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1 Aula 3 Estruturas de controle Objetivos Esperamos que, ao final desta aula, você seja capaz de: compreender a importância de cada estrutura de controle disponível na Linguagem C; construir programas em C usando as diferentes estruturas abordadas. Pré-requisitos Pelo fato de o estudo da programação ser um processo acumulativo, como pré-requisito para esta aula é necessário que você tenha realmente entendido os conceitos discutidos nas aulas anteriores. Lembre-se de que a web-tutoria está sempre à sua disposição! Introdução As estruturas de controle são a essência de qualquer linguagem de programação, uma vez que determinam a seqüência pela qual as instruções de um programa são executadas. Nesta aula, estudaremos a sintaxe de cada uma dessas estruturas na Linguagem C. 3.1 Estrutura seqüencial ou bloco Na Linguagem C, o ponto-e-vírgula é o terminador de instruções, ou seja, marca o encerramento de uma instrução. Um par de chaves é usado para agrupar instruções em instruções compostas ou blocos, de modo a serem sintaticamente equivalentes a uma instrução única. Assim, um bloco pode ser composto de: UNITINS ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS 1º PERÍODO 35

2 uma única instrução; um conjunto de instruções; nenhuma instrução (instrução vazia). Uma instrução composta ou bloco tem a estrutura: declarações (opcional) instruções 3.2 Estrutura de decisão simples (if) Assim como estudado em Lógica para Programação, na Seleção Simples, uma instrução ou um conjunto de instruções é executado somente se o teste condicional especificado retornar o valor verdadeiro. Caso o resultado do teste seja falso, nenhuma das instruções delimitadas pela estrutura de seleção será executada e a execução das instruções será desviada para a instrução imediatamente seguinte à estrutura de seleção. O exemplo a seguir demonstra a utilização dessa estrutura: ALGORITMO Selecao_Simples; VAR N: Inteiro; INICIO LEIA N; SE N>0 ENTAO IMPRIMA N; FIM SE FIM int main( ) int N; scanf ( %d, &N); if (N > 0) printf ( %d, N); 3.3 Estrutura de decisão composta (if..else) Uma das estruturas de decisão é a instrução if, que admite diversas variantes. A forma genérica dessa instrução é: if condição bloco1; else bloco2. A condição é uma expressão que é avaliada no momento de sua execução. Se for verdadeira (tiver um valor não nulo), é executado o primeiro bloco de instruções (bloco1); se for falsa, então é executado o segundo bloco de instruções (bloco2). 36 1º PERÍODO ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS UNITINS

3 O exemplo a seguir demonstra a utilização dessa estrutura. ALGORITMO Selecao_ Composta; VAR N: Inteiro; INICIO LEIA N; SE N>0 ENTAO IMPRIMA N; SENAO IMPRIMA O valor de N deve ser positivo ; FIM SE FIM int main( ) int N; scanf ( %d, &N); if (N > 0) printf ( %d, N); else printf ( O valor de N deve ser positivo ); 3.4 Estrutura de decisão encadeada (if..else..if) Em muitas situações, precisamos agrupar os testes a fim de realizar refinamentos nos parâmetros de seleção. Para esses casos, normalmente são utilizadas estruturas de seleção aninhadas. O exemplo a seguir demonstra a utilização dessa estrutura em C. ALGORITMO Selecao_Encadeada; VAR N: Inteiro; INICIO LEIA N; SE N>0 ENTAO SE N MOD 2 = 0 ENTAO IMPRIMA esse valor é par ; SENAO IMPRIMA esse valor é ímpar FIM SE SENAO IMPRIMA O valor de N deve ser positivo ; FIM SE FIM int main() int N; scanf ( %d, &N); if (N > 0) if (N % 2 == 0) printf ( %d, N); else printf ( O valor de N deve ser positivo ); UNITINS ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS 1º PERÍODO 37

4 Essa seqüência de else..if s é uma maneira de implementar uma decisão múltipla. O computador avalia as condições de cima para baixo e, logo que encontre uma verdadeira, executa a instrução que lhe está associada, ignorando o resto da cadeia. 3.5 Estrutura de decisão múltipla (switch..case) Apesar de a instrução else..if permitir construir uma estrutura de escolha múltipla, o C fornece uma outra instrução, a instrução switch, que é específica para isso. Nela, é testada sucessivamente uma variável para verificar se coincide com uma lista de valores inteiros (ou caracteres). A sintaxe dessa instrução é: switch (variável) case exp_1 : instr_1; break; case exp_2 : instr_2; break;... default : instr_n; break; Cada um dos casos é rotulado por uma ou mais constantes inteiras ou expressões com constantes, por exemplo, exp_1 pode ser um inteiro, um caractere ou uma expressão de constantes. Se a variável coincidir com um dos casos, a execução começa a partir desse ponto. Todos os rótulos têm de ser diferentes. O caso com rótulo default é executado se não houver mais nenhuma coincidência. O uso de default é opcional, se não for usado e nenhuma coincidência for encontrada, não será executada nenhuma ação. Como já foi visto, quando se verifica uma coincidência entre o valor da variável e um caso, a execução do programa prossegue a partir desse ponto, executando tudo o que vem a seguir, inclusive as instruções correspondentes aos casos posteriores. Para evitar que isso aconteça, você deve usar a instrução break, que força a saída imediata do switch. A razão pela qual a execução de um switch não se limita às instruções de um caso, mas continua a partir desse ponto, é que essa característica tem bastante utilidade em diversas situações. Por exemplo, podemos ter: 38 1º PERÍODO ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS UNITINS

5 switch (variável) case exp_1 : case exp_2 : instr_2; break;... default :... break; Nesse exemplo, é executada a instr_2, se a variável tiver o valor exp_1 ou exp_2. É uma boa prática usar break após o último caso, embora tal não seja necessário. A diferença fundamental entre o switch e o if é que o switch apenas testa igualdade, enquanto a expressão condicional do if pode ser de qualquer tipo. A instrução switch é bastante usada para processar comandos a partir do teclado, tais como a seleção de opções em um menu. Por exemplo, podemos ter uma função que devolva um valor que corresponde à opção selecionada (SIMÕES, 2004). void menu() char ch; printf( Ler ficheiro - 1\n ); printf( Gravar ficheiro - 2\n ); printf( Eliminar ficha - 3\n ); printf( Adicionar ficha - 4\n ); printf( Escolha opção: ); scanf( %d,&ch); switch (ch) case 1 : ler_fich(); break; case 2 : grava_fich(); break; case 3 : apaga_ficha(); break; case 4 : adiciona_ficha(); break; default : printf( Opção inválida! );break; UNITINS ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS 1º PERÍODO 39

6 3.6 Estrutura de repetição (while) Essa estrutura de repetição é equivalente à estrutura ENQUANTO..FACA estudada em Lógica para Programação. A estrutura while tem a sintaxe: while (expressão) ; O tipo da expressão deve ser lógica, ou seja, retornar verdadeiro ou falso. A expressão é avaliada, se não for nula (verdadeira), a instrução é executada e a expressão reavaliada. Esse ciclo continua até que a expressão tenha um valor nulo (falso), passando então o controle do programa para a instrução na linha seguinte ao ciclo. A instrução que constitui o corpo do ciclo pode, na realidade, ser a instrução nula, uma única instrução ou um grupo de instruções. Como exemplo desse tipo de ciclo, temos a seguinte função, que simplesmente espera até que se introduza o carácter A : void espera() char c; c = \0 ; while (c!= A ) scanf( %c,&c); 3.7 Estrutura de repetição (for) Essa estrutura de repetição é equivalente à estrutura PARA..FACA estudada em Lógica para Programação. A estrutura for tem a sintaxe: ; Normalmente, expr_1 é uma inicialização (com uma instrução de atribuição), expr_2 é uma condição (expressão relacional), que testa a variável de controle do ciclo para verificar quando deve sair do ciclo, e expr_3 é um incremento que define como a variável de controle do ciclo deve ser alterada cada vez que o ciclo é executado. O ciclo for será executado enquanto a condição for verdadeira. Quando a condição se tornar falsa, o programa prossegue na instrução a seguir ao ciclo. 40 1º PERÍODO ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS UNITINS

7 As expressões expr_1 e expr_3 são atribuições ou chamadas de funções, e expr_2 é uma expressão relacional. Qualquer uma das três partes pode ser omitida, apesar de terem de ser mantidos os ponto-e-vírgula. Quando expr_2 é omitida, o C substitui por uma constante não nula para que o teste retorne sempre verdadeiro. Por exemplo, o trecho: for (;;) <bloco de instruções>; é um ciclo infinito equivalente ao ciclo while (1) <bloco de instruções>; Um ciclo infinito pode ser interrompido se no seu corpo existir uma instrução break ou return. O programa seguinte permite escrever todos os inteiros entre 1 e 100. void main() int x; for(x=1; x<=100; x++) printf( %d\n,x); Também são permitidas outras operações com a variável de controle do ciclo, além do incremento e decremento. Para mostrar os números entre 5 e 95 de 5 em 5, podemos codificar o seguinte programa: void main() int x; for(x=5; x<100; x=x+5) printf( %d\n,x); 3.8 Estrutura de repetição (do..while) Como você já estudou, os ciclos while e for testam a condição de repetição no início do ciclo. Pelo contrário, o ciclo testa a condição no fim do ciclo, de modo que as instruções que fazem parte do corpo do ciclo são executadas pelo menos uma vez. A sua sintaxe genérica é: UNITINS ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS 1º PERÍODO 41

8 do <bloco de instruções>; while (expressão); A instrução é executada e depois é avaliada a expressão. Se for verdadeira, a instrução é executada novamente, e assim sucessivamente, até que a expressão seja falsa (valor nulo). O ciclo do..while é análogo ao ciclo REPITA..ATE estudado em Lógica para Programação. O programa seguinte lê inteiros do teclado até que seja introduzido um número não superior a 100. void main( ) int n; do scanf( %d,&n); while (n>100); Síntese da aula Nesta aula, foram discutidas as principais estruturas de controle da Linguagem C, tanto as estruturas que permitem desvio condicional quanto aquelas que permitem laços repetitivos. Atividades 1. Indique a opção que apresenta um trecho de código equivalente ao mostrado a seguir. if (tecla == 1 ) Funcao1 ( ); else if (tecla == 2 ) Funcao2 ( ); else if (tecla == 3 ) Funcao3 ( ); else printf ( \nopção invalida! ); 42 1º PERÍODO ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS UNITINS

9 a) c) if (tecla == 1 ) switch (tecla) Funcao1 ( ); case 1 : Funcao1 ( ); break; if (tecla == 2 ) case 2 : Funcao2 ( ); Funcao2 ( ); break; case 3 : Funcao3 ( ); if (tecla == 3 ) break; Funcao3 ( ); default: printf ( \nopção invalida! ); printf ( \nopção invalida! ); b) d) if (tecla == 1 ) switch (tecla) Funcao1 ( ); case 1 : Funcao1 ( ); if (tecla == 2 ) case 2 : Funcao2 ( ); Funcao2 ( ); case 3 : Funcao3 ( ); if (tecla == 3 ) default: printf ( \nopção invalida! ); Funcao3 ( ); printf ( \nopção invalida! ); e) Nenhuma das alternativas anteriores apresenta um código equivalente. 2. Escreva um programa, em Linguagem C, que implemente as principais operações aritméticas de um calculadora simples. O programa deverá ler dois valores reais e a operação a partir do teclado e, em seguida, imprimir o resultado correspondente à operação. Esse procedimento deverá ser repetido até que seja informado o valor 0 como primeiro valor da operação. Comentário das atividades Na atividade 1, de acordo com o que você estudou nesta aula sobre as estruturas de seleção, deveria ter percebido que o trecho de código a ser substituído apresenta um aninhamento de comandos if s. Você deveria lembrar que essa construção é comumente usada para seleções de múltipla escolha. Deveria ter se recordado também que o C possui uma instrução específica para o caso de seleção de múltipla escolha o comando switch..case. Assim, você rapidamente excluiria as UNITINS ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS 1º PERÍODO 43

10 opções (a) e (b), que apresentam soluções com if s. Com isso, você deveria ter avaliado as opções restantes e ter percebido que a opção correta é a opção (c), pois esta apresenta a construção correta de múltipla escolha usando o comando switch..case; a opção (d), apesar de usar esse comando, possui uma construção sem o uso do comando break e, como você estudou nesta aula, isso faz com que, independentemente do caso para o qual a condição de teste seja idêntica, serão executados TODOS os comandos a seguir dessa opção; e, como você encontrou uma alternativa correta, a opção (e) é, naturalmente, incorreta. Na atividade 2, usando as estruturas que foram estudadas nesta aula, você deveria estar apto a responder a essa atividade de diferentes formas. Deveria ter notado que a solução envolve estruturas de seleção e repetição. Uma solução possível é mostrada a seguir com uso da estrutura de repetição do..while. Cabe ressaltar que essa solução pode ser reescrita com o uso da estrutura while. Assim como no teste da operação escolhida, você poderia usar tanto o aninhamento de if s quanto a estrutura switch..case. int main( ) float valor1, valor2; char operacao; do printf ( \ndigite o primeiro valor: ); scanf ( %f, &valor1); if (valor1!= 0) printf ( \ndigite o segundo valor: ); scanf ( %f, &valor2); printf ( \nescolha a operacao [+, -, * ou / ]: ); scanf ( %c, &operacao); if (operacao == + ) printf ( \Resultado: %f, (valor1+valor2)); else if (operacao == - ) printf ( \Resultado: %f, (valor1+valor2)); else if (operacao == * ) printf ( \Resultado: %f, (valor1+valor2)); else if (operacao == / ) printf ( \Resultado: %f, (valor1+valor2)); while (valor1 > 0); 44 1º PERÍODO ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS UNITINS

11 Referências ASCENCIO, Ana Fernanda Gomes; CAMPOS, Edilene Aparecida Veneruchi de. Fundamentos da programação de computadores: Algoritmos, Pascal e C/ C++. São Paulo: Pearson Prentice Hall, ORTH, Afonso Inácio. Algoritmos e programação com resumo das Linguagens Pascal e C. Porto Alegre: AIO, SIMÕES, Carlos. Programação em Linguagem C. [S.l.]: Escola Superior de Tecnologia de Viseu. Instituto Politécnico de Viseu, Disponível em: <http://www.estv.ipv.pt/paginaspessoais/fmorgado/edados/sebenta_c. pdf>. Acesso em: 20 dez ZIVIANI, Nivio. Projeto de algoritmos: com implementações em Pascal e C. 2. ed. São Paulo: Thomson, Na próxima aula Em C tudo é implementado na forma de função. Assim, podemos dizer que a linguagem C nos força a modularizar o código. Na próxima aula, estudaremos esse elemento principal programação em C: as funções. Anotações UNITINS ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS 1º PERÍODO 45

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