Expressões Formato Expressões de atribuição Avaliação de expressões Efeitos laterais Conversão de tipos, implícita e explícita

Transcrição

1 Sumário Expressões Formato Expressões de atribuição Avaliação de expressões Efeitos laterais Conversão de tipos, implícita e explícita Instruções Instrução de expressão Instrução composta... Programação 2007/2008 DEEC-IST 1 Expressões Uma expressão é uma sequência de operandos e operadores que ao ser avaliada se reduz a um valor. Um operador é representado por um conjunto de símbolos da linguagem e indica a realização de uma acção. Um operando é o elemento que sofre a acção de um operador. A linguagem de programação C implementa 7 formatos diferentes de expressões: Primária - Contém um operando e nenhum operador: INT_MAX PI a Postfix, exemplo: a++ Unária, exemplo: -b Binária, exemplo: a % b Ternária, exemplo: a + b c Atribuição, exemplo: a = b + c Vírgula (Comma) Programação 2007/2008 DEEC-IST 2

2 Formato de Expressões Exp. Primária -> Identificador, constante, ou expressão entre parêntesis Exp. Postfix -> Expressão primária Operador Exp. Unária -> Operador Expressão postfix Exp. Binária -> Exp. Ternária -> Exp. Atribuição -> Expressão unária Operador Expressão unária Exp. binária Operador Expressão Operador Expressão Variável Operador Expressão Exp. vírgula (Comma) -> Expressão Operador Expressão Programação 2007/2008 DEEC-IST 3 Expressões de atribuição A expressão de atribuição avalia a expressão do lado direito do operador = e guarda o valor na variável do lado esquerdo do =. A expressão de atribuição tem um valor e um resultado O valor da expressão é o valor da expressão do lado direito do operador =. O resultado consiste na colocação do valor da expressão no operando do lado direiro do operador de atribuição. Após a atribuição do valor, o valor anterior da variável é perdido. Atenção: Não confundir o operador= atribuição, com o operador relacional igual que é representado por== Exemplos int x=5; int w=4; /* Para colocar o valor de x em w */ w=x ; /* Incrementar w de 1 */ w=w+1 ; /* Decrementar w de 20 */ w=w 20 ; /* Valor de w =? */ Programação 2007/2008 DEEC-IST 4

3 Expressões de atribuição O operador de atribuição =, é um operadorinfix (operador é colocado entre os operandos) binário cujo resultado é o valor que é atribuído ao operando da esquerda. Exemplos: x = x + 6 Supondo que a variável x tem o valor 3, a expressão x + 6 é avaliada e produz o resultado de 9. O valor 9 é atribuido à variável x, o que faz alterar o seu valor de 3 para 9. Considere a expressão de atribuição em cadeia w = y = t = 3; ela é avaliada da direita para a esquerda w = (y = (t = 3)); as variáveis t, y e w ficam com o mesmo valor. O ponto e vírgula ; é o terminador da expressão e tem como acção eliminar o valor que é produzido pela expressão. Exemplo /* Qual é o resultado de*/ w=(x=4)/(y=5); a=(b+5=(c=11)); /*?*/ Programação 2007/2008 DEEC-IST 5 Expressões de atribuição Em C é frequente serem utilizadas expressões de atribuição com incremento ou decremento de uma unidade x=x+1; y=y-1; Estas expressões podem ser escritas de forma condensada utilizando os operadores unários de incremento (++) e de decremento (--). ++x /* operador de incremento prefix */ x++ /* operador de incremento postfix */ --y /* operador de decremento prefix */ y-- /* operador de decremento postfix */ Mas caso sejam utilizandos em expressões de atribuição então é necessário ter cuidado: soma=++x; /* É equivalente a */ x=x+1; soma=x; soma=x++; /* É equivalente a */ soma=x; x=x+1; No final da execução da expressão a variável x fica sempre com o mesmo valor. A variável soma é que pode ficar com valor diferente, o qual depende do tipo de operação se prefix se postfix. Programação 2007/2008 DEEC-IST 6

4 Expressões de atribuição Há ainda operadores de atribuição para os casos em que as expressões assumem a forma de variável = variável operador expressão As expressões podem ser escritas na forma variável operador = expressão Exemplos: x+= 5; /* x = x + 5; */ y-= 10; /* y = y - 10; */ z*= cos(a); /* z = z * cos(a) */ Operador Prioridade na avaliação = += -= *= 1º /= %= <<= >>= 2º &= ^= = 3º ATENÇÃO: Os operadores <<=, >>=, &= =, ^= operam sobre bits Exemplo: char x=0xff; x&= 0x01; Programação 2007/2008 DEEC-IST 7 Avaliação de Expressões Na avaliação de expressões são utilizados dois princípios: Precedência (ou prioridade): É utilizada para determinar a ordem de avaliação dos DIFERENTES operadores num expressão complexa. Associatividade: É utilizada para avaliar os operadores com igual grau de precedência. Associação à esquerda - Avaliação da esquerda para a direita 2*3/4%5*6 <=> ((((2*3)/4)%5)*6) Associação à direita - Avaliação da direita para a esquerda a+=b*=c-=4 <=> (a+=(b*=(c-=4))) <=> (a = a +(b = b * (c = c - 4))) Para alterar a ordem de avaliação das expressões devem ser utilizados parêntesis curvos (). Programação 2007/2008 DEEC-IST 8

5 Expressões e efeitos laterais Um efeito lateral ( side effect ) é uma acção que resulta da avaliação de uma expressão. Exemplo I: x = 3 A expressão tem três partes A primeira, à direita do operador de atribuição, há uma expressão primária que tem o valor 3. A segunda, a expressão total (x=3) também tem o valor 3. A terceira, o efeito lateral, a variável x recebe o valor 3. Exemplo II: x = x + 3 Suponha-se que x inicialmente tem o valor 3 A expressão do lado direito do operador igual tem o valor 6. A expressão de atribuição (toda) tem o valor 6. O efeito lateral consiste na alteração do valor da variável x que passa a ter o valor 6. Programação 2007/2008 DEEC-IST 9 Expressões e efeitos laterais Na linguagem C existem 6 efeitos laterais diferentes, 4 pré-efeitos: Incremento e decremento prefixo unários (++a, --a), chamada a uma função e a atribuição. Os efeitos laterais dessas expressões têm efeito antes da avaliação da expressão. 2 pós-efeitos: Incremento e decremento postfix (a++, a--). Os efeitos laterais têm efeito após a expressão ter sido avaliada. Aviso: Em Ansi C, se numa expressão há uma variável que é modificada mais do que uma vez o resultado é indefinido. Exemplo: (a++ - a++) Programação 2007/2008 DEEC-IST 10

6 Expressões e Tokens Tabela com os elementos lexicais da linguagem C Token Operador Classe Precedência Associação Nomes, literais Elementos lexicais simples Primária 16 n/a a[k] Indexação Postfix 16 Esq. para Direita f(...) Chamada a uma função Postfix 16 Esq. para Direita. Selecção directa Postfix 16 Esq. para Direita -> Selecção indirecta Postfix 16 Esq. para Direita Incremento decremento Postfix 16 Esq. para Direita Incremento decremento Prefixo 15 Dir. para a Esq. sizeof Dimensão Unária 15 Dir. para a Esq. ~ Bitwise not Unária 15 Dir. para a Esq.! Negação lógica Unária 15 Dir. para a Esq. - + Simético e sinal de + Unária 15 Dir. para a Esq. & Endereço de Unária 15 Dir. para a Esq. * Indirecção Unária 15 Dir. para a Esq. ( tipo ) Casts Unária 14 Dir. para a Esq. * / % Multiplicativos Binária 13 Esq. para Direita + - Aditivos Binária 12 Esq. para Direita Programação 2007/2008 DEEC-IST 11 Expressões e Tokens Tabela com os elementos lexicais da linguagem C Token Operador Classe Precedência Associação << >> Deslocamento à esquerda e à Binária 11 Esq. para Direita direita < > <= >= Relacional Binária 10 Esq. para Direita ==!= Igualdade, desigualdade Binária 9 Esq. para Direita & Bitwise and Binária 8 Esq. para Direita ^ Bitwise xor Binária 7 Esq. para Direita Bitwise or Binária 6 Esq. para Direita && E lógico Binária 5 Esq. para Direita Ou lógico Binária 4 Esq. para Direita? : Condicional Ternária 3 Dir. para a Esq. = += -= *= Atribuição Binária 2 Dir. para a Esq. /= %= <<= >>= &= ^= =, Avaliação sequencial Binária 1 Esq. para Direita Programação 2007/2008 DEEC-IST 12

7 Expressões com tipos mistos Até este momento admitiu-se que os operandos numa expressão têm todos o mesmo tipo. O que acontece se numa expressão numérica os operandos tiverem tipos diferentes? Por exemplo inteiros e reais? A representação interna (num computador) de um inteiro é diferente da de um real. Regras: Numa expressão de atribuição, o valor final da expressão tem que ser do mesmo tipo que o operando do lado esquerdo do operador de atribuição. Em C, é realizada a conversão de um tipo para o formato apropriado de modo que a expressão possa ser avaliada. Neste caso a conversão é implícita. A regra de conversão segue a representação seguinte: Programação 2007/2008 DEEC-IST 13 Expressões com tipos mistos Em C, é realizada a conversão de um tipo para o formato apropriado de modo que a expressão possa ser avaliada. Neste caso a conversão é implícita. A regra de conversão segue a representação seguinte: char short int unsigned int float unsigned long int long int Hierarquia de Promoção double long double Programação 2007/2008 DEEC-IST 14

8 Expressões com tipos mistos Operações binárias com tipos numéricos diferentes: O compilador promove (promoção automática) o operando de representação mais limitada Considere-se z = x + y; Operando 1 Operando 2 Conversão Resultado int int não int float float não float double double não double int float op1 float float double int op2 double double float double op1 double double Atribuição: O resultado da expressão é convertido ou truncado para o tipo da variável que está à esquerda do operador atribuição Programação 2007/2008 DEEC-IST 15 Expressões com tipos mistos Em vez de deixar que a conversão de tipos seja feita automaticamente pelo compilador, o programador pode instruir o compilador para efectuar a conversão, neste caso, conversão explícita de tipo. Para isso é necessário o operador de conversão (cast). Exemplos: (float) a (int) b (char)(a+b) Qual é o resultado de: (Consultar a tabela com os operadores) int a=3; (float)(a/5) (float) a/5 Programação 2007/2008 DEEC-IST 16

9 Expressões númericas Uma função númerica quando utilizada numa expressão, é avaliada, e o seu valor é utilizado no lugar onde está a função (nome e lista de argumentos). Exemplo: 0.2 * exp(-2.0 * x) + 2 / O C disponibiliza diversas bibliotecas com funções. Dessas destaca-se a biblioteca matemática. A utilização de funções matemáticas implica: A utilização da directiva #include <math.h> No processo de linkagem é necessário especificar a biblioteca (matemática) que contém o código das funções gcc -g -Wall -ansi -pedantic -lm nomefic.c -o nomefic Programação 2007/2008 DEEC-IST 17 Expressões númericas Lista de algumas funções de math.h acos(x) - função inversa do coseno de x cos(x) - coseno de x cosh(x) - coseno hiperbólico de x asin(x) - função inversa seno de x sin(x) - seno de x sinh(x) - seno hiperbólico de x tan(x) - tangente de x exp(x) calcula e levantado a x log(x) - logaritmo de x log10(x) - logaritmo na base 10 de x sqrt(x) - raiz quadrada de x pow(x,y) - calcula o valor de x levantado a y fabs(x) - calcula o valor absoluto de um real Lista de algumas funções de stdlib.h que operam sobre inteiros abs(n) - valor absoluto de n labs(n) - Calcula o valor absoluto de um inteiro long Programação 2007/2008 DEEC-IST 18

10 Instruções Uma instrução ( statement ) provoca a realização de uma acção, isso pode ser traduzido numa ou mais instruções de computador. Em C existem 6 tipos de instruções (de alto nível). Instrução de expressão Instrução composta Instruções Instrução de rótulo Instrução de selecção Instrução iterativa / de repetição Instrução de salto Programação 2007/2008 DEEC-IST 19 Instrução de expressão Uma expressão é transformada numa instrução colocando um ; no fim da expressão. Exemplo I: a=1; O efeito da expressão é guardar o valor 1 na variável a. O valor da expressão é o valor 1. Após o valor ter sido guardado, a expressão é finalizada (devido ao ;) e o valor da expressão é eliminado. O programa passa para a próxima instrução. Exemplo II: a=b=2; A instrução é composta por duas expressõesa=(b=2); A expressão em parêntesis tem o efeito de atribuir o valor 2 à variavél b. O valor da expressão é 2. Este valor é depois guardado na variável a. Como a expressão termina com o ; o valor 2 é eliminado e o programa passa para a instrução seguinte. Programação 2007/2008 DEEC-IST 20

11 Instrução de expressão Exemplo III: aux=scanf( %d,&x); Esta instrução tem dois efeitos laterais. O primeiro é procurar a função scanf de modo a que seja lido um valor do teclado para colocá-lo na variável x (atenção ao endereço da variável). O segundo efeito consiste em armazenar o valor de retorno da função, o qual representa o número de valores que foram convertidos com sucesso. Neste caso pode ser 1 (se sucesso), 0 ou EOF (se insucesso). O operador de atribuição permite armazenar o valor na variável aux. A expressão termina com o ; e o valor de retorno da função scanf é eliminado. Exemplo IV: num_char_no_ecra=printf( Numero de caracteres ); A função printf tem o efeito de apresentar no ecrã os caracteres que fazem parte da string constante, e retorna um número correspondente ao número de caracteres que foram escritos no ecrã. Normalmente não é necessário armazenar esse número e como consequência a instrução é utilizada da forma seguinte printf( Numero de caracteres ); Exemplo V: Outras instruções que não são utilizadas mas que estão sintaticamente correctas são: b; 3; ; Programação 2007/2008 DEEC-IST 21 Instrução composta Uma instrução composta consiste num bloco (unidade) de código com zero ou mais instruções que começa com { e termina com } Numa instrução composta é obrigatório que o código com as declarações e as definições esteja antes de qualquer instrução. Note-se que a seguir ao } não é necessário colocar o ponto e vírgula. Se isso for feito o compilador considera que o ; corresponde a uma instrução nula. Exemplo: { /* definicoes locais */ int a, b=1, c=2; /* Instrucoes */ a=++b-c--; } Programação 2007/2008 DEEC-IST 22

12 Problemas Problema: Desenvolva um programa que efectue o cálculo do custo total de uma encomenda. A encomenda é composta por diversos produtos. Considere que existem somente 3 produtos base: A,B,C. O programa deve ler a quantidade dos produtos, os preços unitários pa, pb; pc e o iva de cada produto, ivaa, ivab, ivac. Resolução:? Problema: Um automobilista tem que realizar por dia um total de 60 km. Se o automobilista sair de casa na hora de ponta, o automóvel consome 8L por cada 100Km, de gasolina sem chumbo 95, num terço do percurso, e no resto do percurso o automóvel consome 15L por cada 100Km. Mas se o automobilista sair de casa fora da hora de ponta, então o automóvel consome 7L aos 100Km em dois terços do percurso e 9L aos 100Km no resto do percurso. Quanto é que custa a viagem ao automobilista em ambas as situações? Programação 2007/2008 DEEC-IST 23 Resolução do problema 2 /******************************************* ****Programa que calcula o comsumo de um automobilista em duas situações, uma fazendo a viagem em hora de ponta e outra fazendo a mesma viagem mas fora do hora de ponta */ #include <stdio.h> int main(void) { const float total_distancia = 60; /*Km*/ const float gas_hora_ponta_1 = 8.0/100, gas_hora_ponta_2 = 15.0/100; /*Litros de gasolina / Km*/ const float gas_fora_1 = 7.0/100, gas_fora_2=9.0/100; /*Litros de gasolina / Km*/ const float hora_ponta_1 = 1.0/3, hora_ponta_2 = 2.0/3; /*Troços*/ const float fora_1 = 2.0/3, fora_2 = 1.0/3; /*Troços*/ float consumo_hora_ponta; float consumo_fora; /*Calculo do consumo na hora de ponta */ consumo_hora_ponta=total_distancia* (hora_ponta_1*gas_hora_ponta_1+ hora_ponta_2*gas_hora_ponta_2); /*Calculo do consumo fora do hora de ponta*/ consumo_fora=total_distancia* (fora_1*gas_fora_1+ fora_2*gas_fora_2); /* apresentação dos resultados dos calculos no écran */ printf("o consumo saindo em hora de ponta é: %4.2fL\n", consumo_hora_ponta); printf("o consumo saindo fora da hora de ponta é: %4.2fL\n", consumo_fora); return 0; } Programação 2007/2008 DEEC-IST 24