Algoritmos I Edézio 1

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1 Algoritmos I Edézio 1 Algoritmo Conjunto de regras e operações bem definidas e ordenadas, destinadas à solução de um problema, ou de uma classe de problemas, em um número finito de etapas. Exemplos: As receitas de culinária, os manuais de montagem ou de operação de máquinas, o algoritmo da prova dos nove, o algoritmo para extração de um dente. Programa Um programa é um Algoritmo escrito em uma linguagem computacional. Todos os trabalhos executados pelo computador são feitos seguindo programas. Basicamente um computador só entende Linguagem Binária, ou também chamada Linguagem de Máquina (linguagem que só admite dois símbolos : zero e um). Todos os símbolos nele introduzidos (letras, dígitos e caracteres especiais, como vírgulas, aspas) são digeridos pela Unidade de Entrada e, armazenados em forma de um código construído por conjunto de zeros e uns, construído e digitados pelos próprios programadores! Cada símbolo tem uma codificação própria e existem diversas codificações padronizadas para cada símbolo. O ASCII usa 8 bits para representar um caracter, logo até 256 caracteres distintos podem ser representados usando o ASCII. CARACTER CÓDIGO ASCII espaço(ou branco) ( $ A B C Linguagens de Programação São Softwares que permitem o desenvolvimento de programas. Possuem um poder de criação ilimitado, desde jogos, editores de texto, sistemas empresariais até sistemas operacionais. Existem várias linguagens de programação, cada uma com suas características próprias. Exemplos: Pascal, Clipper, C, Visual Basic,Delphi e etc. Algoritmos em Portugol Durante nosso curso iremos aprender a desenvolver nossos Algoritmos em uma pseudo-linguagem conhecida como Portugol ou Português Estruturado.

2 Algoritmos I Edézio 2 Operadores Aritméticos Operadores Relacionais + adição - subtração * produto / divisão potenciação Linearização de Expressões > maior que < menor que >= maior ou igual <= menor ou igual = igual <> diferente Para a construção de Algoritmos todas as expressões aritméticas devem ser linearizadas, ou seja, colocadas em linhas. Exemplo: x = A 2 5B + C 2 (B + 3) 7 x (A 2 5 B + C/2)/((B + 3)/7) Operadores Especiais (MOD e DIV) MOD: retorna o resto da divisão entre 2 números inteiros. DIV: retorna o valor inteiro que resulta da divisão entre 2 números inteiros. Prioridade Operadores 1 o parênteses mais internos 2 o pot rad 3 o * / div mod 4 o + - Constantes: um dado é constante se seu valor é constante desde o início até o fim da execução do algoritmo. iável: um dado é classificado como variável quando pode ser alterado durante a execução do algoritmo em que é utilizada.

3 Algoritmos I Edézio 3 Identificadores São os nomes dados a variáveis, constantes, tipo de dados e programas. Regras Para construção de Identificadores: Não podem ter nomes de palavras reservadas (comandos da linguagem); Devem possuir como 1 o caractere uma letra ou Underscore ( ); Ter como demais caracteres letras, números ou Underscore; Ter no máximo 127 caracteres; Não possuir espaços em branco; A escolha de letras maiúsculas ou minúsculas é indiferente. Exemplos: NOME, nota, a1, c, N1, NOMEPAI, IDADE FILHO, PI, A2. Tipos de Dados Todas as iáveis devem assumir um determinado tipo de informação. Inteiro Real Caracter Lógico admite somente números inteiros. admite números reais (com ou sem casas decimais). admite caracteres alfanuméricos. admite somente valores lógicos(verdadeiro/falso). Instruções de Entrada e Saída Leia: comando de entrada que permite a leitura de iáveis de Entrada. Leia(< identif icador1, identif icador2,..., identif icadorn >) Exemplo: Leia(a,b,c) Observação: a variável ou variáveis utilizadas na entrada de dados devem ter sido declaradas anteriormente. Escreva: comando de saída que exibe uma informação na tela do monitor. Escreva( Algum texto para facilitar o entendimento da ação desejada ) Escreva(< identif icador1, identif icador2,..., identif icadorn >) Exemplos: Escreva(NOME) Escreva( Digite o nome do aluno: ) Escreva( O nome do aluno é:,nome) Sinal de Atribuição: iável: para atribuir valores a variáveis devemos usar o sinal. Constantes: as constantes são eternamente iguais a determinados valores, portanto usamos o sinal de =.

4 Algoritmos I Edézio 4 Exemplo: A 2 B P I = 3, 14 Corpo Geral de um Algoritmo ALGORIT MO identificador CONST < identificador >=< dado > V AR < identificador >:< tipo > ÍN ICIO < comando1 > < comando2 > F IM. < comandon > Comentários Podemos inserir em um Algoritmo comentários para aumentar a compreensão do mesmo, para isso basta que o texto fique entre chaves {} ou após duas barras (visualg) //. Exemplo: Segue um Algoritmo que lê o nome e as 2 notas de um aluno. Em seguida o Algoritmo calcula e escreve a média obtida. ALGORITMO M EDIA F IN AL VAR NOTA1, NOTA2, MEDIA: Real NOME : caracter INICIO LEIA (NOME) LEIA (NOTA1, NOTA2) MEDIA (NOT A1 + NOT A2)/4 ESCREVA (NOME, MEDIA) FIM Este algoritmo pode ser mais refinado acrescentando mais informações e comentários:

5 Algoritmos I Edézio 5 ALGORITMO M EDIA F IN AL //Este algoritmo calcula a média final de um aluno VAR NOTA1, NOTA2, MEDIA: Real NOME : caracter INICIO ESCREVA ( Nome do aluno: ) LEIA(NOME) ESCREVA ( Digite a primeira nota: ) LEIA(NOTA1) ESCREVA( Digite a segunda nota: ) LEIA(NOTA2) MEDIA (NOT A1 + NOT A2)/4 ESCREVA (NOME, MEDIA) FIM Operadores Lógicos Utilizaremos três operadores básicos para a formação de novas proposições lógicas compostas a partir de outras proposições lógicas simples. Tabela Verdade Operador Função (não) negação (e) conjunção (ou) disjunção A B A B A B A B V V F F V V V F F V F V F V V F F V F F V V F F Estruturas de Seleção Uma estrutura de seleção permite a escolha de um grupo de ações a ser executado quando determinadas condições, representadas por expressões lógicas ou relacionais, são ou não satisfeitas. Seleção Simples: se < condição > então < comando1 > < comando2 > < comando3 >. < comandon > fim-se

6 Algoritmos I Edézio 6 Seleção Composta: se < condição > então < comando1 > < comando2 > < comando3 >. < comandon > senão < comando1 > < comando2 > < comando3 >. < comandon > fim-se Exemplo: Elaborar um algoritmo que leia um número e determine se é maior que zero ou não. ALGORITMO Exemplo1 VAR N: inteiro Inicio LEIA(N) SE N > 0 então ESCREVA(N, é maior que zero. ) SENÃO ESCREVA(N, não é maior que zero. ) FIM-SE Estruturas de Repetição A estrutura de repetição permite que uma seqüência de comandos seja executada repetidamente enquanto uma determinada condição seja satisfeita. A esses trechos do algoritmo que são repetidos damos o nome de laços de repetição. O número de repetições pode ser indeterminado, porém necessariamente finito. Repetição com Teste no (Pré-teste) É usada para repetir N vezes uma ou mais instruções. Tendo como vantagem o fato de não ser necessário o conhecimento prévio do número de repetições. enquanto < condição > faça < comando1 > < comando2 > < comando3 >. < comandon > fim-enquanto

7 Algoritmos I Edézio 7 Exemplo 1: Elaborar um algoritmo que escreva os inteiros de 1 a 100. Algoritmo Exemplo N: inteiro N 1 enquanto N <= 100 faça escreva(n) N N + 1 fim-enquanto Quando o número de repetições for previamente conhecido, devemos utilizar um contador para controlar o número de repetições do laço. Um contador é uma variável do tipo inteiro que deve receber inicialmente (antes do laço) o valor 1 e dentro do laço (no final dele) deve ser incrementada em 1, ou seja, adicionar o valor 1 ao conteúdo da própria variável. A condição para interromper o laço será: contador número de repetições. Exemplo 2: Este algoritmo lê um conjunto 100 números inteiros e exibe a soma dos mesmos. Algoritmo Soma NUM, SOMA, CONT: inteiro SOMA 0 CONT 1 enquanto CONT <= 100 faça escreva( Digite um número inteiro: ) leia(num) SOMA SOMA + NUM CONT CONT +1 fim-enquanto escreva( A soma é, SOMA) Repetição com Teste no Final (Pós-teste) A estrutura de repetição condicional com pós-teste permite que várias instruções sejam executadas repetidamente enquanto uma condição qualquer não for verdadeira, sendo que primeiro são executadas as instruções e depois a é testada a condição. repita até <condição> < comando1 > < comando2 > < comando3 >. < comandon >

8 Algoritmos I Edézio 8 Exemplo 3: Reescrevendo o algoritmo, do exemplo 1, que escreve os inteiros de 1 a 100, teríamos: Algoritmo Exemplo1 N: inteiro N 1 repita escreva(n) N N + 1 até N > 100 Exemplo 4: Reescrevendo o algoritmo do exemplo 2, que lê um conjunto 100 números inteiros e exibe a soma dos mesmos, teríamos: Algoritmo Soma NUM, SOMA, CONT: inteiro SOMA 0 CONT 1 repita escreva( Digite um número inteiro: ) leia(num) SOMA SOMA + NUM CONT CONT +1 até CONT > 100 escreva( A soma é, SOMA) Observação: Um cuidado fundamental que o construtor do algoritmo deve ter é o de certificar-se que a condição para que sejam mantidas as iterações torne-se, em algum momento, falsa, para que o algoritmo não entre em um laço infinito Repetição com iável de Controle Na estrutura para... faça, a variável de controle é inicializada com <valor inicial> e no início de cada iteração, seu valor é comparado com <valor final>. Se o valor da variável for menor ou igual a <valor final>, a lista de comandos é executada e após ser executado o último comando da lista, a variável de controle é incrementada. Isto repete-se até que o valor da variável de controle seja maior que <valor final>, quando então é executado o comando imediatamente após a palavra. A instrução passo é necessária se o incremento for diferente de 1.

9 Algoritmos I Edézio 9 para V de VI até VF passo P faça < comando1 > < comando2 > < comando3 >. < comandon > Em que: V é a variável de controle; VI é o valor inicial da variável V; VF é o valor final da variável V, ou seja, o valor até o qual ela vai chegar; P é o valor do incremento dado à variável V. Exemplo 5: Reescrevendo o algoritmo, do exemplo 1, que escreve os inteiros de 1 a 100, teríamos: Algoritmo Exemplo1 N: inteiro para N de 1 até 100 faça escreva(n) Exemplo 6: Reescrevendo o algoritmo do exemplo 2, que lê um conjunto 100 números inteiros e exibe a soma dos mesmos, teríamos: Algoritmo Soma NUM, SOMA, N: inteiro SOMA 0 para N de 1 até 100 faça escreva( Digite um número inteiro: ) leia(num) SOMA SOMA + NUM escreva( A soma é, SOMA)

10 Algoritmos I Edézio 10 Exemplo 7: Elabore um algoritmo que escreva os números ímpares de 1 a Algoritmo Exemplo7 i: inteiro para i de 1 até 1000 passo 2 faça escreva(i, é ímpar ) Arrays As variáveis compostas homogêneas, mais conhecidas como arrays, correspondem a conjuntos de elementos de um mesmo tipo, representados por um único nome. Os arrays podem variar quanto a sua dimensão, isto é, a quantidade de índices necessária para a individualização de cada elemento do conjunto. O array unidimensional também é conhecido por vetor, enquanto o array bidimensional é denominado de matriz. Exemplos: Vetor: V = Matriz: M = Cada elemento dos arrays podem ser referenciados através de índices. Exemplos: V [2] = 2, V [4] = 3, M[2, 1] = 4, M[3, 2] = 6, M[2, 3] = 2. Vetor Vetores são arrays que necessitam de apenas um índice para individualizar um elemento do conjunto. Para definirmos uma variável do tipo vetor, utilizamos a seguinte sintaxe: Identificador: Vetor[índice inicial... índice final] de < tipo > O índice-inicial e o índice-final devem ser do mesmo tipo escalar (inteiro, caracter ou booleano). Exemplos: IDADE : vetor[1.. 20] de inteiros NOME : vetor[1..30] de caracteres QUANT : vetor[ A.. Z ] de inteiros RECEITA, DESPESA : vetor[90..96] de reais VETOR : vetor[-5..5] de caracteres Para processarmos individualmente todos os componentes de um vetor, é aconselhável o uso da estrutura PARA, para que possamos variar o índice do vetor. Exercícios: 1. Fazer um algoritmo que leia um vetor A contendo 30 números inteiros, calcule e exiba:

11 Algoritmos I Edézio 11 a) o maior elemento; b) a posição (índice) do maior elemento Solução: Algoritmo Maior A : vetor[1..30] de inteiros I, POS, MAIOR : inteiro; \\leitura do vetor para I de 1 até 30 faça leia(a[i]) MAIOR A[1] POS 1 \\ comparação dos elementos com a variável MAIOR para I de 2 até 30 faça se A[I] > MAIOR então MAIOR A[I] POS I fimse \\ exibição dos resultados escreva(maior,pos) 2. Fazer um algoritmo para ler 20 números, calcular a média dos mesmos e exibir os números que estiverem acima da média. Solução: Algoritmo Soma NUM : vetor[1..n] de reais I,SOMA : inteiros MEDIA : real inicialização da variável SOMA SOMA 0 \\ leitura e soma dos números para I de 1 até 20 faça leia(num[i]) SOMA SOMA + NUM[I] \\ cálculo da média MEDIA SOMA / 20 \\exibição dos números maiores que a média para I de 1 até 20 faça se NUM[I] > MEDIA então

12 Algoritmos I Edézio 12 escreva(num[i]) fimse 3. Fazer um programa que: Matriz a) leia um vetor VET de 100 números inteiros; b) leia um valor inteiro NUM; c) determine e exiba a posição de NUM dentro de VET. Caso NUM não seja encontrado dentro de VET, exiba o valor 0 (zero). Solução: Algoritmo Posição VET : vetor[1..n] de inteiros NUM,I,POS : inteiros \\ leitura dos dados para I de 1 até 100 faça leia(vet[i]) leia(num) \\ determinação da posição POS 0 para I de 1 até 100 faça se VET[I] = NUM então POS I \\ exibição do resultado escreva(pos) Matrizes são arrays que necessitam de dois índices para individualizar um elemento do conjunto. O primeiro índice representa as linhas e o segundo as colunas. Para definirmos uma variável do tipo matriz, utilizamos a seguinte sintaxe: Identificador: matriz[índice1-inicial..índice1-final, índice2-inicial..índice2-final] de < tipo > O índice1-inicial e o índice1-final devem ser do mesmo tipo escalar (inteiro, caracter ou booleano). O índice2-inicial também deve ser do mesmo tipo escalar do índice2-final.

13 Algoritmos I Edézio 13 Exemplos: var M1 : matriz[1..4,80..90] de reais M2 : matriz[ A.. E,0..10] de cadeias M3 : matriz[-3..3,1..3] de caracteres Exercícios: 1. Fazer um algoritmo para ler uma matriz 3 x 5 de números inteiros e escrevê-la após ter multiplicado cada elemento por 2. Solução: Algoritmo Multiplicação var M : matriz[1..3,1..5] de inteiros I,J : inteiros \\ leitura da matriz para I de 1 até 3 faça para J de 1 até 5 faça escreva( Elemento da linha,i, coluna,j, : ) leia(m[i,j]) \\ cálculo da multiplicação para I de 1 até 3 faça para J de 1 até 5 faça M[I,J] M[I, J] 2 \\ exibição da matriz resultante escreva( Resultado: ) para I de 1 até 3 faça para J de 1 até 5 faça escreva(m[i,j], ) 2. Dada uma matriz de 4 x 5 elementos inteiros, calcular a soma de cada linha, de cada coluna e de todos os seus elementos. Obs: utilize um vetor para armazenar o resultado da soma de cada linha e outro para a soma de cada coluna. Solução: Algoritmo Soma var M : matriz[1..4,1..5] de inteiros

14 Algoritmos I Edézio 14 L : vetor[1..4] de inteiros C : vetor[1..5] de inteiros I,J,SOMA : inteiros \\ leitura da matriz para I de 1 até 4 faça para J de 1 até 5 faça ( Elemento da linha,i, coluna,j, : ) leia(m[i,j]) \\ cálculo da soma dos elementos de cada linha para I de 1 até 4 faça L[I] 0 para J de1 até 5 faça L[I] L[I] + M[I,J] \\ cálculo da soma dos elementos de cada coluna para J de 1 até 5 faça C[J] 0 para I de 1 até 4 faça C[J] C[J] + M[I,J] \\ cálculo da soma de todos os elementos da matriz SOMA 0 para I de 1 até 4 faça para J de 1 até 5 faça SOMA SOMA + M[I,J] \\ exibição dos resultados para I de 1 até 4 faça escreva( Soma da Linha,I, :, L[I]) para J de 1 até 5 faça escreva( Soma da Coluna,J, :, C[J]) escreva( Soma da Matriz:, SOMA)