Aula 14 - Modularização - Parte 1

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Heleno Pontes Bezerra Neto -

helenopontes@lccv.ufal.br

Modularização – Parte 1

INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO

- EPET006 -

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QUAL A MELHOR FORMA DE TRATAR UM PROBLEMA COMPLEXO?

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PODEMOS DECOMPÔ-LO EM VÁRIOS SUBPROBLEMAS!

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VANTAGENS DA DECOMPOSIÇÃO:

. Dividir a complexidade do problema original, simplificando a sua resolução;

. Direcionar a atenção a problemas menores de cada vez, permitindo uma melhor compreensão do todo.

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VANTAGENS DA DECOMPOSIÇÃO:

. Dividir a complexidade do problema original, simplificando a sua resolução;

. Direcionar a atenção a problemas menores de cada vez, permitindo uma melhor compreensão do todo.

A rotina sugerida para modularização de programas é a seguinte: . Dividir o problema em suas partes principais;

. Analisar a divisão;

. Se alguma parte ainda estiver complexa, decompô-la também; . Analisar o resultado, garantindo entendimento e coerência.

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6. MODULARIZAÇÃO

Conceito

Exemplo: Gerenciamento Salarial a) Dados  Nome  Ano Base  Salário/mês  Salário/ano (incluíndo o 13o₎ b) Pede-se

 Cálculo salário/dia (20 dias/mês)  Cálculo salário/hora (8 horas/dia)

 Novo salário com aumento baseado no índice da inflação  Classificação em classes sociais (A, B, C, D e E)

c) Saída (Resultados)  Nome  Salário/dia  Salário/hora  Novo salário  Classe Social

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

 Cálculo salário/dia (20 dias/mês)

 Cálculo salário/hora (8 horas/dia)

 Novo salário com aumento baseado no índice da inflação

 Classificação em classes sociais (A, B, C, D e E) c) Saída (Resultados)  Nome  Salário/dia  Salário/hora  Novo salário  Classe Social Problema Cálculos Entrada Saída Sal./Mês

Sal./Dia Novo Sal. Classe Social

Problema

Cálculos

Entrada Saída

Sal./Mês

Para representar a decomposição do problema no algoritmo utilizam-se MÓDULOS (SCRIPTS).

Construir um módulo significa construir um algoritmo em instâncias menores.

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

Problema

Cálculos

Entrada Saída

Sal./Mês

Problema

Cálculos

Entrada Saída

Sal./Mês

O problema do exemplo 01 terá 3 módulos: Exemplo: Gerenciamento Salarial

a) Dados  Nome  Ano Base  Salário/mês  Salário/ano (incluíndo o 13o₎ b) Pede-se

 Classificação em classes sociais (A, B, C, D e E) c) Saída (Resultados)  Nome  Salário/dia  Salário/hora  Novo salário  Classe Social

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

O problema do exemplo 01 terá 3 módulos:

Módulo 1  Entrada dos dados

Módulo 2  a) Cálculo do Novo Sal.; b) Sal./Dia

c) Sal./Mês

d) Classe Social

Módulo 3  saída dos dados

 Classificação em classes sociais (A, B, C, D e E) c) Saída (Resultados)  Nome  Salário/dia  Salário/hora  Novo salário  Classe Social

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

Existe, então, a necessidade de “conectar” os vários scripts do programa, de forma que eles se comuniquem.

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

Isso pode ser feito no módulo principal do programa.

O programa seria algo do tipo: O fluxo de execução do programa seria: _{Linha 1 – comentário}

Linha 2 – chama (executa) o script entrada Executa todos os comandos desse script Linha 3 – chama (executa) o script calculos

Executa todos os comandos desse script Linha 4 – chama (executa) o script imprime

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

PARA FACILITAR A TROCA E EVITAR USO INDEVIDO DE INFORMAÇÃO ENTRE OS MÓDULOS, EM VEZ DE TRABALHAR A CONEXÃO DE SCRIPTS, INTRODUZ-SE O USO DE FUNÇÕES.

COM ISSO, OS MÓDULOS DEIXAM DE SER SIMPLES SCRIPTS, PARA SER FUNÇÕES.

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

SCRIPT

x FUNÇÃO

Entrada de dados convencional (script) do ex. 01

func.nome = input(‘Nome: ’, ‘s’); func.ano = input(‘Ano: ’);

func.sal_mes = input(‘Salario Mensal: ’); func.sal_ano = input(‘Salario Anual: ’);

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

SCRIPT

x FUNÇÃO

Entrada de dados usando função do ex. 01 function f = entrada

f.nome = input(‘Nome: ’, ‘s’);

f.ano = input(‘Ano: ’);

f.sal_mes = input(‘Salario Mensal: ’); f.sal_ano = input(‘Salario Anual: ’);

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

Entrada de dados usando função do ex. 01 function f = entrada

f.nome = input(‘Nome: ’, ‘s’); f.ano = input(‘Ano: ’);

f.sal_mes = input(‘Salario Mensal: ’); f.sal_ano = input(‘Salario Anual: ’);

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

Alguns detalhes que devem ser observados no MATLAB: • Uma função é identificada pela palavra-chave function;

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

• Todas funções têm um nome associado. Neste exemplo, o nome é entrada; • Cada função deve ser armazenada em um arquivo .m separado (um arquivo para cada função);

• O nome do arquivo deve ser igual ao nome da função armazenada nele. No exemplo acima, o arquivo deve se chamar entrada.m;

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

• Todas funções têm um nome associado. Neste exemplo, o nome é entrada; • Cada função deve ser armazenada em um arquivo .m separado (um arquivo para cada função);

• O nome do arquivo deve ser igual ao nome da função armazenada nele. No exemplo acima, o arquivo deve se chamar entrada.m;

• A variável f, que é um registro, só é válida dentro da função entrada. Dizemos que ela é uma variável local. Ou seja, todas as variáveis criadas dentro de uma função só podem ser usadas na própria função. Elas não existem fora deste contexto.

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6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

Até agora, já usamos diversas funções pré-definidas pelo próprio MATLAB...

plot disp input sqrt mod log sen cos . . .

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Módulos (Funções)

Sintaxe no MATLAB

6. MODULARIZAÇÃO

function [lista de variáveis de saída] = nome (lista de variáveis de entrada)

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Módulos (Funções)

Sintaxe no MATLAB

valores de retorno (opcionais)

argumentos(opcionais)

palavra-chave (obrigatória)

nome da função (obrigatório)

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...instruções para inicialização de variáveis ...instruções de execução

...

Módulos (Funções)

Sintaxe no MATLAB

valores de retorno (opcionais)

argumentos(opcionais)

palavra-chave (obrigatória)

nome da função (obrigatório)

6. MODULARIZAÇÃO

Argumentos são as variáveis de entrada que as

funções vão receber. É por meio delas que as funções

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Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

Exemplo 52 – Implemente uma função para calcular e fornecer a área de um triângulo. Essa função recebe como argumentos a base e a altura do triângulo correspondente.

% arquivo ‘areatri.m’

function a = areatri( b, h ) a = 0.5 * b * h;

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%arquivo imprime.m

function imprime disp(c);

6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

Programas modularizados e uso de Variáveis Locais

Ex: Criar um programa para operar o produto de dois números

%arquivo produto.m

function produto a=3;

b=2; c=a*b;

% modulo principal, arquivo teste.m

produto; imprime;

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function imprime disp(c);

6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

function produto a=3;

b=2; c=a*b;

produto; imprime;

Erro!!! A variável “c” não existe em imprime, ela está restrita à função

produto, ou seja, é variável local da função produto.

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function imprime(c) disp(c);

6. MODULARIZAÇÃO

Módulos (Funções)

function c=produto a=3;

b=2; c=a*b;

c=produto; imprime(c);

A solução para este tipo de problema, que garante a correta

comunicação entre as funções, está no uso de:

. argumentos de uma função

. valores de retorno de uma função

A variável “c” foi retornada pela função produto, recebida pelo módulo principal, depois fornecida para a função imprime

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Módulos (Funções)

Fazer um programa, usando funções, para ler, calcular e imprimir o

produto de dois números.

a, b e c são variáveis locais da função produto

6. MODULARIZAÇÃO

% arquivo ‘produto.m’ functionproduto(a,b) c = a*b; disp(c);

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Módulos (Funções)

Fazer um programa, usando funções, para ler, calcular e imprimir o

produto de dois números.

nessa chamada da função produto,a assume o valor 3 e b assume o valor 5

as variáveis x e y são válidas apenas dentro do módulo principal teste

obs1: Uma função pode ser chamada indefinidas vezes!

obs2: O número de argumentos de uma função deve ser compatível entre a sua definição e a sua execução.

6. MODULARIZAÇÃO

% arquivo ‘produto.m’

functionproduto(a,b) c = a*b;

disp(c);

% arquivo principal: ‘teste.m’ produto(3,5);

produto(2,3); x = input(‘X: ‘); y = input(‘Y: ‘); produto(x,y);

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Módulos (Funções)

É desejável que exista uma função específica para imprimir o valor do

produto:

imprime não conhece a

variável c

O uso de valores de retorno resolve o problema!

6. MODULARIZAÇÃO

% arquivo ‘produto.m’ functionproduto(a,b) c = a*b; disp(c); % arquivo ‘imprime.m’ functionimprime (c) disp(c);

% arquivo principal: ‘teste.m’ a = input(‘Numero: ‘);

b = input(‘Numero: ‘); produto(a,b);

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Valores de retorno são as variáveis de saída que as

funções vão disponibilizar para outras aplicações.

Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

% arquivo ‘produto.m’ functionc=produto(a,b) c = a*b; % arquivo ‘imprime.m’

functionimprime (a,b,c) disp(a);

disp(b); disp(c);

% arquivo principal: ‘teste.m’ x = input(‘Numero: ‘); y = input(‘Numero: ‘); z=produto(x,y); imprime(x,y,z);

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Valores de retorno são as variáveis de saída que as

funções vão disponibilizar para outras aplicações.

Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

% arquivo principal: ‘teste.m’ x = input(‘Numero: ‘);

y = input(‘Numero: ‘); z=produto(x,y);

imprime(x,y,z);

a, b e c são variáveis locais da função imprime

essas variáveis podem conter valores

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Valores de retorno são as variáveis de saída que as

funções vão disponibilizar para outras aplicações.

Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

% arquivo principal: ‘teste.m’ x = input(‘Numero: ‘);

y = input(‘Numero: ‘); z=produto(x,y);

imprime(x,y,z);

a, b e c são variáveis locais da função imprime

essas variáveis podem conter valores

diferentes em ambas as funçoes

x, y e z são variáveis locais do módulo principal teste z armazena uma cópia do valor

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Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

Exercício 53 – Implemente uma função para calcular a área de um triângulo. Essa função recebe como argumentos a base e a altura do triângulo correspondente. Escreva o módulo principal.

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Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

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Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

% modulo principal ‘teste.m’ a1 = areatri(3,4);

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Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

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% arquivo ‘entrada.m’ function [a,b] = entrada

a = input( ‘Entre com a base: ‘); b = input( ‘Entre com a altura: ‘);

Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

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Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

function a = areatri( x, y ) a = 0.5 * x * y;

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Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

% arquivo ‘areatri.m’ function a = areatri( x, y ) a = 0.5 * x * y; % arquivo ‘saida.m’ function saida( b, h, ar ) disp( ‘Base: ‘); disp( b ); disp( ‘Altura: ‘); disp( h ); disp( ‘Area: ‘); disp( ar );

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Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

% modulo principal – arquivo ‘teste.m’ [b,h] = entrada; ar = areatri( b, h ); saida(b, h, ar); % arquivo ‘saida.m’ function saida( b, h, ar ) disp( ‘Base: ‘); disp( b ); disp( ‘Altura: ‘); disp( h ); disp( ‘Area: ‘); disp( ar );

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Módulos (Funções)

6. MODULARIZAÇÃO

% modulo principal – arquivo ‘teste.m’ [b,h] = entrada; ar = areatri( b, h ); saida(b, h, ar); % arquivo ‘saida.m’ function saida( b, h, ar ) disp( ‘Base: ‘); disp( b ); disp( ‘Altura: ‘); disp( h ); disp( ‘Area: ‘); disp( ar );

Exercício 53 modificado: Criando funcoes para entrada e saida de dados

Perceber que os nomes das

variaveis nao precisam ser os

mesmos

nas

diferentes

funcoes.

Basta que elas estejam

corretamente

posicionadas

como argumentos e valores

de retorno

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Exercício 54: Fazer um programa que leia 3 números e armazene-os em um vetor. Calcular um novo vetor gerado pelos fatoriais desses números. Imprimir ambos os vetores.

Fazer com um único script e com um programa modularizado