Objectivos. Observar os tipos fornecidos pelo C++ Explicar as regras sintácticas para nomes de identificadores Estudar variáveis e constantes

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1 Tipos de Dados

2 Objectivos Observar os tipos fornecidos pelo C++ São dados alguns exemplos Explicar as regras sintácticas para nomes de identificadores Estudar variáveis e constantes O que são Como se distinguem Como declarar Como utilizar Investigar representações internas 2

3 Tipos e declarações Tipos fundamentais: Inteiros (com ou sem negativos) int Variações de inteiros short, long, unsigned Reais (números fraccionários) float, double, long double Caracteres (letras, dígitos, símbolos, sinais de pontuação) char Lógicos (valores lógicos true e false) bool 3

4 Tipos de inteiros Memória utilizada para um int depende do tamanho da word utilizada pelo hardware normalmente são utilizados 16, 32, ou 64 bits 16 bits (2 bytes) short int Domínio: bits (4 bytes) long int (ou long) Domínio: Um Um bit bit utilizado para parao sinal sinal 4

5 Inteiros Inteiros podem ser especificados como sem sinal Assim o bit para o sinal não é necessário Dá um domínio positivo maior unsigned short (16 bits) Domínio: unsigned long (32 bits) Domínio:

6 Inteiros literais Inteiros tipo Decimal Sequência de digitos sem um ponto decimal Inteiros tipo Octal Sequência de digitos começados por 0 Base 8 Inteiros tipo Hexadecimal Sequência de digitos começados por 0X Base 16 6

7 Reais float Normalmente um valor com 32 bits (4 bytes) double Um valor com 64 (8 bytes) long double Um valor com 96 ou 128 bits O programador deve deve escolher o tipo tipobaseado no no grau graude de precisão desejado para parao objecto objecto 7

8 Reais Valores são guardados internamente em notação científica Um sinal para o número Dígitos significativos para o número A potência base 10 Sinal para a potência 8

9 Reais Valores numéricos Uma sequência de digitos com sinal, contendo um ponto decimal. Notação científica qualquer uma das seguintes formas: 0.12e11 1.2E E9 12.e9 12E9 9

10 Caracteres Tipo char Representa caracteres individuais Ver tabela ASCII no Apêndice A do livro de C++ Caracteres são representados em memória por valores numericos. Exemplos de caracteres: Caracteres são dados entre plicas: 'X' '7' '>' 'e' 10

11 Caracteres Caracteres especiais (escape characters) Uma barra \ combinada com outro carácter tem um significado especial Carácter Representação em C++ Mudar de linha \n Tabelação horizontal \t Tabelação vertical \v Espaço para trás \b Return \r Form Feed \f Alerta (beep) \a 11

12 Cadeias de caracteres Relacionadas com caracteres Uma sequência de caracteres São dadas entre aspas: Ola Mundo" Podem incluir escape characters: "\na resposta e' " Aviso: "A" éumacadeia de caracteres 'A' éum carácter 12

13 Identificadores Nomes dados a objectos de software Regras: Não podem ser palavras reservadas de C++ int, if, while, Devem começar por uma letra São seguidos por letras, digitos ou underscore Recomendações Identificadores devem ter nomes com significado claro. Nomes devem ser longos (com mais informação) em vez de curtos. 13

14 Identificadores C++ distingue maiúsculas de minúsculas (case sensitive) primeironome é diferente de primeironome Convenções típicas Constantes são dadas em maiúsculas PI Variáveis Começam com letra minúscula Pôr em maiúscula primeira letra de palavras successivas cargaelectricamensal 14

15 Categorias de Objectos Literais: objectos sem nome Têm um valor (0, -3, 2.5, 2.998e8, A, Hello\n,...) Variáveis: objectos com um dado nome Valores podem variar durante a execução do programa Constantes: objectos com um dado nome Valores não podem variar durante a execução do programa 15

16 Literais Literais do tipo int são números: -27, 0, 4, +4 Literais do tipo double são números reais. Podem ser Ponto fixo: , 0.5, 1.414,... Vírgula flutuante: 2.998e8, e9,... Só há dois valores literais do tipo bool: false, true Literais do tipo char são caracteres ASCII simples: A, a, 9, $,?,... Literais do tipo string são sequências de caracteres ASCII: Ola, Adeus, Adeus\n,... 16

17 Constantes Declaração de objectos que permanecem constantes const double PRECO_HORA = 6.75; Regras const é uma palavra chave Especificação do tipo Especificação do nome (maiúsculas recomendadas) Deve ser inicializada com um valor na declaração 17

18 Constantes Razões para utilizar constantes Aumenta a facilidade leitura do código fonte Facilita a modificação do programa Boa prática de programação: Declarar todas as constantes no início da função que as utiliza 18

19 Variáveis Dão um nome a uma localização em memória O compilador acede a uma localização em memória específica quando o programa usa uma variável São objectos de um dado programa cujo valor pode ser alterado Declaração: <tipo> nomevariavel; // ou <tipo> nomevariavel = valor_inicial; 19

20 Variáveis Declaração de variáveis Podem ser inicializada ou não... Se uma variável não for inicializada, o seu conteúdo contém lixo (garbage). Exemplos: int idade = 18; double juro = 3.25, creditos; char notaletra = A ; bool ok, acabado = false; 20

21 Representação do tipo int Inteiros são muitas vezes representados no formato dois-complemento (twos-complement), O bit de ordem mais elevada representa o sinal: 2 10 = = = = = Em cima está a representação de 16 bits, mas 32 or 64 são mais comuns. 21

22 Twos-Complement Algoritmo para encontrar a representação twoscomplement de um número negativo: 1. Seleccionar o número (por exemplo: 12) 2. Representar o seu valor absoluto em binário: ( ) 3. Inverter os bits: ( ) 4. Adicionar 1 ( ) 22

23 Objectos unsigned Alguns objectos nunca podem ser negativos C++ fornece o tipo unsigned: = = = = = Como não têm sinal, os números podem ter até o dobro dos valores. 23

24 int versus unsigned Utilizando 32 bits, os limites de int são: ( ) a ( ), Os limites de unsigned são 0 a ( ). Os valores de int perdem um bit para o sinal, O valor máximo de int éassimcercade metade do valor máximo de unsigned. 24

25 Objectos double Os valores do tipo real são muitas vezes representados por 64 bits. Utilizando o IEEE floating point standard: expoente (11 bits) sinal (1 bit) mantissa (52 bits) 25

26 Objectos float Overflow Expoente é demasiado grande Não existem bits suficientes para o representar tipo double: tipo double: tipo double: ± Underflow Número é demasiado pequeno Não existem bits suficientes para representar o expoente negativo 26

27 Objectos char e string Caracteres ASCII são representados internamente por códigos binários 7 bits só 128 caracteres Strings são guardadas como uma sequência desses códigos binários 27

28 Objectos char e string Unicode utiliza códigos de 16 bits É possível representar mais de caracteres Podem incluir caracteres especiais (ex: letras gregas) 28

29 Objectos do tipo lógico (bool) Só têm dois valores true e false true é guardado geralmente como 1 Embora qualquer valor diferente de zero seja interpretado como true false é guardado como 0 Podem ser guardados num único bit Normalmente são guardados numa word ou byte 29

30 Problema Escrever um programa que ajude o gabinete de pagamento a estudantes na Universidade Algures. Calcula o pagamento da universidade a estudantes trabalhadores Os estudantes são todos pagos a 6.75 Euros por hora. Considere o comportamento desejado para parao programa. 30

31 Comportamento Para calcular pagamento a estudante: Insira nome do estudante (apelido nome inicialmeio): Figueira Abel L Insira numero estudante: Insira horas trabalhadas: 9.99 Estudante: Figueira Abel L. Numero: Pagamento = Euros 31

32 Objectos Descrição Objectos Tipo Espécie Nome Écran ostream variável cout várias prompts string constante nome estudante - apelido - nome string string variável apelido nome - inicial char inicialmeio Teclado istream variável cin Numero estudante int variável numeroestudante Custo por hora double constante PRECO_HORA Horas trabalhadas double variável horastrabalhadas Pagamento ao estudante double variável pagamento Descrições das saída string constante 32

33 Operações Mostra cadeia de caracteres (prompts, rótulos, nome) Lê cadeias de caracteres (apelido, nome) Lê um carácter (inicialmeio) Lê um inteiro (numeroestudante) Lê um valor real (horastrabalhadas) Calcula: pagamento = horastrabalhadas * PRECO_HORA Mostra um inteiro (numeroestudante) Mostra um valor real (pagamento) 33

34 Algoritmo 1. Declarar a constante PRECO_HORA. 2. Enviar prompt para cout para o nome do estudante (apelido, nome, inicial do meio). 3. Ler duas strings e um carácter de cin para apelido, nome e inicialmeio. 4. Enviar prompt para cout para número do estudante. 5. Ler um inteiro de cin para numeroestudante. 6. Enviar prompt para cout para número de horas trabalhadas. 7. Ler um valor real de cin para horastrabalhadas. 8. Calcular pagamento = horastrabalhadas * PRECO_HORA. 9. Mostrar apelido, nome, inicialmeio, numeroestudante e pagamento, com as suas descrições. 34

35 Codificação, Execução e Testes Criar um programa com: O cabeçalho, directivas para o compilador para adicionar bibliotecas Uma função main vazia Converter cada passo do algoritmo em código Adicionar declaração de cada objecto que não foi ainda declarado A declaração inclui o tipo do objecto e o seu nome. 35

36 Programa pagamentoestudantes.cpp /* pagamentoestudantes.cpp calcula o pagamento a um * trabalhador estudante, * * Entrada: O nome do estudante, o seu numero, o pagamento * por hora e as horas trabalhadas. * Condicoes: * horastrabalhadas >= 0.0 && horastrabalhadas <= 40 && * numeroestudante > 0. * Saida: Nome e numero do estudante, e pagamento devido. ***********************************************************/ #include <iostream> // cin, cout, <<, >> #include <string> // string using namespace std; int main() { const double PRECO_HORA = 6.75; // Euros/hora 36

37 pagamentoestudantes.cpp (2) string apelido, nome; char inicialmeio; int numeroestudante; double horastrabalhadas; cout << "\ninsira o nome (apelido nome inicial): "; cin >> apelido >> nome >> inicialmeio; cout << Insira o seu numero de estudante: "; cin >> numeroestudante; cout << Insira o numero de horas trabalhadas: "; cin >> horastrabalhadas; double pagamento = horastrabalhadas * PRECO_HORA; } cout << "\nnome: " << nome << ' ' << inicialmeio << ". " << apelido << "\nnumero estudante: " << numeroestudante << "\npagamento devido: " << pagamento << " Euros\n"; 37

38 Exemplos de execução Insira o nome (apelido nome inicial): Soares Ana M. Insira o seu numero de estudante: Insira o numero de horas trabalhadas: 1 Nome: Ana M. Soares Numero estudante: Pagamento devido: 6.75 Euros Insira o nome (apelido nome inicial): Castro Jose Q. Insira o seu numero de estudante: Insira o numero de horas trabalhadas: 10 Nome: Jose Q. Castro Numero estudante: Pagamento devido: 67.5 Euros Insira o nome (apelido nome inicial): Costa Francisco M. Insira o seu numero de estudante: Insira o numero de horas trabalhadas: 38.5 Nome: Ana M. Soares Numero estudante: Pagamento devido: 259. Euros 38