TÉCNICO DE INFORMÁTICA - SISTEMAS

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1 782 - Programação em C/C++ - estrutura básica e conceitos fundamentais

2 Linguagens de programação Linguagem de programação são conjuntos de palavras formais, utilizadas na escrita de programas, para enunciar a execução de operações em computador. Linguagem máquina é a única linguagem que o computador entende e tem por base sequências de zeros e uns (sistema binário). 2

3 Programa Informático / Algoritmo Programa - é um conjunto de instruções frases com uma sequência lógica e previamente estabelecida que permite a execução de tarefas pelo computador. Ou seja, um programa é a tradução de uma solução de um problema na forma de um algoritmo, tendo em vista uma resolução informática. 3

4 ALGORITMO Conjunto de instruções ou acções que ao serem executadas, permitirão realizar uma determinada tarefa. Uma forma ou fórmula para a resolução de um problema, mediante o estabelecimento de determinadas regras ou procedimentos. A fórmula de resolução do problema traduz-se numa sequência finita de acções. 4

5 Ling. de Alto-nível / baixo nível As linguagens de programação podem ser classificadas como linguagens de alto nível, de acordo com a proximidade que têm ou não das linguagens humanas. Deste modo as linguagens de baixo nível são as que se encontram orientadas para a máquina (computador) enquanto as linguagens de alto nível não reflectem a estrutura de nenhum computador. 5

6 Interpretadores e Compiladores Para converter um programa escrito numa linguagem de alto nível para código máquina, executável pelo computador, torna-se também necessária a intervenção de software de tradução ou um programa tradutor, que pode ser de dois tipos diferentes: Interpretador Compilador 6

7 Interpretadores e Compiladores Interpretador que traduz instrução por instrução, á medida que o programa vai sendo lido e executado, ficando assim o programa dependente do software que executa essa interpretação. Compilador que traduz na totalidade das instruções de alto nível para um programa em código máquina, o qual poderá ser executado autónoma ou independentemente do software que faz a compilação. Isto é, é criado um executável (.EXE). 7

8 Problema Solução em forma de algoritmo Codificação numa linguagem Solução como programa de computador 8

9 Duas representações são possíveis para um algoritmo: Pseudo-código ou pseudolinguagem Início Ler Número Soma=Número+5 Fluxograma Mostrar Soma Fim 9

10 Fluxograma Utilização de símbolos gráficos para representar algoritmos. No fluxograma existem símbolos padronizados para início, entrada de dados, cálculos, saída de dados, fim, etc. 10

11 Fluxograma Exemplo Explicação Início do algoritmo Entrada do número Cálculo do dobro do número Apresentação do resultado Fim do algoritmo 11

12 Dados e seus Tipos Quando se guardam os dados num computador temos que saber que tipos de dados é possível guardar. Ele poderá guardar números, booleanos, letras, palavras, etc. 12

13 Tipos Primitivos Numéricos Inteiros Reais Cadeia de caracteres (string) Informação Lógica True (qualquer coisa diferente de zero) False (zero) Apontadores (Pointer) 13

14 Tipos Compostos Arrays Vectores (unidimensionais) Matrizes (bidimensionais) Listas Ficheiros 14

15 Estrutura de Decisão Binária (if then else) V F Se o resultado da condição condição for verdade, faz a acção1, caso contrário faz a acção2. acção 1 acção 2 15

16 Estrutura de Decisão Binária (cont) V condição F De salientar que em C, verdade é qualquer valor diferente de zero; falso é o valor zero. acção 1 16

17 Estrutura de Decisão Múltipla (switch) x valor1 valor2 Valor n erro acção A acção B acção N Msg erro... 17

18 Estruturas Repetitivas Enquanto... Fazer acção 1 V condição F while (condição) acção 1; 18

19 Estruturas Repetitivas Fazer... Enquanto acção 1 do{ acção 1; }while (condição); V condição F 19

20 Estruturas Repetitivas Para... até... inc var =var+inc acção For (início; condição; step) acção; V var <= final F 20

21 Análise do Problema A fase de análise do problema é de extrema importância, já que dele depende o funcionamento eficiente de todo o sistema. De notar que consideramos como sistema, todo o conjunto de elementos que, em conjunto e coordenadamente, resolvem um determinado problema. 21

22 Análise do Problema Assim, considerando um problema real, aplicado a uma empresa por exemplo, devemos ter em conta os seguintes pontos: O equipamento informático necessário; O pessoal informático (nas fases de desenvolvimento e de utilização); Estudo dos dados de entrada; Estudo dos resultados de saída; Estudo das relações entre as entradas e saídas. 22

23 Análise do Problema Problema 1 Pretende-se elaborar um programa que permita ler um número a partir do teclado, e apresentar a indicação de que é positivo, negativo ou nulo. Estudo dos dados de entrada: Como é indicado no enunciado, apenas pretendemos ler um número a partir do teclado. Assim sendo, designemos esse número por Num. Num é considerada uma variável, ou seja, um espaço em memória onde guardaremos o valor que vai ser lido e utilizado ao longo do programa. 23

24 Análise do Problema Problema 1 Estudo dos resultados de saída: Também no que se refere aos resultados de saída este problema não oferece qualquer dificuldade já que apenas pretendemos ter a indicação do tipo de valor, ou seja apenas pretendemos que sejam apresentadas mensagens no monitor, do tipo: Num é positivo; ou Num é negativo; ou Num é nulo. 24

25 Análise do Problema Problema 1 Estudo das relações entre as entradas e saídas: Também neste caso a especificação das relações entre entradas e saídas não oferecem qualquer dificuldade, pelo que teremos: Se Num = 0 N é nulo Se Num > 0 então N é positivo; senão N é negativo 25

26 Pseudocódigo Problema 1 Entradas: Num Saídas: mensagens Descrição do problema: Se N = 0 então N é nulo Se N > 0 então N é positivo; senão N é negativo 26

27 Pseudocódigo Problema 1 Usando agora Estruturas Condicionais: Inicio real num Apresenta "Introduza número " ler num Se num = 0 então inicio Apresenta "O um número é nulo " fim Se num > 0 então inicio Apresenta É um número positivo" fim Senão inicio Apresenta É um número negativo. fim Fim 27

28 Análise do Algoritmo Problema 1 1. Inicia-se o programa 2. Declara-se a variável num do tipo real 3. Apresenta no monitor a mensagem "Introduza número " 4. Lê o valor a partir do teclado que será o valor a guardar na variável num. 28

29 Análise do Algoritmo Problema 1 5. Verifica se o valor da variável num é igual a zero. Sendo verdadeiro então executa a sequência de instruções que se seguem e que estão enquadradas pelas declarações inicio e fim, que delimitam as instruções a serem executadas. Neste caso apenas o passo 6º. 6. Apresenta no monitor a mensagem O número é nulo. 29

30 Análise do Algoritmo Problema 1 7. Verifica se o valor da variável num é maior que zero. Sendo verdadeiro executa a instrução que se segue, passo 8º, que se encontra delimitada pelas declarações inicio e fim. 8. Apresenta no monitor a mensagem com o texto É um número positivo. 9. Se a condição anterior (passo 7) for falsa, executará a instrução que se segue, passo 10º, que se encontra delimitada pelas declarações inicio e fim. 30

31 Análise do Algoritmo Problema Apresenta no monitor a mensagem com o texto É um número negativo. 11. Declaração de fim do programa 31

32 Análise do Algoritmo Problema 1 Forma simplificada do algoritmo: Inicio real num Apresenta "Introduza número " ler num Se num = 0 então Apresenta "O número é nulo " Se num > 0 então Apresenta É um número positivo" Senão Apresenta É um número negativo Fim 32

33 Fluxograma Problema 1 Início Introduza um Número num Se num = 0 V O Número é Nulo. F Se num > 0 F O Número é Negativo. V O Número é Positivo. Fim 33

34 Tipos de Dados em C int Poderá conter um valor compreendido entre a Se usarmos a palavra chave unsigned a variável pode conter um valor compreendido entre 0 e char Permite guardar um caracter Cada caracter ocupa um byte, logo permite guardar números de 0 a 255 ou de -128 a

35 Tipos de Dados em C (cont.) float Permite guardar um real Possui 6 casas de precisão double Permite guardar um real Possui 12 casas de precisão 35

36 Instrução de Afectação nome_variável = expressão; O resultado da expressão será armazenado na variável O sinal = é o operador de afectação. Não confundir com == 36

37 DECLARAÇÃO DE VARIÁVEIS em C Sintaxe: Exemplos: int xpto; float x; Tipo nome_variável; Esta declaração significa que a variável xpto é inteira. Poderá conter um número inteiro dentro dos limites que o computador suporta Esta declaração significa que a variável x é real int y=0; A variável y é inteira e é inicializada com zero 37

38 Declaração de Constantes # define nome_constante valor Exemplo: #define pi #define max 3 38

39 Análise do Problema Problema 2 Pretende-se elaborar um programa que dados 3 números inteiros, determinar se a soma de algum par é igual ao terceiro número. Se for cumprida essa condição, escrever Iguais, caso contrário, escrever Diferentes. Estudo dos dados de entrada: Como é indicado no enunciado, apenas pretendemos ler três número a partir do teclado. Assim sendo, designemos esses números por Num1, Num2 e Num3. 39

40 Análise do Problema Problema 2 Estudo dos resultados de saída: Apenas pretendemos ter a indicação que sejam apresentadas mensagens no monitor, do tipo: Iguais / Diferentes Estudo das relações entre as entradas e saídas: Se Num1 + Num2 = Num3 Iguais ; Se Num1 + Num3 = Num2 Iguais ; Se Num2 + Num3 = Num1 Iguais ; senão Diferentes. 40

41 Fluxograma Problema 2 TÉCNICO DE INFORMÁTICA - SISTEMAS Início Introduza o primeiro Número num1 Introduza o segundo Número num2 Introduza o terceiro Número num3 Se num1+num2=num3 F Se num1+num3=num2 F Se num2+num3=num1 F Diferentes V V V Iguais Fim 41

42 Pseudocódigo Problema 2 Inicio int num1, num2, num3 Apresenta "Introduza o primeiro número " ler num1 Apresenta "Introduza o segundo número " ler num2 Apresenta "Introduza o terceiro número " ler num3 Se num1 + num2 = num3 então inicio Apresenta Iguais" fim Se num1 + num3 = num2 então inicio Apresenta Iguais" fim Se num2 + num3 = num1 então inicio Apresenta Iguais" fim Senão inicio Apresenta Diferentes fim Fim 42

43 Variáveis Num programa de computador, uma variável é uma entidade que em determinado instante possui um e um só valor. Valor esse que só poderá ser dos tipos atrás referidos. Se o dado armazenado na variável permanecer inalterado do princípio ao fim do programa, então temos uma constante. 43

44 Desenho de algoritmos Um algoritmo é normalmente constituído por um título, uma descrição da função do algoritmo e a sequência de passos para a resolução do problema. Cada passo do algoritmo deverá ter uma descrição e se um passo for composto por mais do que uma instrução estas serão executadas pela ordem que aparecem. O Algoritmo termina com a palavra Saída. 44 4

45 Exemplo - Algoritmo Área Quadrado Supondo que o lado do quadrado tem como medida 5, então no passo 1 à variável Lado será atribuído o valor 5. No passo 2 é calculada a área, assim à variável Area será atribuído o valor 25, resultante do cálculo do Lado*Lado (5*5). Passo Lado Area Saída A área do quadrado com lado 5 é

46 Erro Início Introduza o lado do Quadrado lado lado <= 0 Inicio int lado, area repetir inicio Apresenta "Introduza o Lado do Quadrado" ler lado fim enquanto (lado<=0) area = lado * lado Apresenta area fim 46

47 Operadores Aritméticos em C - Subtracção + Adição * Multiplicação / Divisão % Resto da divisão inteira ++ Incremento -- Decremento 47

48 Operadores Lógicos em C && (AND) Conjunção (OR) Disjunção! (NOT) Negação 48

49 Operadores Relacionais em C == Igual!= Diferente > Maior que >= Maior ou igual < Menor que <= Menor ou igual 49

50 Operador de Atribuição A operação de atribuição é utilizada para armazenar um dado valor numa determinada variável. Em algoritmia representa-se por uma seta x 23 a variável x vai ficar com 23 x ya variável x vai ficar com o conteúdo de y x x+1 unidade a variável x é incrementada de uma 50