quadrado(a)*0.5 -((a+2)*f(x,(1.0+n)/x)) Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 2

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1 Linguagem C Expressões Expressões em C Cast, condições, atribuições Operadores lógicos de bits Precedência dos operadores

2 Expressões em C Uma expressão é a forma de calcular um valor num programa: quadrado(a)*0.5 Em C uma expressão pode conter Constantes: 1, a, 1.2, 0x2f8... Variáveis: i, n, num_chars, a[0]... Chamadas a funções: f(5), min(a,b), abs(x)... Operadores: +, -, *, /, %... Podemos estruturar uma expressão em subexpressões usando parenteses -((a+2)*f(x,(1.0+n)/x)) Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 2

3 Tipos das expressões As expressões (e sub-expressões) retornam um valor - que tem um tipo O tipo do valor retornado é o tipo da expressão Em C uma expressão pode ter um tipo inteiro, real ou apontador double f(int x, int y); char s[100]; int i; *s 1 // inteiro f(1,2)/3 // real s+i-1 // apontador para caracter Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 3

4 Tipos das expressões exemplo int v[10], *p;... p = v + 5; *p Tipo: Inteiro; valor: v[5] v + 5 Tipo: Apontador para inteiro (int *) Valor: endereço de v[5] Também podemos escrever: &v[5] p - v Tipo: Inteiro Valor: 5 Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 4

5 Condições Condições são expressões que podem dar um resultado verdadeiro ou falso Usadas, por exemplo, nas instruções if e while para decidir como continuar o programa Em C as condições são expressões inteiras, que retornam 1 se forem verdadeiras e 0 se forem falsas Operadores: Relacionais: ==,!=, >, <, <=, >= Lógicos: && (e), (ou),! (negação) a!= (b + 2) // a (b + 2) (a >= b) && (b >= c) // a b c a!b // a ou não b Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 5

6 Atribuições Em C uma atribuição é uma expressão! Que retorna o valor atribuído! Operadores de atribuição: =, +=, -=, *=,... Podemos fazer: a = b = 0; // a = 0; b = 0; // imprimir todos os impares até 99 i = 1; while( (i += 2) < 100 ) // soma 2 a i; se resultado < 100 continua printf( "%d\n", i ); Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 6

7 Incremento e decremento Pré-incremento: ++x Incrementa x e retorna valor incrementado Equivalente a x += 1 Pré-decremento: --x Decrementa x e retorna valor decrementado Equivalente a x -= 1 Pós-incremento: x++ Incrementa x e retorna o valor anterior Pós-decremento: x-- Decrementa x e retorna o valor anterior Muitas vezes usado com apontadores! Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 7

8 Pré e pós-incremento - Exemplos Seja p declarado da seguinte forma: int *p = &x; int i = ++(*p) i 11 p 0xbfe2fb50 x 11 int i = (*p)++ i 10 p 0xbfe2fb50 x 11 int i = *(++p) i 18 p 0xbfe2fb54 x 10 int i = *(p++) i 10 p 0xbfe2fb54 x 10 0xbfe2fb5f 0xbfe2fb5c 0xbfe2fb54 0xbfe2fb50 0xbfe2fb54 0xbfe2fb p x Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 8

9 Pós-incremento exemplo Somar os elementos de um vector #define MAX_VEC 5 int v[max_vec], *p, i; p = v; s = 0; for( i = 0; i < MAX_VEC; i++ ) { s += *p; } p++; Re-escrita do for, com pós-incremento: for( i = 0; i < MAX_VEC; i++ ) s += *p++; // o mesmo que: s += *(p++); Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 9

10 Casts Podemos usar casts para forçar ou explicitar conversões entre tipos cast corresponde a fazer (tipo) antes de uma expressão: (int) 2.1 // converter real para inteiro Não são necessários para a maioria dos tipos numéricos são convertidos automaticamente: float x = (float) 'a'; int i = (int) x; // desnecessário // desnecessário Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 10

11 Casts - apontadores Podemos usar casts para atribuir apontadores de tipos diferentes: int i, *pi; char *pb; pi = &i; pb = (char *) pi; // pb têm o endereço da variável inteira i Ou até inteiros a apontadores! pb = (char *) 0x1000; // pb têm o endereço de memória 4096 Permite-nos aceder a qualquer posição de memória! Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 11

12 Operadores de bits O C têm operadores para manipular a representação binária dos números Operadores lógicos: & - e bit a bit - ou bit a bit ^^ - ou exclusivo bit a bit ~ - negação bit a bit (complemento para 1) Não confundir com os operadores lógicos booleanos -&&, e! Operadores de deslocamento de bits (shift) >> - deslocamento de bits para a direita << - deslocamento de bits para a esquerda Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 12

13 Operadores lógicos bit a bit - revisão e a b a & b a & ou exclusivo a b a ^ b ou a b a b negação a ~a Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 13

14 Operadores lógicos bit a bit uso Podemos usar os operadores lógicos para alterar certos bits de um número: Por um bit a 0 Por um bit a 1 Inverter um bit Podemos usar para por bits a 1 x ou 1 é sempre 1 (1 - elemento absorvente do ou) x ou 0 é sempre x (0 - elemento neutro do ou) Podemos usar & para por bits a 0 x e 0 é sempre 0 (0 - elemento absorvente do e) x e 1 é sempre x (1 - elemento neutro do e) Às vezes é conveniente usar também a negação (~) Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 14

15 Exemplo ou: por um bit a 1 Por o bit 3 de x a 1: unsigned char x;... x = x 8; // 8 = 2 3 X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X = X7 0 X6 0 X5 0 X4 0 X3 1 X2 0 X1 0 X0 0 = X7 X6 X5 X4 1 X2 X1 X0 Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 15

16 Exemplo and: por um bit a 0 Por o bit 2 de x a 0: unsigned char x;... x = x & ~4; // 4 = ~ & X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0 = X7&1 X6&1 X5&1 X4&1 X3&1 X2&0 X1&1 X0&1 = X7 X6 X5 X4 X3 0 X1 X0 Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 16

17 Deslocamento de bits Os bits andam n casas para a direita ou para a esquerda Diferente para números com e sem sinal Deslocamento aritmético vs deslocamento lógico Deslocar um número n bits para a esquerda corresponde a multiplicar por 2 n Deslocar um número n bits para a direita corresponde a dividir por 2 n Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 17

18 Deslocamento de bits - exemplo unsigned char x = 25; x = x << 1; // x = x * 2 x = 25 x << = 50 Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 18

19 Precedência dos operadores Em C os operadores têm diferentes precedências Podem ser associativos à direita ou à esquerda * x * tem maior precedência que + É avaliado primeiro x = y = z = é associativo à direita Primeiro atribui-se z a y e depois a x Podemos (e devemos) usar parênteses sempre que não tivermos a certeza das precedências Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 19

20 Tabela das precedências referência Observação Operador Assoc. Vários (sub-expr) [indíce] ->. Esquerda Operadores unários! ~ (cast) + - * & Direita Operadores aritméticos * / % Esquerda binários + - Esquerda Deslocamento de bits << >> Esquerda Operadores relacionais < <= > >= Esquerda ==!= Esquerda & Esquerda Operadores lógicos de bits ^ Esquerda Esquerda Operadores lógicos && Esquerda Esquerda Condicional condição? expr_v : expr_f Direita Atribuições += -= *= /= <<= &= ^= = %= >>= = Para referência - não é preciso saber de cor! Direita Sequência, Esquerda Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 20

21 C não precisa de ser WOL A linguagem C, com a sua flexibilidade e riqueza de operadores, presta-se a fazer programas muito concisos Até completamente crípticos e ilegíveis C pode-se tornar numa WOL: Write Only Language Não aconselhamos os alunos de AC a seguir esse caminho Porque estão a começar e não dominam assim tão bem a linguagem Porque alguém vai ter der ler os seus programas nem que seja para corrigir os testes! O programa ideal deve ser conciso e bonito - mas também simples de entender! Arquitectura de Computadores (2008/2009) - Linguagem C - Expressões 21

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