9 Laços. Unesp Campus de Guaratinguetá

Transcrição

1 9 Laços Unesp Campus de Guaratinguetá Curso de Programação Computadores Prof. Aníbal Tavares Profa. Cassilda Ribeiro Ministrado por: Prof. André Amarante

2 9 Laço (Enlaçamento) Existem situações em que uma operação ou uma série de operações deve ser repetida vária vezes. Nestes casos utilizase uma estrutura de controle chamada laço ou enlaçamento. O laço é uma construção fundamental em programação e existem várias formas de laço, a saber: 1. Laços Condicionais 1.2. Laços Controlados por Entrada Entrada controlada por contador Entrada controlada por sentinela 1.3 Laços com teste no final 2. Laços Contados A seguir será visto em detalhe cada um desses laços. Laços 2

3 9 - Enlaçamento 9.1. Laços Condicionais O laço condicional testa uma condição e repete uma seqüência de ações enquanto a condição testada for verdadeira. Ou seja, ele fica repetindo uma seqüência de ações, enquanto a condição for verdadeira Em linguagem algorítmica ele pode ser expresso da seguinte forma: Enquanto condição faça comando Ou Enquanto (condição) faça Início comando1 comando2... comandon Fim Laços 3

4 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Vejamos agora o exemplo do cálculo do resto inteiro de uma divisão. Um maneira de se calcular o resto de uma divisão é através de sucessivas subtrações. Suponha, por exemplo, que desejamos calcular o resto da divisão de 7 por 3. Isto pode ser feito da seguinte maneira: 1) Inicialmente fazemos p=7 e d=3 2) Perguntamos se (b > a) (7>3). Se a resposta for sim, então fazemos (b=b-a) (b=7-3=4) e perguntamos novamente se (b > a) (4 > 3). Se a resposta for sim, então fazemos novamente (b=b-a) (b=4-3=1) e mais uma vez perguntamos se (b>a) (1>3). Como agora b não é maior que a, então paramos de perguntar e fazemos resto=1 Laços 4

5 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Observe que ficamos repetindo a ação de subtrair (b=b-a) enquanto a condição (b>=a) foi verdadeira. No momento em que b<a, paramos o laço. Graficamente: Solução/Algoritmo: 7 >= 3 V > 3 V > 3 F r 1 Laços 5

6 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Resto da divisão: b a r c nº de vezes que será executado o laço Algoritmo resto Escreva( Digite a e b ) Leia(a,b); Enquanto (b >= a) faça b b a; fim enquanto r b; Escreva( resto=, r); Instruções Possíveis: Solução/Algoritmo: b >= a V b b - a b >= a V b b - a b >= a F r - >= F V b Laços 6

7 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Como saber se um número é par ou ímpar? Um número é par se é divisível por 2! Resto da divisão: b r Ou seja, se b é par, então, para a = 2, r = 0! a c Caso particular do Algoritmo Anterior + Verificação Solução/Algoritmo a 2; Leia (b); Enquanto (b >= a) faça b b a; r b; Se (r = 0) Então Escreva( b eh par ); Senão Escreva( b eh ímpar ); Laços 7

8 Em linguagem C o laço condicional Enquanto é feito através do comando while, isto é: while (condição) { } 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Comando while comandos; While (condição) condição F V comandos OBS: O processo é repetido enquanto a condição for verdadeira. Laços 8

9 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais O while funciona do seguinte modo: 1º. Avalia a condição 2º.Se a condição for Falsa (0-zero), o laço termina e o programa continua na instrução imediatamente após o while. 3º. Se a condição é verdadeira (diferente de zero), executa os comandos do bloco. 4º. Volta ao passo 1º. Observação Importante: Cada verificação da condição lógica com a conseqüente execução de ações é denominada de iteração (passos 1, 2 e 3). Laços 9

10 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais O comando while aparentemente é igual ao comando if, mas isto não é verdade. A semelhança está somente no fato que ambos avaliam uma condição antes de executar a ação. A diferença fundamental entre o while e o if é a seguinte: O comando while avalia a condição. Se ela for verdadeira ele executa um comando ou um bloco de comandos, e volta para avaliar novamente a condição. Ele fica repetindo esses passos enquanto a condição for verdadeira. O comando if avalia a condição. Se ela for verdadeira ele executa o comando ou bloco de comandos somente uma vez. O comando if não fica repetindo a mesma ação. Laços 10

11 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Diferença a entre o comando if e o while -Fluxograma while (condição) if (condição) condição V comandos condição V comando1 F F OBS: 1- Do mesmo modo que no comando if, a condição do comando while, deve sempre ser colocada entre parênteses. 2- O comandos de um laço também são chamados de corpo do laço. Laços 11

12 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Comando while para calcular o resto da divisão inteira Algoritmo Resto Início Leia(a,b); Enquanto (b >= a) faça b b a; fim enquanto Escreva( resto=, b); b - a F b V b b-a; Início Laços 12

13 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Comando while para calcular o resto da divisão inteira Algoritmo Resto Leia(a,b); Enquanto (b >= a) faça b b a; fim enquanto Escreva( resto=, b); Programa Resto #include <stdio.h> #include <stdlib.h> main() { int a, b; printf( Insira a e b: ); scanf( %d %d,&a,&b); while (b >= a) b = b a; printf( Resto = %d,b); } Laços 13

14 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Comando while para evitar repetição de comandos Problema Cansativo Deseja-se mostrar a seguinte figura na tela: * * * * * Construir um programa que realize isto. Programa Cansativo #include <stdio.h> main() { printf( *\n ); printf( *\n ); printf( *\n ); printf( *\n ); printf( *\n ); } Laços 14

15 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Comando while para evitar repetição de comandos Fluxograma Não Cansativo Início i i+1; V i <= 5 F Início *\n Programa Não Cansativo #include <stdio.h> main() { int i = 1; while (i <= 5) { printf( *\n ); i = i + 1; (ou i++;) } } Laços 2215

16 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Comando while para evitar repetição de comandos Programa Não Cansativo #include <stdio.h> main() { int i = 1; P1 P2 P3 } while (i <= 5) { } printf( *\n ); i = i + 1; Execução Programa Iteração P1 P2 P3 1 i<=5 (v) *\n i=2 2 i<=5 (v) *\n i=3 3 i<=5 (v) *\n i=4 4 i<=5 (v) *\n i=5 5 i<=5 (v) *\n i=6 6 i<=5 (f) - - Laços 16

17 9.1 Enlaçamento: Laços Condicionais Laços Controlados por Entrada Foi visto que através de um laço apropriado, é possível repetir o algoritmo um certo número de vezes. No laço controlado por entrada a condição para ver se o laço vai ser executado ou não é testada antes do laço. Se a condição for verdadeira o laço será executado, e retornará ao começo para se testar novamente a condição de parada. Laços 17

18 9.1.2 Laços Controlados por Entrada Se a condição não for verdadeira o laço não será executado e o controle de execução passa para a primeira linha após o laço. O processo de retorno para ler dados adicionais não é problema, pois já se conhece a estrutura do laço. A dificuldade está em saber quando parar. Apresentaremos a seguir duas formas de se fazer isso, a saber: a) Entrada controlada por contador b)entrada controlada por sentinela Laços 18

19 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador a) Entrada controlada por contador Introduz-se um dado adicional no início do conjunto de dados. Este dado adicional fornece o número de vezes que o laço deve ser repetido. Introduz-se uma variável contadora para controlar o número de vezes que o laço deve ser repetido Laços 19

20 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Exemplo1 - Fazer um algoritmo e um programa em C que escreva na tela os 20 primeiros números inteiros. Algoritmo imprime_inteiros Variáveis: i inteiro. Início algoritmo i 1. Enquanto ( i 20) faça início escreva ( i ). i i + 1. fim Fim algoritmo //prog imprime_inteiros #include <stdio.h> #include <stdlib.h> main() { // início programa int i=1; While (i <= 20) { //início do while printf( %d \n, i); i=i+1; } //fim do while system( pause ); }//fim programa Laços 20

21 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador No exemplo anterior, observe que: 1º. A variável i é quem controla o número de vezes que o laço é executado, então: a) é necessário atribuir um valor inicial para a variável i antes do while, para que ele possa analisar a condição. b) dentro do corpo do while, após ter impresso o valor do i, é necessário incrementá-lo de uma unidade (i=i+1), para que o while pare de ser executado após 20 voltas. 2º. É necessário colocar as chaves { } marcando o início e o fim do while porque dentro dele estão sendo executados dois comandos. 3º. Se não fossem colocadas as chaves { }, iria ocorrer um laço infinito, que imprimiria somente o número 1, pois a variável de controle do laço nunca seria alterada e a condição do laço seria Laços 21 eternamente verdadeira.

22 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Exemplo 2- Escreva um algoritmo e um programa em C que dado um Número qualquer, seja calculado e impresso a tabuada desse número. Algoritmo tabuada Variáveis: i,n, resp: inteiro. Início algoritmo escreva ( Qual tabuada deseja imprimir ) Leia (n) i 1. Enquanto ( i 10) faça início resp n * i escreva ( resp ). i i + 1. fim Fim algoritmo Laços 22

23 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Em linguagem C o algoritmo anterior torna-se //Exemplo 2 - prog tabuada #include <stdio.h> #include <stdlib.h> main() { // inicio programa int i, n, resp; i=1; printf( Qual tabuada vc deseja? ); scanf( %d,&n); While (i <= 10) { //inicio do while resp=n * i; printf( %2d*2d=%2d\n,n,i,resp); i=i+1; } //fim do while system( pause ); }//fim programa Laços 23

24 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Exemplo 3: Dado um valor m, calcular a soma de 1 até m. Idéia: i 1 2 m soma Iteração i soma Observação: A variável i serve para percorrer as variáveis de 1 até m. Cada vez que um valor é apresentado, ele será armazenado na variável soma. Portanto, pode-se dizer que i é uma variável contadora ao passo que soma é uma variável acumuladora. Laços 24

25 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Exemplo 3: Dado um valor m, calcular a soma de 1 até m. Algoritmo CalculaSoma Variáveis: i inteiro; Início algoritmo i 0; soma 0; Leia(m); Enquanto ( i m) faça soma soma + i; i i + 1; fim enquanto Escreva ( Soma=,soma); Fim algoritmo Programa em C #include <stdio.h> main() { // início programa int m, i=1, soma=0; printf( Valor de m: ); scanf( %d,&m); while (i <= m) { //início do while soma = soma + i; i=i+1; } //fim do while printf( Soma=%d,soma); Laços 25 }//fim programa

26 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Exemplo 4: Fazer um algoritmo e um programa em C que calcule e imprima a soma dos quadrados dos 100 primeiros números inteiros. Algoritmo Soma_quadrados Variáveis: soma, contador, N : inteiro Início 1. [Inicializar variáveis] soma 1 contador 1 Escreva ( Quantos números você quer somar? ) Leia (N) 2. [Somar os números] Enquanto (contador<=n) faça Início enquanto soma soma + (contador 2) contador contador + 1 Fim enquanto 3. [Imprimir resultado] Escreva ( O valor da soma é:`, soma) Fim algoritmo Laços 26

27 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Exemplo 4: Fazer um algoritmo e um programa em C que calcule e imprima a soma dos quadrados dos 100 primeiros números inteiros. //Programa exemplo 4 #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <math.h> main() { int soma, contador, N; //[Ler dados] printf("digite quantos numeros vc quer somar?\n"); scanf("%d",&n); //[Inicializar variáveis] soma = 0; contador = 1; //[Estabelecer o laço] while (contador <= N) {//inicio while //[Calcular a soma parcial] soma=soma + pow(contador,2); //[Reajustar o contador] contador = contador + 1; }//fim while //[Imprimir resultado] printf("soma = %d\n",soma); system("pause"); }// Fim programa Laços 27

28 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Exemplo 5: Faça um algoritmo que calcule o fatorial de um valor lido. As variáveis N, Produto e Multiplicador são do tipo inteiro Idéia: Fatorial i prod 1! = ! = 2 *1! 2 2*1 (n-1)! = (n-1)*(n-2)! n-1 (n-1)* *1 n! = n*(n-1)! n n*(n-1)* *1 Laços 28

29 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Exemplo 5: Faça um algoritmo que calcule o fatorial de um valor lido. As variáveis N, Produto e Multiplicador são do tipo inteiro Algorítmo Fat_N Variáveis: N, Produto, Multiplicador : Inteiro. Início 1. [Ler dados] Escreva ( Digite o numero para se calcular o fatorial ) Leia (N) 2. [Inicializar variáveis] Produto 1 Multiplicador N Continua 3. [Estabelecer o laço] Laços 29

30 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador continuação do exemplo 1 3. [Estabelecer o laço] Enquanto (multiplicador 1) faça Início 3.1. [Calcular o produto parcial] Produto Produto * Multiplicador 3.2 [Reajustar o multiplicador] Multiplicador Multiplicador 1 Fim enquanto 4. [Imprimir resultado] Escreva ( Fatorial de`, N, =`, Produto) 5. [Terminar] Fim Laços 30

31 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador //Programa exemplo 5: Fat_N #include <stdlib.h> #include <stdio.h> main() { int N, Produto, Multiplicador; //[Ler dados] printf("digite o numero para se calcular o fatorial\n"); scanf("%d",&n); //[Inicializar variáveis] Produto=1; Multiplicador=N; Laços 31

32 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador //[Estabelecer o laço] while (Multiplicador >= 1) { //inicio while //[Calcular o produto parcial] Produto = Produto * Multiplicador; //[Reajustar o multiplicador] Multiplicador= Multiplicador-1; } //fim while //[Imprimir resultado] printf("fatorial de %d = %d\n",n,produto); system("pause"); } // Fim programa Laços 32

33 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Exemplo 6: Fazer um algoritmo e um programa em C que calcule e imprima os n primeiros termos da série: 1+1/2+1/3+1/ /n Algoritmo serie01 Variáveis: i,n: inteiro; soma, elem : real; Início algoritmo escreva ( Quantos numeros vc deseja imprimir ) Leia (n) i 1. s 0.0 elem 1 Escreva( serie: ) Continuação... Enquanto ( i n) faça início elem (1/i) s s + elem escreva ( elem ). i i + 1. fim Escreva( Valor da soma:,s) Fim algoritmo Laços 33

34 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador //Programa Exemplo 6 #include <stdlib.h> #include <stdio.h> main() { int i,n; float s, elem; //leitura de dados printf ("Quantos numeros vc deseja imprimir\n"); scanf ("%d",&n); i = 1; s = 0.0; elem = 1.0; printf("serie:"); while ( i <= n) { //início elem = (1.0/i); s = s + elem; printf("%5.4f ",elem ); i = i + 1; } //fim printf("\n\nvalor da soma:%5.4f\n\n",s); system("pause"); } Laços 34

35 9.1.2 Enlaçamento: amento: Laços Controlados por Entrada : Mais Exercícios cios Exemplo 6: VERSÃO 2: Soma de trás para frente Algoritmo serie_h; variaveis n: integer; h: real; inicio escreva( Entre com o valor de n ) leia(n); h:=0; Enquanto (n > 0)faça h := h + 1/n; n := n-1; fim enquanto escreva( o valor de h eh:,h); fim algoritmo Laços 35

36 9.1.2 Enlaçamento: amento: Laços Controlados por Entrada : Mais Exercícios cios //Programa serie versão2 #include <stdlib.h> #include <stdio.h> main() { int n; float h; printf ("Entre com o valor de n\n"); scanf("%d",&n); printf("para n = %d,",n); h = 0; while (n > 0) { h = h + 1/float(n); n = n-1; } printf(" o valor de h eh:%f\n",h); system("pause"); } Ao executar o programa teremos: Laços 36

37 9.1.2 Enlaçamento: amento: Laços Controlados por Entrada : Mais Exercícios cios Exemplo 7: Faça um algoritmo e um programa em C que, dadas as notas individuais em três aspectos do ano escolar num curso (Lab, Exame_inter, Exame_final) para um estudante com nº. de matrícula Nmatric, calcule a média final com pesos 20%, 30% e 50%, respectivamente. O relatório de saída é uma linha impressa para cada estudante, fornecendo o número do aluno, suas notas individuais, a média final e dizendo se ele foi aprovado ou reprovado. A entrada é controlada por contador. A variável n_estudantes indica o número de estudantes a ser processado; a variável contador dá o número de registros já processados. Ambas são Laços variáveis inteiras.

38 9.1.2 Enlaçamento: amento: Laços Controlados por Entrada : Mais Exercícios cios Algoritmo Relatório Variáveis Lab, Exame_inter, Exame_final : real Média : real Nmatric, n_estudantes, contador : inteiro Início 1. [Entrar contador de dados, neste caso, número de estudantes] Leia (n_estudantes) 2. [Inicializar contador de registros processados] contador O continua... Laços 38

39 9.1.2 Enlaçamento: amento: Laços Controlados por Entrada : Mais Exercícios cios 3. [Iniciar repetição controlada por contador]...continuação pg. anterior Enquanto (contador < n_estudante) faça início enquanto 3.1 [Ler os registros dos alunos] Leia (Nmatric, Lab, Exame_inter,Exame_final) 3.2 [Calcular média] Media 0.2*Lab + 0.3*Exame_inter + 0.5*Exame_final 3.3 [Imprimir resultados] Escreva ( Número de matrícula:, Nmatric) Escreva ( Nota Laboratório,Lab) Escreva ( Exame Intermediário:,Exame_inter) Escreva ( Exame Final:, Exame_final) Escreva ( Média Final:, Media) continua... Laços 39

40 9.1.2 Enlaçamento: amento: Laços Controlados por Entrada : Mais Exercícios cios...continuação pg. anterior Se Média 5.0 Então Escreva ( Aluno Aprovado`) Senão Escreva ( Aluno Reprovado`) 3.4. [atualizar o contador de registros realmente processados] contador contador + 1 Fim enquanto 4. [Terminar] Saída Fim Algoritmo Laços 40

41 9.1.2 Enlaçamento: amento: Laços Controlados por Entrada : Mais Exercícios cios //Prog01_Lacos Exemplo 7 //usando laços com contador #include <stdlib.h> #include <stdio.h> main() { float Lab, Exame_inter,Exame_final; float Media; int n_estudante,contador,nmatric; //1.Entrar contador de dados, neste caso, número de estudantes] printf("digite o numero de alunos: "); scanf("%d",&n_estudante); printf("\n\n" ); Código em C continua na próxima pag. Laços 41

42 9.1.2 Enlaçamento: amento: Laços Controlados por Entrada : Mais Exercícios cios //2.Inicializar contador...continuação contador = 0; //3.Iniciar Laço controlado por contador while (contador < n_estudante) { // início enquanto // 3.1 Ler dados dos alunos printf("digite o numero de matricula do aluno: "); scanf("%d/n",&nmatric); printf("digite as notas de Lab, Exame_inter e Exame_final do aluno %d\n",nmatric); scanf("%f%f%f",&lab,&exame_inter,&exame_final); //3.2 [Calcular média] Media = 0.2*Lab+0.3*Exame_inter+0.5*Exame_final; Laços 42

43 9.1.2 Enlaçamento: amento: Laços Controlados por Entrada : Mais Exercícios cios } //3.3 Imprimir resultados... continuação printf("\tnumero do estudante:%d\n",nmatric); printf("\tnota Laboratorio:%5.2f\n",Lab); printf("\texame Intermediario:%5.2f\n",Exame_inter); printf("\texame Final:%5.2f\n",Exame_final); printf("\tmedia Final:%5.2f ",Media); if (Media <= 5.0) printf( \taluno Reprovado\n ); else printf( \taluno Aprovado\n ); //3.4. Atualizar o contador de registros realmente processados contador= contador +1 ; } // Fim enquanto system("pause"); Laços 43

44 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Laços infinitos Cuidado! Os laços infinitos ocorrem quando a condição lógica do while não se torna falsa por 2 motivos: (i) Erro de atualização da variável associada a condição lógica (ii) A condição lógica é inadequada. Laços 44

45 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Laços infinitos Cuidado! Fluxograma Infinito Programa Infinito Início i <= 5 F Início V \n #include <stdio.h> main() { int i; i = 1; while (i <= 5) printf( *\n ); } Laços 45

46 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Laços infinitos Cuidado! Programa Infinito #include <stdio.h> main() { int i; i = 1; P1 while (i <= 5) printf( *\n ); } P3 P2 Execução Infinito Iteração P1 P2 P3 1 i<=5 (v) *\n i=1 2 i<=5 (v) *\n i=1 3 i<=5 (v) *\n i=1 4 i<=5 (v) *\n i=1 5 i<=5 (v) *\n i=1 6 Laços 46

47 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Laços infinitos Os programas são equivalentes! Programa Infinito #include <stdio.h> main() { int i; i = 1; while (i <= 5) printf( *\n ); i = i + 1; } Programa Infinito #include <stdio.h> main() { int i; i = 1; while (i <= 5) printf( *\n ); } Laços 47

48 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador Ex1: Em cada um dos segmentos de algorítmo, indicar se o laço termina ou não. Se não, porquê? Assumir que todas as variáveis são inteiras. a) contador Ø; total Ø; Enquanto (contador 0) faça total total + 2; Este laço não termina, pois o valor de contador se mantém sempre = 0. Laços 48

49 9.1.2 Laços Controlados por Entrada: Contador b) contador 0; total 0; Enquanto (contador <= 10) faça total total + 1; contador contador + 1; Termina quando contador = 11 c) total 0; index 15; Enquanto (index 15) faça total total + 1; index index 1; Não fecha, pois a variável index será sempre < 15. O laço fecharia se fizéssemos index index + 1; Laços 49

50 Unesp-Campus de Guaratinguetá 9 Laços FIM Aula 9 Referências dos slides Curso de Programação de Computadores Prof. Aníbal Tavares Profa. Cassilda Ribeiro Prof. Décio Mourão Laços Prof. Galeno Sena 50