Trabalho de Formatura: Curso de Linguagem C. Autor: Jair Gustavo de Mello Torres Orientador: Carlos Antônio Alves

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1 Trabalho de Formatura: Curso de Linguagem C Autor: Jair Gustavo de Mello Torres Orientador: Carlos Antônio Alves Ilha Solteira - Junho de 2006

2 Sumário Módulo 1 Apresentação do Histórico e das Características Básicas da Linguagem C Página 1.1 História da Linguagem C Compiladores e Interpretadores Características da Linguagem C Aplicações Escritas em C A Linguagem C Comparada à Outras Linguagens Estrutura de um Programa em Linguagem C Comentários Diretiva #include Uso do ponto-e-vírgula Compreendendo os Tipos de Arquivo 06 Módulo 2 Características e Definições Gerais da Linguagem C Palavras Reservadas em Linguagem C Nomes e Identificadores Usados na Linguagem C Tipos e Dados Modificadores de Tipos Definição de Variáveis Definição de Constantes Constantes Hexadecimais e Octais Constantes Strings Códigos de Barra Invertida Operadores Operador de atribuição Operadores Aritméticos Operadores Relacionais Operadores Lógicos Manipulação de bits Operadores de assinalamento Operadores de Pré e Pós-Incremento Operadores de Endereço Tabela de Operadores da Linguagem C Expressões Conversões de Tipos em Expressões Modeladores (CASTS) Espaçamento e Parênteses 17 Módulo 3 Funções na Linguagem C Funções 20

3 3.2 Variáveis dentro das Funções Main como uma Função Introdução aos Parâmetros Parâmetros Múltiplos Retornando um Valor de uma Função Comando Return Protótipos de Função Biblioteca de Execução Funções que não Retornam Int Variáveis Locais Sobrecarga da Função Declarando Variáveis Globais Solucionando os Conflitos de Nomes de Variáveis Locais e Globais Chamada por Valor Chamada por Referência Obtendo um Endereço Usando um Endereço de Memória Alterando o Valor de um Parâmetro Alterando Somente Parâmetros Específicos Funções Recursivas 33 Módulo 4 - Funções PRINTF() e SCANF() Função PRINTF() Exibindo Valores do Tipo int Usando Printf() Exibindo um Valor Inteiro Octal ou Hexadecimal Exibindo Valores do Tipo Unsigned Int Exibindo Valores do Tipo Long Int Exibindo Valores do Tipo Float Exibindo Valores do Tipo Char Exibindo Valores de Ponto Flutuante em um Formato Exponencial Exibindo Valores em Ponto Flutuante Exibindo uma String de Caracteres Exibindo um Endereço de Ponteiro Precedendo um Valor com um Sinal de Adição ou de Subtração Formatando um Valor Inteiro Saída de Inteiros Preenchida com Zeros Exibindo um Prefixo Antes dos Valores Octais ou Decimais Formatando um Valor em Ponto Flutuante Formatando a Saída Exponencial Justificando à Esquerda a Saída de Printf() Combinando os Especificadores de Formato de Printf() Trabalhando com os Caracteres Escape de Printf() Determinando o Número de Caracteres que Printf() Exibiu Usando o Valor de Retorno de Printf() Função SCANF(): Usando Caracteres em Scanf() que Serão Descartados 44

4 4.2.2 Lendo Valores em Variáveis Lendo String de Caracteres Formatando a Entrada de Scanf() Determinando o Número Máximo de Caracteres a ser Lido Lendo Somente Caracteres Pré-Determinados 46 Módulo 5 - Estruturas de Fluxo de Controle A Declaração If Usando a Declaração Else O Encadeamento If-Else-If A Expressão Condicional Ifs Aninhados A Declaração For Partes do Comando For são Opcionais Laço Null Laço Infinito Usando o operador vírgula da Linguagem C dentro de um laço for A Declaração While Partes de um Laço While A Declaração Do-While Comando Continue Finalizando um Laço Usando o Comando Break Desvios com o comando goto A Declaração Switch As Declarações Switch Aninhadas Laços Aninhados 64 Módulo 6 Matrizes Compreendendo as Matrizes Declarando uma Matriz Requisitos de Armazenamento de uma Matriz Inicializando uma Matriz Acessando Elementos da Matriz Percorrendo em um Laço Elementos da Matriz Usando Constantes Para Definir as Matrizes Passando uma Matriz a uma Função Revisitando as Matrizes Como Funções Como as Matrizes de String Diferem Quantos Elementos Uma Matriz Pode Armazenar Matrizes Multidimensionais Inicializando Elementos em Uma Matriz Bidimensional Percorrendo em Um Laço Uma Matriz Bidimensional Percorrendo Uma Matriz Tridimensional Passando uma Matriz Bidimensional Para uma Função Tratando as Matrizes Multidimensionais Como Uma Dimensão 74

5 Módulo 7 Ponteiros Ponteiros como Endereços Determinando o Endereço de uma Variável Como a Linguagem C trata Matrizes como Ponteiros Aplicando o Operador de Endereço (&) a uma Matriz Declarando Variáveis Ponteiros Desreferenciando um Ponteiro Usando Valores de Ponteiro Ponteiros com Parâmetros de Função A Aritmética de Ponteiros Incrementando e Decrementando um Ponteiro Percorrendo uma String usando um Ponteiro Funções que retornam Ponteiros Criando uma Função que retorna um Ponteiro Uma Matriz de Ponteiros Percorrendo em um Laço uma Matriz de Strings de Caracteres Usando um Ponteiro para um Ponteiro para String de Caracteres Declarando uma Constante String usando um Ponteiro O Ponteiro do tipo Void Ponteiros para as Funções Ponteiro para uma Função Usando um Ponteiro para um Ponteiro para um Ponteiro 84 Módulo 8 - Sistema de Arquivos Introdução O Ponteiro de Arquivo Abrindo um Arquivo Usando FOPEN A Estrutura FILE Fechando um Arquivo Aberto Lendo e Gravando Informações no Arquivo um Caracter de Cada Vez O Ponteiro de Posição do Ponteiro de Arquivo Determinando a Posição Atual no Arquivo O Significado de Canais de Arquivo Lendo Linhas de Textos Gravando Linhas de Texto Exemplo do Uso das Funções Fgets e Fputs As Funções Fread( ) E Fwrite( ) As Funções Fprintf( ) e Fscanf( ) Testando o Final do Arquivo Posicionamento do Ponteiro de Arquivo com Base em sua Posição 97 Atual 8.17 Excluindo um Arquivo 97 Módulo 9 Funções Gráficas na Linguagem C A Tela Gráfica 100

6 9.2 Detectando o Adaptador Gráfico Inicializando a Parte Gráfica Obtendo as Dimensões da Tela Desenhando uma Reta na Tela Desenhando um Retângulo na Tela Desenhando um Ponto na Tela Desenhando um Círculo na Tela Desenhando um Arco Circular na Tela Limpando a Tela Gráfica Mudando as Cores do um Desenho Mudando a Cor de Fundo e o Preenchimento do um Desenho 106 Módulo 10 Estruturas, Uniões, Enumerações e Typedef Estruturas Referenciando os Campos da Estrutura Matrizes de Estruturas Atribuindo Estruturas Passando Estruturas para Funções Ponteiros para Estruturas Matrizes e Estruturas dentro de Estruturas Uniões Enumerações A Palavra Reservada Typedef 118 Módulo 11 Funções de Entrada/Saída (I/O) e Programa Analisador 121 Espectral 11.1 Introdução As Funções inport e outport Placas de Aquisição de Sinais Analógicos Conversor A/D Conversor D/A Fatores de Escala para o Modo Gráfico Fator de Escala Eixo X Fator de Escala Eixo Y Programa: Análise Espectral 126 Referências Bibliográficas 134 Módulo 1 Apresentação do Histórico e das Características Básicas da Linguagem C

7 1.1 História da Linguagem C A Linguagem C é uma linguagem de programação que tem sua origem em outras duas linguagens anteriores: a Linguagem BCPL e a Linguagem B. A Linguagem BCPL foi desenvolvida por Martin Richards. Esta linguagem influenciou a linguagem inventada por Ken Thompson, chamado B. Logo em seguida, Dennis Ritchie desenvolveu a Linguagem C que foi implementada em um DEC PDP-11, usando o sistema operacional UNIX. A Linguagem C, dada a sua simplicidade e flexibilidade, tornou-se ao longo do tempo uma das linguagens de programação mais usadas, sendo utilizada na criação e desenvolvimento de softwares e sistemas operacionais que se tornaram famosos em todo mundo, como por exemplo o Sistema Operacional Windows. Entretanto, a Linguagem C atinge seus limites a partir do ponto em que os programas escritos na linguagem atingem um certo tamanho, entre e linhas, devido à problemas de gerenciamento do código. Para resolver este problema, em 1980, enquanto trabalhava nos laboratórios da Bell, em Murray Bill, New Jersey, Bjarne Stroustrup acrescentou várias extensões à linguagem C e chamou inicialmente esta nova linguagem de C com classes. Em 1983, o nome adotado para esta nova linguagem foi C++. Muitas modificações foram feitas na Linguagem C++ para que ela pudesse suportar a programação orientada a objetos (POO). 1.2 Compiladores e Interpretadores Compiladores e Interpretadores são simplesmente programas sofisticados que agem sobre o código-fonte do seu programa, ou seja, depois que o código-fonte de um determinado programa é escrito ele é submetido à um Compilador ou um Interpretador que fará com que seja possível sua execução em uma determinada máquina. O Compilador lê o programa inteiro e converte-o em um código executável. Uma vez o programa compilado, uma linha de código-fonte está significativamente distante do código executável. O compilador não é necessário para executar o programa, desde que ele já esteja compilado, ou seja, neste caso não será necessário que se tenha um programa instalado na máquina que reconheça o código em questão. O Interpretador lê o código-fonte do seu programa uma linha por vez e executa uma instrução específica contida naquela linha. O interpretador deverá estar presente toda vez que o programa estiver sendo executado, ou seja, é necessário que um interpretador específico da linguagem utilizada esteja instalado na máquina. Existem dois termos freqüentes: tempo de compilação e tempo de execução. O termo tempo de compilação refere-se aos eventos que acontecem durante o processo de compilação e tempo de execução, aos eventos que ocorrem enquanto o programa está sendo executado. Infelizmente, constantemente esses termos estão relacionados a mensagens de erros, como em erros de tempo de compilação e erros de tempo de execução.

8 1.3 Características da Linguagem C Portabilidade entre máquinas e sistemas operacionais, ou seja, um código escrito em linguagem C poderá ser executado em diferentes máquinas independentemente da sua configuração física (hardware) e do sistema operacional residente. A linguagem C é estruturada, com isso desencoraja a utilização dos goto's desvios incondicionais -, que geram os chamados códigos "macarronada". O "goto" é substituído por diversos tipos de laços e desvios, tais como: while, do-while, for; if-thenelse, switch, que permitem ao programador exercer um controle lógico mais eficaz sobre os códigos fontes de seus programas. A linguagem C/C++ possui sub-rotinas com variáveis locais, isto é, funções cujas variáveis são visíveis apenas dentro desta função e somente no momento em que estas funções estejam sendo usadas. Assim as variáveis com mesmo nome, que pertençam a funções distintas, são protegidas dos efeitos colaterais (proteção de variáveis), isto é, uma modificação em nível funcional não acarretará mudança na variável em nível global. Desta forma, mudanças de valores de variáveis no corpo do programa principal não afetam as variáveis de funções e vice-versa, a não ser que o programador assim o queira. Código compacto e rápido, quando comparado ao código de outras linguagem de complexidade análoga. A linguagem C é Case-Sensitive. É importante saber que as letras maiúsculas e minúsculas são tratadas como caracteres distintos. Por exemplo, em algumas linguagens, os nomes de variáveis count, Count e COUNT são três maneiras de se especificar a mesma variável. Entretanto na linguagem C, serão três variáveis diferentes. Então, quando você digitar programas em C seja cuidadoso na utilização correta das letras. 1.4 Aplicações Escritas em C Atualmente, nos Estados Unidos, C é a linguagem mais utilizada pelos programadores, por permitir, dadas suas características, a escrita de programas típicos do Assembler, BASIC, COBOL e Clipper, sempre com maior eficiência e portabilidade, como podemos constatar pelos exemplos abaixo relacionados: Sistema Operacional: UNIX (Sistema Operacional executável em micro computadores e em mainframes). Montadores: Clipper (O utilitário de banco de dados mais usado no Brasil). Planilhas: 1,2,3 e Excel (A planilha eletrônica com maior volume de vendas mundial). Banco de Dados: dbase III, IV e Access (o gerenciador de base de dados mais utilizado no mundo). InfoStar: O Editor de Texto mais utilizado nos USA no Sistema Operacional UNIX. Utilitários: FormTool (Editor de formulário mais vendido no mundo). Aplicações Gráficas: Efeitos Especiais de filmes com Star Trek e Star War. Linguagens como o Power Builder e o Visual Basic, respectivamente as linguagens mais utilizadas nos EUA e no Brasil.

9 No Brasil utilizada por empresas especializadas na elaboração de vinhetas e outros efeitos especiais. 1.5 A Linguagem C Comparada à Outras Linguagens Deve-se entender Nível Alto como sendo a capacidade da linguagem em compreender instruções escritas em dialetos próximos do inglês (Ada e Pascal, por exemplo) e Nível Baixo para aquelas linguagens que se aproximam do Assembly, que é a linguagem própria da máquina, compostas por instruções binárias e outras incompreensíveis para o ser humano não treinado para este propósito. Infelizmente, quanto mais clara uma linguagem for para o humano (simplicidade >) mais obscura o será para a máquina (velocidade <). A Linguagem C é freqüentemente referenciada como uma linguagem de nível médio, posicionando-se entre o Assembly (baixo nível) e o Pascal (alto nível). Uma das razões da invenção da Linguagem C foi dar ao programador uma linguagem de alto nível que poderia ser utilizada como uma substituta para a linguagem Assembly. Entretanto, ainda que a Linguagem C possua estruturas de controle de alto nível, como é encontrado na Pascal, ela também permite que o programador manipule bits, bytes e endereços de uma maneira mais proximamente ligada à máquina, ao contrário da abstração apresentadas por outras linguagens de alto nível. Por esse motivo, a Linguagem C tem sido ocasionalmente chamada de código Assembly de alto nível. Por sua natureza dupla, a Linguagem C permite que sejam criados programas rápidos e eficientes sem a necessidade de se recorrer a linguagem Assembly. A filosofia que existe por trás da Linguagem C é que o programador sabe realmente o que está fazendo. Por esse motivo, a Linguagem C quase nunca coloca-se no caminho do programador, deixando-o livre para usar (ou abusar) dela de qualquer forma que queira. O motivo para essa liberdade na programação é permitir ao compilador C criar códigos muito rápidos e eficientes, já que ele deixa a responsabilidade da verificação de erros para o programador. Observemos o esquema a seguir: Nível Baixo Nível Médio Nível Alto VELOCIDADE CLAREZA Assembler Macro Assembler Forth C Fortran Basic COBOL Pascal Ada MODULA-2 Antes da Linguagem C tornar-se um padrão de fato (meados de 1.988, nos USA), tínhamos, aproximadamente, o seguinte perfil de mercado: - Aplicações de Banco de Dados

10 - Mainframe: COBOL e gerenciadores - Micros: dbase, Clipper e BASIC e gerenciadores como Btrieve. - Aplicações Gráficas: Pascal. - Aplicações Científicas: FORTRAN e Pascal. - Utilitários, Sistemas Operacionais e Compiladores: Assembler. A chegada de poderosos compiladores C (Borland, Microsoft e Zortech-Symantec), revolucionou totalmente estes conceitos pois passou a permitir a construção de praticamente qualquer tipo de aplicação na Linguagem C, normalmente mais rápidas do que na linguagem original e portável entre os diversos ambientes ( roda em DOS, UNIX, etc. com poucas mudanças). Devemos entender no entanto, que apenas temos uma relativa portabilidade, pois a verdadeira portabilidade depende necessariamente da implementação do sistema operacional, necessariamente aberto, o que não existe fora do mundo Unix. Quadro de características de linguagens: Linguagens / Assembler BASIC Clipper COBOL C Características Ideais Pascal Executáveis Curtos ótimo fraco péssimo fraco ótimo Executáveis Rápidos ótimo Bom razoável fraco bom Portáveis péssimo Bom ótimo ótimo bom Manipulação de Bits ótimo razoável péssimo fraco ótimo O quadro anterior, deixa claro o porquê da revolução causada pela Linguagem C, dados os inúmeros pontos fortes da linguagem e a inexistência de pontos fracos da mesma. Não deve-se concluir apressadamente que poderemos desenvolver tudo em C e abandonarmos todas as outras linguagens, pelos seguintes motivos: - Alta base de programas escritos em Assembler, COBOL, BASIC, Pascal. - Conhecimento amplo de linguagens concorrentes como COBOL, Clipper e BASIC. - Melhor adaptação de alguma linguagem para tarefa específica como Gráficos (Pascal), Inteligência Artificial (Prolog, LISP), matemáticas (Pascal e FORTRAN), aplicações comerciais (COBOL, Clipper e BASIC). As versões atuais das linguagens BASIC, C, Clipper, Pascal e COBOL, estão muito mais semelhantes do que o eram ao tempo em que este quadro foi elaborado, portanto na prática muitas vezes este quadro, meramente teórico, pode tornar-se inaplicável. À médio prazo, pode-se afirmar que a Linguagem C deverá ir desalojando as outras linguagens podendo até mesmo tornar-se um padrão de direito, porém devemos lembrar que algumas linguagens foram propostas para isto (Algol, PL/1) e não só não conseguiram atingir seus objetivos como praticamente desapareceram. 1.6 Estrutura de um Programa em Linguagem C

11 Um programa em Linguagem C é formado por uma ou mais funções. Cada função possui um nome exclusivo e corresponde à um bloco de código, delimitado por um par de chaves, contendo um conjunto de declarações, expressões, comandos de controle e chamadas à outras funções. Uma função denominada main é obrigatória em todos os programas, pois é o seu ponto de entrada, isto é, o programa começa a ser executado no início da função main e termina ao final desta função. Normalmente a declaração desta função possui a seguinte forma: int main(void), mas adiante será estudada outra forma de declaração para esta função. Ao concluir a função main, com o comando return, a execução do programa é finalizada, sendo que pelo padrão ANSI, esta função deve retornar 0 (zero) se o programa foi finalizado com sucesso, ou um valor maior que zero caso ele tenha sido finalizado por uma situação anormal. Além da função main, o programa pode possuir outras funções, sendo que estas devem ser, direta ou indiretamente, chamadas pela função main. Abaixo, um programa escrito em linguagem C, muito simples que você pode rodar no seu compilador: /* Seu primeiro programa em linguagem C*/ void main () printf ("Bem vindo ao mundo da programação em C!!!\n"); getchar(); /* Aguarda pressionar Enter */ Comentários Os comentários servem principalmente para documentação do programa e são ignorados pelo compilador, portanto não irão afetar o programa executável gerado. Os comentário iniciam com o símbolo /* e se estendem até aparecer o símbolo */. Um comentário pode aparecer em qualquer lugar no programa onde possa aparecer um espaço em branco e pode se estender por mais de uma linha Diretiva #include Toda a diretiva, em C, começa com o símbolo # no início da linha. A diretiva #include inclui o conteúdo de um outro arquivo dentro do programa atual, ou seja, a linha que contêm a diretiva é substituída pelo conteúdo do arquivo especificado. Sintaxe: #include <nome do arquivo> ou #include nome do arquivo O primeiro caso é o mais utilizado. Ele serve para incluir alguns arquivos que contêm declaração das funções da biblioteca padrão, entre outras coisas. Estes arquivos, normalmente, possuem a extensão.h e se encontram em algum diretório pré-definido pelo compilador. Sempre que o programa utilizar alguma função da biblioteca-padrão deve ser incluído o arquivo correspondente. A tabela a seguir apresenta alguns dos principais.h da linguagem C: Descrição stdio.h - Funções de entrada e saída (I/O) string.h - Funções de tratamento de strings

12 math.h - Funções matemáticas ctype.h - Funções de teste e tratamento de caracteres stdlib.h - Funções de uso genérico A segunda forma, onde o nome do arquivo aparece entre aspas duplas, serve normalmente para incluir algum arquivo que tenha sido criado pelo próprio programador ou por terceiros e que se encontre no diretório atual, ou seja, no mesmo diretório do programa que está sendo compilado Uso do Ponto-e-Vírgula Você pode não ter percebido, mas no código em C apresentado no item 1.6 usamos duas vezes o ponto-e-vírgula, quando terminamos a declaração dos comandos printf() e getchar(). Ele é usado para separar diferentes comandos dentro do seu código em C. Durante o processo de compilação executado pelo compilador, o ponto-e-vírgula mostra ao compilador quando uma linha de comando termina e quando outra linha de comando se inicia. Ou seja, se você esquecer do ponto-e-vírgula seu compilador irá acusar um erro pois ele não irá saber quando termina ou começa um determinado comando dentro do código que você digitou. 1.7 Compreendendo os Tipos de Arquivo Ao criar um programa em linguagem C, você coloca seus comando em um arquivofonte, que tem a extensão.c. Se o seu programa for compilado com sucesso, o compilador irá criar um programa executável com a extensão.exe. Durante a compilação, o compilador cria em seu diretório outros arquivos com extensão.obj. Estes arquivos contém as instruções em forma binária, ou seja 1s e 0s, que o computador compreende. Vale ressaltar que os códigos estudados neste material foram testados no compilador Turbo C Síntese do Módulo É apresentado à seguir, uma síntese do que foi tratado em cada item deste módulo. Com esta síntese você poderá relembrar conceitos vistos durante nosso estudo ou mesmo direcionar seu estudo, caso você já tenha conhecimentos na Linguagem C História da Linguagem C: apresenta um breve relato sobre o desenvolvimento da Linguagem de Programação C. Nele é mostrado que a Linguagem C foi desenvolvida por Dennis Ritchie e que ela é na verdade uma linguagem derivada de outras duas linguagens de programação anteriores, a BCPL e a Linguagem B. Mesmo sendo uma linguagem flexível e poderosa, a Linguagem C chegou a seus limites, e com isso, o desenvolvimento de uma nova linguagem tornou-se inevitável, sendo desenvolvida a Linguagem C++, que na verdade era a Linguagem C com novas características que superaram seus limites. Foram feitas várias modificações e melhorias na Linguagem C++ para que ela pudesse suportar a programação orientada a objeto (POO).

13 2 1.2 Compiladores e Interpretadores: neste item, foi mostrada a diferença entre compilador e interpretador. Compiladores e Interpretadores são programas que traduzem um código-fonte de um programa para a linguagem que a máquina entende. No caso do Interpretador, ele faz isso linha por linha do código-fonte, toda vez que o programa em questão é executado. Ou seja, é necessário que exista na máquina um interpretador específico instalado para a linguagem de programação em que o programa em questão foi escrito. No caso do Compilador é gerado um programa executável, ou seja, o Compilador cria um arquivo que pode ser lido pelo sistema operacional da máquina, eliminando assim a necessidade de um interpretador instalado. Foi visto também que o termo tempo de compilação refere-se aos eventos que acontecem durante o processo de compilação e tempo de execução, aos eventos que ocorrem enquanto o programa está sendo executado Características da Linguagem C: neste item, apresentou-se as principais características da Linguagem C, entre elas: que a Linguagem C é portável; a Linguagem C é estruturada; a linguagem C/C++ possui sub-rotinas com variáveis locais; seu código é compacto e rápido; a linguagem é case-sensitive Aplicações Escritas em C: devido à sua compatibilidade com outras linguagens de programação, como por exemplo, Assembly, Cobol, Clipper, Basic, a Linguagem C é largamente utilizada no desenvolvimento de programas, sistemas operacionais e até em efeitos especiais em filmes A Linguagem C Comparada à Outras Linguagens: neste item foi feita uma comparação entre a Linguagem C e outras linguagens de programação. Mostrouse que a Linguagem C se classifica como uma linguagem de nível médio, pois mesmo possuindo estruturas de controle de alto nível, ela permite a manipulação de bits, bytes e endereços de uma maneira bem próxima à máquina. Além do mais, a Linguagem C é veloz e tem uma alta portabilidade. Mas mostra-se que não é possível pensar em abandonar as outras linguagens e usar-se somente a Linguagem C Estrutura de um Programa em Linguagem C: foi estudado neste item que um programa em Linguagem C é formado por uma ou mais funções. Cada função possui um nome exclusivo e corresponde à um bloco de código, delimitado por um par de chaves, contendo um conjunto de declarações, expressões, comandos de controle e chamadas à outras funções. Uma função denominada main é obrigatória em todos os programas, pois é o seu ponto de entrada, isto é, o programa começa a ser executado no início da função main e termina ao final desta função Comentários: comentários servem principalmente para documentação do programa e são ignorados pelo compilador, portanto não irão afetar o programa executável gerado. Os comentário iniciam com o símbolo /* e se estendem até aparecer o símbolo */ Diretiva #include: neste subitem foi estudada a diretiva #include inclui o conteúdo de um outro arquivo dentro do programa atual, ou seja, a linha que contêm a diretiva é substituída pelo conteúdo do arquivo especificado. Ela serve para incluir alguns arquivos que contêm declaração das funções da biblioteca padrão, entre outras coisas Uso do ponto-e-vírgula: foi visto que o ponto-e-vírgula é usado para separar diferentes comandos dentro do seu código em C. Durante o processo de compilação

14 executado pelo compilador, o ponto-e-vírgula mostra ao compilador quando uma linha de comando termina e quando outra linha de comando se inicia Compreendendo os Tipos de Arquivo: foi explicado detalhadamente os tipos de arquivos usados na programação em Linguagem C, como por exemplo, os arquivos com extensão.c,.exe e.obj. Módulo 2 Características e Definições Gerais da Linguagem C 2.1 Palavras Reservadas na Linguagem C Na Linguagem C existem palavras que são de uso reservado, ou seja, não pode-se usá-las para escrever programas, por exemplo, usando o nome de uma palavra reservada para referenciar uma variável. Uma palavra reservada é essencialmente um comando e, na maioria das vezes, as palavras reservadas de uma linguagem definem o que pode ser feito e como pode ser feito. O conjunto de palavras reservadas em Linguagem C especificado pelo padrão ANSI C são as relacionadas abaixo: auto double int struct break else long switch case enum register typedef char extern return union const float short unsigned continue for signed void default goto sizeof volatile do if static while Como já foi dito no Módulo 1, a Linguagem C diferencia letras maiúsculas e minúsculas, ou seja, char é uma palavra reservada da Linguagem C mas CHAR ou ChAr não é. Reforçando o que já foi mencionado, as palavras reservadas só irão executar os comandos que lhes foram designados. 2.2 Nomes e Identificadores Usados na Linguagem C A Linguagem C chama o que é usado para referenciar variáveis, funções, rótulos e vários outros objetos definidos pelo usuário de identificadores. Quanto aos nomes ou identificadores usados na declaração de variáveis, deve-se considerar as seguintes regras: ('_'); 1 nomes de variáveis começam com uma letra ('A'..'Z', 'a'..'z') ou pelo underscore 2 após podem ser seguidos dígitos, letras e underscores; 3 evitar o uso do '_' no primeiro caractere do identificador de uma variável, pois este tipo de identificadores é de uso do sistema;

15 4 normalmente ao declarar-se uma variável esta será inicializada com zero. Não se deve, no entanto, contar que isto sempre seja verdadeiro, portanto inicializa-se sempre as variáveis. Aqui estão alguns exemplos de nomes de identificadores corretos e incorretos: Correto count test23 high_balance Incorreto 1count Olá! Aqui high..balance Em C os primeiros 32 caracteres de um nome de identificador são significantes. Isso quer dizer que duas variáveis com os 32 primeiros caracteres em comum, diferindo somente no 33º, são consideradas iguais. Como você deve lembrar, em C, letras maiúsculas e minúsculas são tratadas como diferentes e distintas umas das outras. Por isso, count, Count e COUNT são três identificadores distintos. Um identificador não pode ser o mesmo que uma palavra reservada e não devem ter o mesmo nome de uma função tanto uma função que você tenha escrito como uma função de biblioteca da linguagem C. 2.3 Tipos e Dados Quando um programa é escrito em qualquer linguagem de programação é necessário a definição de algumas variáveis. Variáveis são instâncias em que serão armazenados valores utilizados durante a execução de programas. Estas variáveis podem ser modificadas para suportar diferentes tipos de dados. Na tabela abaixo constam os tipos básicos de dados da Linguagem C: Tipo Tamanho (em bits) Intervalo Char a 127 Int a Float 32 3,4E-38 a 3,4E+38 double 64 1,7E-308 a 1,7E+308 void 0 sem valor Modificadores de Tipos Possuindo os tipos básicos de dados, pode-se ainda formatá-los para atender melhor as necessidades de cada situação. Com exceção do tipo void, todos os outros tipos básicos podem ter modificadores precedendo-os. Você pode ter como modificadores signed, unsigned, long e short. Os modificadores signed, unsigned, long e short podem ser aplicados aos tipos de base caractere e inteira. Entretanto, long, também pode ser aplicado ao tipo double. A tabela a seguir mostra todas as combinações permitidas dos tipos básicos e dos modificadores de tipo.

16 Tipo Tamanho (em bits) Intervalo char a 127 unsigned char 8 0 a 255 signed char a 127 int a unsigned int 16 0 a signed int a short int a unsigned short int 16 0 a signed short int a long int a signed long int a unsigned long int 32 0 a float 32 3,4E-38 a 3,4E+38 double 64 1,7E-308 a 1,7E+308 long double 80 3,4E-4932 a 1,1E+4932 A linguagem C permite uma notação simplificada para declaração de inteiro unsigned, short ou long. Você pode simplesmente usar a palavra unsigned, short ou long sem o int. O int está implícito. Por exemplo: unsigned x; unsigned int x; declaram igualmente variáveis inteiras sem sinal. Variáveis do tipo char podem ser usadas para armazenar valores outros que são simplesmente o conjunto de caracteres ASCII. Uma variável char pode ser usada também como um pequeno inteiro com intervalo de 128 a 127, e no lugar de um inteiro quando a situação não requer números grandes. 2.4 Definição de Variáveis Variáveis são instâncias onde o programa em execução coloca os dados que estão sendo processados durante sua execução. As variáveis devem ser declaradas, ou seja, devem ser definidos nome, tipo e algumas vezes seu valor inicial. As variáveis são classificadas em variáveis locais e globais. Variáveis globais são aquelas declaradas fora do escopo das funções. Variáveis locais são aquelas declaradas no início de um bloco e seus escopos estão restritos aos blocos em que foram declaradas. A declaração de variáveis locais deve obrigatoriamente ser a primeira parte de um bloco, ou seja, deve vir logo após um caractere de abre chaves, ''; e não deve ser intercalada com instruções ou comandos. Veja a sintaxe para se declarar uma variável: <tipo> <nome> Exemplos:

17 int mul = 100; char a, b, c; float valor; 2.5 Definição de Constantes O conceito de constantes em linguagens de programação é atribuir um certo valor constante a um nome, e quando este nome for referenciado dentro do código do programa, será utilizado nas operações o valor atribuído a este nome. Ou seja, se for definida a constante PI com o valor 3, , quando for encontrado no código o nome PI, será utilizado em seu lugar o valor 3, Na Linguagem C, constantes podem ser definidas da seguinte maneira : #define <nome_da_constante> valor Exemplos: #define PI 3, #define SINAL "aberto" #define MULT A*B Observe que na definição de uma constante não há o ; no final. Se for colocado, este fará parte do valor associado à constante Constantes Hexadecimais e Octais Em programação algumas vezes é comum usar um sistema de numeração baseado em 8 ou 16 em vez de 10. O sistema numérico baseado em 8 é chamado octal e usa os dígitos de 0 a 7. Em octal, o número 10 é o mesmo que 8 em decimal. O sistema numérico de base 16 é chamado hexadecimal e usa os dígitos de 0 a 9 mais as letras de A até F, que equivalem a 10, 11, 12, 13, 14 e 15. Por exemplo, o número hexadecimal 10 é 16 em decimal. Por causa da freqüência com que estes dois sistemas numéricos são usados, a linguagem C permite que se especifique constantes inteiro em hexadecimal ou octal em vez de decimal, se preferir. Uma constante hexadecimal deve começar com 0x (um zero seguido de um x), seguido pela constante em formato hexadecimal. Uma constante octal começa com um zero. Aqui estão alguns exemplos: hex = 0xFF; /* 255 em decimal */ oct = 011; /* 9 em decimal */ Constantes Strings Outro tipo de constante suportada pela Linguagem C é o tipo string. Uma string é um conjunto de caracteres entre aspas. Por exemplo, você é um vencedor é uma string. Não confunda strings com caractere. Uma constante caractere simples fica entre dois apóstrofos, por exemplo a. Entretanto a é uma string que contém somente uma letra.

18 2.5.3 Códigos de Barra Invertida Colocar todas as constantes caractere entre aspas funciona para muitos caracteres, mas alguns, como o retorno de carro, são impossíveis de serem inseridos em uma string a partir do teclado. Por isso, a linguagem C fornece constantes caractere mais barra invertida especiais. Estes códigos são mostrados na tabela a seguir: Código Significado Código Significado \b Retrocesso \f Alimentação de formulário \n Nova linha \r Retorno de carro \t Tabulação horizontal \ Aspas \ Apóstrofo \0 Nulo \\ Barra invertida \v Tabulação vertical \a Sinal sonoro \N Constante octal \xn Constante hexadecimal Usa-se um código de barra invertida exatamente da mesma maneira como usa qualquer outro caractere. Por exemplo: ch = \t ; printf ( este é um teste\n ); Esse fragmento de código primeiro atribui uma tabulação a ch e, então, imprime este é um teste na tela, seguido de uma nova linha. 2.6 Operadores A linguagem C é muito rica em operadores internos. Um operador é um símbolo que diz ao compilador para realizar manipulações matemáticas e lógicas específicas. A linguagem C possui três classes gerais de operadores: aritméticos, relacionais e lógicos e bit-a-bit Operador de atribuição O operador = atribui um valor ou resultado de uma expressão contida a sua direita para a variável especificada a sua esquerda. Exemplos: a = 10; b = c * valor + getval(x); a = b = c = 1; /*Aceita associação sucessiva de valores*/ Operadores Aritméticos São aqueles que operam sobre números e expressões, resultando valores numéricos. São eles: Operador + Soma - subtração * multiplicação Ação

19 2.6.3 Operadores Relacionais / divisão % módulo da divisão (resto da divisão inteira) - sinal negativo (operador unário) Operam sobre expressões, resultando valores lógicos de TRUE (verdadeiro) ou FALSE (falso). são eles: Atenção! Operador > Maior >= maior ou igual < Menor <= menor ou igual == Igual!= não igual (diferente) Não existem os operadores relacionais: =<, => e <>. Não confunda a atribuição ( = ) com a comparação ( == ). Ação Operadores Lógicos Operam sobre expressões, resultando valores lógicos de TRUE (verdadeiro) ou FALSE (falso). Possuem a característica de short circuit, ou seja, sua execução é curta e só é executada até o ponto necessário. São eles: Operador Ação && operação AND operação OR! operador de negação NOT (operador unário) Exemplos de short circuit : (a == b) && (b == c) /* Se a!= b não avalia o resto da expressão */ (a == b) (b == c) /* Se a == b não avalia o resto da expressão */ Manipulação de bits A manipulação é feita em todos os bits da variável a qual não pode ser do tipo float ou double. Os operadores que manipulam bits estão relacionados abaixo: Operador Ação & bit and bit or ^ bit xor - exclusive or

20 << Rotação a esquerda >> Rotação a direita ~ bit not (complemento) Observação: x << n irá rotacionar n vezes a variável x à esquerda Operadores de assinalamento É expresso da seguinte forma: (operadores combinados) var = var op expr -> var op = expr Onde tempos op como um dos seguintes operadores: Exemplo de aplicação: Operador Ação + Soma - Subtração * Multiplicação / Divisão % módulo (resto da divisão) >> Rotação a direita << Rotação a esquerda & And ^ xor - exclusive or Or i+= 2; /* É equivalente a: i = i + 2 */ j-= 3; /* É equivalente a: j = j 3 */ k >>= 3; /* É equivalente a: k = k >> 3;*/ z &= flag; /* É equivalente a: z = z & flag;*/ Operadores de Pré e Pós-Incremento Operadores de pré e pós-incremento são aqueles usados quando é necessário incrementar ou decrementar um determinado valor. As operações abaixo podem ser representadas assim: i = i + 1; i = ++i; ++i; i = i 1; i = --i; --i; z = a; a = a + 1; z = a++; z = a; a = a 1; z = a--; a = a + 1; z = a; z = ++a; a = a - 1; z = a; z = --a; Operadores de Endereço

21 Exemplos: São operadores usados com ponteiros, para acesso a endereços de memória. int var, *x; x = &var; var = *x; Operador Significado & endereço de uma variável * conteúdo do endereço especificado 2.7 Tabela de Operadores da Linguagem C Operador Função Exemplo C - menos unário a = -b; + mais unário a = +b ;! negação lógica! flag ~ bitwise not a = ~b ; & endereço de a = &b ; * referência a ptr a = *ptr ; sizeof tamanho de var a = sizeof(b) ; ++ incremento ++a; ou a++; -- decremento --a; ou a--; * multiplicação a = b * c; / divisão inteira a = b / c; / divisão real a = b / c; % resto da divisão a = b % c; + soma a = b + c; - subtração a = b c; >> shift right a = b >> n; << shift left a = b << n; > maior que a > b >= maior ou igual a a >= b < menor que a < b <= menor ou igual a a <= b = = igual a a == b!= diferente de a!= b & bitwise AND a = b & c; bitwise OR a = b c; ^ bitwise XOR a = b ^ c; && logical AND flag1 && flag2 logical OR flag1 flag2 = assinalamento a = b; OP= assinalamento a OP= b;

22 2.8 Expressões Operadores, constantes e variáveis constituem expressões. Uma expressão em C é qualquer combinação válida dessas partes. Uma vez que muitas expressões tendem a seguir as regras gerais da álgebra, estas regras são freqüentemente consideradas. Entretanto, existem alguns aspectos das expressões que estão especificamente relacionadas com a linguagem C e serão discutidas agora Conversões de Tipos em Expressões Quando constantes e variáveis de tipos diferentes são misturadas em uma expressão, elas são convertidas para o mesmo tipo. O compilador C converterá todos os operandos para o tipo do operando maior. Isso é feito na base de operação a operação, como descrito nestas regras de conversão de tipos: Todos os chars e shor ints são convertidos para ints. Todos os floats são convertidos para doubles; Para todos os pares de operandos, se um deles é um long double, o outro operando é convertido para uma long double. Se um dos operandos é double, o outro é convertido para double. Se um é long, o outro é convertido para long. Se um é unsigned, o outro é convertido para unsigned. Uma vez que essas regras de conversão tenham sido aplicadas, cada par de operandos será do mesmo tipo e o resultado de cada operação terá o mesmo tipo dos dois operandos. Note que a regra 2 tem muitas condições que devem ser aplicada em seqüência. Por exemplo, considere a conversão de tipos que ocorre na expressão a seguir: Primeiro, o caractere ch é convertido para um inteiro e float f é convertido para double. Então, o resultado de ch/i é convertido para um double, já que f * d é um double.

23 O resultado final é um double, tendo em vista que, neste caso, os dois operandos são double Modeladores (CASTS) É possível forçar uma expressão a ser de um tipo específico usando-se uma construção chamada de modelador. A forma geral de um modelador é: (tipo) expressão (float) x / 2; Onde tipo é um dos tipos dado-padrão da linguagem C. Por exemplo, se x é um inteiro e você quer certificar-se de que a expressão x/2 resulta em um tipo float, garantindo um componente fracionário, pode escrever: Aqui, o modelador (float) é associado com o x, o que faz com que o 2 seja elevado ao tipo float e o resultado seja um float. Entretanto, tome cuidado: se você escrever a expressão acima como segue, o componente fracionário não será considerado: (float) (x / 2); float. Neste caso, uma divisão de inteiros é levada a cabo e o resultado é transformado em Modeladores são freqüentemente considerados como operadores. Como um operador, um modelador é unário e tem a mesma precedência de qualquer outro operador unário Espaçamento e Parênteses Pode-se colocar espaços numa expressão para torná-la mais legível. O uso de parênteses redundantes ou adicionais não causará erros ou diminuirá a velocidade de execução da expressão. É estimulado o uso de parênteses para tornar clara e exata a ordem de avaliação, tanto para você como para outros que precisarem entender o seu programa mais tarde. Por exemplo, as duas expressões seguintes são as mesmas: x=645/(num_entry)-y*(3217/balance); x = 645 / (num_entry) y * (3127 / balance); Qual das duas expressões seguintes é mais fácil de ler? x=y/3-24*temp-127; x = (y/3) (34*temp) 127;

24 2.9 Síntese do Módulo É apresentada, a seguir, uma síntese do que foi tratado em cada item deste módulo. Com esta síntese você poderá relembrar conceitos vistos durante nosso estudo ou mesmo direcionar seu estudo, caso você já tenha conhecimentos na Linguagem C Palavras Reservadas em Linguagem C: foi visto neste item, que na Linguagem C existem palavras que são de uso reservado, ou seja, referenciam comandos ou ações e, portanto, não podem ser usadas pelo programador para referenciar por exemplo uma variável em um determinado programa. Foi apresentado uma tabela relacionando as palavras reservadas da Linguagem C Nomes e Identificadores Usados na Linguagem C: a Linguagem C chama o que é usado para referenciar variáveis, funções, rótulos e vários outros objetos definidos pelo usuário de identificadores. Em C os primeiros 32 caracteres de um nome de identificador são significantes. Um identificador não pode ser o mesmo que uma palavra reservada e não devem ter o mesmo nome de uma função Tipos e Dados: variáveis são instâncias em que serão armazenados valores utilizados durante a execução de programas. Estas variáveis podem ser modificadas para suportar diferentes tipos de dados. Foi visto que os tipos básicos de dados da Linguagem C são: char, int, float, doublé, void Modificadores de Tipos: possuindo os tipos básicos de dados, pode-se ainda formatá-los para atender melhor as necessidades de cada situação. Com exceção do tipo void, todos os outros tipos básicos podem ter modificadores precedendo-os. Foi apresentado uma tabela mostrando todas as combinações permitidas dos tipos básicos e dos modificadores de tipo Definição de Variáveis: foi visto que variáveis são instâncias onde o programa em execução coloca os dados que estão sendo processados durante sua execução. As variáveis devem ser declaradas, ou seja, devem ser definidos nome, tipo e algumas vezes seu valor inicial. As variáveis são classificadas em variáveis locais e globais Definição de Constantes: definimos uma constante quando atribuímos um certo valor constante à um nome. Quando este nome é referenciado dentro de um programa, será utilizado nas operações o valor atribuído a este nome Constantes Hexadecimais e Octais: em programação algumas vezes é comum usar um sistema de numeração baseado em 8 ou 16 em vez de 10. Por causa da freqüência com que estes dois sistemas numéricos são usados, a linguagem C permite que se especifique constantes inteiro em hexadecimal ou octal em vez de decimal, se preferir Constantes Strings: Outro tipo de constante suportada pela Linguagem C é o tipo string. Uma string é um conjunto de caracteres entre aspas. Por exemplo, você é um vencedor é uma string Códigos de Barra Invertida: colocar todas as constantes caractere entre aspas funciona para muitos caracteres, mas alguns, como o retorno de carro, são impossíveis de serem inseridos em uma string a partir do teclado. Por isso, a linguagem C fornece constantes caractere mais barra invertida especiais. Estes códigos foram mostrados em uma tabela.

25 Operadores: Um operador é um símbolo que diz ao compilador para realizar manipulações matemáticas e lógicas específicas. A linguagem C possui três classes gerais de operadores: aritméticos, relacionais e lógicos e bit-a-bit Operador de atribuição: o operador = atribui um valor ou resultado de uma expressão contida a sua direita para a variável especificada a sua esquerda Operadores Aritméticos: são aqueles que operam sobre números e expressões, resultando valores numéricos Operadores Relacionais: operam sobre expressões, resultando valores lógicos de TRUE (verdadeiro) ou FALSE (falso) Operadores Lógicos: operam sobre expressões, resultando valores lógicos de TRUE (verdadeiro) ou FALSE (falso). Possuem a característica de short circuit, ou seja, sua execução é curta e só é executada até o ponto necessário Manipulação de bits: a manipulação é feita em todos os bits da variável a qual não pode ser do tipo float ou double. Os operadores que manipulam bits foram relacionados em uma tabela Operadores de assinalamento: assinalam o uso de uma operação, combinando operadores de tal forma a diminuir o código e facilitar sua posterior compreensão Operadores de Pré e Pós-Incremento: operadores de pré e pósincremento são aqueles usados quando é necessário incrementar ou decrementar um determinado valor Operadores de Endereço: são operadores usados com ponteiros, para acesso a endereços de memória Tabela de Operadores da Linguagem C: foi apresentada uma tabela com os operadores disponíveis na Linguagem C Expressões: operadores, constantes e variáveis constituem expressões. Uma expressão em C é qualquer combinação válida dessas partes Conversões de Tipos em Expressões: quando constantes e variáveis de tipos diferentes são misturadas em uma expressão, elas são convertidas para o mesmo tipo. O compilador C converterá todos os operandos para o tipo do operando maior Modeladores (CASTS): é possível forçar uma expressão a ser de um tipo específico usando-se uma construção chamada de modelador. Modeladores são freqüentemente considerados como operadores. Como um operador, um modelador é unário e tem a mesma precedência de qualquer outro operador unário Espaçamento e Parênteses: pode-se colocar espaços numa expressão para torná-la mais legível. O uso de parênteses redundantes ou adicionais não causará erros ou diminuirá a velocidade de execução da expressão.módulo 3 Funções na Linguagem C

26 3.1 Funções A maioria dos programas apresentam a função main. Quando os programas tornamse maiores e mais complexos, pode-se melhorar a clareza e compreensão do trabalho dividindo-o em partes menores, chamadas funções. Vamos citar o exemplo de um determinado programa, suponha um programa de contabilidade. Poderia haver no programa uma função que efetuasse as operações normais de um contador, uma função diferentes para contas a pagar, uma terceira para contas a receber e uma quarta para gerar um balanço. Se fossem colocados todos os comandos do programa dentro da função main, o programa ficaria muito grande, e seria difícil de compreende-lo. À medida que o tamanho e a complexidade do programa aumentam, aumenta também a possibilidade de erros. Se o programa for dividido em blocos menores e mais facilmente gerenciáveis, poderá evitar erros. Uma função é uma coleção nomeada de comandos que efetuam uma tarefa específica. Por exemplo, a função ola_mundo, usa a função printf para exibir uma mensagem: void ola_mundo (void) printf( Olá mundo!\n ); A palavra chave void diz a Linguagem C que a função não retorna um valor. Em muitos casos, as funções usarão return para retornar o valor de um cálculo para a função chamadora. Se a função não usa return para retornar um resultado, deve-se preceder o nome da função com void. O void que aparece nos parâmetros diz que a função não usa parâmetros. Um parâmetro é a informação que o programa passa para a função. Por exemplo, quando os programas chamam printf, as informações que se especifica dentro dos parênteses são parâmetros. Quando uma função não usa parâmetros, deve-se colocar void dentro dos parênteses. Para usar uma função, especifica-se o nome da função seguido de parênteses. Os programadores referenciam o uso de uma função como uma chamada da função. O programa a seguir, usa a função oi_pessoal: void ola_pessoal(void) printf("ola pessoal!\n"); ola_pessoal(); Ao executar esse programa, a função main é executada primeiro. Como se pode ver, o único comando em main é a chamada da função oi_pessoal. Quando C encontra a chamada da função, imediatamente transfere a execução do programa para a função, iniciando a execução do programa com o primeiro comando da função. Depois que o último comando da função termina, a Linguagem C transfere a execução para o comando que segue imediatamente a chamada da função.