Introdução à Programação em C. Prof. Ricardo Teixeira Tecnologia em Mecatrônica Industrial SENAI

Transcrição

1 Introdução à Programação em C Prof. Ricardo Teixeira Tecnologia em Mecatrônica Industrial SENAI

2 Linguagem C Criada em 1972 para uso no LINUX; Sintaxe base para diversas outras (Java, JavaScript, PHP, C++, C# etc); Existem diversas versões aplicadas à várias plataformas; O conjunto básico de instruções denomina-se ANSI C; A partir do ANSI C programamos, por exemplo, computadores e microcontroladores;

3 Linguagem C Para programar na linguagem C utilizamos um Ambiente de Desenvolvimento Integrado (IDE, Integrated Development Enviroment) que, utilizando o compilador apropriado, converte o código C para o binário do sistema operacional EXE no Windows; APP no MAC OS; BIN no Linux; HEX para microcontroladores. Uma IDE muito utilizada para criar programas em C para Windows é a DEV C++ (existem várias outras). Para microcontroladores temos o CCS, MPLAB, Keil, MIKROC etc.

4 Linguagem C Para criar programas em qualquer linguagem precisamos entender suas estruturas e sintaxe: Diretivas; Declarações; Tipos de dados; Funções; Condicionais; Loops etc.

5 Linguagem C Para que um programa em C é preciso seguir algumas regras. Assim como a língua portuguesa tem as regras de formação de frases e pontuações, um programa em C também tem. Bem como um dicionário! Existe um dicionário padrão para a linguagem ANSI C e este pode ser expandido de acordo com o compilador.

6 Variáveis Uma variável é nome que faz referência a um local na memória do hardware. Variáveis são utilizadas para facilitar o acesso ao endereço e ajudam a ler e escrever valores na memória através de um nome dado pelo programador. Toda variável em C deve ser declarada (criada, instanciada) comum determinado tipo, que informa ao programa como a informação deve ser tratada (texto, número etc) e qual o tamanho na memória deve ser alocado para àquela variável. Quando programa-se para microcontroladores definir o tipo correto é crucial devido a limitações de memória do chip.

7 Tipos de Dados Os tipos também determinam como o hardware realizará operações matemáticas. Basicamente toda variável se resume a valores numéricos que têm comportamentos diferentes e limites de valores diferentes. O tipo int é utilizado quando queremos armazenar valores inteiros. Dependendo do compilador pode armazenar de 8 (no CCS por exemplo) ou 16 bits (no PC de forma geral). Quando é de 8 bits armazena valores no intervalo [-128, 127] e quando é 16 bits no intervalo [ 32767, 32767]. Perceba que variáveis do tipo int podem assumir valores negativos. Declaração de uma variável é feita no formato TIPO NOME. A seguir veja um exemplo de uma variável tipo int. int quantidade;

8 Tipos de Dados Para armazenar apenas valores positivos em uma variável int devemos utilizar antes a palavra unsigned. Observe que a declaração finalizou com ponto-e-vírgula, este é o padrão em C. Exemplo: unsigned int quantidade; Após declarada a variável podemos atribuir valores a ela diretamente: quantidade = 5; Ou através de operações: quantidade = quantidade + 1;

9 Tipos de Dados Para números não inteiros, fracionários ou ponto-flutuante, podemos utilizar variáveis do topo float: float custo = 10.5; Este tipo geralmente é de 32 bits sinalizado (signed), ou seja com intervalo positivo e negativo. É importante lembrar que nomes de variáveis devem ser escritos sem caracteres especiais e não podem começar com números.

10 Tipos de Dados Além dos tipos já citados temos tipo de dado especial que representa a ausência de dados, o void. Ele é utilizado principalmente na declaração de funções, o que veremos mais adiante.

11 Tipos de Dados Quando queremos armazenar, ou manipular, caracteres textuais utilizamos o tipo char. Este tipo representa 1 único caractere de 8 bits (cada letra por exemplo é 1 char). char letra = R ; Observe que seu valor, R, está entre aspas simples. Esta é a regra da linguagem C para uso de caracteres. Para saber mais sobre tipos de dados consulte a documentação do seu compilador.

12 Vetores Um vetor é um tipo de dado complexo capaz de armazenar mais de um valor. Pode ser entendido como uma lista de valores na memória ordenadas lado a lado com tamanho igual. Para acessarmos o valor de cada item da lista precisamos saber sua posição, ou índice, na lista. Estes índice iniciam em 0 até o tamanho do vetor menos 1. A declaração de um vetor é a seguinte: int dados[5]; Com esta declaração dizemos ao compilador que queremos separar 5 espaços do tamanhos de tipo int na memória. Para escrever um valor em um vetor utilizamos a sintaxe: dados[0] = 2;

13 Vetores Uma forma de inicializar os vetores com os valores já definidos é a seguinte: int dados[5] = {10, 12, 15, 22, 45}; Desta forma estamos inicializando o vetor e atribuindo seus valores iniciais. As chaves limitam os valores separados por vírgula. Neste caso não pode haver mais que cinco valores. Vejamos outro caso. char nome[] = { R, i, c, a, r, d, o }; Agora não definimos o tamanho do vetor, este será definindo pela quantidade de elementos adicionados. Em ambos os casos o tamanho do vetor não pode ser alterado.

14 Operadores Operadores são símbolos usados para realizar operações. Os mais comuns são os operadores de atribuição (=) e os matemáticos para realização de soma(+), subtração(-), multiplicação (*) e divisão(/). Ex.: int valor = preco * quantidade; Outros operadores muito utilizados e de extrema importância são os relacionais: Igualdade (ex: a == b): este operador testa se o valor na variável a é igual ao valor da variável b. Diferença (ex: a!= b): este operador testa se o valor na variável a é diferente ao valor da variável b. Igualdade (ex: a > b): este operador testa se o valor na variável a é maior que o valor da variável b. Igualdade (ex: a < b): este operador testa se o valor na variável a é menor que o valor da variável b. Ainda temos o operadores menor ou igual (<=) e maior ou igual (>=).

15 Operadores Outro operador muito utilizado é o de resto da divisão (%). Observe o exemplo: int a = 3; int b = 5; int resto = b % a; Quando dividimos 5 por 3, o resultado inteiro mais próximo seria 1. Então neste exemplo temos que o valor da variável resto será 2, pois é o que resto da divisão.

16 Operadores Outro grupo de operadores essenciais são os operadores lógicos. Estes operadores são utilizados para compor condições que podem desviar o fluxo do programa. São eles && (E lógico), (OU lógico) e o! (NÃO lógico). O resultado de (a && b) será 1 se a for verdadeiro (valor diferente de 0) e b for verdadeiro. Observe o código a seguir. Quais são os valores para as variáveis resultado1 até resultado4? int b0 = 1; int b1 = 0; int resultado1 = (b0 == 1 && b1 == 0); int resultado2 = (b0!= 1 && b1 == 0); int resultado3 = (b0 == 1 && b1!= 0); int resultado4 = (b0!= 1 && b1!= 0);

17 Estruturas Condicionais Um programa em C é executado de forma linha a linha. Porém o fluxo da execução pode ser modificado utilizando as estruturas condicionais. A estrutura condicional mais comum é a if else. Sua sintaxe é a seguinte if (condição) { // código executado se a condição for verdadeira } else { // código executado se a condição for falsa } A palavra if (do inglês, se)inicia a estrutura e em seguida temos um bloco condicional entre parêntesis. As chaves limitam o código que será executado tanto quando a condição for satisfeita, ou seja, quando ela for verdadeira, quanto quando ela for falsa, entrando no bloco else (do inglês, senão).

18 Estruturas Condicionais Fazendo um paralelo com a língua portuguesa vejamos um exemplo. Se a temperatura lá fora for maior que 30 graus, ligue o ar-condicionado em 18 graus, senão ligue o ar-condicionado em 20 graus. Utilizando a frase acima poderíamos fazer um código hipotético para resolver o problema de compra de arroz ou feijão. Observe. if (temperatura > 30) { // ligar em 18 graus } else { // ligar em 20 graus } Existem diversas outras formas de estruturar a condicional if porém esta é a mais comum.

19 Estruturas de Repetição As estruturas de repetição, também conhecidas como laços ou loops, são utilizadas para realizar tarefas repetitivas. Elas evitam que o código fique muito grande e mais legível, além de acelerar o processo de codificação. O loop while tem a sintaxe semelhante ao if. As ações entre chaves se repetem até que a condição entre parêntesis for verdadeira. Vejamos um exemplo. int custototal = 0; Int precounitario = 10; while (custototal < 100) { // ações custototal = custototal + precounitario; } Neste exemplo temos um loop while que será executado quantas vezes?

20 Estruturas de Repetição Outro loop essencial é o for. Diferente do while, ele é utilizado juntamente com uma variável condicional. A estutura de um loop for é a seguinte: for (inicia variável; condição; incremento) { ações } Vejamos um exemplo: int custototal = 0; int precounitario = 10; int i; for (i = 0; i < 10; i++) { // ações custototal = custototal + precounitario; } Neste exemplo temos um loop for que será executado quantas vezes?

21 Funções As funções são blocos de códigos responsáveis por executar ações comuns no programa. A estrutura básica uma função em C é a seguinte. tipo nomedafuncao(parametros) { ações } O tipo da função informa se a função vai retornar algum valor e qual seria o tipo de dado deste retorno. Falaremos mais sobre retorno mais a frente. O nomedafuncao tem o propósito similar ao das variáveis e a regra de formação é a mesma. Entre parêntesis podemos, ou não, adicionar parâmetros. E entre chaves temos as ações que esta função vai executar quando for chamada.

22 Função main Todo programa em C deve conter ao menos uma função, chamada main, que é o ponto de entrada do programa. void main () { } // meu programa Observe que a função main não tem parâmetros e seu tipo de retorno é void, o que significa que ela não tem dados de retorno.

23 Funções com retorno e parâmetros No programa anterior era capaz de alterar o valor apenas de uma variável específica. Para que o programa fiquem mais flexível podemos criar funções com parâmetros. Vejamos um programa para calcular o quadrado de um número x. int x = 2; int quadradox; int calculaquadrado(int num) { } return num * num; quadradox = calculaquadrado(x); Observe que na declaração da função seu retorno é do tipo int e temos um parâmetro num do tipo int também. A palavra reservada return informa ao programa que ao se chamar a função ela passará o valor para o local onde foi chamada. Vamos ver como isso funciona passo-a-passo?