Programação Engenharia Informática (11543) 1º ano, 1º semestre Tecnologias e Sistemas de Informação (6619) 1º ano, 1º semestre

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1 Programação Engenharia Informática (11543) 1º ano, 1º semestre Tecnologias e Sistemas de Informação (6619) 1º ano, 1º semestre Cap. 02 Fundamentos de Linguagens

2 Sumário : Linguagem, alfabeto e gramática Tabela ASCII Componentes de uma linguagem: léxico, sintaxe e semântica Entidades: nomes/identificadores, operadores e literais Termos, expressões e tipos de expressões Instruções e tipos de instruções Instrução de bloco Instrução de atribuição Variáveis e declarações de variáveis Constantes e declarações de constantes Tipos de dados básicos: char, int, float e double Modelos de programação Princípio fundamental da programação imperativa

3 Linguagens de programação Programas são escritos numa linguagem de programação. Linguagem de programação Alfabeto Gramática Alfabetos: {0,1} : linguagem máquina (ling. baixo-nível) código ASCII : Pascal, C, Java, etc. (linguagens de alto-nível) A.. Z : Português, Inglês, Espanhol, etc. Gramática: diagramas de sintaxe

4 Tabela ASCII de símbolos ASCII - American Standard Code for Information Interchange

5 Tabela ASCII de símbolos: códigos adicionais ASCII - American Standard Code for Information Interchange

6 Alfabeto (em C) - O conjunto básico de caracteres gráficos da linguagem C é o seguinte: Forma letra Membros A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z dígito underscore _ Pontuação! " # % & ' ( ) * +, -. / : ; < = >? [ \ ] ^ { } ~

7 Componentes de uma linguagem - Léxico: conjunto de palavras duma linguagem, i.e. o dicionário. - Sintaxe: conjunto de regras de construção das frases dum texto, i.e. a gramática. Estas frases são designadas por instruções e o texto é designado por programa. - Semântica: é o significado de cada instrução dum programa ou mesmo dum do programa completo.

8 Léxico

9 Palavras reservadas - A linguagem C tem um conjunto de palavras reservadas, entre as quais: auto double int struct break else long switch case enum register typedef char extern return union const float short unsigned continue for signed void default goto sizeof volatile do if static while - Não podem ser usadas a não ser para aqueles fins pré-definidos; por exemplo, não podem ser usadas como nomes de variáveis. - A tentativa de utilização para outros fins tem resulta numa série de erros de compilação.

10 Nomes de funções de bibliotecas (libm) - A biblioteca matemática libm.a tem um conjunto de funções, entre as quais: cos acos floor sin asin tan atan tanh ceil log pow log10 fabs sqrt sinh - Embora não sejam palavras reservadas, não devemos usá-las para outros fins, pois isso pode gerar conflitos de nomes. - A tentativa de utilização para outros fins pode ter como consequência uma série de erros de compilação.

11 Classificação de nomes/identificadores - Há 3 classes de nomes ou identificadores: Podem ser redefinidos, mas não é conveniente Não podem ser redefinidos Identificadores definidos pelo utilizador (p.ex., nomes de variáveis) Identificadores estandardizados (p.ex., nomes de funções matemáticas) Palavras reservadas

12 Entidades e expressões - Entidades: identificadores ou nomes (de variáveis, constantes e funções) operadores (adição, subtracção, atribuição, ) literais - Expressões: É uma construção sintáctica que tem um valor. É uma combinação de entidades que representa o cálculo dum valor. - Tipos de expressões: expressão numérica (resultado numérico) expressão lógica (resultado lógico) expressão simbólica (resultado simbólico)

13 Gramática

14 Nomes/identificadores - As regras de formação de nomes/identificadores são as seguintes: Diferenciação gráfica (maiúsculas e minúsculas) Tamanho variável (ANSI C limitado a 31 caracteres) Validade (carácter inicial é : a..z, A..Z, _ ) nomes válidos: j, j5, _5A nomes inválidos: 5j, j5%, const Diagrama de sintaxe:

15 Operadores - Escrita de dados em memória (operador de ATRIBUIÇÃO) = - Cálculo de inteiros e/ou reais (operadores ARITMÉTICOS) +, -, *, / - Cálculo de valores lógicos (falso/verdadeiro) (operadores LÓGICOS) &&, II,! - Cálculo de valores lógicos (falso/verdadeiro) (operadores RELACIONAIS) <, <=, >, >=,!=, == - Incrementa valor de variável inteira de 1 unidade (operador de INCREMENTAÇÃO) ++ - Decrementa valor de variável inteira de 1 unidade (operador de DECREMENTAÇÃO) --

16 Literais Definição: Uma entidade sem nome que representa um valor constante. Exemplos: XYZ123 é um literal string g é um literal carácter 1234 é um literal inteiro 3.78 é um literal real 6/10/57 é um literal data

17 Literais inteiros - O valor da constante depende da sua forma inicial: 0x ou 0X indica um inteiro hexadecimal (base 16); 0 indica um inteiro octal (base 8); um dígito não-nulo indica um inteiro decimal (base 10). - No final do literal, como opção, escreve-se o sufixo l ou L para indicar que é do tipo long, ou o sufixo u ou U para indicar que é do tipo unsigned Diagrama de sintaxe:

18 Termos - Um termo é uma das seguintes entidades: um nome ( de variável numérica ou função que devolve um valor numérico) um literal o operador sizeof uma expressão-parentisada Diagrama de sintaxe:

19 Expressões Definição: Uma expressão é uma sequência de um ou mais termos separados por operadores infixo. Cada termo é precedido por zero ou mais operadores prefixos. Cada termo é seguido por zero ou mais operadores pósfixos. Diagrama de sintaxe: Exemplos: 5 (literal inteiro) num (nome de variável) 5+num (adição de literal e valor de variável) square(5) (chamada a função com argumento literal) square(5)/2 (divisão do valor duma função por dois) a && b c (devolve um valor lógico) getchar() (chamada a função que devolve um valor char)!a (nega valor lógico de variável) num++ (incrementa valor de variável)

20 Instruções Diagrama de sintaxe: Exemplos: printf("hello\n"); // chamada a função y = m * x + b; // armazena valor ++count; // altera valor armazenado

21 Sumário até agora: - PROGRAMA = sequência de INSTRUÇÕES - INSTRUÇÃO = EXPRESSÃO seguida de ponto e vírgula - EXPRESSÃO = sequência de TERMOS separados por operadores infixo - TERMO = é uma das seguintes entidades: um nome ( de variável numérica ou função que devolve um valor numérico) um literal o operador sizeof uma expressão-parentisada

22 Tipos de instruções - Uma instrução é uma das seguintes entidades: uma instrução-bloco uma instrução-de-atribuição uma instrução-if uma instrução-while uma instrução-for uma instrução-switch uma instrução-break uma instrução-continue uma instrução-return A estudar em capítulos posteriores!

23 Instrução de bloco Definição: É uma sequência de (declarações e) instruções entre { e }. Diagrama de sintaxe: Exemplo: #include <stdio.h> int main() { float y; instrução-bloco } y=5.4; printf( O valor de y=%f\n,y);

24 Instrução de atribuição Definição: É uma instrução que atribui um valor a uma variável em memória. Diagrama de sintaxe: name = expression ; Exemplo: #include <stdio.h> int main() { int x; float y; instrução-atribuição } printf( Escreva um valor inteiro: ); scanf( %d,&x); y=x+5.4; printf( O valor de y=%f\n,y);

25 Variável Definição: É um local de memória onde se guarda um dado específico. - Têm nome e valor. - À semelhança das variáveis em matemática, uma variável não tem valor constante. - Pode mudar de valor através duma instrução de atribuição. valor de x memória #include <stdio.h> int main() { int x; x=12;... } x

26 Declaração de variáveis Diagrama de sintaxe: type name ; Exemplo: declaração-de-variável #include <stdio.h> int main() { int x; x=12;... }

27 Declaração de variáveis bytes (octetos) = 4 x 8 bits Bytes em memória Formato de E/S Inteiros char 1 byte %c int 2 bytes %d ou %i Reais float 4 bytes %f double 8 bytes %f

28 Constante Definição: É também um local de memória onde se guarda um dado específico. - Também tem nome e valor. - À semelhança das constantes em matemática, uma constante tem valor fixo e imutável. valor de i memória #include <stdio.h> int main() { const int i=10;... } i

29 Declaração de constantes Diagrama de sintaxe: const type name = literal ; Exemplo: declaração-de-constante #include <stdio.h> int main() { const int i=10;... }

30 Modelos de Programação

31 Modelos de programação Programação imperativa C, Pascal, Fortran, Programação funcional Haskel, Lisp, Scheme, Programação em lógica Prolog, Programação orientada por objectos C++, Java, Smaltalk, Objective-C, C#, Logtalk, Programação baseada em eventos - Não há linguagens específicas é mais uma forma de programar aplicações. etc.

32 Programação imperativa Dados Simples (int, float, char, double) Compostos (array, struct, file) Funções/operadores #include <stdio.h> int main() { int x; float y; } printf( Escreva um valor inteiro: ); scanf( %d,&x); y=x+5.4; printf( O valor de y=%f\n,y); printf x y scanf = printf

33 Princípio fundamental da programação imperativa - A reserva de memória para dados é feita através da declaração de variáveis. Exemplo: int j; - O porquê do modelo centralizado de dados? O conjunto de todas as variáveis declaradas num programa não é mais do que o repositório central de dados que é manipulado pelas funções e operações usadas dentro do programa. - Princípio fundamental da programação imperativa: - Nenhuma variável, constante ou função pode ser utilizada num programa sem ter sido previamente declarada.

34 Conclusão : Linguagem, alfabeto e gramática Tabela ASCII Componentes de uma linguagem: léxico, sintaxe e semântica Entidades: nomes/identificadores, operadores e literais Termos, expressões e tipos de expressões Instruções e tipos de instruções Instrução de bloco Instrução de atribuição Variáveis e declarações de variáveis Constantes e declarações de constantes Tipos de dados básicos: char, int, float e double Modelos de programação Princípio fundamental da programação imperativa FIM