2.2.5 EXPRESSÕES - Regras para o cálculo de valores

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1 Métodos de Programação I Departamento de Matemática, FCTUC EXPRESSÕES - Regras para o cálculo de valores As expressões fornecidas ao computador, quer tenham variáveis, constantes ou apenas literais, são avaliadas para calcular os respectivos valores, após o que serão utilizados (esses valores) para completar a instrução onde aparecem. Tal como na vida real, tem de haver, necessariamente, uma ordem de avaliação para o cálculo correcto de valores e, porque utilizamos operadores - aritméticos, relacionais - precisamos de conhecer a sua prioridade e regras de avaliação. Prioridade dos Operadores Operadores Prioridade not 4 *, /, div, mod, and 3 +, -, or 2 =, <>, >, >=, <, <= 1 Prioridade mais alta primeiro - as operações são avaliadas por ordem de prioridade dos operadores nelas envolvidos : 6 * * true and not true true and false false Mesma prioridade - Quando as operações envolvem operadores idêntica prioridade, a avaliação é efectuada da esquerda para a direita: 193 mod 19 div 3 * div 3 * * true or false or not true true or false or false true or false true Alterações às regras anteriores - O uso de ( ) pode alterar as duas regras anteriores: 10 / 5 * 2 2 * 2 4 mas 10 / (5 * 2) 10 / 10 1 (( 3 > 7 ) or ( 3 <= 7 )) and ( 7 <> 10 ) ( false or ( 3 <= 7 ) ) and ( 7 <> 10 ) ( false or true ) and ( 7 <> 10 ) true and ( 7 <> 10 ) true and true true NOTAS: Supõe-se que todas as variáveis que possam existir na expressão já foram calculadas anteriormente (ou seja, já têm um valor); Dois operandos aritméticos não podem aparecer juntos; O operador de multiplicação - * - não pode ser omitido; Em caso de dúvida usar sempre parentesis.

2 Métodos de Programação I Departamento de Matemática, FCTUC A INSTRUÇÃO DE SEQUENCIAÇÃO A instrução de sequenciação é o mecanismo mais simples para especificar qual a ordem de execução das instruções de um programa e consiste em executar, uma a uma, cada instruçãopela ordem em que aparece no programa (executar seuencialmente as instruções). por exemplo, instrução 1; instrução 2; instrução 3; instrução 4; instrução 5; instrução 6; ; instrução 8; instrução nula significa que são executadas 8 instruções, pela ordem 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (nula), 8. Só após terminar completamente uma instrução, se executa a instrução seguinte. O símbolo ; representa o operador de sequenciação, actuando como separador de instruções, uma vez qure delimita o fim de uma dada instrução. Quando se pretende que um grupo de instruções seja considerado como um todo, dizemos que temos um bloco de instruções ou, em alternativa, uma instrução composta. Para delimitar um tal bloco, usamos as palavras reservadas begin e end, de acordo com o seguinte diagrama sintáctico: begin instrução end ; ; Neste caso, não esquecer que a identação torna os blocos muito mais legíveis, como, por exemplo, begin instrução 1; instrução 2; begin instrução 3; begin instrução 4; instrução 5; end; instrução 6; instrução 7; end; end; onde encontramos 3 blocos de instruções e onde, após cada end, o controlo de execução cai para a instrução imediatamente a seguir A INSTRUÇÃO DE ATRIBUIÇÃO Esta instrução elementar permite atribuir um valor a uma variável (pré-declarada).

3 Métodos de Programação I Departamento de Matemática, FCTUC 32 variável := expressão ; variável expressão (depois de calculada) Como é evidente, a variável e a expressão que vai ser avaliada, e cujo resultado de avaliação vai ser colocado na zona de memória designada pelo identificador da variável, têm que ser do mesmo tipo. Como exemplos imediatos, vejamos as declarações e atribuições seguintes: var y, w : real; i, j, x : integer; log : boolean; letra : char; letra := chr( i ); log := ( j > 0 ) or ( i > 0 ); x := x + 10; w := x + y - 300; EXCEPÇÃO: Um real pode tomar o valor de um inteiro. Como é evidente, qualquer valor anterior que a variável pudesse ter é substituído pelo novo valor, resultante da avaliação feita à expressão. Isto singifica que, por exemplo, só podemos fazer uma troca entre os valores de duas variáveis (do mesmo tipo) se usarmos uma variável auxiliar, para permitir guardar temporariamente um dos valores a trocar: var x, y, aux : real;... aqui tem-se x= 3.5 e y = aux := x; { x ficou livre e aux guarda o antigo valor de x } x := y; { y ficou livre e x tem o antigo valor de y } y := aux; { y ficou com o antigo valor de x } aqui tem-se x= e y = 3.5 Mais ainda, caso se pretenda incrementar (respectivamente, decrementar) o valor de uma variável (ou seja, aumentar (respectivamente, diminuir) ao valor que a variável possui no momento, uma certa quantidade), ter-se-á que fazer: var n : integer;... n := 1; valor de n igual a um (1) n := n + 10; valor de n igual a onze (11)

4 Métodos de Programação I Departamento de Matemática, FCTUC INSTRUÇÕES DE ENTRADA E SAÍDA, program identificador ( identificador ) ; Os exemplos básicos de declarações para entrada e saída de dados são os ficheiros que permitem a comunicação com o teclado e com o ecran ou monitor, e que temos vindo a usar nos exemplos anteriores de programas em Pascal: Input : ficheiro de entrada (dados) - representa o teclado Output : ficheiro de saída (resultados) - representa o monitor Não aparecem obrigatoriamente juntos: se necessitarmos apenas de um programa a receber dados, sem devolver nada para o exterior, podemos declarar ou vice-versa, program exem1 (input), program exem2 (output). Podemos também usar outros ficheiros pré-existentes em memória, desde que declarados com tipos consistentes. Em todo o caso, necessitamos de instruções de leitura e escrita para poder trabalhar com esses ficheiros. Vejamos então, quais são elas em mais pormenor: Instruções de Leitura Ficheiro de entrada read ou readln Programa read( a ) - obter o valor que se segue no ficheiro de dados input e atribuir esse valor à variável a. read(nomeficheiro, a) - idem para o ficheiro nomeficheiro readln( a ) - obter o valor que se segue no ficheiro de dados input, atribuir esse valor à variável a e mudar de linha. readln(nomeficheiro, a) - idem para o ficheiro nomeficheiro read( a, b, c ) - obter os próximos três valores no ficheiro de dados input e atribuir, por ordem, às variáveis a, b e c. readln(nomeficheiro, a, b, c) - idem para o ficheiro nomeficheiro readln( a, b, c ) - obter os próximos três valores no ficheiro de dados input, atribuir, por ordem, às variáveis a, b e c e mudar de linha. readln(nomeficheiro, a, b, c) - idem para o ficheiro nomeficheiro

5 Métodos de Programação I Departamento de Matemática, FCTUC 34 Os valores, definidos como dados, devem aparecer na mesma ordem e com os mesmos tipos que as correspondentes variáveis de leitura. Por exemplo: Ficheiro de entrada 640.0XYZ 1245 INSTRUÇÃO - read(x, c, d, e, i ); com x : real, i : integer; c, d, e : char EFEITO: x := e := Z c := X i := 1245 d := Y Note que existem ainda mais algumas restrições ou efeitos que deve ter em atenção, como por exemplo: não é permitida a entrada directa de dados do tipo lógico ou dos tipos definidos por enumeração, mudanças de linha e alguns espaços são ignorados na leitura de números. Instruções de Escrita Programa write ou writeln Ficheiro de Saída write( a ) - escreve o valor da variável a no ficheiro output. write(nomeficheiro, a ) - escreve o valor da variável a no ficheiro com o nome nomeficheiro. writeln( a ) - escreve o valor da variável a e muda de linha no ficheiro output. writeln( nomeficheiro, a ) - escreve o valor da variável a e muda de linha no ficheiro com o nome nomeficheiro. Esta instrução é um pouco mais elaborada do que pode parecer à primeira vista, pois permite, no mesmo write ou writeln, a coexistência de várias estruturas, senão vejamos I := 3; write( I, ao quadrado =, sqr( I ) ); constante valor de variável valor de expressão (a avaliar) ou ainda, x := 2.5; y := 2; write( x =, x, y =, y ); writeln( soma =, x + y ); writeln('acabou');

6 Métodos de Programação I Departamento de Matemática, FCTUC 35 EFEITO: x = E+00 y = soma = E+00 Acabou Note-se que, os únicos espaços em branco que aparecem são aqueles que o utilizador manda escrever (entre apóstrofes). Os números reais são escritos em formato de vírgula flutuante a menos que se especifique o formato desejado, como se pode ver em seguida. Formatos Um formato serve para especificar o modo como queremos que a informação apareça escrita e toma a forma seguinte, info : n1 : n2 onde, info é a informação a ser escrita n1 é o campo minímo para escrever símbolos (que é automaticamente aumentado se não fôr suficiente) n2 é o número de casas decimais no caso dos reais Vejamos o exemplo anterior formatado, onde os underscores ( _ ) servem para assinalar os espaços em branco: x := 2.5; y := 2456; write( x = _ :5, x:5:2, y = _ :5, y :1); writeln( soma =_ :10, x + y:8:2 ); EFEITO: _ x = _2.50 y =_2456 _soma = _ espaços em branco ESTRUTURAS DE CONTROLO Estruturas de controlo são instruções especiais em Pascal que permitem controlar o fluxo de sequência de instruções, alterando a ordem sequencial explícita. Essas alterações podem ser devidas a escolhas de blocos de instruções devido à ocorrência de determinadas condições, ou porque é necessário repetir instruções de construção iterativa (construção passo a passo) de um determinado valor. Assim, podemos considerar as esruturas de controlo agrupadas segundo o diagrama seguinte.

7 Métodos de Programação I Departamento de Matemática, FCTUC 36 Sequência Condicional Selecção Estruturas Alternativa de Base Enquanto Repetição Até que Com contador Subprograma Procedimento Função SELECÇÃO Selecção Condicional - a instrução if-then-else expressão if lógica then instrução else instrução Esta instrução permite fazer uma escolha de instruções a executar consoante o valor da expressão lógica é verdadeiro ou falso. Assim, caso a avaliação da expressão a seguir ao if seja verdadeiro, executa-se a instrução correspondente ao then. Caso contrário, executa-se a instrução presente no else. De acordo com o diagrama de sintaxe, há ainda a hipótese de nem sequer se escrever o else e, neste caso, se a expressão lógica fôr falsa, passa-se imediatamente à instrução seguinte. Por exemplo, EFEITO: x := 5; y:= 8; if x = y then write( x ); write( Eis! ); Eis! ou ainda, x := -81; if x >= 0 then raiz := sqrt( x ) else raiz := sqrt( -x ); EFEITO: raiz 9 (raiz toma o valor de raiz quadrada de -x) Vamos agora apresentar um exemplo típico do uso da alternativa num programa que lê 3 números inteiros positivos, verifica se podem constituir lados de um triângulo e, em caso afirmativo, indica o tipo de triângulo:

8 Métodos de Programação I Departamento de Matemática, FCTUC 37 Especificações: Dados : 3 valores inteiros positivos Resultados : classificação de triângulo ou impossibilidade em formar um triângulo Dados 3 valores naturais, para estes poderem constituir as medidas dos lados de um triângulo, cada lado deve ser menor que a soma dos lados opostos. No caso de esta condição ser verdadeira, um triângulo dizse: equilátero se tiver os lados todos iguais; isósceles, caso tenha, apenas, dois lados iguais; escaleno se os lados forem todos de medidas diferentes. Assim, um programa em Pascal para responder a esta questão poderá ser o seguinte: end. program triangulo (input, output); var aa, bb, cc : 1.. maxint; begin read( aa, bb, cc); if ( aa < bb + cc ) and ( bb < aa + cc ) and ( cc < aa + bb ) then if ( aa = bb ) or ( aa = cc ) or ( bb = cc ) then if ( aa = bb ) and ( bb = cc ) then writeln( Equilatero ) else writeln( Isosceles ) else writeln( Escaleno ) else writeln( Nao pode ser triangulo ); writeln; Figura 2.5: programa para caracterizar um triângulo. Repare como a identação é importante, permitindo-nos saber imediatamente, a que instrução if corresponde cada then e cada else. É também importante fazer notar que, entre os if, then e else não pode existir ; (ponto e vírgula). Caso seja necessária mais do que uma instrução no then ou no else, e portanto o uso obrigatório de pontos e vírgulas, deve-se usar o delimitador de blocos begin-end, obviamente, sem ponto e virgula a seguir ao end (a menos de um else seguido de outra instrução qualquer 3 ). A Selecção Múltipla ou de Alternativa - instrução case case expressão of constante : instrução end ;, ; não pode ser do tipo real No caso de necessitarmos de escolha múltipla, ter uma instrução de escolha binária (if) torna-se demasiado enfadonho de usar. Esta nova instrução dá-nos a possibilidade de apreciar vários casos e decidir para todos eles ou para mais do que uma escolha. Suponha-se, por exemplo, que, numa portagem de auto-estrada, existe o seguinte módulo num programa: 3 Repare no último else do exemplo da figura 2.5