PRG1-2013-2-Engenharia Programação 1 - Engenharia

PRG1 - PROGRAMAÇÃO I

DADOS DA DISCIPLINA

CARGA HORÁRIA

TOTAL: 72 HORAS (4 HORAS/SEMANA)

TEÓRICA: 36 HORAS

LABORATÓRIO: 36 HORAS

DIAS COM AULA: 36 (18 semanas)

EMENTA

Introdução a lógica de programação e algoritmos. Constantes, variáveis e tipos de dados. Operadores aritméticos, relacionais e lógicos. Concepção de fluxograma e pseudocódigo. Estruturas de decisão e estruturas de repetição. Introdução a linguagem de programação c. Vetores de caracteres e multidimensionais. Ponteiros e aritmética de ponteiros. Funções: chamada por valor e por referência. Chamada recursiva de funções. Tipos de dados compostos. Operação com arquivos textos e binários.

Bibliografia Básica

• SCHILDT, Herbert. C Completo e Total - 3.ed. [S.l.]: Makron, 1997. 830p. ISBN 978-8534605953

Bibliografia Básica

• SCHILDT, Herbert. C Completo e Total - 3.ed. [S.l.]: Makron, 1997. 830p. ISBN 978-8534605953

Referências Complementares

• Apostila adotada: Curso de Linguagem C - Engenharia Elétrica - UFMG

• Apostila sobre Lógica de Programação

AULAS

AULA 1 DIA 15/08/2013

AULA 1 DIA 15/08/2013 Como fazer um churrasco Vamos observar atentamente este vídeo para iniciarmos o nosso curso de programação: EmbedVideo received the bad id "U0xSYIXE9vo#!" for the service "youtube". O que tem o churrasco com a nossa aula?? Trata-se de uma sequência de passos para execução de um objetivo. EXERCÍCIO: Na forma textual, descrever as etapas para fazer um bom churrasco. O que é um algoritmo Um algoritmo pode ser visto como uma sequência de instruções ou operações que resolvem um dado problema. A receita de um bom churrasco corresponde a um algoritmo. Como representar um algoritmo ? Uma forma é representar na forma textual ordenada: 1.Comprar a carne 2.Colocar carvão na churrasqueira 3.Acender o carvão 4.Cortar a carne (picanha) 5.Espetar a carne 6.Salgar a carne 7.Colocar a carne na churrasqueira 8.Aguardar a carne ficar no ponto desejado 9.Bater a carne 10.Servir a carne Outras formas são mais apropriadas para o uso no meio computacional: pseudo-código fluxogramas A PENSAR: É possível mudar a ordem das instruções? É possível paralelizar algumas instruções? O problema da raposa, do milho e da galinha EmbedVideo received the bad id "yifW9XueSaI#!" for the service "youtube". EXERCÍCIO 1: Descrever na forma de etapas um solução para o problema da raposa, do milho e da galinha. Note que somente é possível escrever o algoritmo se tivermos uma solução para o problema. EXERCÍCIO 2: Descrever na forma de etapas uma solução para o problema dos canibais/padres. Torres de Hanoi Veja este jogo: EmbedVideo received the bad id "hLnuMXO95f8#!" for the service "youtube". EXERCÍCIO 3: Escrever na forma de etapas numeradas a solução para o problema das torres de Hanói usando 3 discos. EXERCÍCIO 4: Escrever na forma de etapas numeradas a solução para o problema das torres de Hanói usando 4 discos. E para quem são os algoritmos? Uma receita de bolo é apropriada para ser executada por um ser humano. Um procedimento de como trocar um pneu também. Mas muitas vezes queremos que o algoritmo seja executado por uma máquina! O computador é perfeito para isto! Neste curso vamos nos concentrar no desenvolvimento de algoritmos simples, desde a sua concepção até a sua implementação através de uma LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO - a linguagem C , por exemplo. Um PROGRAMA implementa um algoritmo. É o algoritmo materializado na forma de uma sequência de instruções. Neste sentido, vamos entender minimamente o funcionamento de um computador (próxima aula) A Descrição de Algoritmos usando Fluxogramas Um fluxograma é uma linguagem semi-gráfica que pode ser utilizada para descrição de algoritmos. Exemplo: O algoritmo de cálculo da média de dois números: Pontos fortes: permite fácil entendimento do algoritmo, mesmo para pessoas leigas; Ponto fraco: a descrição das estrutura dos dados inexiste. O usuário deve descrevê-los a parte; Observe no exemplo anterior que nada é dito sobre as variáveis NUM1, NUM2 e MEDIA. Símbolos de um Fluxograma Teste de Mesa Constantes, Variáveis Algoritmos operam sobre dados. O que podem ser estes dados? Variáveis e Constantes No exemplo anterior podemos identificar três variáveis NUM1, NUM2 e MEDIA Também podemos identificar uma CONSTANTE. O número 2. Tipo de Variáveis: Numéricas: reais e inteiras Ex: NUM1 = 5.5 /* NUM1 é uma variável real */ Booleanas: true ou false Ex: RES = TRUE /* RES é uma variável booleana */ caracter: Ex: LETRA = 'A' alfanumérica Ex: FRASE = "ALO MUNDO" E como estas variáveis armazenam os dados?? Depende da linguagem usada. Vamos passar uma primeira noção do C Expressões Expressões sentenças que relacionam variáveis e constantes através de operadores matemáticos e que RESULTAM em um valor. A instrução do algoritmo: MEDIA = (NUM1 + NUM2) / 2 será considerada como uma expressão, que usa os operadores '+', '/' e '=' O operador '=' é um OPERADOR DE ATRIBUIÇÃO e indica que a expressão do lado direito do '=' será atribuída a variável do lado esquerdo. Neste curso, para mantermos coerência com a Linguagem C, consideraremos que a expressão como um todo resulta no valor que é atribuído a variável. Operadores Aritméticos Os operadores aritméticos que usaremos neste curso serão os disponíveis no C: Operador Significado + adição - subtração * multiplicação / divisão % resto O único operador desconhecido aqui é o resto, cujo significado é o resto entre dois númerosinteiros. Exemplo, se B possui o valor 9, então o resultado da atribuição na expressão: A = B%2 será 1. Representando o algoritmo com pseudo-código ALGORITMO MEDIA VARIAVEIS NUM1: INTEIRO NUM2: INTEIRO MEDIA: REAL INICIO LER NUM1 LER NUM2 MEDIA = (NUM1+NUM2)/2 MOSTRAR MEDIA FIM </syntaxhighlight> Representando o algoritmo em linguagem C #include <stdio.h> main() { int num1,num2; float media; scanf("%d",&num1); scanf("%d",&num2); media = (num1+num2)/2.0; prinft("media = %f\n", media); } Exercícios 1.Fazer um algoritmo na forma de fluxograma para calcular o valor y de uma função de uma reta $y=5x+2$ dado x. Identifique quem são as variáveis e constantes do problema. 2.Fazer um algoritmo na forma de fluxograma para calcular o DELTA de uma equação do segundo grau, dados os coeficientes a e b. OBS: $DELTA=b^{2}-4ac$ 3.Implementar um algoritmo na forma de fluxograma para calcular o ponto de intersecção de duas retas dados: a1,b1,a2 e b2. 4.Implementar um algoritmo na forma de pseudocódigo para calcular a conversão de CELSIUS para Farenheit. 5.Implementar um algoritmo na forma de pseudo-código para calcular a corrente sobre um resistor, dado a tensão V aplicada sobre ele. Considere um resistor com R constante de 1K ohm. 6.Incremente o exercício 5 para computar também a potência dissipada sobre o resistor. 7.Implementar um algoritmo na forma de pseudo-código para converter um ângulo em radianos para graus.

AULA 2 DIA 19/08/2013

AULA 2 DIA 19/08/2013 Objetivos O aluno deverá saber utilizar expressões com: Operadores Relacionais e Lógicos Comandos de Decisão Comandos de decisão com aninhamento Operadores relacionais 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 maior que o da direita) != diferente de (se o operando a esquerda é diferente do da direita) Note que com operadores 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 a variável X o resultado da comparação do primeiro com o segundo. Se ALGORITMO exemplo VARIÁVEIS: A: inteiro B: inteiro X: booleana INÍCIO LER A LER B X = A>B MOSTRAR "A expressão A>B é ", X FIM </syntaxhighlight> Exercício: Fazer um fluxograma para o algoritmo acima. 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 ou FALSO. 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 </syntaxhighlight> Sheldon e o fluxograma da amizade Vamos observar o fluxograma da amizade do Sheldom da série de TV "Big Bang Theory" EmbedVideo received the bad id "VAX4jLlNo-Q#!" for the service "youtube". Observe que a caixa no formato de LOSANGO permite testar uma condição: é uma caixa de decisão. Controle do Fluxo de Execução: Estruturas de Decisão Você deve ter observado que 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. 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: 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 (tiipo alfanumérica) Algoritmo usando Fluxograma Algoritmo usando Pseudo-código ALGORITMO ControleAcesso VARIÁVEIS SENHA: alfanumérica INICIO LER SENHA SE SENHA=="alfa" ENTÃO "Abrir a porta" SENÃO "Senha não confere" FIMSE IR PARA INICIO FIM </syntaxhighlight> Aninhamento de estruturas de decisão Note que é possível aninhar estruturas de decisão. Seja o exemplo ebaico 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 trangulo VARIAVEIS lado1,lado2,lado3: real INICIO 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 FIM </syntaxhighlight> Exercícios EXERCÍCIO 1: Elaborar um fluxograma para o o problema de controle de acesso prevendo um procedimento para modificar a senha de acesso. 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 de senha. EXERCÍCIO 2: 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". EXERCÍCIO 3: Inserir a noção de bloqueio do usuário. Se o usuário comum tentar 3 vezes e errar ele é bloqueado. A mudança de UserId deve desbloquear o usuário.

AULA 3 DIA 23/08/2013

AULA 3 DIA 23/08/2013 Objetivos O aluno devera ser capaz de: descrever o processo de compilação; diferenciar código fonte, objeto e executável; compilar, executar pequenos programa em C usando o gcc; declarar e usar variáveis locais inteiras e reais; usar as funções de entrada e saída: scanf() e printf. Possíveis linguagens de programação Na prática, é inviável desenvolver programas complexos em LINGUAGEM DE MÁQUINA. Em geral, utilizamos linguagens de ALTO NÍVEL que podem, de alguma forma, serem traduzidas (compiladas) para a linguagem de baixo nível ou interpretadas em tempo de execução. Exemplo: Linguagem C Fortran Basic C++ Pascal Java Python Neste curso utilizaremos a linguagem C. Por que? É uma linguagem muito usada na implementação de produtos eletrônicos, incluindo àqueles voltados as Telecomunicações. Introdução a linguagem C Histórico EmbedVideo received the bad id "rGCbvqz6Kt4#!" for the service "youtube". Características da Linguagem O C K&R (uma especificação informal da linguagem) e o ANSI C linguagem imperativa e procedural. Visão geral do processo de compilação com gcc Linguagens compiladas (ex: C) versus linguagens interpretadas (ex: Basic) Compilando um programa C Neste curso usaremos o compilador da coleção gcc do projeto GNU. O manual completo do gcc pode ser encontrado aqui. O processo de desenvolvimento do programa envolve: Editar o programa com um editor de texto tal como o vi ou gedit; Salvar o programa com a terminação ".c" (ou ".h" se for um cabeçalho); NOTA: crie um diretório para trabalhar nos exercícios que se seguem: mkdir ExerciciosC cd Exercicios Exemplo: salve o programa abaixo como teste.c #include <stdio.h> main() { printf("Alo Mundo\n"); } Compilar/gerar executável do programa usando o gcc: gcc teste.c -o teste Testar o programa: ./teste Nota: o atributo -o permite que se forneça um nome para o executável diferente de a.out É possível somente compilar (gerar código objeto): gcc -c teste.c Observe os subprodutos listando com detalhes: ls -l Estrutura do Programa em C Um programa em C pode ser visto como um conjunto de uma ou mais funções: #include <stdio.h> main() { printf("Alo Mundo\n"); } No programa acima temos uma única função: a função main() Uma função é um pedaço de código delimitado por chaves e com um nome. Todo programa C bem comportado deve ter um função main. A primeira instrução desta função é o ponto de entrada do código do usuário. A primeira instrução do programa acima é uma chamada a uma função da biblioteca: o printf(). Esta função permite mostrar dados no terminal. Não é possível colocar instruções fora de funções! Declarando variáveis inteiras e reais locais No "c" temos que declarar as variáveis que serão utilizadas no programa. Se estas variáveis forem declaradas DENTRO da função elas serão "vistas" somente localmente (escopo local). Este conceito será estendido para blocos de códigos posteriormente. #include <stdio.h> main() { /* aqui começam as declarações de variáveis */ int x; /* declaração de uma variável inteira */ float y; /* declaração de uma variável real */ /* aqui começam as instruções do programa principal */ x=5; /* atribuindo o valor 5 (constante) a variável x */ y=6.5; } No exemplo anterior criamos duas variáveis : x e y. Lembrando que variáveis podem ser vistas como um lugar que pode armazenar um valor. Para simplificar ainda mais, podemos imaginar a variável como uma CAIXA onde podemos armazenar um valor. A CAIXA possui um nome e um tipo. O nome IDENTIFICA a CAIXA enquanto o tipo da variável determina a natureza dos valores que podemos armazenar na CAIXA: +-----+ | 5 | x +-----+ A variável x é do tipo int e, portanto, está apta a armazenar valores inteiros. Já a variável y é do tipo float e está apta a receber valores reais. +-----+ | 6.5 | y +-----+ Observe que as instruções de atribuição acima envolvem constantes também. Funções de entrada e saída de dados No "c" não existe instrução especialmente para leitura ou saída de dados. Este procedimento é realizado através de funções da biblioteca. Na sequência são mostradas duas funções "clássicas" de entrada e saída de dados: o printf() - já apresentado - e o scanf(). Esta última função permite entrada de dados. #include <stdio.h> main() { int x; /* declaração de uma variável inteira */ float y; /* declaração de uma variável real */ printf ("Entre com o valor de x "); scanf("%d",&x); printf ("Entre com o valor de y "); scanf("%f",&y); printf ("O valor de x é %d\n",x); printf ("O valor de y é %f\n",y); } Construindo expressões no C Operador de Atribuição O operador de atribuição = é amplamente usado para atribuir valores para variáveis. Veja o exemplo abaixo. Dois números do tipo float são lidos para as variáveis x e y e a média é calculada e colocada na variável média. #include <stdio.h> main() { float x,y; float media; printf("Entre com x\n"); scanf("%f", &x); printf("Entre com y\n"); scanf("%f", &y); media = (x+y)/2; printf("Valor de media = %f\n",media); } Um diferencial do C com relação a outras linguagens é que a atribuição pode ser realizada várias vezes dentro de uma mesma instrução. Veja o exemplo: #include <stdio.h> main() { int x,y,w; x=1; w=y=x+1; printf("x=%d y=%d w=%d\n", x,y,w); w=2*(y=x+1); printf("x=%d y=%d w=%d\n", x,y,w); } NOTE que o código: w=2*y=x+1; produz um erro de compilação: erro: lvalue required as left operand of assignment Ver conceito de lvalue e rvalue aqui. O problema é que A ESQUERDA do sinal de atribuição sempre deve existir uma referência a uma área de memória (normalmente uma variável). A semântica da atribuição é copiar o valor computado a direita PARA a área referenciada a esquerda. Operadores aritméticos Já temos vistos expressões aritméticas com operadores básicos (+,-,*,/). Além destes operadores temos os seguintes: Operador Significado % resto de uma divisão ++ incrementa o operando em uma unidade -- decrementa o operando em uma unidade Exemplo 1 #include <stdio.h> main() { int x,y; printf("Entre com x\n"); scanf("%d", &x); y=x%2; printf("resto x divido por 2 =%d\n",y); } Exemplo 2 #include <stdio.h> main() { int x,y; printf("Entre com x\n"); scanf("%d", &x); y=x++; printf("Valor de y =%d e o valor de x = %d\n",y, x); x=1; y=++x; printf("Valor de y =%d\n",y); } Exemplo 3 #include <stdio.h> main() { int x,y; printf("Entre com x\n"); scanf("%d", &x); y=x--; printf("Valor de y =%d\n",y); } Note que existe uma diferença entre y = x--; e y = --x; Exemplo 4 #include <stdio.h> main() { int x,y; x=1; y = x+++x++; printf("x=%d y=%d\n", x,y); x=1; y = ++x+x++; printf("x=%d y=%d\n", x,y); } Operadores Relacionais e Lógicos Os operadores relacionais e lógicos são os mesmos vistos na aula anterior. Operador Significado > maior que >= maior ou igual que < menor que <= menor ou igual que == igual a (se o operando a esquerda é maior que o da direita) != diferente de (se o operando a esquerda é diferente do da direita) Operador Significado && AND (E) || OR (OU) ! NOT (NÃO) Ver Operadores Relacionais e Lógicos Comandos de decisão if() e if() else #include <stdio.h> main() { int x; /* declaração de uma variável inteira */ int y; /* declaração de uma variável inteira */ printf ("Entre com o valor de x "); scanf("%d",&x); printf ("Entre com o valor de y "); scanf("%d",&y); if (y>x) printf("MSG1:y é maior que x\n"); if (y>x) printf("MSG2:y é maior que x\n"); else printf("MSG3:y é igual ou menor que x\n"); } Outro exemplo, usando blocos: #include <stdio.h> main() { int x,y,z; /* declaração de uma variável inteira */ printf ("Entre com o valor de x "); scanf("%d",&x); printf ("Entre com o valor de y "); scanf("%d",&y); if (y>x) { printf("MSG1: y é maior que x\n"); z = y-x; printf("MSG2: Neste caso z = %d\n", z); } else { printf("MSG3: y é igual ou menor que x\n"); z = x-y; printf("MSG4: Neste caso z = %d\n", z); } } No C, qualquer expressão que resulta em 0 é considerada FALSA e qualquer expressão com valor diferente de 0 é VERDADEIRA. Exemplo: if (2) printf("expressão sempre VERDADEIRA"); if ('2') printf("expressão sempre VERDADEIRA"); if (1-1) printf("expressão sempre FALSA"); if (x=1) /* um erro comum - sinal de atribuição no lugar de == */ printf("expressão sempre VERDADEIRA"); Tipo Char Uma variável do tipo caracter é tratada como um número inteiro e declarada com o tipo char, que na prática é um número inteiro de byte. Exemplo #include <stdio.h> main () { char x='A',y=65,w=0x41,z; scanf("%c",&z); printf("Caracter lido = %c\n",z); printf("Caracter lido = %d\n",z); printf("Caracter lido = %x\n",z); if (z==x) printf("Iguais 1\n"); if (z==y) printf("Iguais 2\n"); if (z==w) printf("Iguais 3\n"); } Limpando sujeira do teclado Indentação Indentação Estilos Exercícios Implementar um programa C que converte temperaturas de graus Fahrenheit para Celsius. Implementar um programa que lê um número inteiro e imprime se o número é par ou ímpar. SUGESTÃO: Usar o operador de resto. Implementar um programa em C para ler dois números inteiros e imprimir uma mensagem indicando se os números lidos são iguais ou diferentes. Caso sejam diferentes, computar a média dos mesmos. Implementar um programa para ler 4 números inteiros e imprimir uma mensagem se a soma dos dois primeiros for igual ou menor a soma dos dois últimos. Implementar um programa para ler dois números reais e, na sequência, um número inteiro. Se o número inteiro for 1 os dois números iniciais deverão ser somados, se for 2 eles serão subtraídos, se for 3 eles serão multiplicados e se for 4 serão divididos. Mostrar mensagem de erro se o número inteiro não estiver na faixa de 1 a 4. Mostrar mensagem caso a divisão não seja possível. Implementar um programa em C para receber a resistência em ohms de 2 resistores e então calcular a resistência série e paralela dos mesmos. Um estudo sobre sensibilidade de pessoas a temperaturas da água identificou que a maioria das pessoas considera fria a água com temperaturas abaixo de 25 graus, morna entre 25 e 30 graus, e quente acima de 30 graus. Escreva um algoritmo na forma de fluxograma que mostre as palavras "fria", "morna" ou "quente" dependendo da temperatura da água que for informada. Implemente o algoritmo na forma de um programa C. Implementar um programa que recebe três números reais e então o programa testa se estes números podem formar um triângulo EQUILÁTERO, ISÓSCELES, ESCALENO ou NÃO pode ser triângulo. (ver aula anterior). Implementar um programa calculadora em que são fornecidos dois números reais e a operação na forma de um operador +,-,x e /. O programa deve mostrar o resultado da operação. Exercícios adicionais Exercício 1 Considere dois vetores A e B dados pelas coordenadas em (x,y) em um espaço n dimensional [1]: ${\mathbf {A}}=\left(a_{1},a_{2},\cdots ,a_{n}\right)$ ${\mathbf {B}}=\left(b_{1},b_{2},\cdots ,b_{n}\right)$ O produto escalar entre A e B é escrito como sendo: ${\mathbf {A}}\cdot {\mathbf {B}}=\sum _{i=1}^{n}a_{i}b_{i}=a_{1}b_{1}+a_{2}b_{2}+\cdots +a_{n}b_{n}$ Implemente um programa C para calcular o produto escalar entre dois vetores representados no plano (2 dimensões). Exercício 2 Considere um móvel cuja velocidade no tempo é dada pela equação abaixo. $v(t)=v_{0}+5t^{3}$ Implemente um programa Scratch para calcular a a aceleração em um dado tempo $t_{d}$ fornecido. Sugestão: o programa deve calcular $v(t_{d})$ e $v(t_{d}+\Delta p)$ onde $\Delta p$ é um passo extremamente pequeno, por exemplo, 0.001. A aceleração no ponto $t_{d}$ é a derivada de $v(t)$ no ponto, podendo ser aproximada por ${\frac {v(t_{d}+\Delta p)-v(t_{d})}{\Delta p}}$. Exercício 3 Implementar um programa C que pergunta por uma opção de cálculo e então realiza uma das seguintes operações: (1)conversão de um número complexo representado na forma retangular para polar; (2)conversão de um número complexo representado na forma polar para retangular; (3)soma de dois números complexos no formato retangular; (4)soma de dois números complexos no formato polar. Note que para um dado número complexo $z$ tem-se: $\textstyle r=|z|={\sqrt {x^{2}+y^{2}}}.\,$ $\varphi =\arg(z)={\begin{cases}\arctan({\frac {y}{x}})&{\mbox{if }}x>0\\\arctan({\frac {y}{x}})+\pi &{\mbox{if }}x<0{\mbox{ and }}y\geq 0\\\arctan({\frac {y}{x}})-\pi &{\mbox{if }}x<0{\mbox{ and }}y<0\\{\frac {\pi }{2}}&{\mbox{if }}x=0{\mbox{ and }}y>0\\-{\frac {\pi }{2}}&{\mbox{if }}x=0{\mbox{ and }}y<0\\{\mbox{indeterminado }}&{\mbox{if }}x=0{\mbox{ and }}y=0.\end{cases}}$ e $z=r(\cos \varphi +i\sin \varphi ).\,$ onde $x=r\cos \varphi$ $y=r\sin \varphi$

AULA 4 DIA 24/08/2013
AULA 4 DIA 24/08/2013 Aula de sábado - Exercícios propostos na aula anterior

AULA 5 DIA 26/08/2013

AULA 5 DIA 26/08/2013 Objetivos Estruturas de Repetição Repetições com teste de condição no início; Repetições com teste de condição no final; Repetições com número determinado; Repetições com teste de condição no início Estruturas de repetição No exemplo de controle de acesso da aula passada já construímos uma estrutura de repetição (um loop infinito). Vamos elaborar um pouco mais estas estruturas de repetição. Uma das grandes vantagens de um sistema computacional é a capacidade de repetir um conjunto de instruções possivelmente sobre dados diferentes, a uma velocidade muito grande. PROBLEMA: Calcular a somatório de N valores a serem fornecidos pelo teclado. $S=\sum _{i=0}^{N-1}a_{i}=a_{0}+a_{1}+..+a_{N-1}$ DADOS DE ENTRADA: N /* número de valores */, a_i /* valor de um dos N números a serem inseridos */ DADOS DE SAÌDA = S /* somatório */ NOTA: Observe que a estrutura de repetição utilizada é caracterizada por um teste (decisão) de uma expressão que deverá resultar em verdadeiro enquanto houver número a ser lido (dentro da quantidade N de números), um contador de itens lidos "i" e um bloco de repeticão terminado em um arco que conduz o fluxo de execução ao início da decisão. EXERCÍCIO Construir um fluxograma para ler N números inteiros e um número inteiro de de referência REF. O programa deve contar a quantidade de números maior que REF. Estruturas de repetição com teste no início No exemplo anterior mostramos uma estruta de repetição com teste no início do loop. O teste no início permite permite que se execute o LOOP 0 ou mais vezes. Neste tipo de REPETIÇÃO pode ser necessário algum processamento antes do LOOP para que se possa avaliar a CONDIÇÂO de teste. Exemlo: Implementar um algoritmo em pseudocódigo que calcule a soma de uma QUANTIDADE indeterminada de números INTEIROS POSITIVOS fornecidos como entrada. Quando o número for ZERO ou NEGATIVO o algoritmo deve mostrar o resultado e se encerrar. ALGORITMO somatorio VARIAVEIS SOMA: inteiro NUM: inteiro INICIO SOMA=0 LER NUM ENQUANTO NUM > 0 FAÇA SOMA = SOMA + NUM; LER NUM FIM_ENQUANTO MOSTRAR SOMA FIM </syntaxhighlight> Note que antes do LOOP foi realizado um processamento (LER NUM) de forma a permitir um teste válido no início. EXERCÍCIO Modificar o exercício anterior para que seja ignorados números pares na computação da soma. Estruturas de repetição com teste no final Por vezes é necessário que o LOOP se execute pelo menos uma VEZ. Exemplo: O usuário deve tentar adivinhar uma palavra pré-determinada. Ele pode errar até 3 vezes. ALGORITMO ADIVINHA_PALAVRA PALAVRA: alfanumerica CONT: inteiro INICIO CONT = 0 FAÇA LER PALAVRA SE PALAVRA == "IFSC" MOSTRAR "Acertou!" CONT=4; SENAO CONT=CONT+1 FIM_SE ENQUANTO CONT<3 FIM </syntaxhighlight> Neste caso, pela estrutura do problema, a palavra deve ser lida pelo menos uma vez. Exercícios Coloque o algoritmo na forma de fluxograma. Aninhamento de estruturas de repetição Note que estruturas de repetição podem ser aninhadas. Problema: Elaborar um pseudocódigo para calcular $x^{y}$ onde x e y são positivos e fornecidos pelo teclado. O algoritmo permite entrar continuamente com $<x>$ e, caso seja negativo, o programa deve se encerrar. Caso $y$ seja negativo, o algoritmo deve continuamente informar que este deve ser positivo e deve permitir que o usuário forneça-o novamente. ALGORITMO potencia VARIAVEL X, Y, I, POT: inteiro INICIO LER X ENQUANTO X > 0 FAÇA LER Y ENQUANTO Y < 1 FAÇA LER Y FIM_ENQUANTO POT = 1 FAÇA POT = POT*X; Y = Y - 1 ENQUANTO Y > 0 MOSTRAR POT LER X FIM_ENQUANTO FIM </syntaxhighlight> Exercícios Exercício 1 Implementar um algoritmo para calcular o fatorial de um número a ser lido pelo teclado. A função fatorial é definida por: $n!=\prod _{k=1}^{n}k\qquad \forall n\in \mathbb {N}$ Use uma estrutura de repetição. Exercício 2 Considere um móvel cuja velocidade no tempo é dada pela equação abaixo. $v(t)=v_{0}+5t^{3}$ Implemente um algoritmo na forma de fluxograma para calcular a a aceleração em um dado tempo $t_{d}$ fornecido, conforme a sugestão abaixo. Mostre o resultado para $\Delta$ variando de 0.1,0.01,...,0.000001. Calcule as derivadas para $t_{d}$ variando de 0 a 10 com passo de 1. Sugestão: o programa deve calcular $v(t_{d})$ e $v(t_{d}+\Delta p)$ onde $\Delta p$ é um passo extremamente pequeno, por exemplo, 0.001. A aceleração no ponto $t_{d}$ é a derivada de $v(t)$ no ponto, podendo ser aproximada por ${\frac {v(t_{d}+\Delta p)-v(t_{d})}{\Delta p}}$.

AULA 6 DIA 29/08/2013

AULA 6 DIA 29/08/2013 Objetivos O aluno deverá ser capaz de colocar estruturas de repetição especificadas em fluxogramas ou pseudo-código na forma de estruturas em linguagem C. Estruturas de Repetição Existem 4 estruturas/comandos que permitem implementar loops ou repetições de blocos de código: while() do while() for() goto label NOTA 1: Observe que repetir o código siginifica voltar a executá-lo, normalmente sobre o controle de uma expressão lógica. O comando while():teste da repetição no começo O comando while permite implementar loops com controle no início: #include <stdio.h> main() { int contador; contador=0; while (contador<5) { printf("valor do contador = %d\n", contador); contador=contador+1; } } A estrutura do comando, informalmente, é: while (expressão) instrução_simples; ou while (expressão) { lista_de_instruções } Vamos ver a correspondência do comando while com um fluxograma: Fluxograma C Comentário while(contador<5) { printf("Entre com x\n"); scanf("%f",&x); soma=soma+x; contador = contador + 1; } comando while() aplicado sobre um bloco de instruções. Note que se for uma instrução simples, as chaves podem ser omitidas. NOTE que no exemplo anterior o contador inicialmente DEVE conter um valor válido. Comando do while: controle do loop no final O comando do while() permite a repetição de uma ou mais instruções, com controle do loop no final. Isto permite que o bloco seja executado pelo menos uma vez. #include <stdio.h> main() { int contador; contador=0; do { printf("valor do contador = %d\n", contador); contador=contador+1; } while (contador<5); } A estrutura do comando, informalmente, é: do instrução_simples; while (expressão); ou do { lista_de_instruções } while (expressão); Fluxograma C Comentário contador = 0; do { scanf("%d",&x); soma=soma+x; if (soma>150) y=z+x; contador++; } while(contador<5); Note que instruções while e if são tratadas como instruções normais que podem ser aninhadas normalmente em outros comandos. Comando for() O comando for() permite uma forma mais elaborada de loop, com controle no início do bloco de repetição. A estrutura do comando é: for(expressão_inicial;expressão_de_controle; expressão_de_final_de _bloco) { instrução_simples; ou for(expressão_inicial;expressão_de_controle; expressão_de_final_de _bloco) { lista_de_instruções } Fluxograma C Comentário for(i=0; i<10; i++) { printf("Laço de número %d\n", i); if (i==5) printf("Este é o laço 5\n"); } Observe que a expressão i=0 é executada SEMPRE e uma única VEZ, no início do comando. A expressão i<10 é o controle do loop. Se FALSA o loop é encerrado. Ela é executada após a expressão de inicialização e, na sequência, no início de cada loop. A expressão i++ é executada no final de cada loop. Comando goto O comando goto é um dos mais antigos da programação. A ideia é comandar um salto para um determinado ponto específico do programa marcado por um rótulo (LABEL). Para utilizá-lo deve-se, portanto, marcar o ponto para onde será feito o salto usando um LABEL. Exemplo: main() { int i; i=0; PONTO1: printf("Laço de número %d\n", i); i++; if (i<10) goto PONTO1; } Devido a ser uma instrução "desestruturante", em geral NÂO se recomenda o uso deste comando. Em alguns casos de tratamento de erro pode ser interessante o uso do goto. Leia um pouco mais sobre o goto aqui. Loop Infinito É possível implementar loops infinitos com qualquer uma das instruções acima. Exemplo com comando for: main() { for(;;) { /* Este bloco se executará infinitamente */ } } ou com o comando while: main() { while(1) { /* Este bloco se executará infinitamente */ } } EXERCÍCIOS 1.Estude o programa (referência) abaixo: /* rand example: guess the number */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> int main () { int iSecret, iGuess; /* initialize random seed: */ srand ( time(NULL) ); /* generate secret number: */ iSecret = rand() % 10 + 1; do { printf ("Guess the number (1 to 10): "); scanf ("%d",&iGuess); if (iSecret<iGuess) printf ("The secret number is lower\n"); else if (iSecret>iGuess) printf ("The secret number is higher\n"); } while (iSecret!=iGuess); printf ("Congratulations!\n"); return 0; } Explique o significado das instruções: srand ( time(NULL) ); iSecret = rand() % 10 + 1; 2.Faça uma versão "politicamente incorreta" deste programa fazendo um loop infinito com o do while() e usando uma instrução goto para sair do loop. 3.Ainda sobre o exercício 1, implemente uma versão usando o comando while(). 4.Usando o comando for, implemente uma função da forma: int plot_retangulo(int lado1, int lado2, int margem_esquerda, char caracter) Se a função for chamada da forma: plot_retangulo(10,3,5,'a'); ela deve produzir: aaaaaaaaaa a a aaaaaaaaaa Se houver inconsistência nos parâmetros retornar um código de erro -1 senão retornar 0. Soulação: /* Contribuição do aluno Mathias */ #include <stdio.h> int plot_retangulo(int lado1, int lado2, int margem_esquerda, char letra) { int x, y, aux, aux2; /* teste dos parâmetros */ if (lado1 < 1 || lado2 <1 || margem_esquerda <0) return -1; aux=lado1+margem_esquerda; for(y=1;y<=lado2;y++) { /* para cada linha faz */ for(x=1;x<=aux;x++) { /* imprime a margem */ if(x<=margem_esquerda) printf(" "); else { if(y==1||y==lado2) /* se for uma linha da extremidade, imprime cheio*/ printf("%c", letra); else { /* se não for extremidade imprime vazado */ if(x==(margem_esquerda+1) || x==aux) printf("%c", letra); else printf(" "); } } } printf("\n"); } return 0; } int main() { plot_retangulo(2,3,0,'h'); } Elaborar um fluxograma e um programa para ler 10 números reais para um vetor e, em seguida, computar a média de todos os números menores ou iguais a 11.5 E maiores que 5.5. A média deve ser impressa. Considere o fluxograma abaixo. a) Elabore um programa em C equivalente. Considere que TODAS as variáveis são inteiras. b) Coloque todos os valores finais das variáveis do programa.