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Capítulo 2 - Programação Básica em C

Neste capítulo veremos os aspectos básicos dos programas em C, tais como a sua estrutura, a declaração de variáveis, os tipos de dados e os operadores. Assume-se o conhecimento de uma linguagem de programação de alto nível como o Pascal.

Tópicos

• A estrutura de um programa em C
• Variáveis
  • Definição de variáveis globais
  • Entrada e saída do valor de variáveis
• Operações aritméticas
• Operadores de comparação
• Operadores lógicos
• Precedências
• Exercícios

A estrutura de um programa em C

A estrutura genérica de um programa em C é a que se apresenta a seguir, podendo alguns dos elementos não existir:

• Comandos do pré-processador
• Definições de tipos
• Protótipos de funções - declaração dos tipos de retorno e dos tipos dos parâmetros das funções
• Variáveis globais
• Funções

Deverá existir sempre uma função main().

As funções têm a seguinte estrutura:

tipo nome_da_funcao(parâmetros)
{
  variáveis locais

  instruções em C
}

Assim, o programa:

void main(void)
{
  printf("Eu gosto do C\n");
}

contém apenas uma função (a função main(), que é obrigatória), que não retorna nada (void) e que não tem parâmetros (outra vez void). Como instrução da função temos apenas a chamada a printf(), uma função da biblioteca standard que escreve no écran. Neste caso escreve uma cadeia de caracteres (string). A combinação \n no fim da string indica uma mudança de linha (o carácter new line ou line feed). Notar que no final de cada instrução existe sempre um terminador - ;

Se a chamada a printf() fosse: printf(".\n.1\n..2\n...3\n"); o que apareceria escrito no écran seria:

.
.1
..2
...3

Variáveis

O C tem pré-definidos os seguintes tipos de dados simples:

Geralmente nos sistemas UNIX os tipos int e long int são equivalentes (inteiros de 32 bits). No entanto noutros sistemas é possível que o tipo int seja equivalente a um short int (inteiro de 16 bits). É necessário consultar a documentação do compilador para o sistema em questão.
O C não tem um tipo booleano pré-definido, no entanto, poderá usar-se um char (ou melhor um unsigned char) ou um int para o efeito.
O prefixo unsigned pode também ser usado com os tipos int e long int.

Para declarar variáveis em C, de um dado tipo, usa-se a seguinte regra:

tipo_das_variáveis lista_de_variáveis ;

Por exemplo:

int i, j, k;
float x, y, z;
char ch;

Definição de variáveis globais

As variáveis globais, visíveis em todas as funções de um programa, declaram-se fora e antes de todas as funções (só são visíveis a partir do local da daclaração). Por exemplo:

short number, sum;
int bignumber, bigsum;
char letter;

void main(void)
{

}

É também possível inicializar as variáveis globais no momento da declaração. Usa-se para isso o operador de atribuição = (equivalente ao := do Pascal). Por exemplo:

float sum = 0.0;
int bigsum = 0;
char ch = 'A';

void main(void)
{

}

Poderíamos ter feito a mesma coisa de outra forma (mas mais ineficiente):

float sum;
int bigsum;
char ch;

void main(void)
{
     sum = 0.0;
     bigsum = 0;
     ch = 'A';
}

O C também permite múltiplas atribuições (colocar o mesmo valor em várias variáveis ao mesmo tempo):

a = b = c = d = 3;

O C tem uma palavra chave que permite a definição de novos tipos - typedef. Esses novos tipos declaram-se utilizando a regra:

typedef tipo_já_definido novo_tipo;

Um exemplo muito sismples:

typedef float real;
typedef char letter;

real sum = 0.0;       /* o mesmo que float */
letter ch = 'A';      /* o mesmo que char */

Entrada e saída do valor de variáveis

As funções da biblioteca standard printf() e scanf() permitem escrever no écran e ler do teclado, respectivamente, o valor de variáveis. Estas funções têm como primeiro parâmetro uma string especificando o formato e a ordem das variáveis a escrever ou a ler. Seguem-se como parâmetros as próprias variáveis pela ordem especificada. Na string de formatação indica-se o local e o tipo de um valor de variável através do carácter % seguido de uma letra indicadora do tipo. Alguns dos tipos suportados são:

• %c - char
• %d - int's
• %f - float's

Um exemplo:     printf("Os valores das três variáveis são: %c, %d, %f\n", ch, i, x);

Notas: As strings em C definem-se entre aspas ". . .", os caracteres simples aparecem entre plicas '.'; o texto normal da string de formatação aparece tal e qual no écran, os valores das variáveis aparecem nos locais indicados pelo carácter %; seguem-se as próprias variáveis que deverão aparecer pela mesma ordem e com os tipos indicados na string de formatação.

Um possível resultado da chamada anterior seria:     Os valores das três variáveis são: A, 41, 0.0

A função scanf() lê valores do teclado para variáveis. A sua estrutura é semelhante a printf(). Por exemplo:     scanf("%c%d%f", &ch, &i, &x);

Notas: Na lista de variáveis é obrigatório usar o operador & antes de cada variável; veremos mais tarde porquê.

Operações aritméticas

O C suporta as quatro operações aritméticas standard nas suas expressões que são representadas pelos símbolos habituais (+, -, *, /). Além destas operações aritméticas são suportadas outras.

A atribuição é representada no C pelo operador =. (No C a atribuição é considerada uma operação aritmética). Exemplos:   i = 4;   ch = 'y';

Outros operadores aritméticos são os operadores de incremento e decremento, representados respectivamente por ++ e --.  Em geral geram código mais eficiente do que a soma ou subtracção de 1 unidade.  Assim a atribuição    x = x + 1;   pode ser substituída simplesmente por   x++;   Os operadores ++ e -- podem ser pósfixos (colocam-se após a variável a incrementar ou decrementar) ou podem ser préfixos (colocando-se antes da variável a incrementar ou decrementar. Quando o operador é pósfixo a expressão x++ tem como valor o conteúdo de x antes deste ser incrementado, enquanto que com o operador préfixo a expressão ++x representa já o valor de x depois de incrementado (em ambos os casos x é incrementado, o que muda é o valor que a combinação x++ ou ++x representa como conjunto). Vejamos o exemplo:

int x, y, w;

void main(void)
{
  x = ((++z) - (w--)) % 100;
}

Este programa seria equivalente a:

int x, y, w;

void main(void)
{
  z = z + 1;
  x = (z - w) % 100;
  w = w - 1;
}

Um outro operador aritmético do C é o operador módulo - %. Este operador é equivalente ao operador mod do Pascal e tem como resultado o resto da divisão inteira. Só pode ser utilizado com valores inteiros. (Ver os exemplos anteriores).

O operador de divisão /, pode ser usado com inteiros e reais. No entando, se ambos os operandos forem inteiros o resultado é a divisão inteira. Assim a atribuição   x = 3 / 2;   coloca em x o valor 1, mesmo que x seja float ou double. Se quisermos colocar em x o resultado correcto da divisão real (se x for float ou double) deveremos escrever   x = 3.0 / 2;   ou   x = 3 / 2.0;   ou melhor ainda   x = 3.0 / 2.0;   (sem conversões de um inteiro para real).

O C suporta também alguns modos expeditos de escrever atribuições. É comum termos de escrever nos programas expressões como   i = i + 3;   ou   x = x * (y + 2);   Expressões deste tipo podem ser abreviadas para qualquer coisa como   variável op= expressão;   e que é equivalente a   variável = variável op (expressão);   Assim podemos reescrever as duas expressões anteriores como   i += 3;   e   x *= y + 2;   Note-se que esta última expressão vale sempre   x = x * (y + 2);   e nunca   x = x * y + 2;

Operadores de comparação

O operador de teste de igualdade no C é ==. Note-se que é muito fácil trocar o teste de igualdade pelo operador de atribuição (só um =), o que conduz invariavelmente a erros dificeis de detectar. A seguinte instrução condicional está sintacticamente correcta:   if (i = j) ...   ,no entanto o que faz é copiar o valor de j para i e tem como resultado o valor de j, que é interpretado como TRUE se for diferente de 0 e FALSE no caso contrário. O que se pretendia era comparar i com j com resultado TRUE se fossem iguais...

O operador de teste de desigualdade é em C !=. Os outros quatro operadores de comparação são iguais ao Pascal: <, <=, > e >=.

Operadores lógicos

Os operadores lógicos servem para combinar resultados de comparações e são geralmente utilizados nas instruções condicionais. Os três operadores lógicos do C são:

• not - !
• and - &&
• or - ||

Existem também os operadores & e |, com outro significado. Não confundir.

Precedências

Todos os operadores do C têm um nível de precedência. Os operadores de nível mais elevado são avaliados antes dos operadores de nível bais baixo. Por exemplo, a expressão    a + b * c    é avaliada como    a + (b * c)    porque o operador * tem maior precedência do que o operador +. Os operadores do mesmo nível de precedência são geralmente avaliados da esquerda para a direita (há excepções). Assim    a - b - c    é avaliado como    (a - b) - c    e não pela ordem inversa.

Na tabela seguinte podem ver-se todos os operadores do C pela ordem decrescente do nível de prioridade, e também a sua associatividade.

Assim a expressão    a < 41 && 7 * b < c    é avaliada como    (a < 41) && ((7 * b) < c).
Da mesma forma a expressão    a = b = fahr / celsius + limit    é avaliada como   a = (b = ((fahr / celsius) + limit)).

Exercícios

Desenvolver programas que façam o seguinte:

1. Leia n (um inteiro positivo) e de seguida n valores. Escreva como resultado a sua soma, média e a soma dos quadrados.

2. Leia 10 valores e escreva o mínimo e o máximo.

3. Leia um valor real, representando graus Celsius e escreva o seu equivalente em Fahrenheit na seguinte forma:
               100.0 graus Celsius equivalem a 212.0 graus Fahrenheit

4. Leia um valor real representando o raio de um círculo e escreva a sua área, na forma:
               A área de um círculo de raio ... vale ...
   No caso do utilizador fornecer um valor negativo deverá escrever:
              Erro: O raio deve ser > 0.

5. Dado um valor representando um número de segundos convertê-los para horas, minutos e segundos na forma:
              7322 segundos são 2 horas 2 minutos e 2 segundos

6. Ler uma hora e uma duração (números inteiros), na forma horas-minutos (ou seja o valor 1230 representa 12 h 30 m) e produzir a soma no mesmo formato:
              Hora inicial: 1415
              Duração:     50
              Hora final:   1505
   Cuidado com casos como o seguinte:
              Hora inicial: 2300
              Duração:     200
              Hora final:   100

2006