Laboratório de Programação de Computadores para Engenharia - Notas de aula - Teoria - 12/12/2013. Funções

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1 Laboratório de Programação de Computadores para Engenharia - Notas de aula - Teoria - 12/12/2013 Prof. Pietrobon Funções 1) Introdução Alguns programas podem possuir milhares de linhas de código. Neste caso, o programa fica difícil de compreender e administrar. Por isso, dividir um grande programa computacional em partes menores para facilitar a compreensão do problema é uma tarefa comum em programação de computadores. Este trecho menor do programa é chamado de função. Funções são também chamadas de sub-rotina, módulo, sub-programa ou sub-algoritmo. Uma outra motivação para se utilizar funções é para se evitar repetição do mesmo código no programa. Por exemplo, suponha que seu programa tenha a tarefa de calcular um imposto. Em vez de repetir o código toda vez que for realizar esta tarefa, você escreve uma função para calcular o referido imposto e depois chama a função sempre que precisar calcular este imposto. Neste sentido, as funções apresentam as seguintes vantagens: 1) você escreve o código somente uma vez. 2) você pode reutilizar a função em outros programas. 3) Uma vez que você tem corrigido todos os erros do programas (i.e., depurado o programa), ele funcionara corretamente não importa quantas vezes você use a função. Em resumo, funções são usadas para: 1. Dividir um grande programa em programas menores; 2. Repetir uma tarefa que é realizada freqüentemente sem ter que repetir o mesmo código em vários lugares. 3. Aumentar a legibilidade do programa

2 2) Idéia básica sobre o funcionamento de funções Imagine um programa, denominado principal, com as seguintes instruções (onde c1, c2, c3, c4, c5, c6 e c7 são comandos) N comandos C1 C2 M comandos C3 C4 K comandos C5 C6 C7 principal Este código poderia ser rearrumado da seguinte forma N comandos a= funcao1(b) M comandos c=funcao2(d) K comandos e=funcao3(f) function y=funcao1(x) C1 C2 function y=funcao2(x) C3 C4 function y=funcao1(x) C5 C6 C7

3 Nesta segunda versão, o código do programa principal foi desmembrado em quatro partes: as funções funcao1(), funcao2() e funcao3() e mais o programa principal. Comandos que estavam antes dentro do principal, foram distribuídos pelas três funções. Quando o programa principal precisa executar este código, ele chama as funções que os contém. O controle é transferido para as funções, que após serem executadas, retorna para o programa principal. Por exemplo, quando o programa principal necessita executar os comando C3 e C4, o controle é transferido para a função funcao2 que quando termina, retorna para o programa principal. 3) Programas e Funções no Scilab No Scilab já existem muitas funções prontas (pré-definidas), algumas delas elementares (cos(x) e sin(x)) e outras específicas para aplicações em engenharia, matemática, física, e na estatística (sqrt, plot, etc). O usuário também pode definir suas funções. No Scilab, os programas são gravados em arquivos de script. Arquivos de script possuem diversas declarações Scilab armazenadas em um arquivo.sce. Quando um arquivo de script é executado, o resultado é o mesmo de executar todos os comandos diretamente na janela de comandos. Este tipo de arquivo não tem argumentos de entrada (dados que passo quando chamo o arquivo) e não retorna resultados. Função é um tipo especial de arquivo.sce que pode receber dados de entrada por meio de uma lista de argumentos de entrada e pode retornar resultados por meio de uma lista de argumentos de saída. Ex s= sin(x) x é o argumento de entrada e s recebe o resultado retornado pela função, no caso, o seno de x Uma função pode ser chamada diversas vezes dentro de um programa. Quando isto acontece a execução passa a ocorrer no arquivo onde a função foi definida e quando termina a execução retorna para o programa principal (arquivo) que chamou a função. 4) Funções Definidas pelo Usuário Nesta seção, você vai aprender a definir suas próprias funções, isto é, funções que são elaboradas pelos próprios usuários do Scilab. A forma geral de uma função é:

4 function [y1,y2,...,ym] = nomedafuncao(x1,x2,x3,...,xn) <comandos>... Onde, function Palavra reservada que indica o inicio de uma função. nomedafuncao o nome da função é definido pelo usuário. x1, x2, x3,..., xn parâmetros de entrada. y1, y2, y3,..., ym parâmetros de saída. <comandos> Comandos do Scilab a serem executados pela função. A declaração: function [y1,y2,...,ym] = nomedafuncao(x1,x2,x3,...,xn) é o cabeçalho da função e serve, entre outras coisas, para dar o nome da função e definir a lista de parâmetros de entrada e saída (também chamados de parâmetros formais) Exemplo: function [areacirculo]=calcularareacirculo(r) areacirculo = %pi*r^2 raio= 10 resp = CalcularAreaCirculo(raio) disp(resp) raio= 20 resp = CalcularAreaCirculo(raio) disp(resp) Resposta no console: Observe neste exemplo que: 1) O cálculo da área do círculo é escrito uma única vez, dentro da função CalcularAreaCirculo.

5 2) O cálculo da área do círculo é executado duas vezes, pois CalcularAreaCirculo é chamada duas vezes, recebendo valores de raios diferentes em cada caso 3) raio é o parâmetro que é passado para a função. Dentro da função, r recebe o valor de raio. 4) areacirculo contém o valor que será retornado para quem chamou a função 5) resp é a variável que vai receber o valor retornado pela função, ou seja, recebe o valor que foi atribuído a areacirculo. Nas seções seguintes vamos ver algumas variações da definição e uso de funções. Nestes exemplos apresentamos diversas alternativas do uso de funções e esclarecemos melhor seus conceitos: nome da função, valor retornado e parâmetros. 4.1 Funções que retornam um só valor Em um arquivo chamado AreaRet.sce digite: function [r]=arearet(lado1, lado2) r = lado1*lado2; Em outro arquivo (arquivo principal) denominado Teste.sce e salvo na mesma pasta, digite: l1 = input('entre lado 1 = '); l2 = input('entre lado 2 = '); a= AreaRet(l1,l2); printf('\n A area e = %d', a); Observe neste exemplo que: 1) O cálculo da área do retângulo é escrito uma única vez, dentro da função AreaRet 2) l1 e l2 são os lados do retângulo fornecidos pelo usuário 3) Os lado do retângulo (l1 e l2) são passados como parâmetro para a função. Dentro da função, lado 1 e lado2 recebem os valores l1 e l1 passados.

6 4) r é a variável dentro da função que vai receber o valor calculado para a área. O seu valor é que vai ser retornado para o programa principal e atribuído a variável a. 5) Duas variáveis foram passadas por parâmetro, mas apenas um valor foi retornado. Não existe relação entre o número de parâmetros e o numero de valores retornados!!! 4.2 Funções que retornam mais de um valor e não recebem parâmetro Em um arquivo chamado ObterDadosArea.sce, digite: function [l1, l2]=obterdadosarea() l1 = input('entre lado 1 = '); l2 = input('entre lado 2 = '); Em outro arquivo, que é o programa principal, denominado AreaRetangulo.sce e salvo na mesma pasta da função, digite: [lado1, lado2] =ObterDadosArea(); area= lado1*lado2; printf('\n A area do retângulo e = %d', area); Observe neste exemplo que: 1) Neste programa, é utilizada a função para obter os lados e o cálculo da área é feito no programa principal 2) Dois valores são retornados (lado1 e lado2) 3) Nenhum valor é passado por parâmetro. Por isto, não temos () em frente ao nome da função, quando chamamos a função 4) Deve-se notar que as variáveis utilizadas na função (l1 e l2) são variáveis locais, ou seja, só existem enquanto a função é executada e só podem ser utilizadas dentro da função. Os nomes das variáveis usados no programa principal não precisam ser os mesmos que os adotados no script da função. 4.3 Funções que não retornam nenhum valor e que não recebem parâmetro Em um arquivo chamado ExibirMensagem.sce, digite:

7 function []=ExibirMensagemInicial() printf ('\neste programa calcula a área de um círculo\n\n\\'); Em outro arquivo, que é o programa principal, denominado AreaQuadrado.sce e salvo na mesma pasta da função, digite: ExibirMensagemInicial() r = input ( ' Entre com o raio do circulo') printf('\n A area do círculo de raio %g e = %f', r, %pi *r^2); Observe neste exemplo que: 1) Neste programa, queremos calcular a área de um círculo. 2) Inicialmente chamamos a função ExibirMensagemInicial() para que ela imprima um texto explicando que se trata do cálculo da área de um círculo. 3) Nenhum valor é retornado para o programa principal. A função apenas imprime a mensagem e nada deve ser informado ao programa principal. 4) Nenhum valor é passado para a função, pois ela não precisa de nenhum parâmetro para executar. Ela só tem que imprimir uma mensagem. 4.4 Funções que não retornam nenhum valor e que recebe um parâmetro Em um arquivo chamado ExibirMensagem.sce, digite: function []=ExibirMensagem(numMsg) if nummsg ==1 printf ('\nlado negativo'); end if nummsg ==2 printf (' \nlado igual a zero'); end

8 Em outro arquivo, que é o programa principal, denominado AreaRetangulo.sce e salvo na mesma pasta da função, digite: lado = input ( ' Entre com o lado do quadrado = ') if lado < 0 ExibirMensagem(1) elseif lado == 0 ExibirMensagem(2) else area= lado^2; printf('\n A area do retângulo e = %d', area); end Observe neste exemplo que: 1) Neste programa, queremos calcular a área de um quadrado, desde que o lado fornecido não seja zero ou negativo. 2) Caso seja zero ou negativo, uma mensagem apropriada é gerada. Esta mensagem é impressa pela função ExibirMensagem, que recebe por parâmetro um código (1 ou 2) que define qual a mensagem a ser exibida 3) Só um valor, o código da mensagem, é passado para a função. 4) Nenhum valor é retornado para o programa principal. A função imprime a mensagem nada deve ser informado ao programa principal. 4.5 Programas que chamam mais de uma função Em um arquivo chamado ExibirMensagemInicial.sce, digite: function []=ExibirMensagemInicial() printf ('\neste programa calcula a área de um círculo\n\n\\'); edfunction

9 Em um arquivo chamado ExibirMensagemFinal.sce, localizado no mesmo diretório em que foi criada a função anterior, digite: function []=ExibirMensagemFinal() printf ('\n\n\nfim do cálculo\n\n\\'); Em outro arquivo, que é o programa principal, denominado AreaCirculo.sce e salvo na mesma pasta das duas funções anteriores, digite: ExibirMensagemInicial() r = input ( ' Entre com o raio do circulo') printf('\n A area do círculo de raio %g e = %f', r, %pi *r^2); ExibirMensagemFinal() 1) Neste programa, queremos calcular a área de um círculo, apresentando uma mensagem tão logo o programa inicia e outra quando o programa termina. 2) Duas funções são chamadas dentro do programa principal, uma para exibir a primeira mensagem (ExibirMensagemInicial() ) e outra para exibir a segunda mensagem ( ExibirMensagemFinal() ) 4.6 Função que chama função Não apenas o programa principal pode chamar uma função. Uma função pode chamar outra função Em um arquivo chamado CalcularAreaCirculo.sce, digite: function [areacirculo]=calcularareacirculo(r) areacirculo = %pi*r^2 Em um arquivo chamado CalcularVolumeCilindro.sce, localizado no mesmo diretório em que foi criada a função anterior, digite:

10 function [volume]=calcularvolumecilindro(r, h) areacirc = CalcularAreaCirculo(r) volume = h*areacirc Em outro arquivo, que é o programa principal, denominado VolumeCilindro.sce e salvo na mesma pasta das duas funções anteriores, digite: r = input('entre com o raio da base = '); h = input('entre a altura do cilindro = '); v = CalcularVolumeCilindro(r, h) printf('o volume do cilindro e = %f',v1) 1) Neste programa, queremos calcular o volume de um cilindro. 2) Para obter o volume desejado, o programa principal chama a função CalcularVolumeCilindro. 3) Para calcular o volume do cilindro, é necessário calcular a área da base, assim, CalcularVolumeCilindro chama a função CalcularAreaCirculo que retorna esta área. 4.7 Funções e programa principal no mesmo arquivo Nos exemplos anteriores, as funções estavam definidas em arquivos diferentes dos arquivos que as utilizavam (chamavam) Isto é importante quando queremos que as funções sejam utilizadas por programas diferentes Uma forma alternativa de definir funções, é defini-las no mesmo arquivo que contém o programa principal. Neste caso, só este programa poderá chamá-las. Copie o programa abaixo e salve em TesteFunPrincJuntos.sce. function [r]=arearet(lado1, lado2) r = lado1*lado2;

11 l1 = input('entre lado 1 = '); l2 = input('entre lado 2 = '); a= AreaRet(l1,l2); printf('\n A area e = %d', a); Este programa calcula a área do retângulo como visto anteriormente na seção 4.1. Só que, desta vez, ele não chama uma função remota, definida em outro arquivo. Ele chama a função definida dentro dele. Observação importante: a função tem que ser definida antes dela ser chamada!!!