Introdução aos Algoritmos. Prof. Paulo Cesar F. de Oliveira, BSc, PhD

Transcrição

1 aos Algoritmos Prof. Paulo Cesar F. de Oliveira, BSc, PhD 1

2 Seção 1.1 Fundamentos 2

3 ² Lógica ² Conjunto de estudos, que têm por fim determinar categorias racionais válidas para a apreensão da realidade concebida como uma totalidade em permanente transformação ² Conjunto de regras e princípios que orientam, implícita ou explicitamente, o desenvolvimento de uma argumentação ou de um raciocínio, a resolução de um problema, etc. 3

4 ² Lógica ² Coerência de raciocínio, de ideias ² Sequência coerente, regular e necessária de acontecimentos, de coisas 4

5 ² Lógica (exemplos) Ex. 1: Ex. 2: Eu preciso de um caderno que está dentro da minha pasta. Primeiro abro minha pasta Depois pego o caderno João é mais velho que Pedro. Pedro é mais velho que José. Logo, João é mais velho José. 5

6 ² Origem da Palavra algoritmo ² Nome do matemático persa do século 9 chamado Abu Abdullah Muhammad bin Musa al-khwarizmi ² Palavra foi traduzida do nome al-khwarizmi para algoritmo no século 18 (latinização) 6

7 ² Definições Sequencia finita de instruções usada frequentemente para cálculos e processamento de dados Wikipedia Um processo passo-a-passo de resolução de problemas, ou especificamente, um processo recursivo computacional estabelecido para resolver um problema em um número finito de etapas Answers.com Um procedimento passo-a-passo para resolver um problema ou realizar algum fim especialmente por um computador Merriam Webster Dictionary 7

8 ² Definições Sequencia finita de instruções usada frequentemente para cálculos e processamento de dados Wikipedia Um processo passo-a-passo de resolução de problemas, ou especificamente, um processo recursivo computacional estabelecido para resolver um problema em um número finito de etapas Answers.com Um procedimento passo-a-passo para resolver um problema ou realizar algum fim especialmente por um computador Merriam Webster Dictionary 8

9 ² Definições Sequencia finita de instruções usada frequentemente para cálculos e processamento de dados Wikipedia Um processo passo-a-passo de resolução de problemas, ou especificamente, um processo recursivo computacional estabelecido para resolver um problema em um número finito de etapas Answers.com Um procedimento passo-a-passo para resolver um problema ou realizar algum fim especialmente por um computador Merriam Webster Dictionary 9

10 ² Definições Sequencia finita de instruções usada frequentemente para cálculos e processamento de dados Wikipedia Um processo passo-a-passo de resolução de problemas, ou especificamente, um processo recursivo computacional estabelecido para resolver um problema em um número finito de etapas Answers.com Um procedimento passo-a-passo para resolver um problema ou realizar algum fim especialmente por um computador Merriam Webster Dictionary 10

11 Algoritmo (Exemplos) Problema: Cozinhar macarrão Algoritmo: Pegar uma panela Colocar água na panela Por a panela (com água) no fogo Colocar azeite na água Colocar sal na água Quando ferver, colocar o macarrão Deixar cozinhando até estar no ponto 11

12 Problema: Calcular a área de um retângulo (Área = base * altura) Algoritmo: Conhecer (ler/obter) o valor da base do retângulo Conhecer (ler/obter) o valor da altura do retângulo Multiplicar o valor da base pelo valor da altura A área do retângulo é igual ao valor obtido 12

13 Problema: Calcular a média semestral (MS = (P1 + P2) / 2) Algoritmo: Conhecer (ler/obter) a média da primeira prova (P1) Conhecer (ler/obter) a média da segunda prova (P2) Somar P1 e P2 Dividir o resultado da soma por 2 A média semestral é igual ao valor obtido 13

14 Seção 1.2 Fases da construção de algoritmos 14

15 ² Fases da construção de algoritmos Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4 Fase 5 Fase 6 Compreender o problema Identificar as entradas do problema Identificar os dados de saída Transformar dados de entrada em dados de saída Construir o algoritmo ou a sequência de passos Testar o algoritmo 15

16 ² Fases da construção de um algoritmo Entrada Processa mento Saída 16

17 ² Fases da construção de um algoritmo Entrada Conhecer (ler/obter) o valor da base do retângulo Conhecer (ler/obter) o valor da altura do retângulo Processamento Multiplicar o valor da base pelo valor da altura Saída A área do retângulo é igual ao valor obtido 17

18 ² Formas de resolver um algoritmo ² Fluxograma ² Pseudocódigo 18

19 ² Fluxograma (Definição Dicionário Houaiss) ² Uma representação gráfica de um procedimento, problema ou sistema, cujas etapas ou módulos são ilustrados de forma encadeada por meio de símbolos geométricos interconectados. ² Um diagrama para representação de um algoritmo. ² Diagrama de fluxo 19

20 ² Símbolos mais usados 20

21 ² Exemplos de fluxogramas 21

22 22

23 23

24 ² Colocando tudo junto 24

25 Seção 1.3 Pseudocódigo definição da linguagem 25

26 Formato do Pseudo-código algoritmo nome do algoritmo // Função: // Autor: // Data: // Seção de Declarações var <declaração de variáveis> inicio // Seção de Comandos fimalgoritmo 26

27 Formato do Pseudo-código Nome do algoritmo Deve ser representativo Ex: Calcula Area Triangulo Seção de Comandos Deve conter instruções de entrada (leitura), processamento (somar, subtrair...) e saída (escrita) Não deve conter acentuação Ex: leia (base) 27

28 Exemplo 1: Considere o problema de calcular a área de um retângulo algoritmo Calcula Area Retangulo inicio Obter o valor da base Obter o valor da altura Multiplicar a base pela altura O valor obtido é a área do retângulo fimalgoritmo 28

29 Constantes e Variáveis ² Uma constante recebe um único valor que é válido para toda a execução do algoritmo. ² Uma variável pode receber valores diferentes com o passar do tempo, mas apenas um único valor é armazenado nela, o valor antigo é desconsiderado. ² Uma variável é de determinado tipo. Nome de Variáveis (regras): Só pode conter caracteres alfanuméricos (letras ou números) Deve começar sempre com uma letra Não pode conter outros símbolos (só _ ) Pode ter até 30 caracteres 29

30 Tipos Primitivos Tipo inteiro 19 Exemplos real 2.5 caractere lógico uma frase verdadeiro / falso 30

31 algoritmo teste_variaveis var x : inteiro nome : caractere inicio // comandos fimalgoritmo 31

32 Seção de declaração começa com a palavra-chave var, e continua com as seguintes sintaxes: <lista-de-variáveis> : <tipo-de-dado> <lista-de-variáveis> : vetor "["<lista-deintervalos>"]" de <tipo-de-dado> 32

33 Seção de declaração Exemplos: var a : inteiro Valor1, Valor2: real vet: vetor [1..10] de real matriz: vetor [0..4,8..10] de inteiro nome_do_aluno: caractere sinalizador: logico 33

34 Operadores Aritméticos: + adição - subtração * multiplicação / divisão real \ divisão inteira (só para operandos inteiros) ^ potenciação % resto da divisão inteira (só para operandos inteiros) 34

35 Operadores Relacionais: = igual a <> diferente de > maior que < menor que >= maior ou igual a <= menor ou igual a 35

36 Operador de Caracteres: + Operador de concatenação de strings (i.e., cadeias de caracteres), quando usado com dois valores (variáveis ou constantes) do tipo caractere Exemplo: Rio + de Janeiro = Rio de Janeiro 36

37 Comandos Comando de Entrada: leia (<lista de variáveis>) Ex.: leia(alturatijolo) leia (<nome da variável1>, <nome da variável2>) Ex.: leia(alturatijolo, comptijolo) 37

38 Comandos Comando de Saída: escreva (<nome da variável>) Ex.: escreva (alturatijolo) escreva ( Algo que se deseja escrever, <nome da variável>) Ex.: escreva ( A altura do tijolo eh:, alturatijolo) 38

39 Comandos Comando de Atribuição: <nome da variável> <- expressão Ex.: areatijolo <- alturatijolo * comptijolo 39

40 Formato Exemplo algoritmo "exemplo" var x: real y: inteiro a: caractere l: logico inicio x <- 2.5 y <- 6 a <- "teste" l <- VERDADEIRO escreva ("x", x:4:1, y+3:4) //Escreve: x escreva (a, "ok") //Escreve: testeok escreval(a, " ok ) //Escreve: teste ok (e pula linha) escreval (a + " ok") //Escreve: teste ok (e pula linha) escreva (l) // Escreve: VERDADEIRO fimalgoritmo 40