Linguagens de programação. Introdução ao C

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1 Linguagens de programação Introdução ao C M@nso 2003

2 Sumário Introdução à programação Execução de programas interpretadores, compiladores Linguagem Manipulação de informação Variáveis tipos de dados Operadores aritméticos, lógicos Leitura e escrita entrada e saída de dados Selecção de instruções Instrução if Instrução Switch Erros em programação

3 Interpretação de Programas interpretador Programa que converte as as instruções da da linguagem de de alto nível n em instruções máquina e as as executa. Basic, Java, Portugol

4 Compilação de programas Compilador (compiler) Programa que que converte as as instruções da da linguagem de de alto alto nível nível em em instruções máquina formando um um programa objecto C,C++, Pascal Ligador (linker) Programa que que reúne todos todos os os programas objecto e faz faz um um programa executável Programas Executados pelo pelo sistema operativo

5 Introdução à linguagem C M@nso 2003

6 Porquê C++ É a base de linguagens de programação modernas É um investimento Linguagem estandardizada Muitos programas escritos em C / C++ È uma linguagem genérica Serve para vários fins É disciplinadora Programar com método Éeficiente Existem bons compiladores

7 Ola mundo #include <stdio.h> Biblioteca de funções de entrada e saida de dados int main(int argc, char* argv[]) Função principal { } Definição de um bloco de instruções printf("ola mundo"); escrever return 0; Retorno do programa Olá Olámundo #include <stdio.h> int intmain(int argc, argc, char* char* argv[]) { printf("ola mundo"); return return0; 0; }

8 Algoritmos computacionais Acções de um algoritmo computacional Manipular dados Receber dados Guardar dados Imprimir dados Executar instruções Fazer operações aritméticas Fazer operações lógicas Escolha entre várias instruções. Repetir um conjunto de instruções

9 Tipos de dados em C Simples Numéricos inteiros reais Caracter Lógico Compostos Matrizes Estruturas Uniões variável D0 Variáveis Um nome Um Tipo Um só valor D0 variável caracter variável D A lógico VERDADEIRO A0 Nome da variável inteiro C Nome da variável Real ,14156

10 Declaração de variáveis veis Tipo_de_dado nome_da_variável; Tipo_de_dado nome_da_variável = valor_inicial; Tipo_de_dado nome_da_variável1, nome_da_variável2,...; Exemplos int soma; float saldo = 0.0; doule x, x, y, y, z; zz; NOTA NOTA A declaração das variáveis deve ser feita antes da sua utilização

11 Regras dos nomes de variáveis veis Pode ser constituído por letras do alfabeto por dígitos e pelo caracter _ (underscore) O primeiro caracter não pode ser um dígito As letras maiúsculas e minúsculas representam caracteres diferentes Não pode ter o nome de uma palavra reservado da linguagem Deve ser descritivo daquilo que armazena Caso tenha mais que uma palavra utilizar o caracter _ para unir as palavras ou capitular as iniciais Não é aconselhado A utilização de caracteres acentuados Começar por _ Ter apenas letras maiúsculas

12 Palavras reservadas do C

13 Atribuição de Valores operador = Exemplos soma soma = ; ; saldo saldo = soma soma + 1; 1; area area = lado1 lado1 * lado2; lado2; variavel = expressão; NOTA NOTA O operado = é o operador de de atribuição e significa que a variável passa a ter um novo valor (<- no no portugol) O operador == (igual) é o operador de de comparação e devolve verdadeiro ou ou falso (( = no no portugol)

14 Atribuição de valores Valores na Base: Decimal numeração normal Octal Começam por 0 (zero) Hexadecimal Começam por 0x (zero xis) 0x0 0x2 0x3f 0x53 atribuição do do valor valor doze doze a x X = 12; X = 014; X = 0xC;

15 Sinal Introdução à programação Inteiros - int signed positivos e negativos 1 bit para representar o sinal unsigned apenas números positivos Tamanho short menor dimensão em bytes 2 bytes long maior dimensão em bytes 4 bytes Exemplos unsigned short int x; signed short int y; unsigned long int total; long int votos; int nota; NOTA por por defeito os os inteiros são: são: signed bits bits short bits bits long

16 Alcance dos inteiros

17 exemplos Introdução à programação Nota final da disciplina de IP unsigned short int nota; unsigned short nota; Soma das notas das disciplinas de uma aluno unsigned short int somanotas; unsigned short somanotas; Número de segundos de vida de uma pessoa unsigned long int numminutos; unsigned long numminutos; Diferença entre o número de segundos de duas pessoas signed long difsegundos; long difsegundos; Diferença entre o número de anos de duas pessoas signed short int difanos; short difanos;

18 Tipo Introdução à programação Números Reais float double Representação Base e Mantissa notação Notação corrente Notação científica 1.2E e-15 Modificadores long NOTA NOTA Exemplo 2.8 base float raio raio =.50;.50; long double taxa = 5E-2 2 ; ; mantissa Os números armazenados em virgula flutuante podem comportar um erro de de arredondamento resultante da da sua representação 10

19 Erro nos Números N Reais NOTA NOTA Os números armazenados em virgula flutuante podem comportar um erro de de arredondamento resultante da da sua representação

20 Caracteres (char( char) Ocupam um byte Caracteres especiais 256 caracteres disponíveis Representados por um número Tabela ASCII Atribuição Utilização do caracter plica ( ) char sexo = m ; char enter = \n Utilização directa do código ASCII char letra = 98; Modificadores signed unsigned \a \n \r \v \t \\ \ \ \b \0xff Sinal sonoro New line Carriage return Vertical tabulation Horizontal tabulation Caracter \ Caracter Caracter Backspace Caracter 0xff ASCII

21 Tabela ASCII Exemplo char charsexo; Sexo Sexo = M ; M ; Sexo Sexo = 77; 77;

22 Definição de tipos - Enumerações Definição de nomes para valores Cores, Dias da semana, Meses, etc. Nome Valor segunda terça quarta quinta sexta sabado domingo enum semana{ segunda=2, terca=3, quarta=4, quinta=5, sexta=6, sabado=7, Exemplo domingo=8 }; enum semana teoricaip, praticaip; teoricaip = segunda; praticaip = teoricaip ; ;

23 Definição de tipos - Enumerações enum enum novo_tipo {nome_1=valor_1, nome_2,...,nome_n}; novo_tipo nome_variavel = nome_x; enum Cores {verde= 0, amarelo = 1, vermelho =2 }; enum Cores semaforo = verde; enum logica {falso, verdadeiro }; enum logica condicao=verdadeiro; NOTAS Quando omitimos o valor a enumeração toma o valor da anterior mais uma unidade. Por defeito começam em zero

24 Valores lógicos l (bool( bool) Dois valores definidos false (valor zero) true (um ou qualquer outro valor) Nome VERDADEIRO VERDADEIRO VERDADEIRO FALSO VERDADEIRO VERDADEIRO VERDADEIRO VERDADEIRO VERDADEIRO VERDADEIRO VERDADEIRO VERDADEIRO Valor Exemplo bool boolaprovado, trabestudante; aprovador = true; true; trabestudante = false; false;

25 Definição de tipos - Typedef Definição de nomes para tipos typedef tipo_de_dado novo_nome_do_tipo ; Exemplos typedef unsigned long int int32; definição de um novo tipo chamado int32 int32 somatorio; definicao de uma variável do tipo int32

26 Tipos de dados do c++ Builder tipo tamanho (bits) Mínimo Máximo unsigned char char short int 16-32,768 32,767 unsigned int ,294,967,295 int 32-2, ,147,483,647 unsigned long ,294,967,295 enum 32-2, ,147,483,647 long 32-2, ,147,483,647 float double long double ^-38 < X < ^ ^-308 < X < ^ ^-4932 < X < ^4932

27 Exercícos cos Introdução à programação Defina variáveis em C para manipular A média das notas de um ano lectivo O salário de um trabalhador O número de alunos de um país O saldo de uma conta bancária Número de dias entre duas datas O sexo de um aluno Factor rhesus do sangue (+ e -) A situação de uma aluno relativo à aprovação A situação de uma aluno relativo á matrícula.

28 Entrada e saída de dados M@nso 2003

29 Entrada e saida de dados scanf Entrada de dados pelo teclado printf Saída de dado para a consola scanf( string de formato, &variavel, &variavel, ); scanf( %f", &altura); scanf( %d", &idade); scanf( %f %d", &altura, &idade); printf( string de formato, variavel, variavel, ); printf( a altura é %f :", altura); printf( a idade é %d :", idade); printf( \n altura: %f idade :%d \n", altura, idade);

30 Formato de dados (I/O) c s d f e caracter cadeia de caracteres inteiro real no formato numérico real no formato cientifico u l h o x sem sinal grande pequeno octal Hexadecimal %c Caracter char %s cadeias de caracteres char[] %d numero decimal int %hd numero decimal pequeno (short) short int %ld numero decimal grande (long) long int %u numero decimal sem sinal unsigned int %hd numero decimal sem sinal pequeno unsigned short int %ld numero decimal grande sem sinal unsigned long int %o numero decimal em octal int %x numero decimal em hexadecimal int %e numero real no formato cientifico ( 1.2e45) float %le numero real no formato cientifico grande (long) double %f numero real no formato numérico float %lf numero real double

31 Programa gentil Exemplo #include <stdio.h> int intmain(int argc, char* argv[]) { int intidade; printf( qual a sua sua idade: ); scanf( %d %d,,&idade); printf( parabens, parabens, voce tem tem %d %danos, idade); }

32 Ficheiros gerados

33 Algoritmos computacionais Acções de um algoritmo computacional Manipular dados Receber dados Guardar dados Imprimir dados Executar instruções Fazer operações aritméticas Fazer operações lógicas Escolha entre várias instruções. Repetir um conjunto de instruções

34 Operadores 2003

35 Inteiros Introdução à programação Operadores unários -(sinal) Operadores binários + (Soma) - (Subtracção) / (Divisão inteira) % (Módulo) Exemplo = = / 2 = = % 2 = * 2 = NOTA Qualquer operação entre inteiros devolve um inteiro

36 Operadores unários Pós s fixo Operadores unários ++ (incremento) -- (decremento) Nota X++ X = X+1 Nota X-- X = X-1X Nota y = x++ Nota y = x-- xx 3 yy y = x x = x+1 y = x x = x-1x expressão y = x++; xx 4 yy 3

37 Operadores unários Pré fixo Operadores unários ++ (incremento) -- (decremento) Nota ++X X = X+1 Nota --X X = X-1X Nota y = ++x Nota y = --x xx 3 yy x = x+1 y = x x = x-1x y = x expressão y = --x; xx 2 yy 2

38 Operadores bit a bit Manipulam directamente a representação binária dos números E 0 1 OU 0 e (and) & ou (or) ou exclusivo (Xor) ^ Deslocamento à esquerda << Deslocamento à direita >> Multiplicação Multiplicação Soma Lógica Soma Lógica Lógica Lógica xor diferença diferença Lógica Lógica

39 Operadores bit a bit - OR xx 91 yy 128 zz OU expressão xx 91 z = x y ; yy 128 zz 219 Soma Soma Lógica Lógica

40 Operadores bit a bit - AND xx 90 yy 20 expressão z = x & y ; zz E Multiplicação Multiplicação Lógica Lógica xx 90 yy 20 zz 16 &

41 Operadores bit a bit - XOR xx 90 yy 20 zz xor expressão xx 90 z = x ^ y ; yy 20 zz 78 ^ diferença diferença Lógica Lógica

42 Operadores bit a bit - Deslocamento xx 20 yy << expressão y = x << 2; xx 20 yy 80 Algoritmo deslocam-se os bites para a esquerda os últimos bites perdem-se introduzem-se zeros no inicio

43 Operadores bit a bit - Deslocamento xx 20 yy >> expressão y = x >> 2; xx 20 yy 5 Algoritmo deslocam-se os bites para a direita os primeiros bites perdem-se introduzem-se zeros no fim

44 Operadores sobre reais Aritméticos multiplicação divisão soma subtracção C Nome da variável Real ,14156 mantissa expoente

45 Operadores compostos +=, -=,%=, *=, /=, >>=, <<=, &=, =, ^= variável Operador= expressão Variavel = variavel operador expressão exemplos X+= 3; 3; X = X+3; exemplos x/=y; x = x /y; exemplos X*= 3; 3; X = X*3; exemplos X = y; y; X = X y; y;

46 Operadores sobre lógicosl RELACIONAIS Maior > Menor < Igual == Maior ou igual >= Menor ou igual <= Diferente!= LÒGICOS Conjunção && Disjunção Negação!

47 Associatividade xx 2 yy 1 zz 4 rr 1 matriculado false teste false Associatividade esquerda=> direita x + y + z 3 + z 7 z / x * y 2 * z 2 Associatividade direita => esquerda r =x + y + z 7 r = 7 teste =!matriculado teste = true x = -z x=-4

48 Prioridade dos operadores Operadores Associatividade () esquerda para a direita! direita para a esquerda * / % esquerda para a direita + - esquerda para a direita << >> esquerda para a direita < <= > >= esquerda para a direita ==!= esquerda para a direita & esquerda para a direita ^ esquerda para a direita esquerda para a direita && esquerda para a direita esquerda para a direita?: direita para a esquerda = += -= *= /= %= &= ^= = <<= >>= direita para a esquerda

49 Algoritmos computacionais Acções de um algoritmo computacional Manipular dados Receber dados Guardar dados Imprimir dados Executar instruções Fazer operações aritméticas Fazer operações lógicas Escolha entre várias instruções. Repetir um conjunto de instruções

50 Exercícios cios Construa um programa que calcule a área de um rectangulo Inicio Inicio Ler Ler lado1 lado1 Programa Área Área do do rectângulo #include <stdio.h> int intmain(int argc, argc, char* char* argv[]) { double Lado1, lado2, lado2, area; area; scanf( %lf,, &lado1); scanf( %lf,, &lado2); area area = lado1 lado1 * lado2; lado2; printf( area area = %lf% %lf,, area); } Ler Ler lado2 lado2 Area Area := := lado1*lado2 lado1*lado2 Escrever Area fim fim

51 Exercícios cios Introdução à programação Construa um programa que leia a nota teórica e a nota prática e imprima a nota final (não arredondada) da disciplina de IP Inicio Inicio Ler Ler nteorica nteorica Nota de IP #include <stdio.h> int intmain(int argc, argc, char* char* argv[]) { float floatnteorica, npratica, nfinal; printf( introduza a nota nota teórica : );: : ); scanf( %f, &nteorica); printf( introduza a nota nota prática: ); scanf( %f, &npratica); nfinal nfinal = nteorica * npratica * 0.4; 0.4; printf( A nota nota final final e: e: %f %f,nfinal); } Ler Ler npratica npratica nfinal nfinal = nteorica*0.6 nteorica*0.6 + npratica npratica * * Escrever nfinal fim fim

52 Selecção de intruções 2003

53 Selecção Simples Linguagem Linguagem estruturada estruturada.... Se Se <condição> <condição> então então Instruções Instruções fim_se fim_se Exemplo Exemplo Se Se x x > 0 0 então então escrever escrever numero: numero: ler ler numero numero fim_se fim_se Condição Condição Fluxograma Fluxograma V Bloco Bloco de de Instruções Instruções C++ C++ If If (condição) { intrução; intrução; intrução; } Um Um Bloco de de instruções é limitado por por chavetas {{}}

54 Selecção Simples (exemplo) Exemplo Exemplo A empresa X faz faz um um desconto de de 15% em em todas as as facturas cujo total ultrapasse 1000 euros. Construa um um programa que que receba o total da da factura e imprima o valor a pagar Inicio Inicio Ler Ler totalfactura totalfactura totalfactura totalfactura >10000 >10000 v totalfactura totalfactura = totalfactura totalfactura *0.85 *0.85 totalfactura Fim Fim

55 Selecção Simples (exemplo) Calculo do do total da da factura #include <stdio.h> int intmain(int argc, char* argv[]) { float totalfactura; scanf( %f, &totalfactura); if( if( totalfactura > ) { totalfactura*= 0.85; } printf( %f %f,, totalfactura); } NOTA Se Se o bloco tiver apenas uma instrução podem omitir-se as as chavetas

56 Visibilidade das variáveis veis int int main(int main(int argc, argc, char* char* argv[]) argv[]) { { float float totalfactura; totalfactura; sacanf( sacanf( %f %f,, &totalfactura); &totalfactura); } if( if( totalfactura totalfactura > 1000){ 1000){ double double desconto desconto = totalfactura* totalfactura* 0.85; 0.85; totalfactura totalfactura-= -= desconto; desconto; } printf( %f, printf( %f, totalfactura); totalfactura); return return0; 0; Visibilidade das variáveis: Desde que são declaradas Até final do bloco

57 Selecção em Alternativa Linguagem Linguagem estruturada estruturada.... Se Se <condição> <condição> entao entao Instruções Instruções Senao Senao Instruções Instruções Fim_se Fim_se Exemplo Exemplo Se Se numero>0 numero>0 então então escreve escreve positivo positivo Senão Senão escreve escreve negativo negativo Fim_se Fim_se F Instruções Instruções Condição Condição Fluxograma Fluxograma V Instruções Instruções C++ C++ if if (condição) { intrução1; } else { intrução2; }

58 Selecção em Alternativa (exemplo) Exercício Construa um programa que imprima Par ou Impar consoante o número introduzido pelo utilizador o é ou não & X

59 Selecção Simples (exemplo) Programa par par ou ou impar impar main() main() { int intnumero; printf( printf( numero : ); : ); scanf( %d,&numero); if( if( numero % 2 == == 0) 0) printf( O numero é par ); par ); else else printf( o número é impar ); } Impar F Inicio Ler Ler n n n n % 2 2 = 0 0 V Par Fim

60 Selecção encadeada Exercício Construa um um programa que que imprima o maior maior de de três três número introduzido pelo pelo utilizador s s Maior=v1 Maior=v1 V1 V1 > v2 v2 e e V1 V1 > v3 v3 s s n n V2>v3 V2>v3 n n Maior=v2 Maior=v2 Maior=v3 Maior=v3

61 Selecção encadeada (exemplo) Programa maior de de três int intmain(int argc, argc, char* char* argv[]) { int intv1, v2; v2; v3; v3; int intmaior; scanf( %d %d %d %d %d %d,,, &v1, &v1,&v2, &v2,&v3); &v3); if( if( v1 v1 > v2 v2 && && v1 v1 > v3) v3) maior= v1; v1; else else { if( if( v2 v2 > v3) v3) maior= v2; v2; else else maior=v3; } printf( O maior maior é %d %d:,: :,, maior); return return0; 0; }

62 Exercício cio Introdução à programação Contrua um programa que solicite ao ao utilizador a letra correspondente ao ao estado civil (S (S C D V ) e imprima por extenso o mesmo ou erro no caso de de não ser um caractér válido nao não Estado = ERRO Estado = ERRO ecivil=v ecivil=v não ecivil=d ecivil=d sim ecivil=c ecivil=c Estado = viuvo Estado = viuvo sim não Estado =divorciado Estado =divorciado sim Inicio Inicio ecivil ecivil ecivil=s ecivil=s Estado = casado Estado = casado estado sim Estado = Solteiro Estado = Solteiro Fim Fim

63 Exercício cio Introdução à programação Estado civil main() main() { char charecivil; scanf( %c,&ecivil); if( if( ECivil ECivil == S ) == S ) printf( printf( Solteiro ); Solteiro ); else else if if (ECivil (ECivil == C == C )) printf( printf( Casado ); Casado ); else else if if (( ECivil ECivil == == D) D) printf( Divorciado ); else else if(ecivil if(ecivil == == V ) V ) printf( Viuvo ); printf( Viuvo ); else else printf( ERRO ); printf( ERRO ); } nao não Estado = ERRO Estado = ERRO ecivil=v ecivil=v não ecivil=d ecivil=d sim ecivil=c ecivil=c Estado = viuvo Estado = viuvo sim não Estado =divorciado Estado =divorciado sim Inicio Inicio ecivil ecivil ecivil=s ecivil=s Estado = casado Estado = casado estado sim Estado = Solteiro Estado = Solteiro Fim Fim

64 Selecção MúltiplaM switch switch switch ( ( expressão) { case case constante1 : : intruções; break; break; case case constante2 : : intruções; break; break; Inicio Inicio ecivil ecivil ecivil ecivil s s Estado = solteiro Estado = solteiro c c defeito defeito Estado = casado Estado = casado Estado = Estado = Estado = ERRO Estado = ERRO case case constanten :: intruções; break; break; default: intruções; estado Fim Fim }

65 Exercício cio Introdução à programação Estado civil #include #include <iostream.h <iostream.h> main(){ main(){ char charecivil; scanf( %c,&ecivil); switch switch (( ECivil) ECivil) { case case S S :: printf( printf( solteiro solteiro ); break; break; case case C C :: printf( casado printf( casado ); break; break; case case D D :: printf( Divorciado ); break; break; case case V V :: printf( Viuvo printf( Viuvo ); break; break; default default : : printf( ERRO printf( ERRO ); } }

66 Exercício cio Introdução à programação Estado civil switch ( ECivil) { } case d d : case D D :: printf( printf( Divorciado ); break; NOTA A escolha termina: quando chegar ao ao fim fim quando encontrar a instrução break

67 Exercícios cios Construa um programa que indique se dois números introduzidos pelo utilizador são múltiplos um do outro. Construa um programa que calcule as raízes de uma equação de 2º grau. Altere o programa anterior para calcular as raízes reais e imaginárias.

68 Erros 2003

69 Erros programas Erros de especificação Não compreendemos o problema Erros Lógicos O algoritmo está errado Erros de sintaxe O algoritmo está mal programado Erros de ligação Bibliotecas referenciadas que não existem Erros de execução Dados mal introduzidos Os erros são a base da experiência.

70 Erros de especificação Construir um programa que as calcule as interacções do spin de um electrão num campo gravitacional desconhecido dado o número de mesões e fermiões pertencentes ao meio.

71 Erros LógicosL Inicio Inicio Solteiro casado ou erro ecivil ecivil não ecivil=s ecivil=s sim Estado = Solteiro Estado = Solteiro não Estado = casado Estado = casado ecivil=c ecivil=c sim Estado = casado Estado = casado estado Fim Fim

72 Erros de sintaxe mais comuns Escrita ambígua if(m == 0) if(n == 0) printf("m e n são zero. ); else printf("m não é zero. );

73 Erros de sintaxe mais comuns Esquecer as chavetas int main(int argc, char* argv[]) { float totalfactura; sacanf( %f,,&totalfactura); if( totalfactura > 1000) double desconto = totalfactura* 0.85; totalfactura -= desconto; } printf( %f, totalfactura); return 0;

74 Erros de sintaxe mais comuns Colocar um ; a seguir ao if ou else int intmain(int argc, char* argv[]) { float totalfactura; sacanf( %f %f,,&totalfactura); } if( if( totalfactura > 1000) ; { double desconto = totalfactura* 0.85; totalfactura -= -= desconto; } printf( %f, totalfactura); return 0; 0;

75 Erros de sintaxe mais comuns Esquecer o break; no ciclo switch Estado civil switch ( ECivil) { case S S :: printf( solteiro ); case C C :: printf( casado ); case D D :: printf( Divorciado ); case V V :: printf( Viuvo ); default : : printf( ERRO ); }

76 Conclusão 2003

77 Construção de programas Especificação do problema Compreender o problema Desenvolvimento do algoritmo Especificar as entradas, saídas e uma forma de transformar as entradas em saídas Tradução do algoritmo para uma linguagem de programação programar Tradução do programa para linguagem máquina Compilar e linkar Executar o programa testar