Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original
1 Apostila Básica de Algoritmos e Programação 2 FUNDAMENTOS DE ALGORITMOS E PROGRAMAÇÃO ÍNDICE Lição 1 - Introdução ....................................................................................... 3 Lição 2 - Comandos e Expressões ................................................................... 5 2.1. Declarando Variáveis .............................................................................................. 5 2.2. Colocando Valores nas Variáveis .............................................................................. 6 2.3. Exibindo o Valor de uma Variável ............................................................................. 6 2.4. Obtendo Dados para o Programa ............................................................................. 7 2.5. Expressões Aritméticas ........................................................................................... 7 Lição 3 – Algoritmos Básicos – Problemas e Exercícios ...................................... 9 Problema 3.1 - Cálculo de Média Aritmética ............................................................................ 9 Problema 3.2 - Cálculo Simples de Velocidade Média ..............................................................10 Problema 3.3 - Cálculo de Velocidade Média (mais complexo)..................................................11 Exercício 3 ..........................................................................................................................11 Exercício 4 ..........................................................................................................................11 Uso de Comentários .............................................................................................................11 Exercício 5 ..........................................................................................................................13 Lição 4 – Algoritmos com Decisões ....................................................................13 4.1- Análise de Expressões ....................................................................................13 Exercício 6 ..........................................................................................................................14 Exercício 7 ..........................................................................................................................15 Exercício 8 ..........................................................................................................................15 4.2- Ensinando o Computador a Decidir ................................................................15 Exercício 9 ..........................................................................................................................19 Exercício 10.........................................................................................................................19 Exercício 11.........................................................................................................................19 Exercício 12.........................................................................................................................20 4.3- Decisões com maior complexidade ................................................................20 4.4- Comando de Seleção Múltipla ........................................................................21 Lição 5 - Trabalhando com Tabelas ...................................................................22 Exercício 13.........................................................................................................................25 Exercício 14.........................................................................................................................25 Lição 6 - Estruturas de Repetição ......................................................................26 6.1- Para ... faça ( laço contado ) ........................................................................................26 6.2- Enquanto ... faça ( laço condicionado 1 ) ......................................................................27 6.3- Repita ... até ( laço condicionado 2 ) ............................................................................28 6.4- Comando Interrompa ....................................................................................................28 Lição 7 - SubAlgoritmos .....................................................................................29 7.1- Procedimentos ......................................................................................................29 7.2- Funções ................................................................................................................30 7.3- Passagem de Parâmetros por Referência .................................................................32 7.4- Recursão e Aninhamento .......................................................................................32 3 Algoritmos de Programação Lição 1 - Introdução Todo mundo que tem contato com computadores sabe que eles precisam ser programados para executar tarefas. Um programa é um conjunto de milhares de instruções que indicam ao computador, passo a passo, o que ele tem que fazer. Estes programas são construídos com ferramentas chamadas "linguagens de programação". Estas linguagens contêm os comandos que fazem o computador escrever algo na tela, realizar cálculos aritméticos, receber uma entrada de dados via teclado, e milhares de outras coisas, mas estes comandos precisam estar em uma ordem lógica e contribuir, cada um, para a tarefa em questão. A lógica da programação, então, é o ponto principal na criação de aplicações para os computadores, e na verdade, ela independe da linguagem de programação utilizada. Provavelmente você já viu uma receita de bolo. Nela estão colocados os ingredientes necessários e nas quantidades corretas; também na receita encontramos o modo de preparação, dizendo o que deve ser misturado com o que, em que ordem, o tempo em que o bolo ficará no forno, etc. A este conjunto de instruções poderíamos dar o nome de "algoritmo para a confecção de um bolo". A palavra algoritmo significa "conjunto de regras e instruções, que devem ser seguidas na ordem especificada, para resolver um problema específico". Este termo está ligado às ciências da computação, mas na realidade pode ser aplicado a qualquer problema cuja solução possa ser decomposta em um grupo de instruções. A única diferença no caso é que, em relação ao computador, os comandos têm que ser precisos, e cada um deve conter uma tarefa, apenas. Um computador não entenderia a instrução "bata a massa até atingir a consistência desejada..." Provavelmente teríamos que dizer "ligue a batedeira; bata a massa durante 5 minutos; delisgue a batedeira", ou coisa parecida. O termo "processamento de dados" é muitas vezes utilizado em conjunto com computadores, pois isto é o que eles fazem: processar dados. Daí podemos extrair os dois componentes básicos de um algoritmo (de agora em diante, esta palavra será sempre utilizada no contexto da informática): dados e código. Dados são os valores (números, nomes, etc.) de que precisamos para resolver o problema, e código são os comandos que usaremos para manipular e "processar" os dados. A partir de agora estudaremos estes dois componentes Os dados existem nas mais variadas formas, tanto no mundo real quanto nos computadores, mas para este curso usaremos três tipos, que serão suficientes embora não representem toda a gama possível. Estes tipos são: Dados Numéricos - são quantidades como o peso de uma pessoa, o número de alunos em uma sala de aula, o preço de uma mercadoria, uma temperatura, etc. Nos algoritmos são representados como na escrita corrente, com a exceção de que se usa o ponto e não a vírgula para se separar a parte decimal, e não se separam as casas de milhares, milhões, etc. As variáveis que armazenam os dados numéricos podem ser de dois tipos: - tipo real : permite armazenar todos os números, inclusive com casas decimais. - tipo inteiro : permite armazenar apenas os números sem casas decimais. Exemplos: 1.23 ; -3 ; 45657 ; 0.66 ; -897.06 ; etc. 4 Dado Numérico Tipo(s) de variável(is) que pode conter o dado 1.23 Real -3 Real ou Inteiro 45657 Real ou Inteiro 0.66 Real 897.08 Real -15.7 Real 0 Real ou Inteiro Dados Literais - são letras, nomes, sinais de pontuação, etc. Outros nomes comuns para este tipo de dados são caracteres e strings (por causa do inglês). Nos algoritmos são representados por letras, números, espaços e sinais entre aspas. Exemplos: "Ipatinga" "Computador" "A" "?" "Fora!" "1234" Nos nossos exemplos daremos a todas as variáveis que armazenam valores literais o tipo caractere. Dados Lógicos - podem assumir apenas dois valores: Falso ou Verdadeiro. Também são chamados de dados booleanos. Nos nossos exemplos daremos a todas as variáveis que armazenam valores lógicos o tipo logico (deve ser assim mesmo, sem acento). E como os dados estão representados nos algoritmos? De duas maneiras: como constantes, ou seja, o dado escrito como ele é, como nos exemplos acima, e armazenados em variáveis. Variáveis são locais de armazenamento temporário para os dados. É um conceito parecido com os famosos x, y e z que usamos na Álgebra. Elas têm três características: Nome: é como nos referimos às variáveis. Os nomes geralmente descrevem a função das variáveis no programa; por exemplo, se você tem um programa para calcular a média aritmética de dois valores, teria as variáveis PrimeiroValor, SegundoValor, e Media; já em um outro, poderia ter a variável Salario, para armazenar o salário de um funcionário, etc. Regras para a formação de nomes de variáveis Toda linguagem de programação tem regras para a formação de nomes de variáveis, e nós também teremos: neste curso, os nomes de variáveis deverão começar com uma letra, e depois poderão ter qualquer combinação de letras, números e sublinhado ("_"). Não pode haver espaços no interior dos nomes, e não haverá diferenciação entre maiúsculas e minúsculas (ou seja, os nomes "Salario", "SALARIO", e "salario" se referem à mesma variável. Exemplos: Nomes Válidos: Valor1, Valor2, Nota_do_Aluno, Salario Nomes Inválidos: 1Valor, 2Valor, _Salario, Nota.do.Aluno, Media-Aritmetica Tipo: indica o tipo de dado que aquela variável armazena. Assim, uma variável pode ser do tipo real, inteiro, caractere ou lógico. Quando se define uma variável para uso no programa (os 5 programadores dizem "declarar uma variável"), temos que indicar ao computador não só o seu nome, mas também o tipo de dados que ela vai armazenar. Conteúdo: É o valor armazenado na variável em determinado momento. Podemos fazer duas coisas com o conteúdo de uma variável: examiná-lo, ou seja "ver o que ela contém, para usar ou não", e modificá-lo. Quando criamos uma variável em um programa, ela está "vazia", ou seja, seu conteúdo é indeterminado. Para que ela tenha utilidade, devemos dar-lhe valores que tenham a ver com o probl..ema em questão (os programadores usam a expressão "atribuir valores a ela"). Na próxima lição estudaremos os comandos básicos para a construção de algoritmos. Lição 2 - Comandos e Expressões O primeiro passo para a construção de um algoritmo é a declaração das variáveis que serão usadas nele. Quase todas as linguagens de programação exigem a declaração das variáveis de um programa. Em algumas isto é facultativo, mas é sempre uma boa técnica declarar variáveis, por vários motivos. Em um algoritmo isto não é necessário, pois na realidade o algoritmo não é uma linguagem de programação. Entretanto, para melhorar o entendimento do algoritmo e também para treinar as técnicas corretas, vamos assumir que a declaração de variáveis é "obrigatória". 2.1. Declarando Variáveis Para declarar as variáveis, colocamos, no início do algoritmo, a palavra chave var seguida de um conjunto de declarações no formato <nome : tipo> , tal qual o exemplo a seguir. var Salario : Real Nome : Caractere AlunoAusente : Logico Se tivermos mais de uma variável do mesmo tipo, podemos colocar todas, separadas por vírgulas, na mesma declaração: var Peso, Altura, Idade : Real Como todas (ou quase todas) as linguagens de programação têm seus comandos e sintaxe baseados no Inglês, vamos eliminar nos comandos e variáveis de nossos exemplos os acentos, til, cedilha, etc. Os dados do tipo caractere ou mensagens para o usuário, no entanto, serão escritos corretamente. O software VISUALG já sugere, ao iniciarmos um novo algoritmo, uma estrutura inicial para que o usuário escreva os demais comandos e declarações de variáveis. Esta estrutura já contém, grifados, os comandos que são inevitáveis em qualquer algoritmo: algoritmo, var, inicio e fimalgoritmo . Veja, a seguir: algoritmo "semnome" // Função : // Autor : // Data : // Seção de Declarações var inicio // Seção de Comandos fimalgoritmo 6 2.2. Colocando Valores nas Variáveis Quando declaramos uma variável, criamos uma área de armazenamento para os dados, mas ela ainda está "sem valor". Para que ela seja útil, deve ter valores colocados por nós ou pelo usuário, através de digitação. Quando o próprio programa coloca dados nas variáveis faz o que se chama "atribuição de valores". Isto é feito pelo operador "<-" (uma seta apontando para a esquerda; no Visualg a junção dos caracteres “ < ” e “ - “). Por exemplo: Peso <- 78 Este comando atribui à variável Peso o valor 78. O valor que ela tinha anteriormente é "apagado", e não pode ser recuperado mais. Nome <- "João da Silva" Este comando atribui à variavel Nome o valor "João da Silva". É importante lembrar que só se podem atribuir a uma variável valores do mesmo tipo da variável. Nos exemplos acima, a variável Salário é do tipo numérico; então, o seguinte comando seria inválido: Salário <- "Insuficiente" Uma variável, como o próprio nome está dizendo, pode ter seu conteúdo (seu valor) mudado quantas vezes for necessário durante um programa. 2.3. Exibindo o Valor de uma Variável Um programa que faça o seu processamento e não tenha como mostrar seus resultados é inútil. Portanto, em algum ponto deve haver a exibição de valores, e todas as as linguagens de programação têm comandos para este fim. Nos algoritmos usamos o comando Escreva para isto. A sintaxe deste comando, isto é, o modo correto de ele ser usado, é a seguinte: Escreva (Expressão1, Expressão2, etc...) Expressão1, Expressão2, etc. são valores de qualquer tipo, separados por vírgula. Estes valores podem ser constantes ou variáveis. Caso a expressão seja uma variável, será exibido o seu valor. No VISUALG, o conjunto de expressões deve estar entre parênteses. Veja os exemplos a seguir: Comandos Resultado (o que aparecerá na tela do computador) Escreva ("Alô, mundo!" ) Alô, mundo! Escreva (20) 20 var Nome : Caractere Idade : Real Nome <- "José" Idade <- 40 Escreva (Nome ) José Escreva ("O meu nome é ", Nome ) O meu nome é José Escreva ("Tenho ",Idade," anos") Tenho 40 anos 7 2.4. Pedindo ao Usuário que digite Dados para o Programa Nem todos os dados que um programa manipula são gerados por ele. Um programa de caixa automático, por exemplo, tem que obter do usuário o número da conta, a senha, a opção de serviço desejada, etc. Assim, deve haver um meio para que sejam digitados (ou fornecidos de outra maneira) dados para uso do programa. Mais uma vez, todas as linguagens de programação permitem isto, e nos algoritmos usamos o comando Leia. A sintaxe deste comando é: Leia (<Nomes_De_Variáveis>) Substitua <Nomes_De_Variáveis> por um ou mais nomes de variável(separados por vírgula) onde serão armazenados os dados digitados. Veja este exemplo: Leia (Nome) Leia (Peso) Leia (NomePai, NomeMae) Suponha que o usuário digitou "Paulo" e teclou ENTER, digitou 80 e teclou ENTER novamente, digitou "José" e teclou ENTER novamente, digitou "Maria" e teclou ENTER novamente. Nesta situação, o valor "Paulo" foi atribuído variável Nome, o valor 80 à variável Peso, o valor "José" à variável NomePai e o valor "Maria" à variável NomeMae. 2.5. Expressões Aritméticas Grande parte do processamento em qualquer programa é numérica. As linguagens de programação trabalham com a aritmética mais ou menos do mesmo jeito que nós, na escola (veja bem, mais ou menos...) Os componentes básicos das expressões aritméticas são: constantes, variáveis e operadores. Os dois primeiros já conhecemos; operadores são os "sinais" que usamos nas contas: Operador Operação Exemplo Resultado + Adição 3 + 2 5 - Subtração 10 - 5 5 * Multiplicação 3 * 7 21 / Divisão 25 / 2 12.5 ^ Potenciação 5 ^ 2 25 \ Divisão Inteira 25 \ 2 12 Note que não se usa o "X" para indicar a multiplicação, nem a barra horizontal de fração para indicar a divisão... Você deve ter notado que há dois operadores para divisão. O segundo ( \ ) é o da divisão inteira, ou seja, a que não tem parte decimal, mesmo que o dividendo não seja múltiplo do divisor. Várias linguagens de programação têm estes dois operadores. Por outro lado em algumas linguagens de programação, o operador de potenciação é ** (dois asteriscos juntos). Nos nossos exemplos e exercícios sempre usaremos os operadores descritos acima. Da mesma maneira que estudamos na escola, algumas operações têm prioridade sobre as outras. A potenciação tem a maior prioridade entre todos estes operadores. Multiplicação e divisão devem ser operadas antes da adição e subtração. Assim, na expressão 3 + 2 * 5 primeiro operamos o 2*5, e somamos o resultado com 3 para obter 13. Para mudar a ordem das operações, usamos parênteses: como na aritmética da escola, o que estiver entre parênteses será operado primeiro. Por exemplo: 8 ( 3 + 2 ) * 5 ; primeiro operamos o 3 + 2, porque está entre parênteses, e depois o resultado desta operação será multiplicado com 5 para obter 25. Quando na expressão só houver operações com a mesma prioridade, a avaliação é feita normalmente da esquerda para a direita. Nas linguagens de programação e nos algoritmos não se usam colchetes e chaves para sucessivos agrupamentos de operações, e sim mais parênteses. Vamos ver um exemplo mais complexo. ( 3 + 5 ) * ( 4 * ( 10 -7 ) ) / 2 Opera-se o que estiver nos parênteses mais internos ( 3 + 5 ) * ( 4 * 3 ) / 2 Operam-se os dois parênteses que restaram 8 * 12 / 2 So há * e / - , então opera-se da esquerda para a direita 96 / 2 48 Resultado final Um outro exemplo: 6 * ( 9 + 3 * 2 ) / ( 2 * 4 - 11 ) Operam-se as multiplicações nos parênteses 6 * ( 9 + 6 ) / ( 8 - 11 ) Operam-se os parênteses 6 * 15 / -3 So há * e / - opera-se da esquerda para a direita 90 / -3 Observe o sinal negativo antes do 3... -30 Resultado final Até agora só vimos expressões com constantes. Na maioria das vezes, porém, haverá expressões que combinarão variáveis e constantes. Quando houver uma variável em uma expressão, o cálculo deve ser feito usando-se o valor da variável naquele momento. Como exemplo, veja os algoritmos a seguir: Comandos Comentários 1) Var A : Real Declaração da variável A <- 3 Atribuição de valor Escreva A * 5 Será exibido o valor 15, pois A=3, logo 3*5 = 15 2) Var A, B : Real A <- 10 B <- A * 3 O valor de B é 30 ( 10*3) Escreva(B - A + 1) Será exibido o valor 21 ( 30 - 10 + 1 ) B <- 40 Novo valor para B Escreva(B - A + 1) Agora será exibido o valor 31 (40 - 10 + 1), pois o valor de B mudou 3) Var A : Real A <- 3 * 2 O valor de A é 6 A <- A + 1 Agora o valor de A passa a ser 7 (6, o valor anterior, mais 1) Escreva(A * A) Será exibido o valor 49 ( 7 * 7 ) 4) Var X : Numérico Escreva("Digite um número :") Leia(X) Obtenha um número qualquer do usuário Escreva(X * 2) Será exibido o dobro do número digitado (qualquer que ele seja) 9 Pelos exemplos acima, você deve ter notado que podemos usar uma expressão no comando Escreva. Ela é calculada, e o seu resultado é exibido. Com os conhecimentos adquiridos até agora, podemos começar a construir nossos próprios algoritmos. Lição 3 – Algoritmos Básicos – Problemas e Exercícios Basicamente a construção de um algoritmo se resume às seguintes etapas: 1. Entendimento do problema; 2. Definição dos dados que serão necessários para resolvê-lo (as entradas); aí já deveremos ter idéia dos tipos de dados que usaremos; 3. Obtenção destes dados; alguns vêm do "exterior" do programa, e outros são calculados no próprio algoritmo; 4. Processamento em si; 5. Exibição dos resultados. A primeira fase é a mais difícil de se "pegar", pois depende um pouco da experiência do programador. Entretanto, mesmo nesta fase há técnicas que podem ser aprendidas, e modelos que podem ser aplicados. Programação é arte, ciência e técnica, tudo ao mesmo tempo... Problema 3.1 - Cálculo de Média Aritmética Enunciado Faça um programa que leia dois valores numéricos, e calcule e exiba a sua média aritmética. Etapa 1 Simples, hein? Dos tempos de escola lembramos que a média aritmética de dois valores é calculada como (a+b)/2, e sendo assim a primeira etapa já está pronta. Etapa 2 Os dados necessários serão os dois valores, que colocaremos em duas variáveis A e B, do tipo numérico, e uma terceira variável, que chamaremos Média, que armazenará a média aritmética calculada. Etapa 3 A obtenção dos dados neste programa é simples e direta. Basta pedir ao usuário que digite os valores. Etapa 4 O processamento aqui é o cálculo da média, usando o método citado acima, na etapa 1. O resultado do cálculo será armazenado na variável Média. Etapa 5 Basta exibir o conteúdo da variável Média. Solução Var A,B,Media : Real 10 Escreva "Programa que calcula a média aritmética de dois valores." Escreva("Digite um valor : ") Leia A Escreva("Digite outro valor : ") Leia(B) Media <- (A+B)/2 Escreva(“A média dos dois valores é : ", Media) Comentários Você deve ter notado que colocamos na tela instruções para o usuário usando o comando Escreva. Esta é uma boa técnica de programação. Da mesma forma, ao imprimir o resultado, não mostramos simplesmente a média, mas explicamos ao usuário o que aquele valor significa. Exercício 1 Reescreva o programa-solução do Problema 1, mas sem usar a variável Media. Lembre-se que o comando Escreva aceita imprimir o resultado de uma expressão... Exercício 2 Faça um programa que leia três valores numéricos, e calcule e exiba a sua média aritmética. Problema 3.2 - Cálculo Simples de Velocidade Média Enunciado Faça um programa que leia o nome de um piloto, uma distância percorrida em km e o tempo que o piloto levou para percorrê-la (em horas). O programa deve calcular a velocidade média em km/h, e exibir a seguinte frase: A velocidade média de XX foi YY km/h. Onde XX é o nome do piloto, e YY é sua velocidade média. Etapas 1 e 2 Das aulas de Física sabemos que a velocidade média é dada pela distância percorrida dividida pelo tempo gasto para percorrê-la (v=s/t), certo? Então temos dois valores numéricos (distância e tempo), e um caractere (o nome do piloto). Etapa 3 A obtenção dos dados neste programa é simples e direta. Basta pedir ao usuário que digite os valores. Etapas 4 e 5 Usaremos as mesmas técnicas utilizadas no Problema 1. Solução Var Nome : Caractere Distancia,Tempo,VelMedia : Real 11 Escreva ("Programa que calcula a velocidade média de um piloto.") Escreva ("Digite o nome do piloto : ") Leia (Nome) Escreva ("Digite a distância percorrida (em km) : ") Leia (Distância ) Escreva ("Digite o tempo gasto para percorrê-la (em horas) : ") Leia (Tempo ) VelMedia <- Distancia/Tempo Escreva ("A velocidade média de ",Nome," foi ", VelMédia ) Problema 3.3 - Cálculo de Velocidade Média (mais complexo) Enunciado Em um rally foram percorridos dois trechos. Faça um programa que leia o nome de um piloto, a quilometragem de cada um dos trechos em km, e depois o tempo total para percorrê-los, em horas. Calcule e imprima a velocidade média geral do piloto. Comentários Como sabemos, a fórmula para se calcular a velocidade média é v=s/t, mas no nosso caso o "s", que significa espaço percorrido, é o somatório dos dois trechos do rally. Assim, usando como base o programa anterior, podemos resolver facilmente este problema, e não analisaremos todas as 5 etapas. Var Nome : Caractere DistTrecho1, DistTrecho2, Tempo,VelMedia : Real Escreva("Programa que calcula a velocidade média de um piloto." ) Escreva("Digite o nome do piloto : " ) Leia (Nome) Escreva("Digite a distância percorrida no trecho 1(em km) : ") Leia(DistTrecho1) Escreva("Digite a distância percorrida no trecho 2(em km) : ") Leia(DistTrecho2) Escreva("Digite o tempo gasto para percorrê-las (em horas) : " ) Leia(Tempo) VelMédia <- (DistTrecho1+DistTrecho2)/Tempo Escreva("A velocidade média de ",Nome," foi ", VelMedia) Exercício 3 Realizarei uma viagem de vários dias em meu automóvel, e gostaria de saber a quilometragem média por litro de gasolina. Para isto, anotarei a quilometragem no velocímetro ao sair de viagem, e depois ao chegar; também vou somar toda a gasolina que comprar para o carro. Você poderia fazer um programa que me desse, com estes dados, quantos km fiz, em média, por litro de gasolina? Exercício 4 Em uma pizzaria, cada tulipa de chopp custa R$0,80 e uma pizza mista grande custa R$10,00 mais R$1,50 por tipo de cobertura pedida (queijo, presunto, banana, etc.). Uma turma vai à pizzaria e pede uma determinada quantidade de "chopps" e uma pizza grande com uma determinada quantidade de coberturas. Faça um programa que calcule a conta e, sabendo quantas pessoas estão à mesa, quanto que cada um deve pagar (não esqueça os 10% do garçon)... Uso de Comentários 12 Toda linguagem de programação permite que se insiram no programa textos que não têm nada a ver com a execução do algoritmo, mas servem para explicar a quem examiná-lo como ele funciona, identificar o autor e data do programa, etc. A estes textos chamamos comentários. Geralmente os comentários são precedidos de um ou dois caracterees ou uma palavra-chave da linguagem, e vão até o fim da linha em que estão, ou podem se estender por várias linhas até que outro grupo de caracterees apareça indicando o fim do comentário. Por curiosidade, mostramos abaixo alguns exemplos (os caracterees que delimitam os comentários estarão em negrito): Em Pascal (Turbo Pascal, Delphi ou outros ) { Isto é um comentário pode se estender por várias linhas } (* Outro tipo de comentário em várias linhas *) Em linguagem C // Comentário até o fim da linha /* Comentário pode se estender por várias linhas */ Mesmo não sendo uma linguagem de programação, os algoritmos podem e devem ser entremeados por comentários, de preferência seguindo uma das regras acima, para que os comentários fiquem destacados e não se confundam com o "código" do algoritmo em si. Os programadores usam comentários por várias razões, como já vimos acima: 1. Identificar o autor e a data da criação de um programa. 2. Documentar as alterações feitas no programa com o decorrer do tempo, as vezes até explicando o porque de terem sido feitas, quem as pediu, etc. 3. Explicar (até para si mesmos, daqui a algum tempo...) o funcionamento de certos trechos do algoritmo, que podem ser muito complexos. Isto é muito útil se mais de um programador cuidar do programa; assim, todos ficam sabendo o que fazem as várias partes, não importa quem as tenha criado. 4. Identificar trechos críticos no algoritmo, alertando para os efeitos que alterações naquele ponto podem ter em outras partes do programa. 5. Justificar porque certas técnicas foram utilizadas em certos pontos do programa, etc. A seguir temos a repetição da resposta do Problema 2, comentada (os trechos entre /* e */, e entre // e o fim da linha não fazem parte do programa em si, são apenas comentários de documentação e explicação) : /* Curso de Algoritmos - Problema 2 Programa que calcula a velocidade média de um piloto Autor: C. M. Souza Data : 02/09/1999 */ // Declaração das Variáveis Var Nome : Caractere Distancia,Tempo,VelMedia : Real // Apresentação do programa Escreva "Programa que calcula a velocidade média de um piloto." // Obtenção dos dados Escreva "Digite o nome do piloto : " Leia Nome 13 Escreva "Digite a distância percorrida (em km) : " Leia Distancia Escreva "Digite o tempo gasto para percorrê-la (em horas) : " Leia Tempo // Cálculo da velocidade média VelMedia <- Distância/Tempo // Exibição dos resultados Escreva "A velocidade média de ",Nome," foi ", VelMedia Exercício 5 Uma financeira calcula o débito atual de uma conta atrasada da seguinte maneira: 10% de multa sobre o valor original pelo atraso, independente do tempo, e 0.33% de juros ao dia, por cada dia que ultrapassar 30 dias de atraso. Ela precisa de um programa que calcule o valor atual a pagar de acordo com estas regras, e o divida pelo número de parcelas que combinou com o devedor para o pagamento. Faça um programa que receba os seguintes dados: valor original do débito, dias de atraso além de 30 dias (caso o atraso seja menor que 30 dias, o usuário digitará 0), e o número de parcelas para o pagamento. O programa deverá calcular e exibir o valor de cada parcela. Lição 4 – Algoritmos com Decisões Até agora temos criado programas que são apenas uma sequência de comandos sem possibilidade de escolha, ou seja não existe neles nada do tipo "se tal coisa acontecer, faça isto, senão faça aquilo". Esta possibilidade de escolha é que dá "inteligência" aos programas de computador; afinal, nós humanos estamos fazendo escolhas e pesando possibilidades o tempo todo... Todas as linguagens de programação têm comandos que permitem estes desvios da sequência normal dos comandos de um programa baseados na avaliação de uma condição. Por isso, estes comandos são às vezes chamados de comandos condicionais, ou ainda desvios condicionais. Para entendermos como estes comandos funcionam, primeiro temos que saber o que é avaliar uma condição. 4.1- Análise de Expressões Lógicas Na Lição 1, quando falamos de tipos de dados, nos referimos ao tipo Logico, que poderia ter apenas um de dois valores: Falso ou Verdadeiro. Estes valores se originam da análise de uma expressão lógica para se chegar à seguinte conclusão: ela é verdadeira ou falsa. Vejamos os exemplos abaixo: Expressão Resultado A Terra gira em torno do Sol Verdadeiro Zebras podem falar Falso 2 + 2 é igual a 5 Falso 14 é maior que 3 Verdadeiro Todo dia 1o. de Janeiro é Segunda-Feira Falso "Raposa" vem antes de "Borboleta" na ordem alfabética Falso A palavra "José" começa com a letra "J" Verdadeiro 14 Devemos ter em mente, então, que uma expressão lógica pode conter qualquer tipo de dados, pois o que nos interessa é saber que, ao analisá-la, concluiremos se é falsa ou verdadeira. Num primeiro momento, estaremos interessados em expressões lógicas contendo apenas valores numéricos, mas depois vamos analisar condições com outros tipos de dados. Para trabalharmos com números, precisamos conhecer os operadores que nos permitem compará-los. Nós os chamamos operadores relacionais (o nome não é importante, e sim saber como usá-los). Eles são: Nome Símbolo Exemplos Resultado Igual a = 3 = 3 Verdadeiro 2+2 = 5 Falso Diferente de <> 140 <> 410 Verdadeiro (10+5) <> (30/2) Falso (as duas expressões têm resultado 15) Menor que < 13 < 7 Falso 77 < 20 * 2 Falso Maior que > 0 > -1 Verdadeiro 345 > ((3 +1)*100) Falso (345 não é maior que 400...) Menor ou igual a <= 20 <=20 Verdadeiro 19 <= 20 Verdadeiro 21 <= 20 Falso Maior ou igual a >= 21 >= 20 Verdadeiro 19 >= 20 Falso 20 >= 20 Verdadeiro Pelos exemplos acima, você deve ter notado que quando qualquer um dos "lados" da expressão (tecnicamente dizemos "quando qualquer um dos operandos") for uma expressão aritmética e não um simples número, nós a calculamos primeiro para depois fazer as comparações. Como a prioridade dos operadores relacionais é maior que a dos operadores aritméticos, temos que colocar a expressão numérica entre parênteses. Nestas expressões podem aparecer variáveis, também, como nestes exemplos (para verificar, substitua os valores de x e y nas expressões, calcule-as e compare-as) : Comandos e Expressões Resultado x <- 33 y <- 4 x = 33 Verdadeiro (x+1) <> 90 Verdadeiro (y * 2) = 10 Falso (x/3) >= 11 Verdadeiro (y + x) > 40 Falso (y * 8) <= x Verdadeiro Exercício 6 Dadas as variáveis A, B, C e D, numéricas, e os seguintes comandos de atribuição: 15 A <- 10 B <- 15 C <- 8 D <- 20 Avalie as expressões abaixo e descubra se são falsas ou verdadeiras. 1. A = (D / 2) 2. (B * 2) = (A + D) 3. B >= A 4. (A * ( C + 2 )) <> (D * 5) 5. (A + B + C + D) >= 43 Exercício 7 Calcule o valor de K nas expressões lógicas abaixo de modo que sempre retornem Verdadeiro como resultado (leve em consideração o valor das outras variáveis, I e J, atribuídos da seguinte maneira): I <- 18 J <- I / 2 1. (9 + K) = 17 2. K = (I + J) 3. (3 * K) = I 4. (K + J) = (I + 10) 5. (K / 2) = (I * 3) / ( J - 3 ) Exercício 8 Calcule o maior valor possível para K nas expressões lógicas abaixo de modo que sempre retornem Verdadeiro como resultado (leve em consideração o valor das outras variáveis, I e J, atribuídos da seguinte maneira): I <- 25 J <- I - 13 1. K <= (I - J) 2. K < (I - J) 3. (K * I) <= ((J + 8) * 4) 4. (K * I) <= I 4.2- Ensinando o Computador a Decidir Depois de aprendermos o que são expressões lógicas, iremos ver agora como colocá-las em nossos programas. Todas as linguagens de programação têm um ou mais comandos que permitem a um programa tomar caminhos diferentes baseado na avaliação de uma expressão lógica. Esses comandos recebem o nome genérico de comandos de decisão, e nós podemos usá-los também em nossos algoritmos. 16 Na vida real tomamos decisões a todo momento baseados em uma situação existente. Em programação chamamos esta situação de condição, e as alternativas possíveis de ações. Por exemplo: "Se tiver R$10,00 sobrando irei ao cinema hoje à noite, mas se não tiver ficarei vendo TV em casa". Qual é a condição nesta frase? Fácil, "tiver R$10,00 sobrando". Ela é uma expressão lógica, pois a pergunta "Tenho R$10,00 sobrando?" pode (tem que) ser respondida com "Sim" ou "Não". Lembre-se, então: em um algoritmo, toda condição tem que ser uma expressão lógica. Quais são as ações possíveis? Fácil, mais uma vez; "irei ao cinema" e "ficarei vendo TV em casa". A primeira só será realizada se a resposta à pergunta "Tenho dinheiro suficiente?" for "Sim", enquanto que a segunda será realizada caso a resposta seja "Não". Então, em um algoritmo, as ações são um ou mais comandos que serão realizados, alguns caso a avaliação da condição resulte em Verdadeiro, outros caso ela resulta em Falso. Vamos colocar agora a frase do parágrafo anterior em outra forma, mais parecida com o que é um programa de computador: Se "tiver R$10,00 sobrando" então "irei ao cinema" senão "ficarei vendo TV em casa". Veja que grifamos três palavras: Se então senão. Elas são muito importantes na estrutura dos comandos de decisão. Como próximo passo, vamos generalizar a estrutura que criamos acima: Se <condição> então <ações (uma ou mais) a serem realizadas se a condição for verdadeira> senão <ações (uma ou mais) a serem realizadas se a condição for falsa> Para terminar a nossa comparação, devemos lembrar que os comandos do algoritmo são sempre imperativos, e que o computador só lida com quantidades definidas (ou seja, ele não sabe o que é "ter R$10,00 sobrando"). Para aproximar mais nossa frase de um algoritmo, poderemos ter a seguinte forma: Se Dinheiro >= 10 então Ir ao Cinema senão Ver TV em Casa Entendeu a transformação? "Dinheiro" faz o papel de uma variável que contém o que eu tenho sobrando no momento, e se valor é maior ou igual a 10, então "tenho R$10,00 sobrando". Por falar nisso, fique sabendo que a técnica (ou arte) de se transformar perguntas do dia-a-dia em quantidades definidas que possam ser colocadas em um programa é a chave de se fazer algoritmos. Não se preocupe, no entanto: é algo fácil e que pode ser aprendido e desenvolvido. Bom, agora já podemos fazer um programa que ajude nosso amigo... Problema 4.1 - O que faço esta noite? Enunciado Faça um programa que peça ao usuário a quantia em dinheiro que tem sobrando e sugira, caso ele tenha 10 ou mais reais, que vá ao cinema, e se não tiver, fique em casa vendo TV. Var Dinheiro: Real Escreva "Serviço Informatizado de Sugestões" Escreva "Quanto dinheiro você tem sobrando?" Leia Dinheiro Se Dinheiro >= 10 entao 17 Escreva "Vá ao cinema hoje à noite." senao Escreva "Fique em casa vendo TV." fim se Escreva "Obrigado e volte sempre." Em relação ao que vimos até agora, apenas uma novidade: a expressão “fim se” ao final do comando de decisão. Ela delimita o comando, isto é, mostra onde as ações da parte senão do comando terminam. Imagine o comando sem ela; ficaria assim: // Exemplo de um trecho de programa INCORRETO Se Dinheiro >= 10 entao Escreva "Vá ao cinema hoje à noite." senao Escreva "Fique em casa vendo TV." Escreva "Obrigado e volte sempre." Neste caso, o computador não saberia se o comando Escreva "Obrigado e volte sempre." faria ou não parte do comando de decisão (a endentação, ou seja, o fato de algumas linhas estarem mais distantes da margem esquerda que as outras, não quer dizer nada para o computador; fazemos isto para que o algoritmo fique mais fácil de ler). Assim o “fim se” é fundamental, e todas as linguagens de programação têm algo que cumpra esta função (no software Visualg iremos juntar as duas palavras, escrevendo sempre: “fimse”). Quer saber como este algoritmo funciona? Veja a seguir. Como Funciona o Algoritmo do Problema 4.1 Vamos seguir o algoritmo do Problema 4 passo a passo, como se fôssemos o computador. A linha em vermelho indica o comando que está sendo realizado a cada momento. A declaração da variável Dinheiro não é realmente um comando a ser executado, portanto já começaremos como o primeiro comando Escreva. Ele vai colocar o título do programa na tela do computador. Escreva "Serviço Informatizado de Sugestões" Escreva "Quanto dinheiro você tem sobrando?" Leia Dinheiro Se Dinheiro >= 10 entao Escreva "Vá ao cinema hoje à noite." Senao Escreva "Fique em casa vendo TV." Fim se Escreva "Obrigado e volte sempre." Logo depois o segundo comando Escreva vai colocar a outra mensagem na tela (para orientar o usuário). Escreva "Serviço Informatizado de Sugestões" Escreva "Quanto dinheiro você tem sobrando?" Leia Dinheiro Se Dinheiro >= 10 entao Escreva "Vá ao cinema hoje à noite." Senao Escreva "Fique em casa vendo TV." Fim se Escreva "Obrigado e volte sempre." Depois, o comando Leia vai esperar que o usuário forneça um valor e tecle Enter. 18 Escreva "Serviço Informatizado de Sugestões" Escreva "Quanto dinheiro você tem sobrando?" Leia Dinheiro Se Dinheiro >= 10 entao Escreva "Vá ao cinema hoje à noite." Senao Escreva "Fique em casa vendo TV." Fim se Escreva "Obrigado e volte sempre." Vamor supor que o valor digitado seja 20. No comando Se...Então o programa vai testar se o valor armazenado na variável Dinheiro é maior ou igual a 10. Escreva "Serviço Informatizado de Sugestões" Escreva "Quanto dinheiro você tem sobrando?" Leia Dinheiro Se Dinheiro >= 10 entao Escreva "Vá ao cinema hoje à noite." Senao Escreva "Fique em casa vendo TV." Fim se Escreva "Obrigado e volte sempre." Sabemos que o valor da variável Dinheiro é 20. Logo a avaliação da condição Dinheiro >= 10 tem o mesmo resultado que 20 >= 10, isto é, Verdadeiro. Assim, a parte antes do Senão será executada. A mensagem "Vá ao cinema hoje à noite" será colocada na tela do computador Escreva "Serviço Informatizado de Sugestões" Escreva "Quanto dinheiro você tem sobrando?" Leia Dinheiro Se Dinheiro >= 10 entao Escreva "Vá ao cinema hoje à noite." Senao Escreva "Fique em casa vendo TV." Fim se Escreva "Obrigado e volte sempre." Agora o programa pula a parte do Senão, pois ela só seria executada caso o resultado de Dinheiro >= 10 fosse Falso, e se dirige ao primeiro comando após o “Fim se’ (daí a importância desta parte do comando) e imprime a mensagem "Obrigado e volte sempre". Logo depois, o programa termina. Escreva "Serviço Informatizado de Sugestões" Escreva "Quanto dinheiro você tem sobrando?" Leia Dinheiro Se Dinheiro >= 10 entao Escreva "Vá ao cinema hoje à noite." Senao Escreva "Fique em casa vendo TV." Fim se Escreva "Obrigado e volte sempre." Refaça agora o processo, usando os valores 10 e depois 8 para a variável Dinheiro. Veja como o programa se comporta, e que comandos foram executados. Problema 4.2 - Posso Entrar na Boate? Enunciado 19 Faça um programa que peça o ano de nascimento de uma pessoa, e diga, se for maior de idade, que pode entrar na boate, e se não for, não pode. Var AnoNascimento, Idade: Real Escreva "Checagem de Idade da Boate Noites Cariocas" Escreva "Em que ano você nasceu?" Leia AnoNascimento Idade <- 2002 - AnoNascimento Se Idade >= 18 entao Escreva "Você pode entrar na boate." senao Escreva "Infelizmente, você não pode entrar." fim se Neste algoritmo criamos uma variável "rascunho", que chamamos Idade, para conter o resultado do cálculo da idade da pessoa (que é o ano atual menos o ano em que a pessoa nasceu - Nota: este algoritmo foi escrito em Janeiro de 2002). Como você já deve ter notado, ela é dispensável. Veja o algoritmo abaixo. Var AnoNascimento: Real Escreva "Checagem de Idade da Boate Noites Cariocas" Escreva "Em que ano você nasceu?" Leia AnoNascimento Se (2002 - AnoNascimento) >= 18 entao Escreva "Você pode entrar na boate." senao Escreva "Infelizmente, você não pode entrar." fimse A partir de 2003, este algoritmo não vai mais funcionar corretamente. Portanto, vamos melhorá-lo de modo a que possa funcionar em qualquer ano. Var AnoAtual, AnoNascimento: Real Escreva "Checagem de Idade da Boate Noites Cariocas" Escreva "Qual é o ano atual?" Leia AnoAtual Escreva "Em que ano você nasceu?" Leia AnoNascimento Se (AnoAtual - AnoNascimento) >= 18 entao Escreva "Você pode entrar na boate." senao Escreva "Infelizmente, você não pode entrar." fimse Exercício 9 Faça um programa que receba o valor do salário de uma pessoa e o valor de um financiamento pretendido. Caso o financiamento seja menor ou igual a 5 vezes o salário da pessoa, o programa deverá escrever "Financiamento Concedido"; senão, escreverá "Financiamento Negado". Independente de conceder ou não o financiamento, o programa escreverá depois a frase "Obrigado por nos consultar." Exercício 10 Em uma escola, o aluno faz duas provas por período, com as notas variando de 0 a 10. Caso a média aritmética das duas notas seja 5 ou mais, ele passa de ano; senão, ele é reprovado. Faça um programa que receba as duas notas de um aluno e escreva se ele passou ou não de ano. Exercício 11 Dois carros percorreram diferentes distâncias em diferentes tempos. Sabendo que a velocidade média é a razão entre a distância percorrida e o tempo levado para percorrê-la, faça um programa que leias as 20 distâncias que cada carro percorreu e o tempo que cada um levou, e indique o carro que teve maior velocidade média. Exercício 12 Faça um programa que leia o nome e idade de duas pessoas e imprima o nome da pessoa mais nova, e seu ano de nascimento (o programa deve funcionar corretamente para qualquer que seja o ano atual). 4.3- Decisões com maior complexidade Nem sempre as respostas aos testes feitos nos programas são simples como "Sim" "Não", "Falso" ou "Verdadeiro". Quando perguntamos por exemplo se A é igual a B, é claro que a resposta é "Sim"ou "Não"; às vezes, no entanto, estamos interessados em saber a relação entre duas quantidades, isto é, queremos saber por exemplo se A é maior que B, se B é maior que A, ou se os dois valores são iguais. Neste caso, um teste apenas não é suficiente, pois temos três possibilidades e ele vai eliminar apenas uma delas, sendo necessário um outro teste para verificar entre as duas restantes qual a possibilidade correta. Vejamos estes exemplos: Problema 4.3 - Qual o Carro mais Rápido? Enunciado Dois carros percorreram diferentes distâncias em diferentes tempos. Sabendo que a velocidade média é a razão entre a distância percorrida e o tempo levado para percorrê-la, faça um programa que leias as distâncias que cada carro percorreu e o tempo que cada um levou, e indique o carro que teve maior velocidade média. Este problema é a versão final (e correta) do exercício 11. // Distância percorrida, tempo gasto e velocidade media de cada carro Var Distancia1, Distancia2, Tempo1, Tempo2, VelMed1, VelMed2 : Real // Leitura dos dados Escreva "Distância percorrida pelo Carro 1:" Leia Distancia1 Escreva "Tempo gasto pelo Carro 1:" Leia Tempo1 Escreva "Distância percorrida pelo Carro 2:" Leia Distancia2 Escreva "Tempo gasto pelo Carro 2:" Leia Tempo2 // Cálculo e exibição das velocidades médias VelMed1 <- Distancia1 / Tempo1 VelMed2 <- Distancia2 / Tempo2 Escreva "Velocidade média do Carro 1:", VelMed1 Escreva "Velocidade média do Carro 2:", VelMed2 // Resultado (Note que há dois testes) Se VelMed1 > VelMed2 entao Escreva "O Carro 1 teve maior velocidade média." Senao // Eliminamos a primeira possibilidade (de o carro 1 ser mais rápido) // Agora vamos ver entre as duas restantes Se VelMed2 > VelMed1 entao Escreva "O Carro 2 teve maior velocidade média." Senao // Eliminamos também a segunda possibilidade (de o carro 2 ser mais rápido) // Então, só resta a terceira (os dois carros tiveram a mesma velocidade média) 21 Escreva "Os dois carros tiveram a mesma velocidade média." Fimse Fimse Neste problema estamos vendo também como se coloca uma estrutura de teste (se...então...senao...fimse) dentro de outra. A endentação não é obrigatória, mas note como ela facilita o entendimento do algoritmo. Problema 4.4 - Passei de Ano? Enunciado Em uma escola, um aluno passa direto se obtiver média final maior que ou igual a 7. Se a média for inferior a 4, ele está reprovado direto, sem direito a prova final. Em outro caso, ele vai à final, e a nota que ele precisa para passar é o que falta à média final para completar 10. Faça um programa que receba as duas notas parciais, calcule a média final e informe ao aluno sua situação, inclusive informando a ele quanto precisa tirar na final, se este for o seu caso. Este problema é uma variação (um pouco mais complicada...) do exercício 10. Var Nota1, Nota2, Media : Real // Leitura dos dados Escreva "Digite a Nota 1:" Leia Nota1 Escreva "Digite a Nota 2:" Leia Nota2 // Cálculo Media <- (Nota1 + Nota2) /2 // Exibição dos resultados Escreva "Sua média final é :", Media // Vamos eliminar a primeira possibilidade Se Media >= 7 entao Escreva "Aluno aprovado" Senao // Ele pode ter sido reprovado ou ficado em final // Primeiro, eliminamos a possibilidade de ele ter sido reprovado direto Se Media < 4 entao Escreva "Aluno reprovado" Senao // Então, ficou em final... Escreva "Você está na final, e precisa de ", 10 - Media Fimse Fimse 4.4- Comando de Seleção Múltipla É possível definir uma expressão de seleção e fazer a escolha entre a execução de diversas sequências de comandos, baseado em várias opções de valor daquela expressão. Veja no exemplo a seguir: algoritmo "Futebol" var clube: caractere inicio escreva ("Entre com o nome de um clube de futebol: ") leia (clube) escolha clube caso "Flamengo", "Fluminense", "Vasco", "Botafogo" escreva ("É um clube carioca.") caso "Flamengo", "Fluminense", "Vasco", "Botafogo" 22 escreva ("É um clube carioca.") caso "Atlético", "Cruzeiro", "Ipatinga" escreva ("É um clube mineiro.") outrocaso escreva ("É um clube de outro estado.") fimescolha fimalgoritmo Generalizando, a estrutura do comando de seleção múltipla, fica da seguinte forma : escolha <expressão-de-seleção> caso <valor11>, <valor12>, ..., < valor1n> <seqüência-de-comandos-1> caso < valor21>, < valor22>, ..., < valor2n> <seqüência-de-comandos-2> ... outrocaso <seqüência-de-comandos-extra> fimescolha Lição 5 - Trabalhando com Tabelas Uma das aplicações mais comuns em programação é a pesquisa de um valor em uma tabela, quer para saber se um dado está ou não em uma lista de valores, ou para saber em que faixa de uma tabela um valor se enquadra, entre outras. Neste exemplo vamos analisar este segundo caso. Problema 5.1 - Qual o Conceito do Aluno? Enunciado Em uma escola o conceito de um aluno é dado baseado em sua média final, de acordo com a seguinte tabela: Nota de... Até... Conceito 0 3.9 Fraco 4 6.9 Regular 7 8.9 Bom 9 10 Excelente Faça um programa que receba a média final de um aluno e imprima o conceito correspondente. De acordo com o que vimos na resolução dos problemas da lição anterior, um teste apenas ou dois não vão resolver nosso problema. De uma forma geral, se temos n possibilidades, temos que ter n-1 testes para cobrir todas as respostas possíveis. Vamos fazer uma primeira abordagem para resolver este problema, e depois vamos refiná-la. Var Media : Real Escreva "Qual a média do aluno?" Leia Media Se (Media >=0) e (Media<=3.9) entao Escreva "Conceito : Fraco" Senao Se (Media >=4) e (Media<=6.9) entao 23 Escreva "Conceito : Regular" Senao Se (Media >=7) e (Media<=8.9) entao Escreva "Conceito : Bom" Senao Se (Media >=9) e (Media<=10) entao Escreva "Conceito : Excelente" Fimse Fimse Fimse Fimse Refinamento 1: Analisando a tabela, vemos que as notas variam de 0 a 10, o que significa que os testes (Media>=0) e (Media<=10) são desnecessários pois sempre vão resultar em "Verdadeiro", e não colaboram para a resolução do problema. Por outro lado, se uma nota não passa pelo teste (Media>=0) e (Media <=3.9), é claro que ela é maior ou igual a 4, e o teste (Media >=4) também é desnecessário. Do mesmo modo, então, os testes (Media>=7) e (Media>=9) também são dispensáveis nos pontos onde se encontram no algoritmo. Sendo assim, chegamos a uma segunda versão do programa, bem mais simplificada. Var Media : Real Escreva "Qual a média do aluno?" Leia Media Se Media <= 3.9 entao Escreva "Conceito : Fraco" Senao Se Media <= 6.9 entao Escreva "Conceito : Regular" Senao Se Media <= 8.9 entao Escreva "Conceito : Bom" Senao Escreva "Conceito : Excelente" Fimse Fimse Fimse Note que temos 4 possibilidades de conceitos e realizamos 3 testes, eliminando uma possibilidade de cada vez. Note também que não usamos os valores da coluna "Nota de.." para nenhum teste, apenas os valores da coluna "Até...". Mesmo assim, o último valor (10) não foi usado, pois se enquadrou no último senao, isto é, se um aluno não é Fraco, Regular ou Bom só pode ser Excelente. Refinamento 2: Note que a expressão "Conceito :" aparece quatro vezes no algoritmo. Podemos melhorá- lo se guardarmos o conceito do aluno em uma variável para usá-la uma vez só no fim do programa. Var Media : Real Conceito : Caractere Escreva "Qual a média do aluno?" Leia Media Se Media <= 3.9 entao Conceito <- "Fraco" Senao Se Media <= 6.9 entao Conceito <- "Regular" Senao Se Media <= 8.9 entao Conceito <- "Bom" 24 Senao Conceito <- "Excelente" Fimse Fimse Fimse Escreva "Conceito do Aluno : ", Conceito Em um programa simples como este a utilidade desta técnica não fica evidente, mas no próximo problema você poderá ver como ela melhora o entendimento e otimiza o algoritmo. Problema 5.2 - Quanto Ganhará o Vendedor? Enunciado Em uma empresa o salário final de um vendedor é composto de um valor fixo mais um percentual sobre suas vendas, de acordo com a seguinte tabela: Vendas de... Até... Percentual R$ 0,00 R$ 1.500,00 2% R$ 1.500,01 R$ 3.000,00 3% R$ 3.000,01 R$ 6.000,00 5% R$ 6.000,01 Sem Limite 6% Além disso, ele é descontado em R$ 5,00 por cada dia de falta ao serviço. Faça um programa que receba o valor da parte fixa do salário, o total de vendas no período e o número de faltas de um vendedor e imprima o o seu salário final. Var Fixo, Vendas, Faltas, Percentual, Comissao, Desconto, Salario : Real Escreva "Qual o valor fixo?" Leia Fixo Escreva "Qual o total de vendas?" Leia Vendas Escreva "Qual o número de faltas?" Leia Faltas // Primeiro, vamos achar o percentual para o cálculo das comissões Se Vendas <= 1500 entao Percentual <- 2 Senao Se Vendas <= 3000 entao Percentual <- 3 Senao Se Vendas <= 6000 entao Percentual <- 5 Senao Percentual <- 6 Fimse Fimse Fimse // Agora calculamos o valor da comissão variável (observe a divisão por 100 - é o percentual...) Comissao <- Vendas * Percentual / 100 // Então calculamos o desconto por faltas (R$5,00 por falta) 25 Desconto <- Faltas * 5 // E descobrimos o salario final... Salario <- Fixo + Comissao - Desconto Escreva "O salário final do vendedor é :", Salario Refinamento: Vamos eliminar todas as variáveis "desnecessárias" e escrever um algoritmo mais "enxuto". Note que sempre que fazemos isso, o programa se torna mais difícil de analisar, principalmente para um principiante; portanto se não conseguir entender o que foi feito não se preocupe, pois a solução acima está 100% correta. Quando estiver mais confiante volte aqui e analise esta outra solução. Por outro lado, lembre-se que na maioria dos casos a legibilidade é uma característica tão importante dos programas quanto a eficiência ou economia de memória. Var Fixo, Vendas, Faltas, Percentual : Real Escreva "Qual o valor fixo?" Leia Fixo Escreva "Qual o total de vendas?" Leia Vendas Escreva "Qual o número de faltas?" Leia Faltas // Primeiro, vamos achar o percentual para o cálculo das comissões Se Vendas <= 1500 entao Percentual <- 2 Senao Se Vendas <= 3000 entao Percentual <- 3 Senao Se Vendas <= 6000 entao Percentual <- 5 Senao Percentual <- 6 Fimse Fimse Fimse Escreva "O salário final do vendedor é :", Fixo + (Vendas * Percentual / 100) - (Faltas * 5) Exercício 13 Faça um programa que calcule o imposto de renda a ser descontado de um funcionário de acordo com a seguinte tabela: Salário de... Até... Percentual R$ 0,00 R$ 1.000,00 0% R$ 1.000,01 R$ 2.500,00 15% R$ 2.500,01 R$ 5.000,00 25% R$ 5.000,01 Sem Limite 27% O programa deverá receber o valor do salário, calcular o imposto devido e imprimir: 1 - o salário bruto; 2 - o percentual encontrado para o desconto; 3 - o valor do imposto e ser descontado e 4 - o salário líquido (o valor efetivamente recebido). Exercício 14 26 Usando a mesma tabela do exercício anterior, faça um programa que calcule o salário de um funcionário baseado em seu salário-dia. O programa receberá o salário-dia e o número de dias que o funcionário faltou ao serviço (considera-se o mês completo como tendo 30 dias). O funcionário tem direito ainda a um adicional de 6% de produtividade sobre o salário bruto (depois do desconto das faltas). O valor do imposto será calculado sobre o salário + adicional. Lição 6 - Estruturas de Repetição Veremos três estruturas de repetição usuais nas linguagens de programação: o laço contado para...ate...faca (similar ao for...to...do do Pascal), e os laços condicionados enquanto...faca (similar ao while...do) e repita...ate (similar ao repeat...until). A sintaxe destes comandos é explicada a seguir. 6.1- Para ... faça ( laço contado ) Esta estrutura repete uma seqüência de comandos um determinado número de vezes. para <variável> de <valor-inicial> ate <valor-limite> [passo <incremento>] faca <seqüência-de-comandos> fimpara <variável > É a variável contadora que controla o número de repetições do laço; deve ser necessariamente uma variável do tipo inteiro, como todas as expressões deste comando. <valor-inicial> É uma expressão que especifica o valor de inicialização da variável contadora antes da primeira repetição do laço. <valor-limite > É uma expressão que especifica o valor máximo que a variável contadora pode alcançar. <incremento > É opcional. Quando presente, precedida pela palavra passo, é uma expressão que especifica o incremento que será acrescentado à variável contadora em cada repetição do laço. Quando esta opção não é utilizada, o valor padrão de <incremento> é 1. Vale a pena ter em conta que também é possível especificar valores negativos para <incremento>. Por outro lado, se a avaliação da expressão <incremento > resultar em valor nulo, a execução do algoritmo será interrompida, com a impressão de uma mensagem de erro. fimpara Indica o fim da seqüência de comandos a serem repetidos. Cada vez que o programa chega neste ponto, é acrescentado à variável contadora o valor de <incremento >, e comparado a <valor-limite >. Se for menor ou igual (ou maior ou igual, quando <incremento > for negativo), a seqüência de comandos será executada mais uma vez; caso contrário, a execução prosseguirá a partir do primeiro comando que esteja após o fimpara. <valor-inicial >, <valor-limite > e <incremento > são avaliados uma única vez antes da execução da primeira repetição, e não se alteram durante a execução do laço, mesmo que variáveis eventualmente presentes nessas expressões tenham seus valores alterados. No exemplo a seguir, os números de 1 a 10 são exibidos em ordem crescente. algoritmo "Números de 1 a 10" var j: inteiro inicio para j de 1 ate 10 faca escreva (j:3) 27 fimpara fimalgoritmo Importante: Se, logo no início da primeira repetição, <valor-inicial > for maior que <valor- limite > (ou menor, quando <incremento> for negativo), o laço não será executado nenhuma vez. O exemplo a seguir não imprime nada. algoritmo "Numeros de 10 a 1 (não funciona)" var j: inteiro inicio para j de 10 ate 1 faca escreva (j:3) fimpara fimalgoritmo Este outro exemplo, no entanto, funcionará por causa do passo -1: algoritmo "Numeros de 10 a 1 (este funciona)" var j: inteiro inicio para j de 10 ate 1 passo -1 faca escreva (j:3) fimpara fimalgoritmo 6.2- Enquanto ... faça ( laço condicionado 1 ) Esta estrutura repete uma seqüência de comandos enquanto uma determinada condição (especificada através de uma expressão lógica) for satisfeita. enquanto <expressão-lógica> faca <seqüência-de-comandos> fimenquanto <expressão-lógica> Esta expressão que é avaliada antes de cada repetição do laço. Quando seu resultado for VERDADEIRO, <seqüência-de-comandos> é executada. fimenquanto Indica o fim da <seqüência-de-comandos> que será repetida. Cada vez que a execução atinge este ponto, volta-se ao início do laço para que <expressão-lógica> seja avaliada novamente. Se o resultado desta avaliação for VERDADEIRO, a <seqüência-de-comandos> será executada mais uma vez; caso contrário, a execução prosseguirá a partir do primeiro comando após fimenquanto. O mesmo exemplo anterior pode ser resolvido com esta estrutura de repetição: algoritmo "Números de 1 a 10 (com enquanto...faca)" var j: inteiro inicio j <- 1 enquanto j <= 10 faca escreva (j:3) j <- j + 1 fimenquanto fimalgoritmo 28 Importante: Como o laço enquanto...faca testa sua condição de parada antes de executar sua seqüência de comandos, esta seqüência poderá ser executada zero ou mais vezes. 6.3- Repita ... até ( laço condicionado 2 ) Esta estrutrura repete uma seqüência de comandos até que uma determinada condição (especificada através de uma expressão lógica) seja satisfeita. repita <seqüência-de-comandos> ate <expressão-lógica> repita Indica o início do laço. ate <expressão- lógica> Indica o fim da <seqüência-de-comandos> a serem repetidos. Cada vez que o programa chega neste ponto, <expressão-lógica> é avaliada: se seu resultado for FALSO, os comandos presentes entre esta linha e a linha repita são executados; caso contrário, a execução prosseguirá a partir do primeiro comando após esta linha. Considerando ainda o mesmo exemplo: algoritmo "Números de 1 a 10 (com repita)" var j: inteiro inicio j <- 1 repita escreva (j:3) j <- j + 1 ate j > 10 fimalgoritmo Importante: Como o laço repita...ate testa sua condição de parada depois de executar sua seqüência de comandos, esta seqüência poderá ser executada uma ou mais vezes. 6.4- Comando Interrompa As três estruturas de repetição acima permitem o uso do comando interrompa, que causa uma saída imediata do laço. Embora esta técnica esteja de certa forma em desacordo com os princípios da programação estruturada, o comando interrompa foi incluído no VisuAlg por ser encontrado na literatura de introdução à programação e mesmo em linguagens como o Object Pascal (Delphi/Kylix), Clipper, VB, etc. Seu uso é exemplificado a seguir: algoritmo "Números de 1 a 10 (com interrompa)" var x: inteiro inicio x <- 0 repita x <- x + 1 escreva (x:3) se x = 10 entao interrompa fimse ate falso fimalgoritmo 29 O VisuAlg permite ainda uma forma alternativa do comando repita...ate, com a seguinte sintaxe: algoritmo "Números de 1 a 10 (com interrompa) II" var x: inteiro inicio x <- 0 repita x <- x + 1 escreva (x:3) se x = 10 entao interrompa fimse fimrepita fimalgoritmo Com esta sintaxe alternativa, o uso do interrompa é obrigatório, pois é a única maneira de se sair do laço repita...fimrepita; caso contrário, este laço seria executado indeterminadamente. Lição 7 - SubAlgoritmos Subalgoritmo ou Subprograma é um bloco de instruções que auxilia o programa principal através da realização de uma determinada tarefa específica ( ou subtarefa). Também costuma receber os nomes de sub-rotina, método ou módulo. Os subalgoritmos são chamados dentro do corpo do programa principal como se fossem comandos. Após seu término, a execução continua a partir do ponto onde foi chamado. É importante compreender que a chamada de um subprograma simplesmente gera um desvio provisório no fluxo de execução. Há um caso particular de subprograma que recebe o nome de função. Uma função, além de executar uma determinada tarefa, retorna um valor para quem a chamou, que é o resultado da sua execução. Por este motivo, a chamada de uma função aparece no corpo do programa principal como uma expressão, e não como um comando. Cada subprograma, além de ter acesso às variáveis do programa que o chamou (são as variáveis globais), pode ter suas próprias variáveis (são as variáveis locais), que existem apenas durante sua chamada. Ao se chamar um subprograma, também é possível passar-lhe determinadas informações que recebem o nome de parâmetros (são valores que, na linha de chamada, ficam entre os parênteses e que estão separados por vírgulas). A quantidade dos parâmetros, sua seqüência e respectivos tipos não podem mudar: devem estar de acordo com o que foi especificado na sua correspondente declaração. Para se criar subprogramas, é preciso descrevê-los após a declaração das variáveis e antes do corpo do programa principal. O VisuAlg possibilita declaração e chamada de subprogramas nos moldes da linguagem Pascal, ou seja, subprogrmas dos tipos procedimentos e funções com passagem de parâmetros por valor ou referência. Isso será explicado a seguir. 7.1- Procedimentos Em VisuAlg, procedimento é um subprograma que não retorna nenhum valor (corresponde ao procedure do Pascal). Sua declaração, que deve estar entre o final da declaração de variáveis e a linha inicio do programa principal, segue a sintaxe abaixo: procedimento <nome-de-procedimento> [(<seqüência-de-declarações-de- parâmetros>)] // Seção de Declarações Internas inicio // Seção de Comandos fimprocedimento 30 O <nome-de-procedimento> obedece as mesmas regras de nomenclatura das variáveis. Por outro lado, a <seqüência-de-declarações-de-parâmetros> é uma seqüência de [var] <seqüência-de-parâmetros>: <tipo-de-dado> separadas por ponto e vírgula. A presença (opcional) da palavra-chave var indica passagem de parâmetros por referência; caso contrário, a passagem será por valor. Por sua vez, <seqüência-de-parâmetros> é uma seqüência de nomes de parâmetros (também obedecem a mesma regra de nomenclatura de variáveis) separados por vírgulas. De modo análogo ao programa principal, a seção de declaração internas começa com a palavra-chave var, e continua com a seguinte sintaxe: <lista-de-variáveis> : <tipo-de-dado> Nos próximos exemplos, através de um subprograma soma, será calculada a soma entre os valores 4 e –9 (ou seja, será obtido o resultado 13) que o programa principal imprimirá em seguida. No primeiro caso, um procedimento sem parâmetros utiliza uma variável local aux para armazenar provisoriamente o resultado deste cálculo (evidentemente, esta variável é desnecessária, mas está aí apenas para ilustrar o exemplo), antes de atribuí-lo à variável global res: procedimento soma var aux: inteiro inicio // n, m e res são variáveis globais aux <- n + m res <- aux fimprocedimento No programa principal deve haver os seguintes comandos: n <- 4 m <- -9 soma escreva(res) A mesma tarefa poderia ser executada através de um procedimento com parâmetros, como descrito abaixo: procedimento soma (x,y: inteiro) inicio // res é variável global res <- x + y fimprocedimento No programa principal deve haver os seguintes comandos: n <- 4 m <- -9 soma(n,m) escreva(res) A passagem de parâmetros do exemplo acima chama-se passagem por valor. Neste caso, o subprograma simplesmente recebe um valor que utiliza durante sua execução. Durante essa execução, os parâmetros passados por valor são análogos às suas variáveis locais, mas com uma única diferença: receberam um valor inicial no momento em que o subprograma foi chamado. 7.2- Funções 31 Em VisuAlg, função é um subprograma que retorna um valor (corresponde ao function do Pascal). De modo análogo aos procedimentos, sua declaração deve estar entre o final da declaração de variáveis e a linha inicio do programa principal, e segue a sintaxe abaixo: funcao <nome-de-função> [(<seqüência-de-declarações-de-parâmetros>)]: <tipo-de- dado> // Seção de Declarações Internas inicio // Seção de Comandos fimfuncao O <nome-de-função> obedece as mesmas regras de nomenclatura das variáveis. Por outro lado, a <seqüência-de-declarações-de-parâmetros> é uma seqüência de [var] <seqüência-de-parâmetros>: <tipo-de-dado> separadas por ponto e vírgula. A presença (opcional) da palavra-chave var indica passagem de parâmetros por referência; caso contrário, a passagem será por valor. Por sua vez, <seqüência-de-parâmetros> é uma seqüência de nomes de parâmetros (também obedecem a mesma regra de nomenclatura de variáveis) separados por vírgulas. O valor retornado pela função será do tipo especificado na sua declaração (logo após os dois pontos). Em alguma parte da função (de modo geral, no seu final), este valor deve ser retornado através do comando retorne. De modo análogo ao programa principal, a seção de declaração internas começa com a palavra-chave var, e continua com a seguinte sintaxe: <lista-de-variáveis> : <tipo-de-dado> Voltando ao exemplo anterior, no qual calculamos e imprimimos a soma entre os valores 4 e –9, vamos mostrar como isso poderia ser feito através de uma função sem parâmetros. Ela também utiliza uma variável local aux para armazenar provisoriamente o resultado deste cálculo, antes de atribuí-lo à variável global res: funcao soma: inteiro var aux: inteiro inicio // n, m e res são variáveis globais aux <- n + m retorne aux fimfuncao No programa principal deve haver os seguintes comandos: n <- 4 m <- -9 res <- soma escreva(res) Se realizássemos essa mesma tarefa com uma função com parâmetros passados por valor, poderia ser do seguinte modo: funcao soma (x,y: inteiro): inteiro inicio retorne x + y fimfuncao 32 No programa principal deve haver os seguintes comandos: n <- 4 m <- -9 res <- soma(n,m) escreva(res) 7.3- Passagem de Parâmetros por Referência Há ainda uma outra forma de passagem de parâmetros para subprogramas: é a passagem por referência. Neste caso, o subprograma não recebe apenas um valor, mas sim o endereço de uma variável global. Portanto, qualquer modificação que for realizada no conteúdo deste parâmetro afetará também a variável global que está associada a ele. Durante a execução do subprograma, os parâmetros passados por referência são análogos às variáveis globais. No VisuAlg, de forma análoga a Pascal, essa passagem é feita através da palavra var na declaração do parâmetro. Voltando ao exemplo da soma, o procedimento abaixo realiza a mesma tarefa utilizando passagem de parâmetros por referência: procedimento soma (x,y: inteiro; var result: inteiro) inicio result <- x + y fimprocedimento No programa principal deve haver os seguintes comandos: n <- 4 m <- -9 soma(n,m,res) escreva(res) 7.4- Recursão e Aninhamento Existe a possibilidade de que um subprograma possa chamar a si mesmo. A função do exemplo abaixo calcula recursivamente o fatorial do número inteiro que recebe como parâmetro: funcao fatorial (v: inteiro): inteiro inicio se v <= 2 entao retorne v senao retorne v * fatorial(v-1) fimse fimfuncao Em Pascal, é permitido o aninhamento de subprogramas, isto é, cada subprograma também pode ter seus próprios subprogramas. No entanto, esta característica dificulta a elaboração dos compiladores e, na prática, não é muito importante. Por este motivo, ela não é permitida na maioria das linguagens de programação (como C, por exemplo), e o VisuAlg não a implementa. _______________________