PIT-AULA-15-FUNCOES-E-REVISAO

Funções em C

e breve revisão

Aula 15

Prof. Fábio Miranda Site das aulas: https://sites.google.com/site/fabionmiranda Email/orkut: fabionmiranda@gmail.com

•Gestor, Consultor e Educador em TI há mais de 15 anos • Bacharel em Ciência da Computação •Pós-graduado em Gestão em Tecnologias da Informação

Pós-Graduado em Gestão Educacional

•Mestrando em Ciência da Computação pela UFMG •Professor aprovado PUC, COTEMIG, FAMINAS, PITÁGORAS, POLIMIG,

• Nos programas anteriores, os valores das

variáveis eram estabelecidos em operações de atribuição. Mas agora, qual é o valor de C?

• Uma outra forma de atribuir valores a variáveis é a

leitura de dados. Em C, usa-se a função scanf. • Assim como printf, a função scanf pode ter vários

parâmetros, sendo o primeiro uma string.

• No caso da função scanf, esta string deve conter apenas tags, separadas por espaços em branco. • Os demais parâmetros da função scanf devem ser

endereços de variáveis.

• O que acontece quando o computador executa uma instrução de leitura de dados? Exemplo:

• A execução do programa é interrompida. O

computador espera que o usuário digite algum valor e pressione a tecla Enter.

• Após pressionar Enter, o computador retoma a

execução do programa e armazena o(s) valor(es) digitado(s) no(s) endereço(s) fornecido(s) na

scanf(“%f”,&C);

• O que difere a leitura de dados da operação de atribuição?

– Na operação de atribuição, o valor a ser atribuído é definido antes da execução do programa, enquanto

numa operação de leitura de dados, o valor atribuído é definido durante a execução.

• Em programação, diz-se que coisas são estáticas

quando ocorrem antes do programa executar e

dinâmicas, quando ocorrem durante a execução.

C = 32;

scanf(“%f”,&C)

Valor de C é estabelecido estaticamente. Valor de C é estabelecido dinamicamente.

Leitura de dados

• Na leitura de dados, o valor digitado pelo usuário deve ser do mesmo tipo que a variável.

• Com a leitura de dados, a execução de um programa pode ser realizada para valores diferentes das variáveis.

• Porém, se o valor da variável é estabelecido de forma estática, para cada valor da variável, é necessário compilar o programa novamente.

• Dadas as idades (tipo int) e os pesos (tipo float) de duas pessoas, exibir quem é a pessoa mais velha e a sua idade e quem é a pessoa mais leve e o seu peso.

• Todo comando if requer uma condição que pode ser verdadeira ou falsa.

• Caso a condição seja verdadeira, o comando if

executa um conjunto de instruções, podendo

deixar de executar um outro conjunto alternativo. • Quando existe um conjunto de instruções a ser

executado, caso o valor da condição seja falso, utiliza-se o comando if-else.

• Exemplo:

• Um conjunto de instruções começa com o símbolo

{ e termina com o símbolo }. Caso, o conjunto contenha apenas uma instrução, as chaves são opcionais. if (delta >=0) { x1 = (-b + sqrt(delta))/(2*a); x2 = (-b – sqrt(delta))/(2*a); } else {

printf(“Sem raízes reais.”); }

• Qualquer instrução pode fazer parte de um

conjunto de instruções, inclusive um comando if

ou um comando if-else. if (delta >=0) { x1 = (-b + sqrt(delta))/(2*a); if (delta == 0) x2 = x1; else x2 = (-b – sqrt(delta))/(2*a); } else {

printf(“Sem raízes reais.”); }

Comando

if-else

• Programas mais complexos são mais difíceis de ler e compreender.

• Uma forma de melhorar a legibilidade do programa é usar recuos.

• Os recuos devem ser usados sempre após o

símbolo {, sendo as instruções recuadas à direita. • O símbolo } deve estar alinhado ao abre-chaves

correspondente.

• Exemplo:

• De quem é o else acima?

– O compilador sempre associa um else ao “if anterior mais próximo que ainda não possui um else.”

• Como associar o else à instrução if (nota >= 9)?

if (nota >= 9)

if (nota_anterior < nota)

printf(“Você está melhorando.”); else

printf(“Sem estudo é difícil ser aprovado.”);

• Exemplo:

• Neste caso, as chaves, em vez de opcionais, serão obrigatórias, pois apenas os recuos não resolvem.

if (nota >= 9) {

if (nota_anterior < nota)

printf(“Você está melhorando.”); }

else

printf(“Sem estudo é difícil ser aprovado.”);

Funções?

• Funções também são chamados de:

– Subrotinas

– Subprogramas

– Leitura obrigatória: Capítulo 15 – Livro

“Algoritmos e Fundamentos e Praticas” do Everton Coimbra

– Fazer exercicios teóricos da pág. 375 – Trabalhem em equipe!!!!!

• Dadas as idades (tipo int) e os

pesos (tipo float) de duas pessoas, exibir quem é a pessoa mais

velha e a sua

idade e quem é a pessoa mais leve e o seu peso,

usando funções.

Problema 8

Lembrar que, quando se executa um programa, executa-se a função main.

• Observe como o programa principal tornou-se mais conciso e modularizado devido ao uso de

funções.

• Observe a função maiorValor:

int maiorValor(int idade1, int idade2) { if (idade1 > idade2) return idade1; else return idade2; }

Esta função funciona apenas para idades?

Esta função poderá ser usada sempre que for necessário

determinar o maior de dois valores inteiros.

Utilização de funções

• Assim, podemos reescrever a função maiorValor

como:

onde x e y representam valores inteiros genéricos.

• Atenção!

Os nomes dos parâmetros na definição da função não

precisam ser iguais aos nomes dos parâmetros durante o int maiorValor(int x, int y)

{ if (x > y) return x; else return y; }

Utilização de funções

• Como assim? Veja o exemplo abaixo:

• x e y: parâmetros de definição (ou formais)

• a

int a, b, maior;

maior = maiorValor(a,b);

int maiorValor(int x, int y) { if (x > y) return x; else return y; } 4 12 a b 4 12 x y No momento da chamada de maiorValor, cópias de a e b são feitas em x e y.

Utilização de funções

• Dado o valor da variável N, determine a soma dos números inteiros de 1 a N.

• Deseja-se calcular o valor de: 1 + 2 + 3 + ... + N.

• Observação: não sabemos, a priori, quantos termos serão somados, pois o valor de N é estabelecido dinamicamente.

• Para se calcular esta soma, o programa p09.c

utiliza o comando while.

– O comando while permite que um conjunto de

instruções seja executado tantas vezes quantas forem necessárias, enquanto uma condição for verdadeira.

• Quando um programa executa um conjunto de

instruções repetidas vezes, diz-se que o programa está realizando um processamento iterativo.

• Cada execução do conjunto de instruções

denomina-se uma iteração. Exemplo de uso do comando while: s = 0; i = 1; while (i <= 3) { s = s + i; i++; Instante s i (i <= 3) inicial 0 1 V 1ª Iteração 0 + 1 = 1 1 + 1 = 2 V 2ª Iteração 1 + 2 = 3 2 + 1 = 3 V

Comando

while

• A execução do programa p09.c sempre irá

terminar, pois i será maior do que N em algum momento.

• Porém, pode a execução de um programa com processamento iterativo não terminar? Observe:

s = 0; i = 0; while (i < 3) { i--; s = s + i; }

Este laço ou loop

nunca irá terminar!

(Erro de lógica) s = 0; i = 0; while (i > -3) { i--; s = s + i; } Maneira correta

Comando

while

• Atenção!

Em alguns casos, o loop infinito pode ser

desejável. Exemplo: um programa que monitora um reator nuclear deve estar sempre em

execução.

• Neste caso, pode-se escrever:

while (1) {

... }

• Outra forma de repetir um conjunto de instruções é com o comando do-while.

• Veja que no comando while, a condição é testada antes da execução das instruções, ao contrário do comando do-while. O que acontece para N=0?

s = 0; i = 1; do { s = s + i; i++; } while (i <= N); Comando do-while s = 0; i = 1; while (i <= N) { s = s + i; i++; } Comando while

Comando

do-while

• Suponha que soma (+) e subtração (-) são as únicas operações disponíveis em C. Dados dois números inteiros positivos A e B, determine o quociente e o resto da divisão de A por B.

Problema 10

A B

Algoritmos estruturados

• Para resolver o problema 10, precisamos de um

algoritmo:

Seqüência finita de instruções que, ao ser executada, chega a uma solução de um problema.

• Para escrever este algoritmo, podemos usar a seguinte idéia:

1. Representar os números A e B por retângulos de larguras proporcionais aos seus valores;

• Pode-se escrever este algoritmo como:

1. Sejam A e B os valores dados; 2. Atribuir o valor 0 ao quociente (q); 3. Enquanto B couber em A:

{

4. Somar 1 ao valor de q; 5. Subtrair B do valor de A; }

6. Atribuir o valor final de A ao resto (r).

• É conveniente representar algoritmos por meio de

fluxogramas (diagrama de blocos).

• Em um fluxograma, as operações possíveis são representadas por meio de figuras:

Figura Usada para representar

Início ou fim. Atribuição. Condição.

Leitura de dados.

Apresentação de resultados.

Conexão entre partes do algoritmo.

Fluxograma

• Exemplo: o algoritmo para o Problema 10 pode ser representado pelo seguinte fluxograma.

Atenção: observe que um algoritmo não inclui detalhes, tais como declaração de

variáveis, mensagens a serem exibidas, etc. Início A, B q = 0 B <= A r = A q, r q = q + 1 A = A - B Sim Não

Fluxograma

• Um algoritmo tem sempre um único bloco início e deve conter, pelo menos, um bloco fim. A

execução de um algoritmo deve ser feita seguindo-se as setas.

• Em geral, a construção de um algoritmo é uma tarefa mais difícil do que codificar o algoritmo em uma linguagem de programação.

• Porém, a construção de algoritmos pode se beneficiar de técnicas, como a Programação Estruturada.

• Na Programação Estruturada, os programas são construídos usando-se apenas três estruturas:

seqüência, seleção e repetição.

• Cada estrutura tem apenas um único ponto de entrada e um único ponto de saída (círculos).

...

Seqüência Seleção (duas formas)

V F

V F

Repetição (duas formas)

V F

F

V

Programação Estruturada

• Atenção!

– Nestas estruturas, os retângulos são utilizados para indicar qualquer ação, incluindo leitura de dados ou exibição de resultados.

• Construir programas estruturados corresponde a combinar estas estruturas de duas maneiras:

– Regra do empilhamento: o ponto de saída de uma estrutura pode ser conectado ao ponto de entrada de outra estrutura.

– Regra do aninhamento: um retângulo de uma estrutura pode ser substituído por uma outra estrutura qualquer.

• Estas regras podem ser aplicadas quantas vezes forem necessárias e em qualquer ordem.

• Na construção de fluxogramas, pode-se substituir o primeiro ponto de entrada e os últimos pontos de saída por ovais (início e fim).

• Os demais pontos de entrada e saída podem ser removidos.

• Exemplo: aplicação da regra de empilhamento.

• Exemplo: algoritmo do Problema 10.

Empilhamento Simplificação Fluxograma

Início Fim Aninhamento e Simplificação V F V F Início

Programação Estruturada

• Escreva um programa que permita ao usuário escolher dentre as seguintes opções:

– Exibir o conteúdo da pasta; – Modificar a hora do sistema; – Modificar a data do sistema;

– Terminar a execução do programa.

• O programa p12.c mostra diversas possibilidades de uso da função system:

Parâmetro Usado para

CLS Limpar a tela de execução.

DIR Exibir o conteúdo da pasta em uso.

TIME Exibir e permitir modificar a hora atual do sistema. DATE Exibir e permitir modificar a data atual do sistema. PAUSE Interromper a execução do programa.

• Os parâmetros possíveis para a função system

dependem do sistema operacional sob o qual os programas serão executados.

• Para o ambiente Dev-C++, os programas são executados sob o sistema operacional DOS. • Assim, os parâmetros “CLS”, “DIR”, “TIME”,

“DATE”, “PAUSE”, correspodem a comandos do

sistema DOS.

• O programa p12.c apresenta diversos comandos

if-else interrelacionados.

• Exemplo: imagine uma função que recebe como parâmetro um inteiro representando o número de um mês e retorna o número de dias deste mês (considere que fevereiro tem sempre 28 dias).

• Uma outra forma de escrever esta função, mas ainda com comandos if-else interrelacionados é:

• A demanda por comandos if-else interrelacionados

é muito comum em programação.

• Assim, a linguagem C disponibiliza um comando especial para tais situações: switch. A sintaxe

deste comando é a seguinte:

switch (expressão) { case constante-1: comandos-1; case constante-2: comandos-2; ... default: comandos-n;

Comando

switch

• Com o comando switch, a função dias_do_mes

pode ser reescrita como:

• Este comando permite que, de acordo com o valor de uma expressão, seja executado um ou mais

comandos dentre uma série de alternativas. • O caso cuja constante for igual ao valor da

expressão será selecionado para execução.

• Atenção!

– Os comandos associados a este caso e todos os

comandos seguintes serão executados em sequência até o final do comando switch.

– Para evitar a execução de todos os comandos seguintes, usa-se o comando break.

• Como assim?

Para mes = 2:

• Com o uso de break: dias = 28;

Comando

switch

Para mes = 2:

• Sem o uso de break: dias = 28;

dias = 30; dias = 0;

• Em alguns programas, durante um processamento iterativo, pode ser necessário:

– Encerrar o processamento iterativo independentemente do valor da condição do laço;

– Executar apenas parcialmente uma iteração, ou seja, executar somente algumas das instruções do laço da repetição.

• Para encerrar um processamento iterativo,

independentemente do valor da condição do laço, deve-se usar o comando break.

• Exemplo: dados os valores N (int) e A (float), determine a partir de qual termo o valor de:

é maior do que A. Suponha N = 10 e A = 2. N s ... 1 3 1 2 1 1     Instante Valor de s 10 _{termo 1.000000} 20 _{termo 1.500000} 30 _{termo 1.833333}

40 _{termo 2.083333} A partir do quarto termo s > A.

• Um programa para resolver este problema pode ser escrito como:

• Neste caso, a condição do laço controla apenas o número de termos do somatório.

• O laço pode ser encerrado quando s > A, usando-se o comando break.

• Para executar somente algumas das instruções do

laço, mas sem encerrar a repetição: comando continue. • Exemplo: ler a idade e o peso de N pessoas e

determinar a soma dos pesos das pessoas com mais de 30 anos.

Comandos

break

e

continue

O comando continue faz com que a instrução

s = s + peso não seja executada quando idade <= 30.

Ou seja, ele volta a execução para o início do laço.

• Resultado da execução:

• Peso total = 35 + 40 + 48 + 60 + 85 = 193

• Um lojista atribui o preço de venda dos itens de sua loja com um número racional (uma fração de inteiros).

• Este comerciante precisa de uma calculadora capaz de realizar as operações de soma, subtração,

multiplicação e divisão de frações, a qual exibe o

resultado como uma fração na forma mais simplificada possível. Desenvolva um programa que implemente esta calculadora.

Análise do programa

Declaração de variáveis aqui?

• Nos programas anteriores, a função principal (main) aparecia sempre como a última função

declarada. Por quê?

• A Linguagem C exige que todos os identificadores

(nomes de variáveis e de funções) sejam

declarados antes de serem usados.

• Assim, sendo a última função declarada, a função

main pode chamar (ou usar) qualquer outra função do programa, pois as outras funções já teriam sido declaradas antes.

• Quando uma função é chamada, o compilador C verifica na declaração da função se o número e os tipos dos parâmetros estão sendo respeitados.

• Mas, e se a função principal (main) for declarada em primeiro lugar? Neste caso, o compilador C ainda

não “conhece” as declarações das demais funções. • Assim, como fazer para que main possa chamar

outras funções do programa? Como o compilador verificará a compatibilidade de tipos?

• A solução é usar protótipos de funções. Abaixo, são listados os protótipos das funções usadas pela

função main, no programa p20.c:

• O protótipo de uma função corresponde apenas ao

cabeçalho da função, seguido de ponto-e-vírgula.

...

• Observe que o programa p20.c inclui também a

função mdc e que não existe um protótipo para esta função. Por quê?

• Porque mdc é chamada apenas pela função

simplificar_fracao e a definição da função mdc

...

• Observe a declaração das variáveis a, b, c e d.

• Diferentemente do que vínhamos aprendendo, elas aparecem fora da definição de qualquer função

usada pelo programa. Qual é a repercussão disso?

...

• Na Linguagem C, as variáveis podem ser

declaradas em diversas partes de um programa. • A região dentro do programa onde o nome de uma

variável é visível (ou tem significado) é conhecida como escopo da variável.

• A Linguagem C define três categorias de escopo: – Bloco;

– Parâmetro de função; – Arquivo.

• Bloco é uma região do programa delimitada por chaves { e }.

• O exemplo comum de bloco é o corpo de uma função. Por exemplo:

Escopo de bloco

Normalmente, as variáveis são

declaradas no início do bloco.

• Uma variável com escopo de bloco é denominada

variável local ao bloco.

• Uma variável local tem visibilidade apenas dentro do bloco em que foi declarada.

• Mas, mesmo dentro do bloco, a variável local pode não ser visível, caso exista um bloco mais interno que declara uma outra variável de mesmo nome.

• Declarar variáveis no início do bloco não é

obrigatório, desde que a regra “definir antes e usar depois” seja atendida.

r pode ser usada dentro

r só pode ser usada dentro do while.

• Atenção! Para identificar uma variável, o compilador C leva em conta não apenas o nome da variável,

mas também seu escopo. Veja:

O que esta função irá exibir? O valor interno e 1 O valor externo e 100 Variáveis diferentes!

• O escopo de parâmetro de função existe na declaração de protótipos ou no cabeçalho de definição de funções.

• Variáveis declaradas em um protótipo de função têm significado apenas dentro do próprio protótipo. • Assim, no protótipo de uma função pode-se

declarar apenas os tipos dos parâmetros:

• Variáveis declaradas como parâmetros no cabeçalho de uma função são consideradas

variáveis locais à função.

Variáveis locais à função simplifica

• Variáveis declaradas fora de qualquer função do programa têm escopo de arquivo.

• Uma variável com escopo de arquivo tem

significado no restante do programa, a partir da linha em que foi declarada.

• Por isso, uma variável com escopo de arquivo é denominada variável global.

• Por exemplo, no programa p20.c, a declaração das variáveis a, b, c e d aparece no início do programa e, portanto, tais variáveis podem ser usadas em todas as funções.

...

• Atenção! A declaração de variáveis globais pode ser feita em qualquer parte do programa.

Não! A variável i só tem

• Para resolvermos este problema, basta declararmos a variável i antes da função func:

Em func: a[0] = 1

• Uma variável global também pode perder visibilidade em algumas funções, caso haja declaração de variável local de mesmo nome.

Variáveis distintas

Em func: a[2] = 3

• O uso de variáveis globais torna mais difícil a análise e compreensão do programa.

• Por quê?

Para se corrigir um erro de lógica relacionado com uma determinada variável global, é necessário

analisar todo o programa ou todo o escopo da variável global (que pode ser muito grande). • Conclusão: deve-se evitar o uso de variáveis

globais! As funções devem modificar apenas suas variáveis locais e as variáveis passadas como

parâmetros.

• Toda função define um processamento a ser realizado.

• Este processamento depende dos valores dos parâmetros da função.

• Assim, para usar uma função, um programa precisa fornecer a ela os parâmetros adequados. Exemplo:

– Para calcular o seno de 30º, escrevemos: sin(pi/6);

– Para calcular o valor absoluto de a-b, escrevemos: abs(a-b);

– Para calcular o mdc de 12 e 8, escrevemos: mdc(12,8);

• O mecanismo de informar os valores a serem

processados pela função chama-se passagem de parâmetros.

• A Linguagem C define duas categorias de passagem de parâmetros: passagem por valor e passagem por endereço (ou passagem por referência).

• Normalmente, a passagem de parâmetros a uma função é por valor.

• Mas, como os parâmetros de uma função são variáveis locais, alguns aspectos devem ser

• Considere o exemplo abaixo:

• O que este programa irá exibir?

Valores recebidos ... 1, 2 e 3 Valores alterados ... 2, 3 e 4 Valores finais ... 1, 2 e 3

Passagem por valor

• Observe que os valores das variáveis a, b e c não foram modificados na função alterar. Por quê?

• O tipo de passagem de parâmetros utilizado é por valor. Ou seja, são feitas apenas cópias dos valores das variáveis a, b, e c nas variáveis x, y e z.

1 2 a b

Escopo: função main

1 2 x

y z

Escopo: função alterar

2 3 4 x++ y++ z++ Apenas os conteúdos de x, y e z são alterados.