Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Computação. A Linguagem C

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1 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Computação A Linguagem C Prof. Renato Pimentel 1 Programação Quando queremos criar ou desenvolver um software para realizar determinado tipo de processamento de dados: Escrever um programa (ou vários programas interligados); Devemos escrever o programa usando uma linguagem que tanto o computador quanto o criador de software entendam linguagem de programação. 2 Prof. Renato Pimentel 1

2 Linguagem de programação Uma linguagem de programação é uma linguagem artificial projetada para comunicar instruções a uma máquina, em especial computadores. Linguagens de programação podem ser usadas para criar programas que controlam o comportamento da máquina e expressar algoritmos de forma precisa (não ambígua). 3 Etapas envolvidas no processo de programação Análise: enunciado do problema: Dados de entrada; Processamento (resolução); Dados de saída. Algoritmo descrever o problema, com suas soluções; Codificação algoritmo é transformado em códigos da linguagem de programação escolhida para se trabalhar. 4 Prof. Renato Pimentel 2

3 A linguagem C 5 Linguagem C Uma das mais bem-sucedidas linguagens de alto nível criadas. Nível de abstração relativamente elevado: mais próximo da linguagem natural humana do que do código de máquina. Uma das mais utilizadas linguagens de programação de todos os tempos. Desenvolvida por Dennis Ritchie (AT&T Bell Labs, ). Revisada e padronizada pela ANSI (American National Standards Institute) em Padrão mais utilizado Dennis Ritchie ( ) 6 Prof. Renato Pimentel 3

4 Importância da Linguagem C Linguagem estruturalmente simples e de grande portabilidade; Presente em quase todas as arquiteturas de computadores; Programas em C são compilados em grande variedade de plataformas e sistemas operacionais, com poucas adaptações no código; Compiladores C geralmente geram um arquivo executável geralmente mais enxuto e veloz que em muitas outras linguagens de programação; Influenciou muitas linguagens criadas posteriormente. 7 Exemplo de programa em linguagem C #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { printf("ola, mundo!\n"); system("pause"); return 0; } 8 Prof. Renato Pimentel 4

5 Exemplo de programa em linguagem C #include <stdio.h> #include <stdlib.h> Declarações globais: Bibliotecas usadas pelo programa int main() { } printf("ola, mundo!\n"); system("pause"); return 0; Fim do programa Início do programa Escreve uma mensagem na tela de saída Faz uma pausa antes de terminar o programa Retorna o código de erro 0 ao sistema operacional, informando que está tudo ok. 9 Criando, compilando e executando um programa em linguagem C Em Linguagem C, todos os módulos de um programa são denominados funções; A função correspondente ao programa ou módulo principal tem o nome de main e deve estar presente em todo programa criado. 10 Prof. Renato Pimentel 5

6 Comentários em um programa Permitem adicionar alguma descrição para o código ou trecho de código em questão; São linhas ignoradas pelo compilador. Comentário em uma ou mais linhas. Início: /* Final: */ Comentário em única linha. Início: // Final: sem símbolos próprio final da linha 11 Relembrando: variáveis Posições de memória que armazenam uma informação; Podem ser modificadas ao longo do programa; Devem ser definidas antes de seu uso: Nome (identificador); Tipo (que dado será armazenado na variável). 12 Prof. Renato Pimentel 6

7 Definindo variáveis em C Em linguagem C, toda variável possui, além do nome e do tipo, um escopo: Nome Pode ter um ou mais caracteres; Alguns nomes são inválidos; Tipo Conjunto de valores aceitos; Escopo Global ou local (indica a visibilidade da variável dentro do programa). 13 Identificando variáveis em C Em linguagem C, estas são as regras para identificar (dar nome) a uma variável: Podem ser utilizados algarismos, letras maiúsculas, letras minúsculas ou underscore ( _ ); Inválido: somente algarismos. No início: apenas letra (maiúscula ou minúscula) ou underscore; Linguagem C é case sensitive (diferencia maiúsculas de minúsculas); Ex.: x e X são consideradas 2 variáveis diferentes! Nome da variável não pode ter espaços. Não permitidos: palavras reservadas. 14 Prof. Renato Pimentel 7

8 Identificando variáveis em C Reforçando: Não utilizar espaços nos nomes: Ex.: nome do aluno, temperatura do sensor Não utilizar acentos ou símbolos: Ex.: Tripé, A*1, salario$, nome-do-aluno Não iniciar o nome da variável com algarismos ou usar somente algarismos: Ex.: 1A, 52 Underscore pode ser usado: Ex.: nome_do_aluno 15 Palavras reservadas ou palavras-chave em linguagem C Usadas para definir tipos de dados e estruturas de controle dentro dos programas; Conjunto de 32 palavras reservadas: auto break case char const continue default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typeof union unsigned void volatile while 16 Prof. Renato Pimentel 8

9 Tipos de dados básicos em C int: tipo de dado que armazena um número inteiro. A quantidade de memória utilizada depende do processador (tipicamente 16 bits ou 32 bits). Obs.: pode-se restringir conjunto de valores a inteiros positivos (unsigned int). 17 Tipos de dados básicos em C float: número real de precisão simples (32 bits): double: precisão dupla (64 bits). Representação de reais em memória: ponto flutuante. Parte dos bits armazena a mantissa Parte dos bits armazena o expoente Um bit vai para o sinal. 18 Prof. Renato Pimentel 9

10 Tipos de dados básicos em C char: tipo de dado que armazena um único caractere (ex.: letra, algarismo, símbolo de pontuação). Consome um byte de memória. Obs.: caracteres sempre ficam entre aspas simples (' '). 19 Código ASCII Esquema de codificação que atribui a cada combinação do byte um caractere específico; ASCII: American Standard Code for Information Interchange (Código Padrão Americano para Troca de Informação); Usado em praticamente todos os computadores pessoais; 128 sinais: 95 sinais gráficos (como letras do alfabeto latino, algarismos e sinais matemáticos) e 33 sinais de controle(tabulação, backspace etc). 7 bits usados, 1 fica livre. 20 Prof. Renato Pimentel 10

11 Código ASCII Caractere Código ASCII Forma : : : A B C Caractere Código Forma ASCII D : : : a b c : : :! # $ Variáveis lógicas e literais (cadeias de caracteres) Linguagem C não possui um tipo primário para armazenar cadeias de caracteres (também conhecidas por strings). Deve-se usar um vetor contendo elementos do tipo char. (será visto adiante). Linguagem C não possui um tipo primário para representar dados lógicos (verdadeiro ou falso) Qualquer valor diferente de zero é considerado verdadeiro. (assim, pode-se usar int) 22 Prof. Renato Pimentel 11

12 Tipos de dados da Linguagem C Tipo Faixa de valores Tamanho mais comum char -128 a bits (1 byte) unsigned char 0 a bits (1 byte) int a ou a bits ou 32 bits (2 ou 4 bytes) unsigned int 0 a ou 0 a bits ou 32 bits (2 ou 4 bytes) short a bits (2 bytes) unsigned short 0 a bits (2 bytes) long a bits (4 bytes) unsigned long 0 a bits (4 bytes) float double 1.2E-38 a 3.4E+38 (precisão: 6 casas decimais) 2.3E-308 a 1.7E+308 (precisão: 15 casas decimais) long double 3.4E-4932 a 1.1E+4932 (precisão: 19 casas decimais) 32 bits (4 bytes) 64 bits (8 bytes) 80 bits (10 bytes) 23 Atribuindo dados a variáveis Operador de atribuição: = (sinal de igual) Em linguagem C, a uma variável pode ser atribuído o conteúdo de outra variável, um valor constante ou ainda, resultado de uma função. A linguagem C suporta múltiplas atribuições: 24 Prof. Renato Pimentel 12

13 Atribuindo dados a variáveis Para reforçar: 25 Comandos de saída Função printf( ): print formatted escrita formatada. Escreve no dispositivo de saída (a tela) um conjunto de valores, caracteres ou sequência de caracteres, de acordo com o formato. Também pode ser usada para escrever uma mensagem de texto: 26 Prof. Renato Pimentel 13

14 Comandos de saída Função printf( ): Escrita de dados formatados: caso mais geral da função printf(). Para cada dado, o tipo de saída deve ser especificado. Sintaxe: printf( %tipo_de_saída, expressão); printf( %tipo1 %tipo2, exp1, exp2); printf( %tipo1 %tipo2, exp1, exp2, ); Cada especificador de formato deve ser precedido pelo símbolo de porcentagem (%); Nova linha após o comando printf: inserir \n ao final da mensagem de texto ou depois do último especificador. 27 Comandos de saída Função printf( ): Alguns especificadores de formato: %c Escrita de um caractere (char) %d ou %i Escrita de inteiros (int ou char) %u Escrita de inteiros sem sinal (unsigned) %f Escrita de reais (float ou double) %e ou %E Escrita em notação científica %l Lê um inteiro longo %s Lê uma cadeia de caracteres (string) 28 Prof. Renato Pimentel 14

15 Comandos de saída Função printf( ): Especificadores avançados para inteiros: %< numero >d Escreve um inteiro na tela, preenchendo com espaços à esquerda para que ele ocupe pelo menos < numero > casas na tela Ex: printf ("%4d", 10) imprime < espaço >< espaço >10; %0< numero >d Escreve um inteiro na tela, preenchendo com zeros à esquerda para que ele ocupe pelo menos comprimento < numero > Ex: printf ("%04d", 10) imprime 0010; %< numero1 >.0< numero2 >d Escreve um inteiro preenchendo com espaços à esquerda para que ocupe pelo menos < numero1 > casas na tela e com zeros para que possua pelo menos comprimento < numero2 >. Ex: printf ("%6.04d", 10) imprime < espaço >< espaço >0010; A letra d pode ser substituída pelas letras u e l, ou as duas, quando desejamos escrever variáveis do tipo unsigned ou long, respectivamente. Ex: printf ("%d", ) escreve na tela, enquanto que printf("%u", ) escreve Função printf( ): Comandos de saída Especificadores avançados para reais: %f Escreve um ponto flutuante na tela, sem formatação: Ex: printf ("%f", 10.0) imprime ; %e Escreve um ponto flutuante na tela, em notação científica: Ex: printf ("%e", ) imprime e+01; %< tamanho >.< decimais >f Escreve um ponto flutuante na tela, com tamanho < tamanho > e < decimais > casas decimais. O ponto, utilizado para separar a parte inteira da decimal, também conta no tamanho: Ex: printf ("%6.2f", 10.0) imprime < espaço >10.00; A letra f pode ser substituída pelas letras lf, para escrever um double ao invés de um float: Ex: printf ("%6.2lf", 10.0) imprime < espaço > Prof. Renato Pimentel 15

16 Comandos de saída Função printf( ): Escrita de palavras : %c Escreve uma letra. Ex: printf ("%c", A ) imprime A Note que printf ("%c", 65) também imprime a letra A. %s Escreve uma cadeia de caracteres ou string. Ex: printf ("%s", "Meu primeiro programa") imprime Meu primeiro programa. 31 Comandos de saída Função printf( ): 32 Prof. Renato Pimentel 16

17 Comandos de saída Função printf( ): 33 Função printf( ): Comandos de saída É possível combinar texto com especificadores de formato: 34 Prof. Renato Pimentel 17

18 Comandos de saída Função putchar( ): put character: escreve um único caractere na tela. Parâmetro: único valor inteiro (char), a ser escrito. Valor 65 é convertido no caractere correspondente no código ASCII 35 Comandos de entrada Função scanf( ): scan formatted leitura formatada. Lê do dispositivo de entrada (ex.: teclado) um conjunto de valores, caracteres ou sequência de caracteres, de acordo com o formato especificado. Sintaxe: scanf( %tipo_de_entrada, &variável); scanf( %tipo1 %tipo2, &var1, &var2, ); Cada especificador de formato deve ser precedido pelo símbolo de porcentagem (%) Símbolo & (operador de endereço) deve ser colocado antes do nome de cada variável: todas as variáveis que receberão dados pelo scanf devem ser passadas por meio de seus endereços. Isto indica que o valor digitado será colocado no endereço referente a uma variável. 36 Prof. Renato Pimentel 18

19 Comandos de entrada Função scanf( ): Alguns especificadores de formato: %c Leitura de um caractere (char) %d ou %i Leitura de inteiros (int ou char) %s Leitura de vários caracteres (string) %f Leitura de reais (float) %lf Leitura de reais (double) 37 Função scanf( ): Comandos de entrada 38 Prof. Renato Pimentel 19

20 Comandos de entrada Função getchar( ): get character: lê um único caractere do teclado. Parâmetro: não há. Variável deve ser igualada a função (que retorna um inteiro). 39 Constantes Como uma variável, constante também armazena um valor na memória do computador; Entretanto, valor não pode ser alterado: é constante; Para constantes, é obrigatória a atribuição do valor. 40 Prof. Renato Pimentel 20

21 Constantes Usando #define Você deverá incluir a diretiva de preprocessador #define antes do início do código (logo após os comandos #include): #define PI Usando const Usando const, a declaração não precisa estar no início do código. Declara-se como uma variável, mas acrescentando-se const ao seu início: const double pi = Constantes char: sequências de escape C utiliza vários códigos chamados códigos de barra invertida ou sequências de escape: Código Comando \a Som de alerta (beep) \b Retrocesso (backspace) \n Nova linha (new line) \r Retorno de carro (carriage return) \v Tabulação vertical \t Tabulação horizontal \' \ Aspa dupla Apóstrofo (aspa simples) \\ Barra invertida (backslash) \f Alimentação de linha (form feed) \? Símbolo de interrogação \0 Caractere nulo (cancela escrita do restante) 42 Prof. Renato Pimentel 21

22 Constantes char: sequências de escape 43 Operadores aritméticos em C Operam sobre números (valores, variáveis, constantes ou chamadas de funções) e/ou expressões e têm como resultados valores numéricos. Linguagem C possui 5 operadores aritméticos: Operador Exemplo Definição + x + y Soma os valores de x e y - x - y Subtrai y do valor de x * x*y Multiplica o valor de x pelo valor de y / x/y Obtém o quociente da divisão de x por y % x % y Obtém o resto da divisão de x por y (válido apenas para variáveis int) 44 Prof. Renato Pimentel 22

23 Operadores aritméticos de atribuição Operador Exemplo Definição += x += y Equivale a x = x+y -= x -= y Equivale a x = x - y *= x *= y Equivale a x = x*y /= x /= y Equivale a x = x/y %= x %= y Equivale a x = x%y ++ x++ Equivale a x = x y = ++x Equivale a x = x+1, e depois a y=x ++ y = x-- Equivale a y = x, e depois x = x x-- Equivale a x = x Y = --x Equivale a x = x-1, e depois a y=x -- y = x-- Equivale a y = x, e depois x = x-1 45 Operador de incremento (++) antes e depois 46 Prof. Renato Pimentel 23

24 Operadores aritméticos em C Exercício: Diga o resultado das variáveis x, y e z após a seguinte sequência de operações: int x, y, z x = y = 10; z = ++x; x -= x; y++; x = x+y-(z--); 47 Modelares (casts) Quando um modelador é aplicado a uma expressão, força o seu resultado a ser de um tipo especificado. Sintaxe: (tipo) expressão Exemplo: (float) x; (int) x*5.25; 48 Prof. Renato Pimentel 24

25 Modelares (casts) Exemplo: 49 Algumas funções matemáticas em C Função Exemplo Definição ceil ceil (x) Arredonda um real para cima. Ex.: ceil(3.2) é 4. cos cos (x) Calcula o cosseno de x (x em radianos). exp exp (x) Calcula a exponencial do de x. abs abs (x) Obtém o valor absoluto de x. floor floor (x) Arredonda um real para baixo. Ex.: floor(3.2) é 3. log log (x) Obtém o logaritmo natural de x. log10 log10 (x) Obtém o logaritmo de base 10 de x. pow pow(x, y) Calcula a exponenciação (x elevado a y). sin sin (x) Calcula o seno de x (x em radianos). sqrt sqrt (x) Calcula a raiz quadrada de x. tan tan (x) Calcula a tangente de x (x em radianos). 50 Prof. Renato Pimentel 25

26 Precedência de operações em C Precedência é a ordem na qual os operadores serão calculados quando o programa for executado. Em C, os operadores são calculados na seguinte ordem: * e /, na ordem em que aparecerem na expressão; %; + e -, na ordem em que aparecerem na expressão. OBS.: As precedências não são obedecidas caso se use parênteses para agrupar uma expressão! 51 Exercícios 1. Faça um programa que leia um número inteiro e depois o imprima. 2. Faça um programa que leia um número inteiro e depois o imprima usando a formatação %f. Veja o que acontece com o resultado mostrado. 3. Faça um programa que leia um valor do tipo double e depois o imprima na forma de notação científica. 4. Elabore um programa que leia um caractere e depois o imprima como um valor inteiro. 52 Prof. Renato Pimentel 26

27 Exercícios 5. Elabore um programa que contenha uma constante qualquer do tipo float. Use o comando #define. Imprima esta constante. 6. Elabore um programa que contenha uma constante qualquer do tipo float. Use o comando const. Imprima esta constante. 7. Faça um programa que leia um valor em reais e a cotação do dólar. Em seguida, imprima o valor correspondente em dólares. 8. Leia o valor do raio de um círculo. Calcule a área do círculo correspondente, sabendo que e 53 Exercícios 9. Faça um programa que receba do usuário um número real positivo, e calcule e mostre: (a) o número digitado elevado ao quadrado; (b) o número digitado elevado ao cubo; (c) a raiz quadrada do número digitado; (d) a raiz cúbica do número digitado. 10. Faça um programa que receba o ano de nascimento de uma pessoa e o ano atual, e calcule: A idade atual desta pessoa, e qual será sua idade em Prof. Renato Pimentel 27

28 Exercícios 11. Faça um programa que receba o preço de um produto, calcule e mostre o novo preço, sabendo que este produto recebeu um desconto de 10%. 12. Faça um programa que receba uma temperatura em Celsius, calcule e mostre esta temperatura em Fahrenheit. Sabe-se que C/5 = (F- 32)/9 ou, consequentemente, F = 1.8 C Referências ASCENCIO, A. F. G., CAMPOS, E. A. V. Fundamentos da Programação de Computadores. São Paulo: Prentice Hall, BACKES, A. Linguagem C: completa e descomplicada. Rio de Janeiro: Elsevier, PAIVA, J. G. S. Notas de aula de algoritmos e programação de computadores. PIMENTEL, R. Notas de aula de Introdução à Computação. 56 Prof. Renato Pimentel 28