INTRODUÇÃO À LINGUAGEM PASCAL PREFÁCIO

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1 INTRODUÇÃO À LINGUAGEM PASCAL CESAR BEZERRA TEIXEIRA,MSC PREFÁCIO A linguagem Pascal foi criada pelo Prof Niklaus Wirth na universidade de Zurich, com o propósito de ensinar os conceitos de uma linguagem de programação, de uma maneira muito mais fácil e intuitiva. Apesar do tempo decorrido, utilizar o PASCAL como ferramenta para o aprendizado dos conceitos de linguagem de Programação é extremamente útil. De uma forma disciplinada e elegante, o PASCAL permite a construção de programas bem formados, consistentes, além de possuir um grande poder de expressão. Não é intenção produzir uma fonte de referência completa em PASCAL, o propósito é utilizar a linguagem para apresentar conceitos importantes que devem nortear a programação, independentemente de tecnologia ou linguagem.este material deve ser complementado com a realização de uma grande quantidade de programas, pois não há outra maneira de aprender uma linguagem de programação, sem ser pela prática. Boa Leitura!!! Cesar Bezerra Teixeira

2 SUMÁRIO CAP 1 - INTRODUÇÃO 1.1) Objetivo 1.2) Histórico 1.3) Características da Linguagem 1.4) Programa Básico 1.5) Compilação 1.6) Exercícios CAP 2 VARIÁVEIS, OPERADORES E CONSTANTES 2.1) Tipos de dados, constantes e variáveis 2.2) Operadores Aritméticos 2.3) Operadores Lógicos 2.4) Operadores Relacionais 2.5) Exercícios CAP 3 CONSTRUÇÃO DE INSTRUÇÕES 3.1) Instruções de Atribuição 3.2) Instruções de Seleção 3.3) Instruções de Repetição 3.4) Instruções de Entrada e Saída 3.5) Exercícios CAP 4 ESTRUTURAS DE DADOS AVANÇADAS 4.1) Definição de Tipos 4.2) Vetores e Matrizes 4.3) Registros 4.4) Arquivos CAP 5 TÓPICOS AVANÇADOS

3 CAPÍTULO 1 SUMÁRIO 1.1) Objetivo 1.2) Histórico 1.3) Características da Linguagem 1.4) Programa Básico 1.5) Compilação 1.6) Exercícios 1.1) OBJETIVO Utilizando a Linguagem Pascal, apresentar os conceitos básicos usados nas Linguagens de Programação, permitindo a distinção de seus principais elementos, contribuindo assim para formação de uma mentalidade de produção de programas de forma disciplinada e sistemática. 1.2) HISTÓRICO A Linguagem Pascal foi desenvolvida e implementada por Niklaus Wirth, em torno do ano de Sua intenção original foi de servir para o ensino de programação disciplinada, ou seja para o desenvolvimento de bons programas. Atualmente não tem caráter comercial, sua sintaxe no entanto está embutida na linguagem Delphi, que tem ampla aplicação comercial. 1.3) CARACTERÍSTICAS DA LINGUAGEM A linguagem Pascal acompanhou todos os estágios da evolução da Linguagens de Programação, desde o paradigma da programação estruturada até a orientação a objetos. Sua vocação principal no entanto, é para desenvolvimento de programas estruturados, sendo a unidade fundamental do programa o bloco. Um bloco contém uma ou mais ações ou comandos. Todo programa em PASCAL começa pelo BLOCO PRINCIPAL. As três estruturas de controle de fluxo (Seqüência, seleção e repetição) controlam o fluxo de processamento de blocos de comandos.

4 Pascal permite a modularização de programas, consistindo cada módulo em um sub-programa, podendo ser uma PROCEDURE ou uma FUNCTION. Com esses dois mecanismos o programador define suas próprias rotinas ou operações. Como em outras linguagens de programação, Pascal define que o compilador deve possuir uma BIBLIOTECA PADRÃO, com recursos básicos para entrada e saída de dados de dispositivos padrão e arquivos em disco. Tradicionalmente os programas escritos em PASCAL são compilados. Pascal é case-insensitive, ou seja tanto faz escrevermos com letras maiúsculas como minúsculas. Os símbolos identificadores definidos pelo programador são escolhidos acordo as seguintes regras: 1. Um identificador começa com uma letra; 2. Um identificador possui somente letras, dígitos e _ ; 1.4) PROGRAMA BÁSICO Segundo Niklaus Wirth, o criador do PASCAL, os dados devem preceder às operações, assim em pascal um símbolo para ser referenciado no texto de um programa, tem que antes ser definido ou declarado. Em resumo um símbolo para ser utilizado, tem que antes existir, consistindo a regra base que rege a utilização de qualquer símbolo em Pascal. Podemos definir 3 áreas principais no PASCAL: 1. ÁREA DE IDENTIFICAÇÃO PROGRAM <IDENTIFICADOR>; USES <LISTA DE NOMES> O símbolo PROGRAM é uma palavra reservada e <IDENTIFICADOR> é um nome escolhido pelo programador, podendo ser constituído de letras, números e _. O símbolo USES é um apalavra reservada e <LISTA DE NOMES> indica as bibliotecas que serão referenciadas. 2. ÁREA DE DECLARAÇÕES E DEFINIÇÕES DE DADOS E SUB-PROGRAMAS TYPE... =...; VAR... =...; FUNCTION END; PROCEDURE END;

5 A linguagem PASCAL define dois sub-módulos ou sub-programas: procedure e function. Uma função é um sub-programa que retorna sempre um único valor. Tal valor é retornado no próprio nome da função. 3. ÁREA DE EXECUÇÃO BEGIN END; Exemplo de um Programa em PASCAL: program prog1; uses CRT; begin writeln (' Primeiro Programa!!! ' ); readkey; end. 1.5) COMPILAÇÃO A Linguagem Pascal é normalmente compilada e o compilador mais difundido é o TURBO PASCAL 7.0 da Borland. Seu ambiente é um IDE (Integrated Development Environment) que agrega diversas funcionalidades, como editor de texto, compilador propriamente dito, link-edição, debugger e diversas outras. O TP7 foi desenvolvido para o ambiente DOS e constitui uma excelente ferramenta para o aprendizado da linguagem. 1.6) EXERCÍCIOS (1) Faça uma dissertação sobre o histórico da Linguagem Pascal. (2) Quais as principais características do Pascal. (3) Quais os elementos básicos de um programa em PASCAL. (4) Qual o principal ambiente de desenvolvimento de programas em PASCAL. (5) Escreva um programa básico em Pascal.

6 CAPÍTULO 2 SUMÁRIO 2.1) Tipos de dados, constantes e variáveis 2.2) Operadores Aritméticos 2.3) Operadores Lógicos 2.4) Operadores Relacionais 2.5) Exercícios 2.1) TIPOS DE DADOS, CONSTANTES E VARIÁVEIS O PASCAL possui dois tipos de dados: Elementares = São os valores de dados simples, que não tem estrutura: 1. Escalares: Integer 2 bytes = a byte 1 byte = 0 a 255 shortint 1 byte = -128 a +127 word 2 bytes = 0 a longint 4 bytes = a Char - 1 byte = denota os elementos da tabela ASCII; Boolean 1 byte = V ou F; 2. Não escalares: Real = 6 bytes =2.9 E-39 a 1.7E38 Single = 4 bytes = 1.5E-45 a 3.4E38 Double=8 bytes = 5.0E-324 a 1.7E308 Extend 10 bytes = 1.9E-4851 a 1.1E4932 Comp 8 bytes = -9.2E18 a 9.2E18 Estruturados = São as estruturas de dados, incluindo armazenamento em disco: 1. Estruturas heterogêneas; 2. Estruturas homogêneas; 3. Cadeias de caracteres; 4. Conjuntos; 5. Arquivos;

7 Ponteiros Existem dois tipos de constantes, as constantes simbólicas pré-definidas na linguagem e as definidas pelo programador no programa. As pré-definidas no PASCAl são: MAXINT = valor integer TRUE = valor booleano V(1) FALSE = valor booleano falso (0) PI = valor real As constantes definidas pelo programador devem ser declaradas na seção CONST, como no exemplo abaixo: CONST taxa = 0.1; Uma variável é um nome (identificador) que denota um espaço reservado na memória do computador, para armazenar valores de um tipo de dado, durante a execução do programa. As variáveis devem ser declaradas pelo programador na seção VAR, como no exemplo abaixo: VAR a,b : integer; endereco : string; O programador deve inicializar as variáveis antes de utilizá-las. 2.2) OPERADORES ARITMÉTICOS SÍMBOLO SIGNIFICADO OPERANDOS RESULTADO + adição Inteiros, reais Inteiros, reais - subtração Inteiros, reais Inteiros, reais * multiplicação Inteiros, reais Inteiros, reais / divisão Inteiros, reais Quociente real DIV Divisão inteira Inteiros Quociente inteiro MOD Resto da divisão Inteiros, reais Resto inteiro

8 2.3) OPERADORES LÓGICOS Os operadores lógicos implementam a Álgebra de Boole, uma lógica abstrata inventada pelo matemático George Boole, no século XIX, que serve de base para a computação. A Álgebra de Boole possui os seguintes elementos principais: Conjunto de números Binários (0 e 1); Conjunto de operações, expressas por tabelas verdade, como demonstrado a seguir: A B AND OR A NOT A ) OPERADORES RELACIONAIS SÍMBOLO SIGNIFICADO OPERANDOS RESULTADO = igualdade <> desigualdade < Menor que QUALQUER BOOLEAN <= Menor ou igual que > Maior que >= Maior ou igual que 2.5) EXERCÍCIOS Faça programas em PASCAL, para os problemas abaixo: 1. Soma de 10 números ; 2. Média de 10 números ; 3. Cálculo dos 45 primeiros números da série de Fibonacci; 4. Fatorial de um número; 5. Produtório de 10 números

9 CAPÍTULO 3 SUMÁRIO 3.1) Instruções de Atribuição 3.2) Instruções de Seleção 3.3) Instruções de Repetição 3.4) Instruções de Entrada e Saída 3.5) Exercícios 3.1) INSTRUÇÕES DE ATRIBUIÇÃO As estruturas de controle de execução controlam a ordem de execução das operações de um programa. Existem 3 tipos dessas estruturas: 1. Seqüência; 2. Seleção;e 3. Repetição Tais estruturas controlam blocos de ações. De forma resumida podemos dizer que um programa é constituído basicamente de ALGORITMOS + ESTRUTURAS DE DADOS. Em outras palavras construir um programa é projetar suas estruturas de dados (escolha de variáveis e constantes) e construir instruções. De uma forma bem resumida existem 4 tipos de instruções em um programa: 1. Instruções de Atribuição; 2. Instruções de Seleção; 3. Instruções de Repetição 4. Instruções de Entrada e Saída; A primeira delas, a de atribuição, é a de maior importância e serve para colocar valores nas variáveis. As instruções de atribuição em Pascal possuem o seguinte formato: <identificador> := <identificador> <valor numérico> <expressão> <function ou procedure>

10 3.2) INSTRUÇÕES DE SELEÇÃO A estrutura de seleção tem como função escolher um processamento entre duas ou mais opções. Em PASCAL existem 2 estruturas de seleção: 1. IF-THEN-ELSE;e 2. CASE-ELSE-END. A estrutura que executa dois processamentos alternativos, de acordo como resultado de um teste é o IF-THEN-ELSE, cuja forma geral é mostrada a seguir: IF <CONDIÇÃO> THEN <BLOCO DE CÓDIGO> [ELSE <BLOCO DE CÓDIGO>] A estrutura CASE tem a forma geral mostrada a seguir: CASE <VARIÁVEL> OF VALOR 1: <BLOCO DE CÓDIGO>... VALOR N:<BLOCO DE CÓDIGO> ELSE <BLOCO DE CÓDIGO> END; 3.3) INSTRUÇÕES DE REPETIÇÃO Uma estrutura de repetição permite que uma ação ou seqüência de ações seja repetida, formando um loop (ou laço) de execução. Na linguagem PASCAL existem 3 tipos de repetição: 1. WHILE = Quando não é conhecido o número de repetições e o bloco de ações pode nunca ser executado: WHILE <CONDIÇÃO> DO <BLOCO> 2. REPEAT UNTIL= Quando não é conhecido o número de repetições e o bloco de comandos é executado pelo menos uma vez: REPEAT <BLOCO> UNTIL <CONDIÇÃO>

11 3. FOR-TO ou FOR-DOWNTO =Quando é conhecido o número de repetições do loop : FOR <VARIÁVEL DE CONTROLE> := <VALOR INICIAL> TO <VALOR FINAL> DO <BLOCO> FOR <VARIÁVEL DE CONTROLE> := <VALOR INICIAL> DOWNTO <VALOR FINAL> DO <BLOCO> 3.4) INSTRUÇÕES DE ENTRADA E SAÍDA Os dados que um programa manipula podem: 1. Estar guardados no próprio programa; 2. Ser calculados no programa; 3. Vir de fora do programa, de um dispositivo de entrada e saída (teclado, arquivos em disco,...); As principais instruções de entrada e saída de dados no PASCAL são: FUNÇÃO READ READLN WRITE WRITELN DESCRIÇÃO Lê valores de dispositivos de entrada. Igual a read, mas pula uma linha. Escreve valores em dispositivos de saída. Igual a write, mas pulando uma linha

12 3.5) EXERCÍCIOS 1) Dado o trecho de programa abaixo, substitua as estruturas FOR por estruturas WHILE, de modo que o processamento seja equivalente: Begin Acum := 0; For I := 1 to 50 do Begin For k := 100 downto 20 do Begin if (k mod 2) = 0 then acum := acum + 1; end; end; Writeln (acum); End. 2) Faça um programa que calcule a média de uma seqüência de n números terminados em zero, inseridos pelo teclado. 3) Faça um programa que leia uma string e indique a porcentagem de cada vogal que a integra. 4) Faça um programa que leia 100 números do teclado e indique a quantidade de múltiplos de 5 existentes. 5) Faça um programa que inverta uma string inserida pelo teclado.

13 CAPÍTULO 4 SUMÁRIO 4.1) Definição de Tipos 4.2) Vetores e Matrizes 4.3) Registros 4.4) Arquivos 4.1) DEFINIÇÃO DE TIPOS Por meio dos tipos de dados, as linguagens de programação oferecem mecanismos para representação apropriada das informações do mundo real. Em PASCAL a definição de novos tipos de dados segue o formato descrito a seguir: TYPE <NOME_TIPO> = <DEFINIÇÃO DO TIPO>... VAR <NOME_VAR> : <DEFINIÇÃO DO TIPO> O nome do tipo é um identificador, que poderá ser utilizado após sua definição, para a declaração de variáveis. A definição de tipo tem sintaxe específica para cada construtor de tipo. 4.2) VETORES E MATRIZES Um vetor (array) é uma estrutura de dados composta de um número fixo de componentes de mesmo tipo, constituindo um agregado homogêneo, organizado segundo uma seqüência. Seus elementos são acessados por meio de um índice. A declaração de vetores segue o padrão descrito a seguir: TYPE <NOME_TIPO> = ARRAY [ INTERVALO ] OF <TIPOS ELEMENTARES> As matrizes são vetores multi dimensionais. 4.3) REGISTROS Um registro é uma estrutura de dados composta de um número fixo de componentes, que podem ser de diferentes tipos. Um registro é assim um agregado heterogêneo.

14 Em geral os objetos do mundo real são compostos por mais de uma propriedade ou atributo, que constituem as partes dos objetos e formam sua estrutura. O tipo registro é um dos principais mecanismos de uma LP para a definição de objetos, segundo suas partes estruturais, que podem ser de tipos de dados diferentes. Um registro é uma lista de atributos de um objeto. Tais atributos formamos campos de um registro. Por serem atributos, tais campos podem ser dos mais variados tipos de dados. Para definir um registro é necessário declarar cada um de seus campos, que são declarados como variáveis, possuindo um nome, por meio do qual são acessados, e um tipo. A seguir é apresentada a forma geral de um registro: TYPE <NOME_TIPO> = RECORD <NOME_CAMPO1>:<TIPO>... <NOME_CAMPON>:<TIPO> END; Uma variável do tipo registro pode ser referenciada na área de execução do programa de duas formas: 1. Referenciando à estrutura como um todo; 2. Referenciando campos específicos; 4.4) ARQUIVOS Para que os dados manipulados nos programas não se percam quando o computador é desligado, torna-se necessário armazená-los num meio de armazenamento permanente, como um HD. A forma como o sistema operacional armazena dados e programas em disco é o arquivo. Um arquivo de dados é uma seqüência de elementos do mesmo tipo, armazenada em disco, podendo crescer dinamicamente ao longo da execução do programa. Existem duas operações básicas sobre arquivos: 1. Leitura;e 2. Escrita. Um arquivo de dados para ser lido ou escrito por um programa tem que ser aberto, ou seja, tornado disponível para operações de leitura/escrita dentro do programa. Após a utilização o arquivo dever ser fechado, ou seja, tornado indisponível ao programa. Em um arquivo aberto sempre existe uma posição corrente.

15 De um maneira geral, para que um programa possa utilizar os elementos armazenados em um arquivo em disco, são necessários os seguintes elementos: 1. Declarar um variável tipo arquivo, que será o nome lógico do arquivo no programa. Ela conterá a posição corrente; 2. Declarar variáveis que serão armazenadas ; 3. Executar um comando de associação do nome lógico ao nome físico (ASSIGN); 4. Executar um comando de abertura (REWRITE, APPEND,RESET); 5. Fechar o arquivo(close). Um programa em PASCAL pode manipular dois tipos de arquivos: 1. Texto;e 2. Binário.

16 CAPÍTULO 5 MECANISMOS DE MODULARIZAÇÃO DE PROGRAMAS Uma boa maneira de construir grandes programas é segmentá-los em pedaços funcionais, denominados MÓDULOS. Quanto maior e complexo for um programa, maior a necessidade de segmentação, de modo que se possa entender, modificar e testar um programa. Cada módulo de um programa deve ser bem definido e interagir com outros módulos de forma simples. Existem dois princípios básicos para decomposição de um programa em módulos funcionais: 1. Um módulo deve ter um propósito único; 2. Um módulo deve representar uma operação completa. Um módulo funcional é uma caixa preta, constituindo um subprograma. Os subprogramas em PASCAL tem forma idêntica a de um programa, com a seguinte organização: 1. Área de cabeçalho, que fornece toda a informação necessária para sua chamada; 2. Area de declaração de objetos privados e definições (constantes, variáveis e outros subprogramas); 3. Área de Execução, com os comando e a estrutura de processamento do módulo; Em PASCAL temos 2 tipos de subprogramas: 1. FUNCTION;e 2. PROCEDURES.