 3.14 Atenção!!! Não se usa formatação de exibição na função scanf(). 81 O operador de subtração O símbolo representa a operação de subtração. Quando utilizado numa expressão aritmética, ele calcula e diferença entre os operadores envolvidos. Este símbolo também define o operador unário que altera o sinal da constante, variável ou expressão que o sucede. Alterar o sinal de uma variável ou expressão... x = -x; k = -(i + j);... é o mesmo que multiplicar a variável ou expressão por -1 x = (-1)*x; k = (-1)*(i + j); 82

17 O operador de divisão O símbolo / representa a operação de divisão. Uma expressão aritmética contendo diversos valores no numerador ou no denominador deve ser linearizada com o uso de parênteses. x a+ b c + d! x = (a + b)/(c + d); O resultado da operação de divisão depende do tipo dos operandos na expressão. Quando houver apenas operando inteiros... Será realizada a divisão inteira. Quando pelo menos um dos operandos for real... Será realizada a divisão real. 83 O operador módulo O símbolo % representa o operador módulo, que calcula o resto da divisão inteira entre 2 operandos do tipo inteiro. Ex: dividendo quociente! 13 = 5 * divisor resto int D = 13, d = 5; int Q, R; Q = D/d; R = D%d; printf( Resultado da divisão inteira: %d\n, Q) ; printf( Resto da divisão inteira: %d\n, R); 84

18 Operadores de incremento e decremento São utilizados para adicionar ou subtrair 1 unidade de uma variável inteira. i++; // equivale ao comando i = i + 1; j--; // equivale ao comando j = j 1; Notação pré-fixa O valor da variável é atualizado antes de ser utilizado na expressão. i = 3; j = ++i; // i assume o valor 4, j assume o valor de i Notação pós-fixa O valor da variável é atualizado depois de ser utilizado na expressão. i = 3; j = i++; // j assume o valor de i, i assume o valor 4 85 Conversão de tipos em atribuições A linguagem C permite a atribuição de valores entre constantes e variáveis de tipos diferentes. Em alguns casos pode haver perda de informação. (char) = (int) Armazena apenas os bits menos significativos da variável inteira. (int) = (float) Armazena apenas a parte inteira do valor de ponto flutuante. (float) = (char) Armazena o valor inteiro associado ao caractere. (float) = (int) Armazena o valor inteiro como um número de ponto flutuante. 86

19 O tipo char Variáveis ou constantes do tipo char são usadas para amazenar caracteres. Na atribuição de valores a variáveis do tipo char os símbolos devem ser escritos entre aspas simples ' '. Usa-se o código de formatação %c para ler ou exibir valores do tipo char. char c1, c2, c3; c1 = 'O'; c2 = 'b'; c3 = 'A'; printf("%c %c %c\n", c1, c2, c3); printf("%c%c%c\n", c2, c1, c3); // exibe O b A //exibe boa 87 Funções nativas de entrada e saída getchar(): lê um caractere até que a tecla <ENTER> seja pressionada. Se mais de um caractere for digitado, apenas o primeiro caractere será considerado e o restante será descartado. #include <stdio.h> char a; printf("digite um caractere: "); a = getchar(); // armazena a entrada até pressionar <ENTER> printf( Caractere digitado: %c\n", a); 88

20 Funções nativas de entrada e saída putchar(): Exibe na tela o caractere passado como argumento, a partir da posição atual do cursor. #include <stdio.h> #include <ctype.h> char a; printf("digite uma letra minuscula: "); a = getchar(); putchar( toupper(a) ); putchar('\n') 89 Funções nativas de entrada e saída getche(): Lê um caractere do teclado sem pressionar <ENTER> e mostra o que foi digitado. #include <stdio.h> char a; printf("digite um caractere: "); a = getche(); printf("\no caractere digitado foi %c.\n", a); 90

21 Funções nativas de entrada e saída getch(): Lê um caractere do teclado sem pressionar <ENTER> e não mostra o que foi digitado. #include <stdio.h> char a; printf("digite um caractere: "); a = getch(); printf("\no caractere digitado foi %c.\n", a); 91 A função puts() É utilizada apenas para exibir mensagens na tela. A mensagem a ser exibida deverá ser escrita entre aspas. Após a exibição da mensagem, a função puts() muda de linha automaticamente. // Construção do menu puts("digite sua opcao:"); puts("[1] Consultar"); puts("[2] Incluir"); puts("[3] Atualizar"); puts("[4] Excluir"); puts("[5] Encerrar"); printf("-> ");... 92

22 Funções de manipulação de caracteres char a; isalpha(a): testa se o caractere é uma letra. isdigit(a): testa se o caractere é um algarismo. isespace(a): testa se é o caractere espaço ' '. islower(a): testa se é uma letra minúscula. isupper(a): testa se é uma letra maiúscula. tolower(a): converte o caractere para minúscula. toupper(a): converte o caractere para maiúscula. Estas funções estão definidas na biblioteca ctype.h. 93