Introdução à Algoritmos INF 1005 e INF Programação I

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1 Introdução à Algoritmos INF 1005 e INF Programação I Pontifícia Universidade Católica Departamento de Informática 1 Algoritmo: Conceito Sequência finita e não ambígua de passos para a solução de um problema. Em um algoritmo pode-se ter: tomada de decisões repetição de passos (iteração) Diferentes algoritmos podem levar a solução de um mesmo problema: exemplo: como se vestir de manhã? Primeiro colocar a calça ou a camisa? 2 1

2 Algoritmos: Seqüência Exemplo receita de bolo 3 Algoritmo: Tomada de Decisão É fundamental que seja possível tomar diferentes decisões baseado em condições que são avaliadas em tempo de execução. Padrão de sintaxe a ser usado na Linguagem Natural : se condicao_teste então ação(ões) a ser tomada se condicao_teste for verdadeira senão ação(ões) a ser tomada se condicao_teste for falsa fimse 4 2

3 Algoritmo: Tomada de Decisão Decidir se determinados passos devem ser executados ou não filtro Exemplo selecionar a quantidade de ovos solução:» se quiser bolo mais macio então acrescente 2 ovos 5 Algoritmo: Tomada de Decisão Decidir qual conjunto de passos devem ser executados categorização Exemplo escolher o tipo de açúcar solução:» se bolo for para diabéticos então utilizar adoçante» senão utilizar açúcar refinado 6 3

4 Algoritmo: Repetição Precisamos de mecanismos de programação que nos permitam requisitar que um conjunto de instruções seja repetidamente executado, até que uma determinada condição seja alcançada: REPETIÇÕES SÃO PROGRAMADAS ATRAVÉS DA CONSTRUÇÃO DE LAÇOS (OU CICLOS). Padrão de sintaxe a ser usado na Linguagem Natural : enquanto condicao_execucao faça ação(ões) a ser tomada se condicao_execucao for verdadeira fimenquanto 7 Algoritmo: Repetição Repetir um determinado conjunto de passos. Exemplo (continuando na arte culinária!): preparar uma lasanha solução» montagem da lasanha coloque uma camada de molho coloque uma camada de massa coloque uma camada de presunto coloque uma camada de queijo» repita o processo acima quantas vezes desejar problema!!!! 8 4

5 Formas de Representação de um Algoritmo Linguagem Natural: Os algoritmos são expressos diretamente em linguagem natural (o português, por exemplo). Fluxograma: Representação gráfica que emprega formas geométricas padronizadas para indicar as diversas ações e decisões que devem ser executadas para resolver o problema. Pseudocódigo: Emprega uma linguagem intermediária entre a linguagem natural e uma linguagem de programação para descrever algoritmos. Linguagem de Programação: Método padronizado para expressar instruções para um computador. É um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador. 9 Exemplo 1 Faça um algoritmo que leia 2 números inteiros e imprima a diferença entre o primeiro e o segundo número. Passos da solução: identificação da entrada de dados» 2 números inteiros identificação da saída» 1 número inteiro representando a diferença entre os 2 números obtidos na entrada descrição do algoritmo 10 5

6 Exemplo 1 Descrição do algoritmo (versão 1): 1. obter o primeiro número inteiro com o usuário 2. obter o segundo número inteiro com o usuário 3. calcular a diferença do primeiro número para o segundo 4. exibir o resultado da diferença 11 Exemplo 1 Problemas: Como obter os números com o usuário? Por que meio? Como guardar os números que o usuário forneceu? Como identificar qual foi o primeiro valor e qual foi o segundo valor fornecido? 12 6

7 Exemplo 1 Descrição do algoritmo (versão 2): 1. obter o primeiro número inteiro com o usuário e armazená-lo na caixa chamada numero1 2. obter o segundo número inteiro com o usuário e armazená-lo na caixa chamada numero2 3. calcular a diferença e armazená-la na caixa chamada diferenca diferenca numero1 - numero2 4. exibir o conteúdo da caixa chamada diferenca numero1 numero2 diferenca 13 Exemplo 1 Descrição do algoritmo (versão 3): 1. solicitar ao usuário que informe o primeiro número inteiro 2. obter o primeiro número inteiro com o usuário e armazená-lo na caixa chamada numero1 3. solicitar ao usuário que informe o segundo número inteiro 4. obter o segundo número inteiro com o usuário e armazená-lo na caixa chamada numero2 5. calcular a diferenca e armazená-la na caixa chamada diferenca diferenca numero1 - numero2 6. exibir o conteúdo da caixa chamada diferenca numero1 numero2 diferenca 14 7

8 Exemplo 1 Descrição do algoritmo (versão 4): 1. solicitar ao usuário que informe o primeiro número inteiro 2. obter numero1 3. solicitar ao usuário que informe o segundo número inteiro 4. obter numero2 5. diferenca numero1 - numero2 6. exibir diferenca numero1 numero2 diferenca 15 Exemplo 2 Problema: A partir de 3 notas de um aluno, calcular sua média aritmética e escrever na tela se ele foi aprovado ou reprovado, levando em conta que a média para aprovação deve ser pelo menos

9 Exemplo 2 Linguagem Natural: 1. Obter as 3 notas das provas do aluno. 2. Calcular a média aritmética das 3 notas. 3. Comparar a média com o valor Se for maior ou igual, escrever aprovado. 5. Caso contrário, escrever reprovado. 17 Exemplo 2 Fluxograma: Início Leia (nota1,nota2, nota3) media <- (nota1 + nota2 + nota3)/3.0 media>=5.0? sim Escreva( Aluno aprovado) não Escreva( Aluno reprovado) Fim 18 9

10 Exemplo 2 Pseudocódigo: Variáveis: armazenam Informações necessárias para solução do problema variaveis media, nota1, nota2, nota3 inicio leia nota1, nota2 e nota3 media = (nota1+nota2+nota3)/3 se (media >= 5) entao escreva aluno aprovado senao escreva aluno reprovado fim fim 19 Exemplo 2 Linguagem de Programação: #include <stdio.h> int main(void) { float media, nota1, nota2, nota3; printf("entre com a nota da p1:"); scanf("%f", &nota1); printf("entre com a nota da p2:"); scanf("%f", &nota2); printf("entre com a nota da p3:"); scanf("%f", &nota3); media = (nota1 + nota2 + nota3)/3.0; if (media >= 5.0) printf("aprovado!\n"); else printf("reprovado!\n"); return 0; } 20 10

11 Exemplo 3 Escreva um algoritmo que fica recebendo como entrada a matricula e duas notas (P1 e P2) dos alunos de uma turma enquanto a matrícula do aluno for maior que 0. Para cada aluno, seu algoritmo deve calcular a média dele na disciplina. Como uma das saídas, seu algoritmo deve imprimir a matricula do aluno, seu média e a mensagem Aluno aprovado se a média dele for maior ou igual a 5.0 ou Aluno reprovado, caso contrário. Após a entrada de alunos chegar ao fim, a média da turma deve ser calculada e exibida como saída. 21 Exemplo 3 Solução Proposta em Linguagem Natural 1. Declarar e inicializar uma variável chamada somamedias com o valor Declarar e inicializar uma variável que conta o número de alunos da turma. Inicialmente este valor é Ler matricula de um aluno. 4. Enquanto matricula>0 faça 4.1. Ler e armazenar nota1, nota Calcular media do aluno: mediaalun = (nota1+nota2)/ Escrever matricula e a media do aluno (mediaalun) 4.4. se mediaalun >5 então Escrever aluno aprovado, senão Escrever aluno reprovado fimse 4.5. Aumentar de 1 unidade o valor do contador dos alunos: contalun <- contalun Acumular o valor da media do aluno: somamedias <- somamedias + mediaalun 4.7. Ler uma nova matricula 4.8. fimenquanto 5. Calcular média da turma: mediaturma <- somamedias / contalun 6. Escrever media da turma 22 11

12 Exercícios Escreva em linguagem natural uma solução algorítmica para cada um dos problemas apresentados. 23 Exercícios 1. Escreva um algoritmo que dado o raio de um círculo, calcula o volume da esfera com este raio. Sabe-se que 4 3 o volume da esfera é dado por volume = * π * r 2. Escreva um algoritmo que pede para o usuário fornecer o tempo total em segundos que ele levou para percorrer uma maratona. Seu algoritmo deve apresentar como saída o tempo equivalente no formato hora minuto segundo. 3. Escreva um algoritmo que recebe dois números inteiros como entrada e exibe, como saída, a soma, o produto, a diferença, o quociente e o resto entre estes dois números

13 Exercícios 4. Modifique o algoritmo da questão 3 (anterior) para que ele leia também uma opção que define qual das operações que o usuário quer executar. Esta alteração faz com que o usuário possa apenas executar uma das operações aritméticas. 5. Escreva um algoritmo que recebe dois números como entrada e imprime, como saída, qual a relação entre esses dois números: se são iguais, maior que ou menor que. 6. Escreva um algoritmo que recebe 3 números inteiros como entrada e exibe, como saída, os números em ordem crescente. 25 Exercícios 7. Escreva um algoritmo que recebe um número inteiro como entrada e exibe, como saída, se o número é par ou é ímpar. 8. Escreva um algoritmo que recebe como entrada um número de dias decorrido em um evento, fornecido pelo usuário, e exiba como saída o mesmo valor expresso em numero de semanas e numero de dias. Por exemplo, se um usuário fornecer o valor 17, o programa deve imprimir 2 e 3, pois 17 dias correspondem a 2 semanas e 3 dias

14 Exercícios 9. Considerando a existência de notas (cédulas) nos valores R$ 100, R$ 50, R$ 20, R$ 10, R$ 5, R$ 2 e R$ 1, escreva um algoritmo que capture um valor inteiro em reais (R$) e determine o menor número de notas para se obter o montante fornecido. O seu algoritmo deve exibir o número de notas para cada um dos valores de nota existentes