Introdução à linguagem de programação C. Alexandre Mota

Transcrição

1 Introdução à linguagem de programação C Alexandre Mota acm@cin.ufpe.br

2 Do código-fonte ao executável Nossa preocupação maior neste curso está com o código-fonte. Nossa carta de intenções para com o computador! Código-fonte Códigos objeto e executável

3 Menor programa C int main() { Alguém tem idéia do que ele faz? Vamos compilar e executar este programa para ver o que acontece ;-)

4 O paradigma imperativo int main() { Programa é composto por comandos (ordens) // Faça isto // Faça aquilo A este espaço vazio, chama-se indentação ( pertence a ). Muito útil para organizar código Comentário (//) é comando trivial Sua tradução é vazia, pois não é executável Qual sua relevância então?

5 Comunicando-se com o usuário #include<stdio.h> int main() { Referenciando Esta diretiva de a compilação origem do printf será explicada (biblioteca) depois // Apresenta saudações na tela printf( Ola\n ); Tal qual o main(), o printf() também é um comando e realiza uma tarefa Como o comentário elucida, sua tarefa é apresentar seu argumento na tela Note que comandos executáveis sempre têm ; ao final Pelas aspas, o argumento é uma frase (string). A sequencia especial \n cria um efeito pula linha

6 Programas equivalentes #include<stdio.h> int main() { // Apresenta saudações na tela printf( Ola ); printf( \n );

7 Mas a posição dos comandos importa #include<stdio.h> int main() { // Apresenta saudações na tela printf( \n ); printf( Ola ); Este programa não é equivalente ao anterior!

8 Computador sabe calcular #include<stdio.h> int main() { // Apresenta perímetro de circunfe- // rência de raio 5 Note que em C, um número real usa ponto e não vírgula, e que multiplicação é * e não o usual x printf( Perimetro=%f\n, 2*3.14*5); Comando printf tem 2 argumentos Cálculo é realizado e resultado é colocado no lugar da sequencia especial

9 #include<stdio.h> int main() { // Apresenta perímetro de circunferência de raio 5 printf( Com raio de %d cm, perimetro=%f cm2\n, Mais argumentos O %d corresponde a 5, 2*3.14*5); números inteiros. Já o %f serve para números reais. Para cada %_, há uma expressão correspondente Com raio de cm, perimetro= cm2

10 #include<stdio.h> int main() { Formatando resultado cálculo // Apresenta perímetro de circunfe- // rência de raio 5 printf( Perimetro=%3.2f\n, 2*3.14*5); Instrui o printf a usar 3 caracteres na parte inteira e 2 na parte decimal. Espaço embranco é opção padrão de caractere

11 Constantes const float PI = 3.14; #include<stdio.h> int main() { Útil para associar nome relevante a certo valor. Garante que tal valor não // Apresenta perímetro de circunfe- pode ser alterado. // rência de raio 5 printf( Perimetro=%3.2f\n, 2*PI*5);

12 Macros e reuso #define PI 3.14 #define perim(r) (2*PI*r) Todo comando que começa com # é uma diretiva de compilação Comando define cria um apelido textual #include<stdio.h> int main() { Todos A diretiva os #define s são oferece resolvidos mais flexibilidade (substituiçãoque textual) const, em na definição uma etapa de chamada constantes de pré-processamento e macros // Apresenta perímetro de circunfe- // rência de raio 5 printf( Perimetro=%3.2f\n, perim(5));

13 Pré-processando #define/#include #define PI 3.14 Código da biblioteca stdio.h (inclusão textual) #define perim(r) (2*PI*r) #include<stdio.h> int main() { int main() // Apresenta { perímetro de circunfe- // Apresenta rência de raio perímetro 5 de circunfe- // printf( Perimetro=%3.2f\n, rência de raio 5 (2*3.14*5)); printf( Perimetro=%3.2f\n, perim(5));

14 Processo de compilação em detalhes Programa C com diretivas (.c) Programa C com diretivas resolvidas (textos incluídos/ substituídos) (.i) Programa em Assembly (ainda texto) (.s) Programa objeto (binário) (.o) Programas objetos (bibliotecas) (.o) Pré-processamento Compilação Montagem Ligação Programa executável (binário) (.exe)

15 Exercício Escrever um programa em C que determina a área de uma circunferência de raio 5 cm Escrever um programa em C que determina o raio de uma circunferência a partir da área desta circunferência sendo de 50 cm 2

16 Programa C é uma função Entrada (Domínio) Isto Isto é um programa sem Isto é um um programa programa sem Istoentradas é um programa e e sem sem entradas com sem saídas e sem com e saída saídas #include<stdio.h> saídas int int int main() main(int { Função argc, char *argv[]) { // // (Programa) // Apresenta saudação printf( Oi\n ); return 0; 0; Saída (Imagem)

17 ATENÇÃO Programa C pode ter 2 tipos de entradas fornecidas pelo teclado: 1. Na linha de comando (argumentos do main) 2. Pelos comandos de leitura (scanf)

18 Dividindo computações Programar é uma atividade intelectual complexa Dividir o problema original em problemas menores é indicado Técnica dividir para conquistar Problemas menores são mais simples de resolver E a composição de soluções simples, cria solução de problema complexo

19 Exemplo trivial (ilustrativo) Computar raiz quadrada real -b + - b 2 4.a.c 2.a Podemos ver como computação única ( complexa ) Ou como computações parciais: A. b 2 4.a.c B. Extrair a raiz de (A.) C. Somar (B.) a b e dividir por 2.a D. Subtrair (B.) de b e dividir por 2.a

20 Em C ficaria #include<math.h> #include<stdio.h> int main() { printf( Raiz= %f\n, (-b+sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a)); Equivalente a Este programa ainda não compila. Precisa informar quem são a, b, c. Depois ficará claro Para simplificar o printf, #include<math.h> usamos um estado #include<stdio.h> intermediário int main() { float valraiz = (-b+sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a); printf( Raiz= %f\n, valraiz);

21 Arquitetura mais usual

22 Variável e memória Com o comando float valraiz; valraiz Célula de memória Pode conter qualquer número real Finito (4 bytes) Valor inicial Indefinido (Cuidado!)

23 Comando de atribuição float valraiz = (-b+sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a); Portanto, não confunda! O operador = em C é um comando que modifica valraiza memória. O operador Valor = da de Matemática em C é o == Isto é chamado de uma operação de escrita na memória!

24 Continuando nosso cálculo #include<math.h> #include<stdio.h> int main() { float valraiz = (-b+sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a); printf( Raiz= %f\n, valraiz); Em uma atribuição, o Equivalente a lado direito é lido da #include<math.h> memória e escrito no #include<stdio.h> lado esquerdo do = int main() { float delta = b*b-4*a*c; float valraiz = (-b+sqrt(delta))/(2*a); printf( Raiz= %f\n, valraiz);

25 Completando o programa Do mesmo modo que declaramos as variáveis delta e valraiz, precisamos igualmente declarar as variáveis a, b, c. Então o resultado final é: #include<math.h> #include<stdio.h> Falta algo? int main() { float a, b, c; float delta = b*b-4*a*c; float valraiz = (-b+sqrt(delta))/(2*a); printf( Raiz= %f\n, valraiz);

26 Leitura de dados do teclado Apesar do programa anterior compilar corretamente, ele não fará o que nós queremos Exceto se os valores de a, b, c sejam fornecidos pelo teclado Cada vez que o programa for executado Mostrando valores diferentes, correspondentes as raízes calculadas

27 Este símbolo será explicado posteriormente Leitura de dados do teclado scanf( %f, &a); equivalente a = dados do teclado Note que esta sequência de controle está relacionada ao tipo da variável sendo lida Portanto #include<math.h> #include<stdio.h> int main() { float a, b, c; scanf( %f %f %f, &a, &b, &c); float delta = b*b-4*a*c; float valraiz = (-b+sqrt(delta))/(2*a); printf( Raiz= %f\n, valraiz); Note que podemos ler quantas variáveis quisermos de uma só vez Note também que cada variável possui sua sequência de controle de leitura

28 Tipos de dados Um tipo de dados define Tamanho de memória necessário e Forma de armazenamento Tamanho normalmente medido em bytes 1 byte compreende 8 células, cada qual (chamada de bit) podendo estar ligada (5V, 1 ouverdadeiro) ou desligada (0V, 0 ou Falso)

29 Tipos de dados Para inteiros, temos:

30 Tipos de dados Números reais (ponto flutuante)

31 Tipos de dados Para armazenar caracteres, usa-se char Pode ser uma letra A O caractere que representa um número 2 Um Computadores fazem associação entre caracteres e valores numéricos (ASCII) Na tabela ASCII, há 255 caracteres armazenados char letra = A ; char letra = 65;

32 Apenas para tipos numéricos Números podem ter sinais (+ ou -) C emprega seguinte notação: signed tipo, ou unsigned tipo Na ausência destas palavras, C assume com sinal A necessidade do sinal negativo, faz C usar 1 bit para isto (chamado bit de sinal)

33 Identificadores Além das palavras já disponíveis na linguagem C, como main, printf, etc. Podemos criar nomes nossos para variáveis e constantes Estes nomes devem ser o mais intuitivos, claros e concisos possíveis em relação ao seu propósito Compare: sm versus salariomensal

34 Identificadores Não podemos criar nomes que comecem com números Exceto nesta posição, podem ser usados à vontade Bola7, box27 Mas podemos usar _ à vontade _salario, salario_mensal, salariomensal_ Letras maiúsculas/minúsculas são diferentes (chama-se case-sensitive)

35 Exercício Escrever um programa em C que determina a área de uma circunferência de raio dado pelo usuário Escrever um programa em C que determina o raio de uma circunferência a partir da área desta circunferência, fornecida pelo usuário

36 Introdução à linguagem de programação C Alexandre Mota acm@cin.ufpe.br