AULA de Introdução a Lógica de Programação - Comandos de Decisão
Objetivos
Após a aula o aluno deverá:
- Compreender condições e tomada de decisão durante a execução dos algoritmos;
- Compreender e utilizar os principais operadores relacionais e lógicos;
- Identificar claramente dados de entrada e saída do algoritmo;
- Elaborar algoritmos simples usando fluxogramas e pseudocódigo com comandos de decisão e com aninhamento de comandos.
OBS: Toda a notação e semântica de operadores usada é baseada na Linguagem C para facilitar o estudo da Linguagem nas próximas aulas.
Expressões com operadores relacionais
Na aula anterior estudamos como construir expressões usando operadores aritméticos e o operador de atribuição. Vamos continuar este tópico aumentando o poder das expressões através dos operadores relacionais e lógicos.
Os operadores relacionais permitem realizar comparações entre dois operandos. Os operadores são os seguintes:
Operador | Significado |
---|---|
> | maior que |
>= | maior ou igual que |
< | menor que |
<= | menor ou igual que |
== | igual a (se o operando a esquerda é igual ao da direita) |
!= ou ainda <> | diferente de (se o operando a esquerda é diferente do da direita) |
LEMBRETE: Os operadores mostrados são da linguagem C. Conferir os equivalentes na literatura.
Note que com operadores relacionais e lógicos podemos construir expressões tais como indicado no exemplo abaixo:
Exemplo
O algoritmo abaixo lê dois número inteiros para dentro das variáveis A e B e atribue à variável X o resultado da comparação do primeiro com o segundo. Observe que a variável X é do tipo booleano.
ALGORITMO exemplo
VARIÁVEIS:
A: inteiro
B: inteiro
X: booleana
INÍCIO
LER A
LER B
X = A>B
MOSTRAR "A condição A>B é ", X
FIM
EXERCÍCIO
Fazer um fluxograma para o algoritmo acima.
Expressões com Operadores Lógicos
É possível construir expressões ainda mais completas usando os operadores lógicos, apresentados abaixo:
Operador | Significado |
---|---|
&& | AND (E) |
|| | OR (OU) |
! | NOT (NÃO) |
Uma expressão lógica tem como resultado da sua avaliação um valor VERDADEIRO (1 no caso do C) ou FALSO (0). Para manter a coerência com a linguagem C qualquer expressão que resultar em 0 será considerada FALSA e se resultar em algo diferente de 0 será considerada verdadeira.
Exemplo
Considere uma variação do exercício anterior onde se compara 3 números inteiros: o primeiro com o segundo e o primeiro com o terceiro.
ALGORITMO exemplo
VARIÁVEIS:
A: inteiro
B: inteiro
C: inteiro
X: booleana
INÍCIO
LER A
LER B
LER C
X = (A>B) E (A < C)
MOSTRAR "A expressão A>B E A<C é ", X
FIM
EXERCÍCIO
Para cada uma das expressões abaixo determine se a expressão é verdadeira ou falsa.
Expressão | A | B | C | D | Valor |
---|---|---|---|---|---|
(A>B) E (C>D) | 10 | 8 | 20 | 15 | |
(A>B) E (C>D) | 10 | 12 | 15 | 15 | |
(A<=B) OU (C>10) | 5 | 5 | 3 | 5 | |
(A<=B) OU ((C==D) E (D<A)) | 3 | 10 | 4 | 4 | |
(A==B) OU (C==D) | 3 | 1 | 4 | 4 | |
((A==B) E (B<30)) OU (C>=D) | 5 | 5 | 10 | 5 |
Controle do Fluxo de Execução: Estruturas de Decisão
Estruturas de Decisão
Você deve ter observado que, no fluxograma, instruções simples (retângulo) possuem uma entrada e uma saída indicando que o fluxo de saída está claramente determinado.
Em algumas situações é necessário realizar algum teste sobre uma expressão e neste caso a execução é condicional. Esta expressão NORMALMENTE vai se utilizar de OPERADORES LÓGICOS e RELACIONAIS. O teste da expressão pode resultar em VERDADEIRO e neste caso uma sequência de ações é realizada. Se o resultado for FALSO, uma outra sequência é realizada.
Seja o problema:
Exemplo: Problema do Controle de Acesso
PROBLEMA: Controlar o acesso a uma porta usando uma senha pré-configurada no sistema.
DADO DE ENTRADA: SENHA (variável alfanumérica)
DADO DE SAÌDA: porta aberta (simulado com msg "PORTA ABERTA") ou mensagem de "SENHA NAO CONFERE"
VARIÁVEIS: SENHA (tipo alfanumérica)
Algoritmo usando Fluxograma
Algoritmo usando Pseudo-código
ALGORITMO ControleAcesso
VARIÁVEIS
SENHA: alfanumérica
INICIO
APRESENTAR "Entre com a SENHA"
LER SENHA
SE SENHA=="alfa" ENTÃO
"Abrir a porta"
SENÃO
"Senha não confere"
FIMSE
IR PARA INICIO
FIM
NOTA: Considera-se tempo de execução ZERO das instruções. Na prática, uma instrução pode levar nano, micro ou milisegundos.
EXERCÍCIO
Suponha que existe um sensor de porta aberta. Considere que este sensor é representado por uma VARIÁVEL BOOLEANA chamada SENSOR_PORTA e que é automaticamente setada para TRUE se a porta estiver fechada ou FALSE, caso contrário. O sistema de entrada de senha somente aceita abrir a porta se ela estiver fechada. Modifique o algoritmo acima, usando um fluxograma para prever esta situação.
Outros Exemplos
Exemplo 1 - Um Fluxograma para uma Calculadora
PROBLEMA: Entrar com dois números e na sequência uma operação aritmética. O resultado da operação sobre os dois números deve ser mostrado.
DADOS DE ENTRADA: OPERANDO1(real), OPERANDO2 (real) e OPERADOR (caracter)
DADOS DE SAÍDA: RESULTADO (real)
Atenção: para fins de simplificação não são mostradas mensagens para as entradas de dados.
EXERCÍCIO
Modificar o fluxograma acima para evitar a DIVISÃO por ZERO.
Exemplo 2 - Um Fluxograma para Cálculo de Juros Simples OU Composto ao MÊS
Elaborar um fluxograma para calcular o capital acumulado em um dado período de meses, considerando JUROS SIMPLES ou COMPOSTOS mensais. O algoritmo deve testar esta condição.
DADOS DE ENTADA: CapitalInicial (real), Modo ('s' - simples ou 'c' - composto), Juro, e Periodo (inteiro) em meses
DADOS DE SAÍDA: CapitalAcumulado
NOTA: Ver Juros Simples X Composto aqui.
EXERCÍCIO 1
O fluxograma acima NÃO testa a condição 's'. Modificá-lo para prever esta situação. Fornecer mensagem de erro e encerrar em caso de não ser nenhuma das condições.
EXERCÍCIO 2
Modifique o exercício para atender a seguinte situação. Um banco tem um fundo que proporciona juros simples (Fundo A) a uma taxa definida a cada mês e outro a juros composto (FUNDO B) que também permite a aplicação a JUROS COMPOSTO com uma taxa igual a metade do FUNDO A. Faça um algoritmo que permite entrar com o CAPITAL INICIAL, A TAXA DE JURO mensal do FUNDO A e o período desejado. O algoritmo deve calcular o CAPITAL ACUMULADO para os dois fundos e compará-los informando qual o melhor fundo para o período em questão e qual a diferença entre os capitais acumulados.
Aninhamento de estruturas de decisão
Note que é possível aninhar estruturas de decisão. Seja o exemplo que lê três lados de um possível triângulo e imprime se NÂO é um triângulo, ou, caso seja, imprime se é EQUILÁTERO, ISÓSCELES ou ESCALENO.
ALGORITMO triangulo
VARIAVEIS
lado1,lado2,lado3: real
INICIO
Ler lado1
Ler lado2
Ler lado3
SE lado1>(lado2+lado3) OU lado2>(lado1+lado3) OU lado3>(lado1+lado2) ENTÃO
MOSTRAR "não é triângulo"
SENÃO
SE lado1==lado2 E lado1==lado3 ENTÃO
MOSTRAR "equilatero"
SENAO
SE lado1==lado2 OU lado1==lado3 OU lado2==lado3 ENTÃO
MOSTRAR "isósceles"
SENÃO
MOSTRAR "escaleno"
FIMSE
FIMSE
FIMSE
FIM
EXERCÍCIO
Construir um fluxograma para o algoritmo acima.
Algumas considerações adicionais sobre a elaboração do Fluxograma/Pseudocódigo
- Se coloque no lugar do "computador". Ele deve ler o algoritmo, instrução após instrução e executar;
- Fique atento aos momentos de entrada de dados e a ordem no uso das variáveis;
- Use nomes significativos para as variáveis. Tenha consciência que as variáveis e constantes são manipuladas pelos algoritmos;
- Uma variável é uma caixa de armazenamento (memória). Se colocar algo lá, tudo estava armazenado nela é perdido;
- Estude o problema a ser resolvido. Identifique variáveis e constantes a serem usadas. Observe qual tipo de variável vai usar...
- Mudança na ordem de instruções pode acarretar em problemas...
- A qualquer momento pode ser realizada a entrada e a saída de dados. Analise o problema para verificar quando será necessário...
Exercícios
- Elaborar um fluxograma para o problema de controle de acesso prevendo um procedimento para modificar a senha de acesso do USUÁRIO. Neste caso a senha deverá ser armazenada em uma variável.Para tanto, assuma a existência de uma senha de administrador fixa (por exemplo, "ADMIN"). Se a senha do administrador for fornecida, mostrar uma mensagem de ENTRE COM A NOVA SENHA (do USUÁRIO).
- Inserir a noção de UserID. Para abrir a porta o usuário entra com o UserId e com a senha. De fábrica o UserId é "alfa" e a senha "alfa". O UserId do admin é "admin" e a senha "beta". O administrador pode abrir a porta ou mudar a senha do UserId. Para tanto uma pergunta adicional deve ser feita. Solução com problema.
- Inserir a noção de bloqueio do usuário. Se o usuário comum tentar 3 vezes e errar ele é bloqueado. A mudança da senha deve desbloquear o usuário. Erro na solução: Caixa de entrada para bloqueio.
- Implementar em pseudocódigo um algoritmo que realiza a leitura de dois números reais e imprime uma mensagem dizendo que a média entre estes dois números é maior que 5.
-
Implementar um algoritmo em pseudocódigo para receber os 3 coeficientes de uma equação do segundo grau e então calcular as raízes indicando as três condições possíveis. ATENÇÃO: prever a não execução da divisão por zero. Quantas variáveis são necessárias para resolver o problema? Tente fazer uma solução com o menor número possível de variáveis.
Solução - Exercicio 05 ALGORITMO EQUACAO a, b, c, delta, x1, x2 : real INICIO Ler a Ler b Ler c SE a = 0 MOSTRAR “O ‘a’ não pode ser igual a zero” SENÃO delta = (b*b) - 4*a*c SE delta >= 0 ENTÃO x1 = (-b+delta)/(2*a) MOSTRAR "x1" x2 = (-b-delta)/(2*a) MOSTRAR x2 SENÃO SE delta < 0 ENTÃO MOSTRAR "O delta não pode ser menor que zero" FIMSE FIMSE FIMSE FIM
- Implementar um algoritmo através de um fluxograma que recebe cinco números reais. O algoritmo deve mostrar a média e a quantidade de números (dentre estes cinco números) que estão acima da média. Identifique (através de comentários ao lado do fluxograma) quem são os DADOS DE ENTRADA e DE SAÍDA. Qual o número de variáveis que estão sendo usadas no algoritmo? Quantas constantes?
- Considere o exercício anterior. Tente conceber uma versão do algoritmo que usa o menor número de variáveis possível.
- Implementar um algoritmo através de um pseudocódigo, que recebe as três cores de um resistor e informa em ohms o valor do mesmo. Identifique as entradas, saídas, constantes e variáveis envolvidas.
- Implementar um algoritmo através de um fluxograma que recebe 3 números inteiros e imprime os números em ordem decrescente.