Use Custome Php Development Service...
マークアップ会議 PHP資料
by Wataru Kashii
How to use apostrophes by montessorijc
Paulo Monteiro, Working
at ESTIG
Curso de Programação em C INTRODUÇÃO Vamos, neste curso, aprender os conceitos básicos da linguagem de programação C aqual tem se tornado cada dia mais popular, devido à sua versatilidade e ao seu poder. Umadas grandes vantagens do C é que ele possui tanto características de "alto nível" quanto de"baixo nível". Apesar de ser bom, não é pré-requisito do curso um conhecimento anterior de linguagensde programação. É importante uma familiaridade com computadores. O que é importante éque você tenha vontade de aprender, dedicação ao curso e, caso esteja em uma das turmas docurso, acompanhe atentamente as discussões que ocorrem na lista de discussões do curso. O C nasceu na década de 70. Seu inventor, Dennis Ritchie, implementou-o pela primeiravez usando um DEC PDP-11 rodando o sistema operacional UNIX. O C é derivado de uma outralinguagem: o B, criado por Ken Thompson. O B, por sua vez, veio da linguagem BCPL,inventada por Martin Richards. O C é uma linguagem de programação genérica que é utilizada para a criação deprogramas diversos como processadores de texto, planilhas eletrônicas, sistemas operacionais,programas de comunicação, programas para a automação industrial, gerenciadores de bancosde dados, programas de projeto assistido por computador, programas para a solução deproblemas da Engenharia, Física, Química e outras Ciências, etc ... É bem provável que oNavegador que você está usando para ler este texto tenha sido escrito em C ou C++. Estudaremos a estrutura do ANSI C, o C padronizado pela ANSI. Veremos ainda algumasfunções comuns em compiladores para alguns sistemas operacionais. Quando não houverequivalentes para as funções em outros sistemas, apresentaremos formas alternativas de usodos comandos. Sugerimos que o aluno realmente use o máximo possível dos exemplos, problemas eexercícios aqui apresentados, gerando os programas executáveis com o seu compilador.Quando utilizamos o compilador aprendemos a lidar com mensagens de aviso, mensagens deerro, bugs, etc. Apenas ler os exemplos não basta. O conhecimento de uma linguagem deprogramação transcende o conhecimento de estruturas e funções. O C exige, além do domínioda linguagem em si, uma familiaridade com o compilador e experiência em achar "bugs" nosprogramas. É importante então que o leitor digite, compile e execute os exemplosapresentados.Capítulo – 1 (Primeiros Passos) O C é "Case Sensitive" Vamos começar o nosso curso ressaltando um ponto de suma importância: o C é "Case Sensitive", isto é,maiúsculas e minúsculas fazem diferença. Se declararmos uma variável com o nome soma ela será diferente de Soma,SOMA, SoMa ou sOmA. Da mesma maneira, os comandos do C if e for, por exemplo, só podem ser escritos emminúsculas pois senão o compilador não irá interpretá-los como sendo comandos, mas sim como variáveis. Dois Primeiros Programas Vejamos um primeiro programa em C: #include <stdio.h> /* Um Primeiro Programa */ int main () 1
{ printf ("Ola! Eu estou vivo!n"); return(0); } Compilando e executando este programa você verá que ele coloca a mensagem Ola! Euestou vivo! na tela. Vamos analisar o programa por partes. A linha #include <stdio.h> diz ao compilador que ele deve incluir o arquivo-cabeçalhostdio.h. Neste arquivo existem declarações de funções úteis para entrada e saída de dados(std = standard, padrão em inglês; io = Input/Output, entrada e saída ==> stdio = Entrada esaída padronizadas). Toda vez que você quiser usar uma destas funções deve-se incluir estecomando. O C possui diversos arquivos-cabeçalhos. Quando fazemos um programa, uma boa idéia é usar comentários que ajudem a elucidaro funcionamento do mesmo. No caso acima temos um comentário: /* Um PrimeiroPrograma */. O compilador C desconsidera qualquer coisa que esteja começando com /* eterminando com */. Um comentário pode, inclusive, ter mais de uma linha. A linha int main() indica que estamos definindo uma função de nome main. Todos osprogramas em C têm que ter uma função main, pois é esta função que será chamada quandoo programa for executado. O conteúdo da função é delimitado por chaves { }. O código queestiver dentro das chaves será executado sequencialmente quando a função for chamada. Apalavra int indica que esta função retorna um inteiro. O que significa este retorno será vistoposteriormente, quando estudarmos um pouco mais detalhadamente as funções do C. A últimalinha do programa, return(0); , indica o número inteiro que está sendo retornado pela função,no caso o número 0. A única coisa que o programa realmente faz é chamar a função printf(), passando astring (uma string é uma seqüência de caracteres, como veremos brevemente) "Ola! Euestou vivo!n" como argumento. É por causa do uso da função printf() pelo programa quedevemos incluir o arquivo- cabeçalho stdio.h . A função printf() neste caso irá apenas colocara string na tela do computador. O n é uma constante chamada de constante barra invertida.No caso, o n é a constante barra invertida de "new line" e ele é interpretado como umcomando de mudança de linha, isto é, após imprimir Ola! Eu estou vivo! o cursor passará paraa próxima linha. É importante observar também que os comandos do C terminam com ; . Podemos agora tentar um programa mais complicado: #include <stdio.h> int main () { int Dias; /* Declaracao de Variaveis */ float Anos; printf ("Entre com o número de dias: "); /* Entrada de Dados */ scanf ("%d",&Dias); Anos=Dias/365.25; /* Conversao Dias->Anos */ printf ("nn%d dias equivalem a %f anos.n",Dias,Anos); return(0); } Vamos entender como o programa acima funciona. São declaradas duas variáveischamadas Dias e Anos. A primeira é um int (inteiro) e a segunda um float (ponto flutuante).As variáveis declaradas como ponto flutuante existem para armazenar números que possuemcasas decimais, como 5,1497. É feita então uma chamada à função printf(), que coloca uma mensagem na tela. Queremos agora ler um dado que será fornecido pelo usuário e colocá-lo na variávelinteira Dias. Para tanto usamos a função scanf(). A string "%d" diz à função que iremos lerum inteiro. O segundo parâmetro passado à função diz que o dado lido deverá ser armazenado 2
na variável Dias. É importante ressaltar a necessidade de se colocar um & antes do nome davariável a ser lida quando se usa a função scanf(). O motivo disto só ficará claro mais tarde.Observe que, no C, quando temos mais de um parâmetro para uma função, eles serãoseparados por vírgula. Temos então uma expressão matemática simples que atribui a Anos o valor de Diasdividido por 365.25 (365.25 é uma constante ponto flutuante 365,25). Como Anos é umavariável float o compilador fará uma conversão automática entre os tipos das variáveis(veremos isto com detalhes mais tarde). A segunda chamada à função printf() tem três argumentos. A string "nn%d diasequivalem a %f anos.n" diz à função para pular duas linhas, colocar um inteiro na tela,colocar a mensagem " dias equivalem a ", colocar um valor float na tela, colocar amensagem " anos." e pular outra linha. Os outros parâmetros são as variáveis, Dias e Anos,das quais devem ser lidos os valores do inteiro e do float, respectivamente. AUTO AVALIAÇÃO 1 - Veja como você está. O que faz o seguinte programa? #include <stdio.h> int main() { int x; scanf("%d",&x); printf("%d",x); return(0); } 2 - Compile e execute os programas desta seção. Introdução às Funções Uma função é um bloco de código de programa que pode ser usado diversas vezes emsua execução. O uso de funções permite que o programa fique mais legível, mais bemestruturado. Um programa em C consiste, no fundo, de várias funções colocadas juntas. Abaixo o tipo mais simples de função: #include <stdio.h> int mensagem () /* Funcao simples: so imprime Ola! */ { printf ("Ola! "); return(0); } int main () { mensagem(); printf ("Eu estou vivo!n"); return(0); } Este programa terá o mesmo resultado que o primeiro exemplo da seção anterior. O queele faz é definir uma função mensagem() que coloca uma string na tela e retorna 0. Estafunção é chamada a partir de main() , que, como já vimos, também é uma função. Adiferença fundamental entre main e as demais funções do problema é que main é uma funçãoespecial, cujo diferencial é o fato de ser a primeira função a ser executada em um programa. 3
Argumentos Argumentos são as entradas que a função recebe. É através dos argumentos quepassamos parâmetros para a função. Já vimos funções com argumentos. As funções printf() escanf() são funções que recebem argumentos. Vamos ver um outro exemplo simples defunção com argumentos: #include <stdio.h> int square (int x) /* Calcula o quadrado de x */ { printf ("O quadrado e %d",(x*x)); return(0); } int main () { int num; printf ("Entre com um numero: "); scanf ("%d",&num); printf ("nn"); square(num); return(0); } Na definição de square() dizemos que a função receberá um argumento inteiro x.Quando fazemos a chamada à função, o inteiro num é passado como argumento. Há algunspontos a observar. Em primeiro lugar temos de satisfazer aos requesitos da função quanto aotipo e à quantidade de argumentos quando a chamamos. Apesar de existirem algumasconversões de tipo, que o C faz automaticamente, é importante ficar atento. Em segundolugar, não é importante o nome da variável que se passa como argumento, ou seja, a variávelnum, ao ser passada como argumento para square() é copiada para a variável x. Dentro desquare() trabalha-se apenas com x. Se mudarmos o valor de x dentro de square() o valorde num na função main() permanece inalterado. Vamos dar um exemplo de função de mais de uma variável. Repare que, neste caso, osargumentos são separados por vírgula e que deve-se explicitar o tipo de cada um dosargumentos, um a um. Note, também, que os argumentos passados para a função nãonecessitam ser todos variáveis porque mesmo sendo constantes serão copiados para a variávelde entrada da função. #include <stdio.h> int mult (float a, float b,float c) /* Multiplica 3 numeros */ { printf ("%f",a*b*c); return(0); } int main () { float x,y; x=23.5; y=12.9; mult (x,y,3.87); return(0); 4
} Retornando valores Muitas vezes é necessário fazer com que uma função retorne um valor. As funções quevimos até aqui estavam retornando o número 0. Podemos especificar um tipo de retornoindicando-o antes do nome da função. Mas para dizer ao C o que vamos retornar precisamosda palavra reservada return. Sabendo disto fica fácil fazer uma função para multiplicar doisinteiros e que retorna o resultado da multiplicação. Veja: #include <stdio.h> int prod (int x,int y) { return (x*y); } int main () { int saida; saida=prod (12,7); printf ("A saida e: %dn",saida); return(0); } Veja que, como prod retorna o valor de 12 multiplicado por 7, este valor pode ser usadoem uma expressão qualquer. No programa fizemos a atribuição deste resultado à variávelsaida, que posteriormente foi impressa usando o printf. Uma observação adicional: se nãoespecificarmos o tipo de retorno de uma função, o compilador C automaticamente suporá queeste tipo é inteiro. Porém, não é uma boa prática não se especificar o valor de retorno e, nestecurso, este valor será sempre especificado. Com relação à função main, o retorno sempre será inteiro. Normalmente faremos afunção main retornar um zero quando ela é executada sem qualquer tipo de erro. Mais um exemplo de função, que agora recebe dois floats e também retorna um float:: #include <stdio.h> float prod (float x,float y) { return (x*y); } int main () { float saida; saida=prod (45.2,0.0067); printf ("A saida e: %fn",saida); return(0); } Forma geral Apresentamos aqui a forma geral de uma função: tipo_de_retorno nome_da_função (lista_de_argumentos) { código_da_função } 5
AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está. Escreva uma função que some dois inteiros e retorne o valor dasoma. Introdução Básica às Entradas e Saídas Caracteres Os caracteres são um tipo de dado: o char. O C trata os caracteres (a, b, x, etc ...)como sendo variáveis de um byte (8 bits). Um bit é a menor unidade de armazenamento deinformações em um computador. Os inteiros (ints) têm um número maior de bytes.Dependendo da implementação do compilador, eles podem ter 2 bytes (16 bits) ou 4 bytes (32bits). Na linguagem C, também podemos usar um char para armazenar valores numéricosinteiros, além de usá-lo para armazenar caracteres de texto. Para indicar um caractere detexto usamos apóstrofes. Veja um exemplo de programa que usa caracteres: #include <stdio.h> int main () { char Ch; Ch=D; printf ("%c",Ch); return(0); } No programa acima, %c indica que printf() deve colocar um caractere na tela. Comovimos anteriormente, um char também é usado para armazenar um número inteiro. Estenúmero é conhecido como o código ASCII correspondente ao caractere. Veja o programaabaixo: #include <stdio.h> int main () { char Ch; Ch=D; printf ("%d",Ch); /* Imprime o caracter como inteiro */ return(0);} Este programa vai imprimir o número 68 na tela, que é o código ASCII correspondente aocaractere D (d maiúsculo). Muitas vezes queremos ler um caractere fornecido pelo usuário. Para isto as funções maisusadas, quando se está trabalhando em ambiente DOS ou Windows, são getch() e getche().Ambas retornam o caractere pressionado. getche() imprime o caractere na tela antes deretorná-lo e getch() apenas retorna o caractere pressionado sem imprimí-lo na tela. Ambas asfunções podem ser encontradas no arquivo de cabeçalho conio.h. Geralmente estas funçõesnão estão disponíveis em ambiente Unix (compiladores cc e gcc) e podem ser substituídas pelafunção scanf(), porém sem as mesmas funcionalidades. Eis um exemplo que usa a funçãogetch(), e seu correspondente em ambiente Unix: #include <stdio.h> #include <conio.h> /* Este programa usa conio.h . Se você não tiver a conio, ele não funcionará no Unix */ int main () { char Ch; Ch=getch(); printf ("Voce pressionou a tecla %c",Ch); 6
return(0); } Equivalente para o ambiente Unix do programa acima, sem usar getch(): #include <stdio.h> int main () { char Ch; scanf("%c", &Ch); printf ("Voce pressionou a tecla %c",Ch); return(0); } A principal diferença da versão que utiliza getch() para a versão que não utiliza getch() éque no primeiro caso o usuário simplesmente aperta a tecla e o sistema lê diretamente a teclapressionada. No segundo caso, é necessário apertar também a tecla <ENTER>. Strings No C uma string é um vetor de caracteres terminado com um caractere nulo. O caracternulo é um caractere com valor inteiro igual a zero (código ASCII igual a 0). O terminador nulotambém pode ser escrito usando a convenção de barra invertida do C como sendo 0. Emborao assunto vetores seja discutido posteriormente, veremos aqui os fundamentos necessáriospara que possamos utilizar as strings. Para declarar uma string, podemos usar o seguinteformato geral: char nome_da_string[tamanho]; Isto declara um vetor de caracteres (uma string) com número de posições igual atamanho. Note que, como temos que reservar um caractere para ser o terminador nulo, temosque declarar o comprimento da string como sendo, no mínimo, um caractere maior que amaior string que pretendemos armazenar. Vamos supor que declaremos uma string de 7posições e coloquemos a palavra João nela. Teremos: J o a o 0 ... ... No caso acima, as duas células não usadas têm valores indeterminados. Isto aconteceporque o C não inicializa variáveis, cabendo ao programador esta tarefa. Portanto as únicascélulas que são inicializadas são as que contêm os caracteres J, o, a, o e 0 . Se quisermos ler uma string fornecida pelo usuário podemos usar a função gets(). Umexemplo do uso desta função é apresentado abaixo. A função gets() coloca o terminador nulona string, quando você aperta a tecla "Enter". #include <stdio.h> int main () { char string[100]; printf ("Digite uma string: "); gets (string); printf ("nnVoce digitou %s",string); return(0); } Neste programa, o tamanho máximo da string que você pode entrar é uma string de 99caracteres. Se você entrar com uma string de comprimento maior, o programa irá aceitar, masos resultados podem ser desastrosos. Veremos porque posteriormente. Como as strings são vetores de caracteres, para se acessar um determinado caracter deuma string, basta "indexarmos", ou seja, usarmos um índice para acessarmos o caracterdesejado dentro da string. Suponha uma string chamada str. Podemos acessar a segundaletra de str da seguinte forma: str[1] = a; 7
Por quê se está acessando a segunda letra e não a primeira? Na linguagem C, o índicecomeça em zero. Assim, a primeira letra da string sempre estará na posição 0. A segundaletra sempre estará na posição 1 e assim sucessivamente. Segue um exemplo que imprimirá asegunda letra da string "Joao", apresentada acima. Em seguida, ele mudará esta letra eapresentará a string no final. #include <stdio.h> int main() { char str[10] = "Joao"; printf("nnString: %s", str); printf("nSegunda letra: %c", str[1]); str[1] = U; printf("nAgora a segunda letra eh: %c", str[1]); printf("nnString resultante: %s", str); return(0); } Nesta string, o terminador nulo está na posição 4. Das posições 0 a 4, sabemos quetemos caracteres válidos, e portanto podemos escrevê-los. Note a forma como inicializamos astring str com os caracteres J o a o e 0 simplesmente declarando char str[10] = "Joao".Veremos, posteriormente que "Joao" (uma cadeia de caracteres entre aspas) é o quechamamos de string constante, isto é, uma cadeia de caracteres que está pré-carregada comvalores que não podem ser modificados. Já a string str é uma string variável, pois podemosmodificar o que nela está armazenado, como de fato fizemos. No programa acima, %s indica que printf() deve colocar uma string na tela. Vamosagora fazer uma abordagem inicial às duas funções que já temos usado para fazer a entrada esaída. printf A função printf() tem a seguinte forma geral: printf (string_de_controle,lista_de_argumentos); Teremos, na string de controle, uma descrição de tudo que a função vai colocar na tela. Astring de controle mostra não apenas os caracteres que devem ser colocados na tela, mastambém quais as variáveis e suas respectivas posições. Isto é feito usando-se os códigos decontrole, que usam a notação %. Na string de controle indicamos quais, de qual tipo e em queposição estão as variáveis a serem apresentadas. É muito importante que, para cada código decontrole, tenhamos um argumento na lista de argumentos. Apresentamos agora alguns doscódigos %: Código Significado %d Inteiro %f Float %c Caractere %s String Coloca na tela um % %% Vamos ver alguns exemplos de printf() e o que eles exibem: printf ("Teste %% %%") -> "Teste % %" printf ("%f",40.345) -> "40.345" printf ("Um caractere %c e um inteiro %d",D,120) -> "Um caractere D e um inteiro120" printf ("%s e um exemplo","Este") -> "Este e um exemplo" printf ("%s%d%%","Juros de ",10) -> "Juros de 10%" 8
Maiores detalhes sobre a função printf() (incluindo outros códigos de controle) serãovistos posteriormente, mas podem ser consultados de antemão pelos interessados. scanf O formato geral da função scanf() é: scanf (string-de-controle,lista-de-argumentos); Usando a função scanf() podemos pedir dados ao usuário. Um exemplo de uso, pode servisto acima. Mais uma vez, devemos ficar atentos a fim de colocar o mesmo número deargumentos que o de códigos de controle na string de controle. Outra coisa importante élembrarmos de colocar o & antes das variáveis da lista de argumentos. É impossível justificaristo agora, mas veremos depois a razão para este procedimento. Maiores detalhes sobre afunção scanf() serão vistos posteriormente, mas podem ser consultados de antemão pelosinteressados. AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está: a) Escreva um programa que leia um caracter digitado pelo usuário, imprima o caracterdigitado e o código ASCII correspondente a este caracter. b) Escreva um programa que leia duas strings e as coloque na tela. Imprima também asegunda letra de cada string. Introdução a Alguns Comandos de Controle de Fluxo Os comandos de controle de fluxo são aqueles que permitem ao programador alterar asequência de execução do programa. Vamos dar uma breve introdução a dois comandos decontrole de fluxo. Outros comandos serão estudados posteriormente. if O comando if representa uma tomada de decisão do tipo "SE isto ENTÃO aquilo". A suaforma geral é: if (condição) declaração; A condição do comando if é uma expressão que será avaliada. Se o resultado for zero adeclaração não será executada. Se o resultado for qualquer coisa diferente de zero adeclaração será executada. A declaração pode ser um bloco de código ou apenas um comando.É interessante notar que, no caso da declaração ser um bloco de código, não é necessário (enem permitido) o uso do ; no final do bloco. Isto é uma regra geral para blocos de código.Abaixo apresentamos um exemplo: #include <stdio.h> int main () { int num; printf ("Digite um numero: "); scanf ("%d",&num); if (num>10) printf ("nnO numero e maior que 10"); if (num==10) { printf ("nnVoce acertou!n"); printf ("O numero e igual a 10."); } if (num<10) printf ("nnO numero e menor que 10"); return (0); 9
} No programa acima a expressão num>10 é avaliada e retorna um valor diferente dezero, se verdadeira, e zero, se falsa. No exemplo, se num for maior que 10, será impressa afrase: "O número e maior que 10". Repare que, se o número for igual a 10, estamosexecutando dois comandos. Para que isto fosse possível, tivemos que agrupa-los em um blocoque se inicia logo após a comparação e termina após o segundo printf. Repare também quequando queremos testar igualdades usamos o operador == e não =. Isto porque o operador =representa apenas uma atribuição. Pode parecer estranho à primeira vista, mas seescrevêssemos if (num=10) ... /* Isto esta errado */ o compilador iria atribuir o valor 10 à variável num e a expressão num=10 iria retornar10, fazendo com que o nosso valor de num fosse modificado e fazendo com que a declaraçãofosse executada sempre. Este problema gera erros frequentes entre iniciantes e, portanto,muita atenção deve ser tomada. Os operadores de comparação são: == (igual), != (diferente de), > (maior que), <(menor que), >= (maior ou igual), <= (menor ou igual). for O loop (laço) for é usado para repetir um comando, ou bloco de comandos, diversasvezes, de maneira que se possa ter um bom controle sobre o loop. Sua forma geral é: for (inicialização;condição;incremento) declaração; A declaração no comando for também pode ser um bloco ({ } ) e neste caso o ; éomitido. O melhor modo de se entender o loop for é ver de que maneira ele funciona "pordentro". O loop for é equivalente a se fazer o seguinte: inicialização; if (condição) { declaração; incremento; "Volte para o comando if" } Podemos ver que o for executa a inicialização incondicionalmente e testa a condição. Sea condição for falsa ele não faz mais nada. Se a condição for verdadeira ele executa adeclaração, o incremento e volta a testar a condição. Ele fica repetindo estas operações atéque a condição seja falsa. Abaixo vemos um programa que coloca os primeiros 100 númerosna tela: #include <stdio.h> int main () { int count; for (count=1;count<=100;count=count+1) printf ("%d ",count); return(0); } Outro exemplo interessante é mostrado a seguir: o programa lê uma string e contaquantos dos caracteres desta string são iguais à letra c #include <stdio.h> int main () 10
{ char string[100]; /* String, ate 99 caracteres */ int i, cont; printf("nnDigite uma frase: "); gets(string); /* Le a string */ printf("nnFrase digitada:n%s", string); cont = 0; for (i=0; string[i] != 0; i=i+1) { if ( string[i] == c ) /* Se for a letra c */ cont = cont +1; /* Incrementa o contador de caracteres */ } printf("nNumero de caracteres c = %d", cont); return(0);} Note o teste que está sendo feito no for: o caractere armazenado em string[i] écomparado com 0 (caractere final da string). Caso o caractere seja diferente de 0, acondição é verdadeira e o bloco do for é executado. Dentro do bloco existe um if que testa se ocaractere é igual a c. Caso seja, o contador de caracteres c é incrementado. Mais um exemplo, agora envolvendo caracteres: /* Este programa imprime o alfabeto: letras maiúsculas */ #include <stdio.h> int main() { char letra; for(letra = A ; letra <= Z ; letra =letra+1) printf("%c ", letra); } Este programa funciona porque as letras maiúsculas de A a Z possuem código inteirosequencial. AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está. a) Explique porque está errado fazer if (num=10) ... O que irá acontecer? b) Escreva um programa que coloque os números de 1 a 100 na tela na ordem inversa(começando em 100 e terminando em 1). c) Escreva um programa que leia uma string, conte quantos caracteres desta string sãoiguais a a e substitua os que forem iguais a a por b. O programa deve imprimir o número decaracteres modificados e a string modificada. Comentários Como já foi dito, o uso de comentários torna o código do programa mais fácil de seentender. Os comentários do C devem começar com /* e terminar com */. O C padrão nãopermite comentários aninhados (um dentro do outro), mas alguns compiladores os aceitam. AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está: Escreva comentários para os programas dos exercícios já realizados. 11
Palavras Reservadas do C Todas as linguagens de programação têm palavras reservadas. As palavras reservadasnão podem ser usadas a não ser nos seus propósitos originais, isto é, não podemos declararfunções ou variáveis com os mesmos nomes. Como o C é "case sensitive" podemos declararuma variável For, apesar de haver uma palavra reservada for, mas isto não é uma coisarecomendável de se fazer pois pode gerar confusão. Apresentamos a seguir as palavras reservadas do ANSI C. Veremos o significado destaspalavras chave à medida em que o curso for progredindo: 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 whileCapitulo – 2 (VARIÁVEIS, CONSTANTES, OPERADORES E EXPRESSÕES) Nomes de Variáveis As variáveis no C podem ter qualquer nome se duas condições forem satisfeitas: o nomedeve começar com uma letra ou sublinhado (_) e os caracteres subsequentes devem ser letras,números ou sublinhado (_). Há apenas mais duas restrições: o nome de uma variável não podeser igual a uma palavra reservada, nem igual ao nome de uma função declarada peloprogramador, ou pelas bibliotecas do C. Variáveis de até 32 caracteres são aceitas. Mais umacoisa: é bom sempre lembrar que o C é "case sensitive" e portanto deve-se prestar atenção àsmaiúsculas e minúsculas. Quanto aos nomes de variáveis... • É uma prática tradicional do C, usar letras minúsculas para nomes de variáveis emaiúsculas para nomes de constantes. Isto facilita na hora da leitura do código; • Quando se escreve código usando nomes de variáveis em português, evita-sepossíveis conflitos com nomes de rotinas encontrados nas diversas bibliotecas, que são em suamaioria absoluta, palavras em inglês. Os Tipos do C O C tem 5 tipos básicos: char, int, float, void, double. Destes não vimos ainda os doisúltimos: O double é o ponto flutuante duplo e pode ser visto como um ponto flutuante commuito mais precisão. O void é o tipo vazio, ou um "tipo sem tipo". A aplicação deste "tipo" serávista posteriormente. Para cada um dos tipos de variáveis existem os modificadores de tipo. Os modificadoresde tipo do C são quatro: signed, unsigned, long e short. Ao float não se pode aplicarnenhum e ao double pode-se aplicar apenas o long. Os quatro modificadores podem seraplicados a inteiros. A intenção é que short e long devam prover tamanhos diferentes deinteiros onde isto for prático. Inteiros menores (short) ou maiores (long). int normalmenteterá o tamanho natural para uma determinada máquina. Assim, numa máquina de 16 bits, intprovavelmente terá 16 bits. Numa máquina de 32, int deverá ter 32 bits. Na verdade, cada 12
compilador é livre para escolher tamanhos adequados para o seu próprio hardware, com aúnica restrição de que shorts ints e ints devem ocupar pelo menos 16 bits, longs ints pelomenos 32 bits, e short int não pode ser maior que int, que não pode ser maior que long int.O modificador unsigned serve para especificar variáveis sem sinal. Um unsigned int será uminteiro que assumirá apenas valores positivos. A seguir estão listados os tipos de dadospermitidos e seu valores máximos e mínimos em um compilador típico para um hardware de16 bits. Também nesta tabela está especificado o formato que deve ser utilizado para ler ostipos de dados com a função scanf(): Formato para Intervalo Tipo Num de bits leitura com scanf Inicio Fim char 8 %c -128 127 unsigned char 8 %c 0 255 signed char 8 %c -128 127 int 16 %i -32.768 32.767 unsigned int 16 %u 0 65.535 signed int 16 %i -32.768 32.767 short int 16 %hi -32.768 32.767 unsigned short int 16 %hu 0 65.535 signed short int 16 %hi -32.768 32.767 long int 32 %li -2.147.483.648 2.147.483.647 signed long int 32 %li -2.147.483.648 2.147.483.647 unsigned long int 32 %lu 0 4.294.967.295 float 32 %f 3,4E-38 3.4E+38 double 64 %lf 1,7E-308 1,7E+308 long double 80 %Lf 3,4E-4932 3,4E+4932 O tipo long double é o tipo de ponto flutuante com maior precisão. É importanteobservar que os intervalos de ponto flutuante, na tabela acima, estão indicados em faixa deexpoente, mas os números podem assumir valores tanto positivos quanto negativos. Declaração e Inicialização de Variáveis As variáveis no C devem ser declaradas antes de serem usadas. A forma geral dadeclaração de variáveis é: tipo_da_variável lista_de_variáveis; As variáveis da lista de variáveis terão todas o mesmo tipo e deverão ser separadas porvírgula. Como o tipo default do C é o int, quando vamos declarar variáveis int com algum dosmodificadores de tipo, basta colocar o nome do modificador de tipo. Assim um long basta paradeclarar um long int. Por exemplo, as declarações char ch, letra; long count; float pi; declaram duas variáveis do tipo char (ch e letra), uma variavel long int (count) e umfloat pi. Há três lugares nos quais podemos declarar variáveis. O primeiro é fora de todas asfunções do programa. Estas variáveis são chamadas variáveis globais e podem ser usadas apartir de qualquer lugar no programa. Pode-se dizer que, como elas estão fora de todas asfunções, todas as funções as vêem. O segundo lugar no qual se pode declarar variáveis é no 13
início de um bloco de código. Estas variáveis são chamadas locais e só têm validade dentrodo bloco no qual são declaradas, isto é, só a função à qual ela pertence sabe da existênciadesta variável, dentro do bloco no qual foram declaradas. O terceiro lugar onde se podedeclarar variáveis é na lista de parâmetros de uma função. Mais uma vez, apesar de estasvariáveis receberem valores externos, estas variáveis são conhecidas apenas pela função ondesão declaradas. Veja o programa abaixo: #include <stdio.h> int contador; int func1(int j) { /* aqui viria o código da funcao ... */ } int main() { char condicao; int i; for (i=0; i<100; i=i+1) { /* Bloco do for */ float f2; /* etc ... ... */ func1(i); } /* etc ... */ return(0); } A variável contador é uma variável global, e é acessível de qualquer parte do programa.As variáveis condição e i, só existem dentro de main(), isto é são variáveis locais de main. Avariável float f2 é um exemplo de uma variável de bloco, isto é, ela somente é conhecidadentro do bloco do for, pertencente à função main. A variável inteira j é um exemplo dedeclaração na lista de parâmetros de uma função (a função func1). As regras que regem onde uma variável é válida chamam-se regras de escopo davariável. Há mais dois detalhes que devem ser ressaltados. Duas variáveis globais não podemter o mesmo nome. O mesmo vale para duas variáveis locais de uma mesma função. Já duasvariáveis locais, de funções diferentes, podem ter o mesmo nome sem perigo algum deconflito. Podemos inicializar variáveis no momento de sua declaração. Para fazer isto podemosusar a forma geral tipo_da_variável nome_da_variável = constante; Isto é importante pois quando o C cria uma variável ele não a inicializa. Isto significa queaté que um primeiro valor seja atribuído à nova variável ela tem um valor indefinido e que nãopode ser utilizado para nada. Nunca presuma que uma variável declarada vale zero ouqualquer outro valor. Exemplos de inicialização são dados abaixo: char ch=D; int count=0; float pi=3.141; Ressalte-se novamente que, em C, uma variável tem que ser declarada no início de umbloco de código. Assim, o programa a seguir não é válido em C (embora seja válido em C++). int main() { 14
int i; int j; j = 10; int k = 20; /* Esta declaração de variável não é válida, pois não está sendo feitano início do bloco */ return(0); } AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está: Escreva um programa que declare uma variável inteira global e atribua o valor 10 a ela.Declare outras 5 variáveis inteiras locais ao programa principal e atribua os valores 20, 30, ...,60 a elas. Declare 6 variáveis caracteres e atribua a elas as letras c, o, e, l, h, a . Finalmente, oprograma deverá imprimir, usando todas as variaveis declaradas: As variaveis inteiras contem os numeros: 10,20,30,40,50,60 O animal contido nas variaveis caracteres é a coelha. Constantes Constantes são valores que são mantidos fixos pelo compilador. Já usamos constantesneste curso. São consideradas constantes, por exemplo, os números e caracteres como 45.65ou n, etc... Constantes dos tipos básicos Abaixo vemos as constantes relativas aos tipos básicos do C: Tipo de Dado Exemplos de Constantes char b n 0 int 2 32000 -130 long int 100000 -467 short int 100 -30 unsigned int 50000 35678 float 0.0 23.7 -12.3e-10 double 12546354334.0 -0.0000034236556 Constantes hexadecimais e octais Muitas vezes precisamos inserir constantes hexadecimais (base dezesseis) ou octais(base oito) no nosso programa. O C permite que se faça isto. As constantes hexadecimaiscomeçam com 0x. As constantes octais começam em 0. Alguns exemplos: Constante Tipo 0xEF Constante Hexadecimal (8 bits) 0x12A4 Constante Hexadecimal (16 bits) 03212 Constante Octal (12 bits) 034215432 Constante Octal (24 bits) Nunca escreva portanto 013 achando que o C vai compilar isto como se fosse 13. Nalinguagem C 013 é diferente de 13! 15
Constantes strings Já mostramos como o C trata strings. Vamos agora alertar para o fato de que uma string"Joao" é na realidade uma constante string. Isto implica, por exemplo, no fato de que t édiferente de "t", pois t é um char enquanto que "t" é uma constante string com dois charsonde o primeiro é t e o segundo é 0. Constantes de barra invertida O C utiliza, para nos facilitar a tarefa de programar, vários códigos chamados códigos debarra invertida. Estes são caracteres que podem ser usados como qualquer outro. Uma listacom alguns dos códigos de barra invertida é dada a seguir: Código Significado b Retrocesso ("back") f Alimentação de formulário ("form feed") n Nova linha ("new line") t Tabulação horizontal ("tab") " Aspas Apóstrofo 0 Nulo (0 em decimal) Barra invertida v Tabulação vertical a Sinal sonoro ("beep") N Constante octal (N é o valor da constante) xN Constante hexadecimal (N é o valor da constante) Operadores Aritméticos e de Atribuição Os operadores aritméticos são usados para desenvolver operações matemáticas. A seguirapresentamos a lista dos operadores aritméticos do C: Operado Ação Soma (inteira e ponto flutuante) + Subtração ou Troca de sinal (inteira e ponto - flutuante) * Multiplicação (inteira e ponto flutuante) / Divisão (inteira e ponto flutuante) % Resto de divisão (de inteiros) ++ Incremento (inteiro e ponto flutuante) -- Decremento (inteiro e ponto flutuante) O C possui operadores unários e binários. Os unários agem sobre uma variável apenas,modificando ou não o seu valor, e retornam o valor final da variável. Os binários usam duasvariáveis e retornam um terceiro valor, sem alterar as variáveis originais. A soma é umoperador binário pois pega duas variáveis, soma seus valores, sem alterar as variáveis, eretorna esta soma. Outros operadores binários são os operadores - (subtração), *, / e %. Ooperador - como troca de sinal é um operador unário que não altera a variável sobre a qual éaplicado, pois ele retorna o valor da variável multiplicado por -1. O operador / (divisão) quando aplicado a variáveis inteiras, nos fornece o resultado dadivisão inteira; quando aplicado a variáveis em ponto flutuante nos fornece o resultado da 16
divisão "real". O operador % fornece o resto da divisão de dois inteiros. Assim seja o seguintetrecho de código: int a = 17, b = 3; int x, y; float z = 17. , z1, z2; x = a / b; y = a % b; z1 = z / b; z2 = a/b; ao final da execução destas linhas, os valores calculados seriam x = 5, y = 2, z1 =5.666666 e z2 = 5.0 . Note que, na linha correspondente a z2, primeiramente é feita umadivisão inteira (pois os dois operandos são inteiros). Somente após efetuada a divisão é que oresultado é atribuído a uma variável float. Os operadores de incremento e decremento são unários que alteram a variável sobre aqual estão aplicados. O que eles fazem é incrementar ou decrementar, a variável sobre a qualestão aplicados, de 1. Então x++; x--; são equivalentes a x=x+1; x=x-1; Estes operadores podem ser pré-fixados ou pós- fixados. A diferença é que quando sãopré-fixados eles incrementam e retornam o valor da variável já incrementada. Quando sãopós-fixados eles retornam o valor da variável sem o incremento e depois incrementam avariável. Então, em x=23; y=x++; teremos, no final, y=23 e x=24. Em x=23; y=++x; teremos, no final, y=24 e x=24. Uma curiosidade: a linguagem de programação C++tem este nome pois ela seria um "incremento" da linguagem C padrão. A linguagem C++ éigual a linguagem C só que com extensões que permitem a programação orientada a objeto, oque é um recurso extra. O operador de atribuição do C é o =. O que ele faz é pegar o valor à direita e atribuir àvariável da esquerda. Além disto ele retorna o valor que ele atribuiu. Isto faz com que asseguintes expressões sejam válidas: x=y=z=1.5; /* Expressao 1 */ if (k=w) ... /* Expressao 2 */ A expressão 1 é válida, pois quando fazemos z=1.5 ela retorna 1.5, que é passadoadiante, fazendo y = 1.5 e posteriormente x = 1.5. A expressão 2 será verdadeira se w fordiferente de zero, pois este será o valor retornado por k=w. Pense bem antes de usar aexpressão dois, pois ela pode gerar erros de interpretação. Você não está comparando k e w.Você está atribuindo o valor de w a k e usando este valor para tomar a decisão. AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está: Diga o resultado das variáveis x, y e z depois da seguinte sequência de operações: int x,y,z; x=y=10; z=++x; x=-x; 17
y++; x=x+y-(z--); Operadores Relacionais e Lógicos Os operadores relacionais do C realizam comparações entre variáveis. São eles: Operador Ação > Maior do que >= Maior ou igual a < Menor do que <= Menor ou igual a == Igual a != Diferente de Os operadores relacionais retornam verdadeiro (1) ou falso (0). Para verificar ofuncionamento dos operadores relacionais, execute o programa abaixo: /* Este programa ilustra o funcionamento dos operadores relacionais. */ #include <stdio.h> int main() { int i, j; printf("nEntre com dois numeros inteiros: "); scanf("%d%d", &i, &j); printf("n%d == %d é %dn", i, j, i==j); printf("n%d != %d é %dn", i, j, i!=j); printf("n%d <= %d é %dn", i, j, i<=j); printf("n%d >= %d é %dn", i, j, i>=j); printf("n%d < %d é %dn", i, j, i<j); printf("n%d > %d é %dn", i, j, i>j); return(0); } Você pode notar que o resultado dos operadores relacionais é sempre igual a 0 (falso) ou1 (verdadeiro). Para fazer operações com valores lógicos (verdadeiro e falso) temos os operadoreslógicos: Operador Ação && AND (E) || OR (OU) ! NOT (NÃO) Usando os operadores relacionais e lógicos podemos realizar uma grande gama de testes.A tabela-verdade destes operadores é dada a seguir: p q p AND q p OR q falso falso falso falso falso verdadeiro falso verdadeiro verdadeiro falso falso verdadeiro verdadeiro verdadeiro verdadeiro verdadeiro O programa a seguir ilustra o funcionamento dos operadores lógicos. Compile-o e façatestes com vários valores para i e j: #include <stdio.h> int main() { int i, j; 18
printf("informe dois números(cada um sendo 0 ou 1): "); scanf("%d%d", &i, &j); printf("%d AND %d é %dn", i, j, i && j); printf("%d OR %d é %dn", i, j, i || j); printf("NOT %d é %dn", i, !i); } Exemplo: No trecho de programa abaixo a operação j++ será executada, pois o resultadoda expressão lógica é verdadeiro: int i = 5, j =7; if ( (i > 3) && ( j <= 7) && ( i != j) ) j++; V AND V AND V = V Mais um exemplo. O programa abaixo, imprime na tela somente os números pares entre1 e 100, apesar da variação de i ocorrer de 1 em 1: /* Imprime os números pares entre 1 e 100. */ #include <stdio.h> int main() { int i; for(i=1; i<=100; i++) if(!(i%2)) printf("%d ",I); /* o operador de resto dará falso (zero) */ } /* quando usada c/ número par. Esse resultado*/ /* é invertido pelo ! */ Operadores Lógicos Bit a Bit O C permite que se faça operações lógicas "bit-a- bit" em números. Ou seja, nestecaso, o número é representado por sua forma binária e as operações são feitas em cada bitdele. Imagine um número inteiro de 16 bits, a variável i, armazenando o valor 2. Arepresentação binária de i, será: 0000000000000010 (quinze zeros e um único 1 na segundaposição da direita para a esquerda). Poderemos fazer operações em cada um dos bits destenúmero. Por exemplo, se fizermos a negação do número (operação binária NOT, ou operadorbinário ~ em C), isto é, ~i, o número se transformará em 1111111111111101. As operaçõesbinárias ajudam programadores que queiram trabalhar com o computador em "baixo nível". Asoperações lógicas bit a bit só podem ser usadas nos tipos char, int e long int. Os operadoressão: Operador Ação & AND | OR ^ XOR (OR exclusivo) ~ NOT >> Deslocamento de bits a direita << Deslocamento de bits a esquerda Os operadores &, |, ^ e ~ são as operações lógicas bit a bit. A forma geral dosoperadores de deslocamento é: valor>>número_de_deslocamentos valor<<número_de_deslocamentos O número_de_deslocamentos indica o quanto cada bit irá ser deslocado. Por exemplo,para a variável i anterior, armazenando o número 2: i << 3; fará com que i agora tenha a representação binária: 0000000000010000, isto é, o valorarmazenado em i passa a ser igual a 16. 19
AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está: Diga se as seguintes expressões serão verdadeiras ou falsas: -> ((10>5)||(5>10)) -> (!(5==6)&&(5!=6)&&((2>1)||(5<=4))) Expressões Expressões são combinações de variáveis, constantes e operadores. Quando montamosexpressões temos que levar em consideração a ordem com que os operadores são executados,conforme a tabela de precedências da linguagem C. Exemplos de expressões: Anos=Dias/365.25;i = i+3; c= a*b + d/e; c= a*(b+d)/e; Conversão de tipos em expressões Quando o C avalia expressões onde temos variáveis de tipos diferentes o compiladorverifica se as conversões são possíveis. Se não são, ele não compilará o programa, dando umamensagem de erro. Se as conversões forem possíveis ele as faz, seguindo as regras abaixo: 1. Todos os chars e short ints são convertidos para ints. Todos os floats são convertidos para doubles. 2. Para pares de operandos de tipos diferentes: se um deles é long double o outro é convertido para long double; se um deles é double o outro é convertido para double; se um é long o outro é convertido para long; se um é unsigned o outro é convertido para unsigned. Expressões que Podem ser Abreviadas O C admite as seguintes equivalências, que podem ser usadas para simplificar expressõesou para facilitar o entendimento de um programa: Expressão Original Expressão Equivalente x=x+k; x+=k; x=x-k; x-=k; x=x*k; x*=k; x=x/k; x/=k; x=x>>k; x>>=k; x=x<<k; x<<=k; x=x&k; x&=k; etc... Encadeando expressões: o operador , O operador , determina uma lista de expressões que devem ser executadassequencialmente. Em síntese, a vírgula diz ao compilador: execute as duas expressõesseparadas pela vírgula, em seqüência. O valor retornado por uma expressão com o operador ,é sempre dado pela expressão mais à direita. No exemplo abaixo: x=(y=2,y+3); o valor 2 vai ser atribuído a y, se somará 3 a y e o retorno (5) será atribuído à variável x. Pode-se encadear quantos operadores , forem necessários. O exemplo a seguir mostra um outro uso para o operador , dentro de um for: 20
#include<stdio.h> int main() { int x, y; for(x=0 , y=0 ; x+y < 100 ; ++x , y++) /* Duas variáveis de controle: x e y . Foiatribuído o valor zero a cada uma delas na inicialização do for e ambas são incrementadas naparte de incremento do for */ printf("n%d ", x+y); /* o programa imprimirá os números pares de 2 a 98 */ } Tabela de Precedências do C Esta é a tabela de precedência dos operadores em C. Alguns (poucos) operadores aindanão foram estudados, e serão apresentados em aulas posteriores. Maior () [] -> precedência ! ~ ++ -- . -(unário) (cast) *(unário) &(unário) sizeof */% +- << >> <<= >>= == != & ^ | && || ? = += -= *= /= Menor , precedência Uma dica aos iniciantes: Você não precisa saber toda a tabela de precedências de cor.É útil que você conheça as principais relações, mas é aconselhável que ao escrever o seucódigo, você tente isolar as expressões com parênteses, para tornar o seu programa maislegível. Modeladores (Casts) Um modelador é aplicado a uma expressão. Ele força a mesma a ser de um tipoespecificado. Sua forma geral é: (tipo)expressão Um exemplo: #include <stdio.h> int main () { int num; float f; num=10; f=(float)num/7; printf ("%f",f); return(0); } 21
Se não tivéssemos usado o modelador no exemplo acima o C faria uma divisão inteiraentre 10 e 7. O resultado seria 1 (um) e este seria depois convertido para float mascontinuaria a ser 1.0. Com o modelador temos o resultado correto. AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está: Compile o exemplo acima sem usar o modelador, e verifique os resultados. Compile-onovamente usando o modelador e compare a saída com os resultados anteriores. Capítulo – 3 (VARIÁVEIS, CONSTANTES, OPERADORES EEXPRESSÕES) As estruturas de controle de fluxo são fundamentais para qualquer linguagem deprogramação. Sem elas só haveria uma maneira do programa ser executado: de cima parabaixo comando por comando. Não haveria condições, repetições ou saltos. A linguagem Cpossui diversos comandos de controle de fluxo. É possível resolver todos os problemas semutilizar todas elas, mas devemos nos lembrar que a elegância e facilidade de entendimento deum programa dependem do uso correto das estruturas no local certo. O Comando if Já introduzimos o comando if. Sua forma geral é: if (condição) declaração; A expressão, na condição, será avaliada. Se ela for zero, a declaração não seráexecutada. Se a condição for diferente de zero a declaração será executada. Aquireapresentamos o exemplo de um uso do comando if: #include <stdio.h> int main () { int num; printf ("Digite um numero: "); scanf ("%d",&num); if (num>10) printf ("nnO numero e maior que 10"); if (num==10) { printf ("nnVoce acertou!n"); printf ("O numero e igual a 10."); } if (num<10) printf ("nnO numero e menor que 10"); return(0); 22
} O else Podemos pensar no comando else como sendo um complemento do comando if. Ocomando if completo tem a seguinte forma geral: if (condição) declaração_1; else declaração_2; A expressão da condição será avaliada. Se ela for diferente de zero a declaração 1 seráexecutada. Se for zero a declaração 2 será executada. É importante nunca esquecer que,quando usamos a estrutura if-else, estamos garantindo que uma das duas declarações seráexecutada. Nunca serão executadas as duas ou nenhuma delas. Abaixo está um exemplo douso do if-else que deve funcionar como o programa da seção anterior #include <stdio.h> int main () { int num; printf ("Digite um numero: "); scanf ("%d",&num); if (num==10) { printf ("nnVoce acertou!n"); printf ("O numero e igual a 10.n"); } else { printf ("nnVoce errou!n"); printf ("O numero e diferente de 10.n"); } return(0); } O if-else-if A estrutura if-else-if é apenas uma extensão da estrutura if-else. Sua forma geral podeser escrita como sendo: if (condição_1) declaração_1; else if (condição_2) declaração_2; else if (condição_3) declaração_3; else if (condição_n) declaração_n; else declaração_default; A estrutura acima funciona da seguinte maneira: o programa começa a testar ascondições começando pela 1 e continua a testar até que ele ache uma expressão cujoresultado dê diferente de zero. Neste caso ele executa a declaração correspondente. Só umadeclaração será executada, ou seja, só será executada a declaração equivalente à primeiracondição que der diferente de zero. A última declaração (default) é a que será executada nocaso de todas as condições darem zero e é opcional. Um exemplo da estrutura acima: #include <stdio.h> int main () { int num; printf ("Digite um numero: "); scanf ("%d",&num); if (num>10) printf ("nnO numero e maior que 10"); 23
else if (num==10) { printf ("nnVoce acertou!n"); printf ("O numero e igual a 10."); } else if (num<10) printf ("nnO numero e menor que 10"); return(0); } A expressão condicional Quando o compilador avalia uma condição, ele quer um valor de retorno para podertomar a decisão. Mas esta expressão não necessita ser uma expressão no sentidoconvencional. Uma variável sozinha pode ser uma "expressão" e esta retorna o seu própriovalor. Isto quer dizer que teremos as seguintes expressões: int num; if (num!=0) .... if (num==0) .... for (i = 0; string[i] == 0; i++) equivalem a int num; if (num) .... if (!num) .... for (i = 0; string[i]; i++) Isto quer dizer que podemos simplificar algumas expressões simples. ifs aninhados O if aninhado é simplesmente um if dentro da declaração de um outro if externo. Oúnico cuidado que devemos ter é o de saber exatamente a qual if um determinado else estáligado. Vejamos um exemplo: #include <stdio.h> int main () { int num; printf ("Digite um numero: "); scanf ("%d",&num); if (num==10) { printf ("nnVoce acertou!n"); printf ("O numero e igual a 10.n"); } else { if (num>10) { printf ("O numero e maior que 10."); } else { printf ("O numero e menor que 10."); } } 24
return(0); } O Operador ? Uma expressão como: if (a>0) b=-150; else b=150; pode ser simplificada usando-se o operador ? da seguinte maneira: b=a>0?-150:150; De uma maneira geral expressões do tipo: if (condição) expressão_1; else expressão_2; podem ser substituídas por: condição?expressão_1:expressão_2; O operador ? é limitado (não atende a uma gama muito grande de casos) mas pode serusado para simplificar expressões complicadas. Uma aplicação interessante é a do contadorcircular. Veja o exemplo: #include <stdio.h> int main() { int index = 0, contador; char letras[5] = "Joao"; for (contador=0; contador < 1000; contador++) { printf("n%c",letras[index]); (index==3) ? index=0: ++index; } } O nome Joao é escrito na tela verticalmente até a variável contador determinar o términodo programa. Enquanto isto a variável index assume os valores 0, 1, 2, 3, , 0, 1, ...progressivamente. AUTO-AVALIAÇÃO Veja como você está: Altere o último exemplo para que ele escreva cada letra 5 vezes seguidas. Para isto, useum if para testar se o contador é divisível por cinco (utilize o operador %) e só então realizara atualização em index. O Comando switch O comando if-else e o comando switch são os dois comandos de tomada de decisão.Sem dúvida alguma o mais importante dos dois é o if, mas o comando switch tem aplicaçõesvaliosas. Mais uma vez vale lembrar que devemos usar o comando certo no local certo. Istoassegura um código limpo e de fácil entendimento. O comando switch é próprio para se testaruma variável em relação a diversos valores pré-estabelecidos. Sua forma geral é: switch (variável) 25
{ case constante_1: declaração_1; break; case constante_2: declaração_2; break; . . . case constante_n: declaração_n; break; default declaração_default; } Podemos fazer uma analogia entre o switch e a estrutura if-else-if apresentadaanteriormente. A diferença fundamental é que a estrutura switch não aceita expressões.Aceita apenas constantes. O switch testa a variável e executa a declaração cujo casecorresponda ao valor atual da variável. A declaração default é opcional e será executadaapenas se a variável, que está sendo testada, não for igual a nenhuma das constantes. O comando break, faz com que o switch seja interrompido assim que uma dasdeclarações seja executada. Mas ele não é essencial ao comando switch. Se após a execuçãoda declaração não houver um break, o programa continuará executando. Isto pode ser útil emalgumas situações, mas eu recomendo cuidado. Veremos agora um exemplo do comandoswitch: #include <stdio.h> int main () { int num; printf ("Digite um numero: "); scanf ("%d",&num); switch (num) { case 9: printf ("nnO numero e igual a 9.n"); break; case 10: printf ("nnO numero e igual a 10.n"); 26
break; case 11: printf ("nnO numero e igual a 11.n"); break; default: printf ("nnO numero nao e nem 9 nem 10 nem 11.n"); } return(0); } AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está. Escreva um programa que pede para o usuário entrar um número correspondente a umdia da semana e que então apresente na tela o nome do dia. utilizando o comando switch. O Comando for for é a primeira de uma série de três estruturas para se trabalhar com loops derepetição. As outras são while e do. As três compõem a segunda família de comandos decontrole de fluxo. Podemos pensar nesta família como sendo a das estruturas de repetiçãocontrolada. Como já foi dito, o loop for é usado para repetir um comando, ou bloco de comandos,diversas vezes, de maneira que se possa ter um bom controle sobre o loop. Sua forma geral é: for (inicialização;condição;incremento) declaração; O melhor modo de se entender o loop for é ver como ele funciona "por dentro". O loopfor é equivalente a se fazer o seguinte: inicialização; if (condição) { declaração; incremento; "Volte para o comando if" } Podemos ver, então, que o for executa a inicialização incondicionalmente e testa acondição. Se a condição for falsa ele não faz mais nada. Se a condição for verdadeira eleexecuta a declaração, faz o incremento e volta a testar a condição. Ele fica repetindo estasoperações até que a condição seja falsa. Um ponto importante é que podemos omitir qualquerum dos elementos do for, isto é, se não quisermos uma inicialização poderemos omiti-la.Abaixo vemos um programa que coloca os primeiros 100 números inteiros na tela: #include <stdio.h> int main () { int count; for (count=1; count<=100; count++) printf ("%d ",count); return(0); } 27
Note que, no exemplo acima, há uma diferença em relação ao exemplo anterior. Oincremento da variável count é feito usando o operador de incremento que nós agora jáconhecemos. Esta é a forma usual de se fazer o incremento (ou decremento) em um loop for. O for na linguagem C é bastante flexível. Temos acesso à inicialização, à condição e aoincremento. Qualquer uma destas partes do for pode ser uma expressão qualquer do C, desdeque ela seja válida. Isto nos permite fazer o que quisermos com o comando. As três formas dofor abaixo são válidas: for ( count = 1; count < 100 ; count++) { ... } for (count = 1; count < NUMERO_DE_ELEMENTOS ; count++) { ... } for (count = 1; count < BusqueNumeroDeElementos() ; count+=2) { ... } etc ... Preste atenção ao último exemplo: o incremento está sendo feito de dois em dois. Alémdisto, no teste está sendo utilizada uma função (BusqueNumeroDeElementos() ) que retornaum valor que está sendo comparado com count. O loop infinito O loop infinito tem a forma for (inicialização; ;incremento) declaração; Este loop chama-se loop infinito porque será executado para sempre (não existindo acondição, ela será sempre considerada verdadeira), a não ser que ele seja interrompido. Parainterromper um loop como este usamos o comando break. O comando break vai quebrar oloop infinito e o programa continuará sua execução normalmente. Como exemplo vamos ver um programa que faz a leitura de uma tecla e sua impressãona tela, até que o usuario aperte uma tecla sinalizadora de final (um FLAG). O nosso FLAG seráa letra X. #include <stdio.h> #include <conio.h> int main () { int Count; char ch; for (Count=1;;Count++) { ch = getch(); if (ch == X) break; printf("nLetra: %c",ch); } return(0); } O loop sem conteúdo Loop sem conteúdo é aquele no qual se omite a declaração. Sua forma geral é (atençãoao ponto e vírgula!): for (inicialização;condição;incremento); Uma das aplicações desta estrutura é gerar tempos de espera. O programa #include <stdio.h> int main () { long int i; printf("a"); /* Imprime o caracter de alerta (um beep) */ for (i=0; i<10000000; i++); /* Espera 10.000.000 de iteracoes */ printf("a"); /* Imprime outro caracter de alerta */ 28
return(0); } faz isto. AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está. Faça um programa que inverta uma string: leia a string com gets e armazene-a invertidaem outra string. Use o comando for para varrer a string até o seu final. O Comando while O comando while tem a seguinte forma geral: while (condição) declaração; Assim como fizemos para o comando for, vamos tentar mostrar como o while funcionafazendo uma analogia. Então o while seria equivalente a: if (condição) { declaração; "Volte para o comando if" } Podemos ver que a estrutura while testa uma condição. Se esta for verdadeira adeclaração é executada e faz-se o teste novamente, e assim por diante. Assim como no casodo for, podemos fazer um loop infinito. Para tanto basta colocar uma expressão eternamenteverdadeira na condição. Pode-se também omitir a declaração e fazer um loop sem conteúdo.Vamos ver um exemplo do uso do while. O programa abaixo é executado enquanto i formenor que 100. Veja que ele seria implementado mais naturalmente com um for ... #include <stdio.h> int main () { int i = 0; while ( i < 100) { printf(" %d", i); i++; } return(0); } O programa abaixo espera o usuário digitar a tecla q e só depois finaliza: #include <stdio.h> int main () { char Ch; Ch=0; while (Ch!=q) { Ch = getch(); } return(0); } 29
AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está: Refaça o programa da página anterior. Use o comando while para fechar o loop. O Comando do-while A terceira estrutura de repetição que veremos é o do-while de forma geral: do { declaração; } while (condição); Mesmo que a declaração seja apenas um comando é uma boa prática deixar as chaves. Oponto-e- vírgula final é obrigatório. Vamos, como anteriormente, ver o funcionamento daestrutura do-while "por dentro": declaração;if (condição) "Volta para a declaração" Vemos pela análise do bloco acima que a estrutura do-while executa a declaração, testa acondição e, se esta for verdadeira, volta para a declaração. A grande novidade no comando do-while é que ele, ao contrário do for e do while, garante que a declaração será executada pelomenos uma vez. Um dos usos da extrutura do-while é em menus, nos quais você quer garantir que o valordigitado pelo usuário seja válido, conforme apresentado abaixo: #include <stdio.h> int main () { int i; do { printf ("nnEscolha a fruta pelo numero:nn"); printf ("t(1)...Mamaon"); printf ("t(2)...Abacaxin"); printf ("t(3)...Laranjann"); scanf("%d", &i); } while ((i<1)||(i>3)); switch (i) { case 1: printf ("ttVoce escolheu Mamao.n"); break; case 2: printf ("ttVoce escolheu Abacaxi.n"); break; case 3: printf ("ttVoce escolheu Laranja.n"); break; } return(0); } 30
AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está. Refaça o exercício da página 26 utilizando o laço do-while para controlar o fluxo. O Comando break Nós já vimos dois usos para o comando break: interrompendo os comandos switch efor. Na verdade, estes são os dois usos do comando break: ele pode quebrar a execução deum comando (como no caso do switch) ou interromper a execução de qualquer loop (como nocaso do for, do while ou do do while). O break faz com que a execução do programacontinue na primeira linha seguinte ao loop ou bloco que está sendo interrompido. Observe que um break causará uma saída somente do laço mais interno. Por exemplo: for(t=0; t<100; ++t) { count=1; for(;;) { printf("%d", count); count++; if(count==10) break; } } O código acima imprimirá os números de 1 a 10 cem vezes na tela. Toda vez que o breaké encontrado, o controle é devolvido para o laço for externo. Outra observação é o fato que um break usado dentro de uma declaração switch afetarásomente os dados relacionados com o switch e nao qualquer outro laço em que o switchestiver. O Comando continue O comando continue pode ser visto como sendo o oposto do break. Ele só funcionadentro de um loop. Quando o comando continue é encontrado, o loop pula para a próximaiteração, sem o abandono do loop, ao contrário do que acontecia no comando break. O programa abaixo exemplifica o uso do continue: #include <stdio.h> int main() { int opcao; while (opcao != 5) { printf("nn Escolha uma opcao entre 1 e 5: "); scanf("%d", &opcao); if ((opcao > 5)||(opcao <1)) continue; /* Opcao invalida: volta aoinicio do loop */ switch (opcao) { case 1: printf("n --> Primeira opcao.."); break; case 2: printf("n --> Segunda opcao.."); break; case 3: 31
printf("n --> Terceira opcao.."); break; case 4: printf("n --> Quarta opcao.."); break; case 5: printf("n --> Abandonando.."); break; } } return(0); } O programa acima ilustra uma aplicação simples para o continue. Ele recebe uma opçãodo usuario. Se esta opção for inválida, o continue faz com que o fluxo seja desviado de voltaao início do loop. Caso a opção escolhida seja válida o programa segue normalmente. O Comando goto Vamos mencionar o goto apenas para que você saiba que ele existe. O goto é o últimocomando de controle de fluxo. Ele pertence a uma classe à parte: a dos comandos de saltoincondicional. O goto realiza um salto para um local especificado. Este local é determinado porum rótulo. Um rótulo, na linguagem C, é uma marca no programa. Você dá o nome que quisera esta marca. Podemos tentar escrever uma forma geral: nome_do_rótulo: .... goto nome_do_rótulo; .... Devemos declarar o nome do rótulo na posição para a qual vamos dar o salto seguido de:. O goto pode saltar para um rótulo que esteja mais à frente ou para trás no programa. Umaobservação importante é que o rótulo e o goto devem estar dentro da mesma função. Comoexemplo do uso do goto vamos reescrever o equivalente ao comando for apresentado naseção equivalente ao mesmo: inicialização; início_do_loop: if (condição) { declaração; incremento; goto início_do_loop; } O comando goto deve ser utilizado com parcimônia, pois o abuso no seu uso tende atornar o código confuso. O goto não é um comando necessário, podendo sempre sersubstituído por outras estruturas de controle. Recomendamos que o goto nunca seja usado. Existem algumas situações muito específicas onde o comando goto pode tornar umcódigo mais fácil de se entender se ele for bem empregado. Um caso em que ele pode ser útilé quando temos vários loops e ifs aninhados e se queira, por algum motivo, sair destes loops eifs todos de uma vez. Neste caso um goto resolve o problema mais elegantemente que vários 32
breaks, sem contar que os breaks exigiriam muito mais testes. Ou seja, neste caso o goto émais elegante e mais rápido. O exemplo da página anterior pode ser reescrito usando-se o goto: #include <stdio.h> int main() { int opcao; while (opcao != 5) { REFAZ: printf("nn Escolha uma opcao entre 1 e 5: "); scanf("%d", &opcao); if ((opcao > 5)||(opcao <1)) goto REFAZ; /* Opcao invalida: voltaao rotulo REFAZ */ switch (opcao) { case 1: printf("n --> Primeira opcao.."); break; case 2: printf("n --> Segunda opcao.."); break; case 3: printf("n --> Terceira opcao.."); break; case 4: printf("n --> Quarta opção.."); break; case 5: printf("n --> Abandonando.."); break; } } return(0); } AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está. Escreva um programa que peça três inteiros, correspondentes a dia , mês e ano. Peça osnúmeros até conseguir valores que estejam na faixa correta (dias entre 1 e 31, mês entre 1 e12 e ano entre 1900 e 2100). Verifique se o mês e o número de dias batem (incluindoverificação de anos bissextos). Se estiver tudo certo imprima o número que aquele diacorresponde no ano. Comente seu programa. PS: Um ano é bissexto se for divisível por 4 e não for divisível por 100, exceto para osanos divisíveis por 400, que também são bissextos. 33
Capítulo – 4 (MATRIZES E STRINGS) Vetores Vetores nada mais são que matrizes unidimensionais. Vetores são uma estrutura dedados muito utilizada. É importante notar que vetores, matrizes bidimensionais e matrizes dequalquer dimensão são caracterizadas por terem todos os elementos pertencentes ao mesmotipo de dado. Para se declarar um vetor podemos utilizar a seguinte forma geral: tipo_da_variável nome_da_variável [tamanho]; Quando o C vê uma declaração como esta ele reserva um espaço na memóriasuficientemente grande para armazenar o número de células especificadas em tamanho. Porexemplo, se declararmos: float exemplo [20]; o C irá reservar 4x20=80 bytes. Estes bytes são reservados de maneira contígua. Nalinguagem C a numeração começa sempre em zero. Isto significa que, no exemplo acima, osdados serão indexados de 0 a 19. Para acessá-los vamos escrever: exemplo[0] exemplo[1] . . . exemplo[19] Mas ninguém o impede de escrever: exemplo[30] exemplo[103] Por quê? Porque o C não verifica se o índice que você usou está dentro dos limitesválidos. Este é um cuidado que você deve tomar. Se o programador não tiver atenção com oslimites de validade para os índices ele corre o risco de ter variáveis sobreescritas ou de ver ocomputador travar. Bugs terríveis podem surgir. Vamos ver agora um exemplo de utilização devetores: 34
#include <stdio.h> int main () { int num[100]; /* Declara um vetor de inteiros de 100 posicoes */ int count=0; int totalnums; do { printf ("nEntre com um numero (-999 p/ terminar): "); scanf ("%d",&num[count]); count++; } while (num[count-1]!=-999); totalnums=count-1; printf ("nnnt Os números que você digitou foram:nn"); for (count=0;count<totalnums;count++) printf (" %d",num[count]); return(0); } No exemplo acima, o inteiro count é inicializado em 0. O programa pede pela entrada denúmeros até que o usuário entre com o Flag -999. Os números são armazenados no vetornum. A cada número armazenado, o contador do vetor é incrementado para na próximaiteração escrever na próxima posição do vetor. Quando o usuário digita o flag, o programaabandona o primeiro loop e armazena o total de números gravados. Por fim, todos os númerossão impressos. É bom lembrar aqui que nenhuma restrição é feita quanto a quantidade denúmeros digitados. Se o usuário digitar mais de 100 números, o programa tentará lernormalmente, mas o programa os escreverá em uma parte não alocada de memória, pois oespaço alocado foi para somente 100 inteiros. Isto pode resultar nos mais variados erros noinstante da execução do programa. AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está. Reescreva o exemplo acima, realizando a cada leitura um teste para ver se a dimensãodo vetor não foi ultrapassada. Caso o usuário entre com 100 números, o programa deveráabortar o loop de leitura automaticamente. O uso do Flag (-999) não deve ser retirado. Strings Strings são vetores de chars. Nada mais e nada menos. As strings são o uso maiscomum para os vetores. Devemos apenas ficar atentos para o fato de que as strings têm o seuúltimo elemento como um 0. A declaração geral para uma string é: char nome_da_string [tamanho]; Devemos lembrar que o tamanho da string deve incluir o 0 final. A biblioteca padrãodo C possui diversas funções que manipulam strings. Estas funções são úteis pois, não sepode, por exemplo, igualar duas strings: 35
string1=string2; /* NAO faca isto */ Fazer isto é um desastre. Quando você terminar de ler a seção que trata de ponteirosvocê entenderá porquê. As strings devem ser igualadas elemento a elemento. Quando vamos fazer programas que tratam de string muitas vezes podemos fazer bomproveito do fato de que uma string termina com 0 (isto é, o número inteiro 0). Veja, porexemplo, o programa abaixo que serve para igualar duas strings (isto é, copia os caracteres deuma string para o vetor da outra): #include <stdio.h> int main () { int count; char str1[100],str2[100]; .... /* Aqui o programa le str1 que sera copiada para str2 */ for (count=0;str1[count];count++) str2[count]=str1[count]; str2[count]=0; .... /* Aqui o programa continua */ } A condição no loop for acima é baseada no fato de que a string que está sendo copiadatermina em 0. Quando o elemento encontrado em str1[count] é o 0, o valor retornadopara o teste condicional é falso (nulo). Desta forma a expressão que vinha sendo verdadeira(não zero) continuamente, torna-se falsa. Vamos ver agora algumas funções básicas para manipulação de strings. gets A função gets() lê uma string do teclado. Sua forma geral é: gets (nome_da_string); O programa abaixo demonstra o funcionamento da função gets(): #include <stdio.h> int main () { char string[100]; printf ("Digite o seu nome: "); gets (string); printf ("nn Ola %s",string); return(0); } Repare que é válido passar para a função printf() o nome da string. Você verá maisadiante porque isto é válido. Como o primeiro argumento da função printf() é uma stringtambém é válido fazer: 36
printf (string); isto simplesmente imprimirá a string. strcpy Sua forma geral é: strcpy (string_destino,string_origem); A função strcpy() copia a string-origem para a string- destino. Seu funcionamento ésemelhante ao da rotina apresentada na seção anterior. As funções apresentadas nestasseções estão no arquivo cabeçalho string.h. A seguir apresentamos um exemplo de uso dafunção strcpy(): #include <stdio.h> #include <string.h> int main () { char str1[100],str2[100],str3[100]; printf ("Entre com uma string: "); gets (str1); strcpy (str2,str1); /* Copia str1 em str2 */ strcpy (str3,"Voce digitou a string "); /* Copia "Voce digitou a string" em str3 */ printf ("nn%s%s",str3,str2); return(0); } strcat A função strcat() tem a seguinte forma geral: strcat (string_destino,string_origem); A string de origem permanecerá inalterada e será anexada ao fim da string de destino.Um exemplo: #include <stdio.h> #include <string.h> int main () { char str1[100],str2[100]; printf ("Entre com uma string: "); gets (str1); strcpy (str2,"Voce digitou a string "); strcat (str2,str1); /* str2 armazenara Voce digitou a string + o conteudo de str1 */ printf ("nn%s",str2); return(0); } strlen Sua forma geral é: strlen (string); 37
A função strlen() retorna o comprimento da string fornecida. O terminador nulo não écontado. Isto quer dizer que, de fato, o comprimento do vetor da string deve ser um a maisque o inteiro retornado por strlen(). Um exemplo do seu uso: #include <stdio.h> #include <string.h> int main () { int size; char str[100]; printf ("Entre com uma string: "); gets (str); size=strlen (str); printf ("nnA string que voce digitou tem tamanho %d",size); return(0); } strcmp Sua forma geral é: strcmp (string1,string2); A função strcmp() compara a string 1 com a string 2. Se as duas forem idênticas afunção retorna zero. Se elas forem diferentes a função retorna não-zero. Um exemplo da suautilização: #include <stdio.h> #include <string.h> int main () { char str1[100],str2[100]; printf ("Entre com uma string: "); gets (str1); printf ("nnEntre com outra string: "); gets (str2); if (strcmp(str1,str2)) printf ("nnAs duas strings são diferentes."); else printf ("nnAs duas strings são iguais."); return(0); } AUTO AVALIAÇÃO Veja como você está. Faça um programa que leia quatro palavras pelo teclado, e armazene cada palavra emuma string. Depois, concatene todas as strings lidas numa única string. Por fim apresente estacomo resultado ao final do programa. Matrizes 38