Algoritmos e Estruturas de Dados I IEC012. Linguagem C - Guia de bolso - Prof. César Melo

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1 Algoritmos e Estruturas de Dados I IEC012 Linguagem C - Guia de bolso - Prof. César Melo

2 Histórico A linguagem C é uma linguagem de programação inventada na década de 1970 por Dennis Ritchie Brian Kennigaham. O ANSI (American National Standard Institute) padronizou a versão ANSI-C

3 Por que estudar C? Versatilidade: ele possui tanto características de "alto nível" quanto de "baixo nível". Poder: possui ampla biblioteca de funções e é utilizado na construção de software para os mais diversos projetos. Portabilidade: é possível adaptar um programa em C de um tipo de computador para outro.

4 Primeiros passos Um programa em C consiste de várias funções encadeadas. Uma função é um bloco de código de programa que pode ser usado diversas vezes em sua execução. Blocos de código são delimitados por chaves: {} O uso de funções permite que o programa fique mais legível,, mais estruturado.

5 O C é Case Sensitive Caracteres maiúsculos e minúsculos fazem diferença: Soma soma SOMA SomA Palavras reservadas do C (if( ou for,, por exemplo) só podem ser escritos em minúsculas, pois senão o compilador interpretará como variáveis.

6 Falando em palavras reservas do C São32 no total auto break case char const continue default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef union unsigned void volatile while

7 Estrutura Geral tipo_de_retorno main() main() { comandos comandos return return valor; valor; } Exemplo: int int main() main() { int int x, x, y; y; x x + y; y; return return 0; 0; }

8 A função main() Todo programa deve ter uma única função main. A A função main é o ponto de partida quando o programa é executado. Arquivos auxiliares não devem conter a função main.

9 Bibliotecas Programas que possuem a especificação das funções pré-definidas da linguagem. As bibliotecas que serão usadas devem ser os primeiros comandos de um programa em C. #include #include <nome_da_biblioteca.h> <nome_da_biblioteca.h> int int main() main() { { <açoes> <açoes> return return 0; 0; } } 1

10 Bibliotecas Programas que possuem a especificação das funções pré-definidas da linguagem. As bibliotecas que serão usadas devem ser os primeiros comandos de um programa em C. #include #include <nome_da_biblioteca.h> int int main() main() { <açoes> <açoes> return return 0; 0; } 1

11 Bibliotecas :: Exemplos stdio.h: : biblioteca de funções de entrada e saída (leitura e escrita de dados). math.h: : biblioteca de funções matemáticas (potenciação, raiz quadrada, funções trigonométricas, etc.). string.h: : biblioteca de funções para manipulação de conjunto de caracteres (por exemplo, palavras).

12 Comentários Comentários em C podem ser escritos em qualquer lugar do texto para facilitar a interpretação do algoritmo. Tipos de comentários: Delimitados por e. Todo o texto delimitado é considerado pelo compilador como um comentário. Colocando // em uma linha. Tudo que estiver à direita do símbolo é considerado como um comentário. Não é reconhecido pelo padrão C-ANSI 1

13 Variáveis, Conceito Representa um espaço na memória do computador que é usado para amazenar um determinado tipo de dado; Identificadas na fase de modelagem do problema; Ou não... Variáveis são de um determinado tipo e possem nomes;

14 Variáveis Devem ser declaradas antes de serem usadas,, no início de um bloco de código. Forma geral da declaração de variáveis: tipodavariável lista_de_variáveis; Exemplo: char char float float int int letra; letra; temperatura, pressao; pressao; dia, dia, mes, mes, ano; ano;

15 Variáveis, nome Variáveis são armazenadas na memória do computador. Endereço FFFF Conteúdo

16 Tipos de dados A A linguagem C tem 5 tipos básicos: char int float caracteres ASCII número inteiro número real de precisão simples double número real de precisão dupla void sem valor

17 Tipos de dados Tipo Tamanho (bytes) Tamanho (bits) char 1 8 int 4* 32* float 4 32 double 8 64 * Depende do compilador

18 Tipos de dados :: Modificadores Um modificador de tipo altera o intervalo de valores que uma variável pode armazenar ou como o compilador representa um valor. Existem quatro modificadores de tipo: signed unsigned long short

19 Tipos de dados :: Modificadores Ao tipo float não se pode aplicar nenhum modificador. Ao tipo double pode-se aplicar apenas o modificador long. Os quatro modificadores podem ser aplicados a inteiros (int( int). O O modificador unsigned serve para especificar variáveis sem sinal,, instruindo o compilador a não considerar o primeiro bit como sinal.

20 Tipos de dados :: Modificadores O número de bits do tipo int normalmente corresponde ao tamanho da palavra de uma determinada arquitetura de computador. Dependendo do compilador, os modificadores short e long alteram a quantidade de bits reservados para representar números inteiros: short int: : reserva menos bits que o tipo int long int: : reserva mais bits que o tipo int Cada compilador é livre para escolher tamanhos adequados para o seu próprio hardware.

21 Tipos de dados :: Resumo (compilador gcc) Tipo Tamanho em bits Faixa de números representados char a 127 unsigned char 8 0 a 255 signed char a 127 int a unsigned int 32 0 a signed int a short int a unsigned short int 16 0 a signed short int a long int a unsigned long int 32 0 a signed long int a float 32 seis dígitos de precisão double 64 dez dígitos de precisão long double 80 dez dígitos de precisão 2

22 Identificadores São os nomes que damos aos objetos utilizados (variáveis, constantes, funções, etc.) Podem ter qualquer nome, desde que: Comece com uma letra ou sublinhado (underscore) _ Os caracteres subseqüentes devem ser letras, números ou _. Não seja igual a: uma palavra reservada, uma função declarada bibliotecas do C.

23 Identificadores :: Exemplos Permitido Não permitido! int int _mes; _mes; int int ano_atual; ano_atual; float float temp1; temp1; char char palavradigitada; palavradigitada; char char 2a_feira; 2a_feira; int int valores$; valores$; float float float; float; int int main; main; char char stdio; stdio; 3

24 Constantes São valores que permancem inalterados durante toda execução do programa. Sua definição não usa ponto-e-vírgula, nem sinal de igualdade. #define #define <identificador> <valor> <valor> Exemplos: #define #define PI PI #define #define ANO ANO #define #define LETRA LETRA ' ' A' A'

25 Constantes Costuma-se definir o nome das constantes com letras maiúsculas, para diferenciá-los de nomes de variáveis e funções. Essa prática melhora a legibilidade do programa. Definição de constantes facilita a manutenção do programa. 4

26 Operador de Atribuição Uma variável, ao ser definida, contém um valor qualquer e imprevisível.. Costuma-se dizer que contém lixo de memória. O O comando de atribuição ()( ) permite alterar o valor (conteúdo) de uma variável. <variável> <valor>; <valor>;

27 Operador de Atribuição Exemplos: letra 'H'; atribuição de valor ano 2007; temperatura 38.9; novaletra letra; float cateto 3.1; arearet base * altura; atribuição de uma variável a outra definição e atribuição atribuição de fórmula

28 Caractere String de caracteres Quando uma variável possui apenas um caractere, ele ocupa apenas uma posição de memória: char letra 'A'; A Variável Memória

29 Caractere String de caracteres Uma string de n caracteres ocupa n+1 posições de memória. A posição adicional corresponde ao valor zero (\NULL em ASCII), indicativo do final da string. char nome[] "ABC"; A B n caracteres Variável C Memória n+1 posições

30 Operadores Aritméticos Relacionais Lógicos Bit a bit

31 Operadores Aritméticos Operador Ação Exemplo + Adição x x + y; - Subtração x x y; * Multiplicação x 8 * y; / Divisão x y / 2; % Resto de divisão x y % 2; ++ Incremento x++; -- Decremento y--;

32 Operadores Aritméticos Diversos operadores podem ser utilizados em uma mesma expressão: area area 2 * PI PI * raio; raio; delta delta b*b b*b 4*a*c; 4*a*c; A A ordem de execução dos operadores pode ser determinada explicitamente pelo uso de parênteses: media media (a (a + b + c)/2; c)/2; delta delta (b*b) (b*b) (4*a*c); (4*a*c);

33 Operadores Aritméticos Quando não há parênteses, o compilador usa regras de precedência para determinar qual operação executar primeiro Maior Maior precedência - (unário) (unário) * / % + - Menor Menor precedência Se duas operações têm a mesma precedência, segue-se a ordem da esquerda para a direita. 5

34 Operadores Aritméticos :: Incremento e decremento O O operador incremento de 1 (++ ++) ) realiza duas operações: Soma 1 ao valor atual da variável Armazena o resultado na própria variável Em vez de x x + 1;, escreve-se x++; De forma semelhante funciona o operador decremento de 1 (--). Em vez de x x - 1;, escreve-se x--;

35 Operadores Aritméticos :: Incremento e decremento Os operadores ++ e -- podem ser usados como: Prefixos: antes da variável: Sufixos: após a variável: ++x x++ Se a operação aparece isolada,, ambas notações são equivalentes: int int n n 6, 6, m m 3; 3; n++; n++; n n m; ++m; m m 4 4 n--; n--; n n m; --m; m m 3 3 6

36 Operadores Aritméticos :: Incremento e decremento Se a operação é parte de uma expressão: Prefixo: Valor usado na expressão é o valor incrementado/decrementado. Sufixo: Operação incremento/decremento será realizada depois que o valor for usado na expressão. int int n n 0, 0, m m 0, 0, a, a, b, b, c, c, d; d; n++; n++; n n m; ++m; m m 1 1 n--; n--; --n; --n; n n -1-1 a a n++; n++; a a -1; -1; n n 0 0 b b ++m; ++m; b b 2; 2; m m 2 2 c c 2*(m++); 2*(m++); c c 4; 4; m m 3 3 d d 3*(++n); 3*(++n); d d 3; 3; n n 1 1 7

37 Operadores Aritméticos :: Incremento e decremento Avalie o valor das variáveis após cada operação: int int n n 0, 0, m m 0, 0, a, a, b, b, c, c, d; d; n--; n--; --m; --m; n++; n++; ++n; ++n; a a n--; n--; b b --m; --m; c c 2*(m--); 2*(m--); d d 3*(--n); 3*(--n); 7

38 Operadores Aritméticos :: Incremento e decremento Avalie o valor das variáveis após cada operação: int int n n 0, 0, m m 0, 0, a, a, b, b, c, c, d; d; n--; n--; n n m; --m; m m -1-1 n++; n++; ++n; ++n; n n 1 1 a a n--; n--; a a 1; 1; n n 0 0 b b --m; --m; b b -2; -2; m m -2-2 c c 2*(m--); 2*(m--); c c -4; -4; m m -3-3 d d 3*(--n); 3*(--n); d d -3; -3; n n

39 Operadores bit a bit Atuam sobre os bits individuais de uma variável. Operador & AND Ação Não enxergam as variáveis com um valor único, mas sim como um conjunto de bits. OR ^ ~ NOT XOR (OR exclusivo) >> Deslocamento de bits à direita << Deslocamento de bits à esquerda 8

40 Operações combinadas com atribuição Uma operação pode ser combinada com a atribuição em um mesmo operador. Forma normal Forma combinada x x + 5 x + 5 x x - a x - a Embora sejam mais eficientes,, tornam o programa mais difícil de se compreendido. x x * k x * k x x / (x+1) x / x+1 x x & k x & k x x << k x << k

41 Operadores Relacionais Compara dois valores, produzindo um resultado lógico: FALSO é indicado pelo valor zero. VERDADEIRO é indicado por um valor zero. Operador Ação > Maior do que > Maior ou igual a < Menor do que < Menor ou igual a Igual a! Diferente de

42 Operadores Relacionais :: Exemplos int int ; ; int int a a 3; 3; float float x x 1.5; 1.5; a a!! x; x; 1 1 V V a/2.0 a/2.0 x; x; 1 1 V V a/2 a/2 x; x; 0 0 F F a a!! 2*x; 2*x; 0 0 F F a a > > x; x; 1 1 V V a/3 a/3 < < x; x; 1 1 V V a/2 a/2 > > 2; 2; 0 0 F F a; a; 3 3 V V a a 2*x; 2*x; 0 0 F F 10

43 Operadores Lógicos Operam sobre os valores lógicos das variáveis, sem considerar seu bits individuais. Operador && Ação AND (E) Não confundir com operadores bit a bit. OR (OU)! NOT (NÃO)

44 Operadores Lógicos :: Exemplos int int ; ; int int a a 3; 3; float float x x 1.5; 1.5; (a/2 (a/2 x) x) && && (a (a > > 2); 2); 0 0 F F (a (a!! x) x) (a/x (a/x < < 2); 2); 1 1 V V (x (x < < a) a) && && (a (a > > 2*x); 2*x); 1 1 V V!(a/3!(a/3 < < x); x); 0 0 F F (a/2x) (a/2x) (a>x) (a>x) && &&!(2*x!a);!(2*x!a); 1 1 V V a a && && x; x; 1 1 V V (a (a - - 2*x) 2*x) (x (x < < a/2); a/2); 0 0 F F 11

45 Precedência entre operadores ! * / % Pré/pós incremento, decremento Menos Unário Negação Multiplicação, divisão Módulo (resto da divisão inteira) + - Subtração, adição > > < < Relacionais! Igual, diferente && E lógico OU lógico + - * / Atribuição Maior precedência Menor precedência

46 Comandos de Entrada e Saída Estão descritos na biblioteca stdio.h Comandos de Saída: Função printf() Função putchar() Comandos de Entrada: Função scanf() Função getchar()

47 Comandos de Saída :: printf() Função para a escrita formatada no dispositivo de saída padrão, normalmente o vídeo. printf printf (mascaradeimpressao, argumentos);

48 Comandos de Saída :: printf() mascaradeimpressão consiste em: Caracteres que serão exibidos na tela Caracteres de controle (\)( Comandos de formato, que definem a maneira como os argumentos serão mostrados (%)( argumentos são as variáveis cujos conteúdos serão exibidos na tela. argumentos

49 Comandos de Saída :: printf() Caracteres de controle imprimem caracteres especiais na saída: \n nova linha \t tabulação horizontal \\ a própria contra-barra \b backspace \" aspas \' apóstrofe

50 Comandos de Saída :: printf() Comandos de formato disponíveis(começam por %): %d (%i) números inteiros em decimal %f números reais do tipo float %lf números reais do tipo double %e (%E) números reais em notação científica %c caractere %s seqüência de caracteres (string( string) %x (%X) números em hexadecimal (base 16) %o números em octal (base 8) %% o próprio caractere % %p endereços de memória (em hexadecimal) 12

51 Comandos de Saída :: printf() Comandos de formato podem ser alterados para especificação da largura mínima de campo ou do número de casas decimais: %[alinhamento][tamanho][.][precisão]formato Especifica número de casas decimais a serem impressas. Especifica número de caracteres a serem impressos, incluindo o sinal e o ponto decimal. 0: : completa com zeros à esquerda para atingir o tamanho especificado -:: força alinhamento à esquerda 13

52 Comandos de Saída :: printf() Outros comandos de alinhamento: + - imprime o sinal de + mesmo quando o número é positivo #x #x ou #X imprime 0x ou 0X à esquerda do número hexa #f, #e #e ou #E imprime o ponto decimal,, mesmo para inteiros 13a

53 Comandos de Saída :: putchar() Escreve um caractere na tela a partir da posição atual do cursor. putchar putchar (<variável>); O resultado do comando é a impressão do caractere corresponde ao código ASCII do argumento. Argumento pode ser do tipo int ou char. 14

54 Comandos de Entrada :: scanf() Rotina de leitura formatada de dados inseridos pelo usuário pelo teclado. scanf scanf (mascaradeleitura, argumentos); mascaradeleitura: comandos de formato (%_( %_), os mesmos relacionados para o printf(). argumentos: endereço das variáveis onde serão colocados os valores de entrada: &nome_variável. O operador & representa o endereço de uma variável

55 Comandos de Entrada :: gets() Rotina de entrada que lê uma seqüência de caracteres (string)) até que seja pressionada a tecla ENTER. gets(nomedavariável); 17

56 Comandos de Entrada :: getchar() getchar() - rotina que espera uma tecla ser pressionada e devolve seu valor na tela. Deve-se pressionar ENTER depois de digitar o caractere. nomedavariável getchar(); Não fazem parte do ANSI C padrão: getche() - lê caractere, exibe na tela, dispensa ENTER. getch() - lê caractere, não exibe na tela, dispensa ENTER. 18

57 Modeladores (Cast) Modeladores ou cast são aplicados a uma expressão para converter seu resultado em um tipo especificado. (<tipo>) (<tipo>) <expressão> 19

58 Questões

59 Tabela ASCII American Standard Code for Information Interchange (ASCII) é um conjunto de códigos para o computador representar números, letras, pontuação e outros caracteres. Binário Decimal Hex Caractere A B C B