Programação de Computadores I
UFOP
DECOM
2013–2
Aula prática 4
Comandos de Desvio
Resumo
Nesta aula você irá resolver problemas que requerem uma decisão com base em um
teste, ou condição. Para implementar a solução de problemas desse tipo, são utlizados
comandos de desvio do fluxo de execução do programa, tais como if-then-else ou switch.
Sumário
1
Comandos de Desvio
1.1 Condições mutuamente exclusivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
2
2
Problemas
2
1 Comandos de Desvio
Suponha que você quer escrever um programa Scilab para calcular o valor de f (x), onde f
é a função definida a seguir, e x é um valor especificado pelo usuário.
f (x) = ln
1
1−x
Note que essa função não é definida se x = 1. Portanto, seu programa deverá testar se o valor
especificado pelo usuário é igual a 1 e, em caso afirmativo, informar ao usuário que esse não é
um valor válido. Caso contrário, o programa deve calcular e imprimir o valor de f (x).
O programa poderia ser então escrito do seguinte modo:
x = input("Informe o valor de x (deve ser diferente de 1): ")
if x <> 1 then
printf("f(%g) = %g\n", x, 1/log(1-x))
else
printf("Valor inválido: deve ser diferente de 1")
end
Um comando if-then-else tem a seguinte sintaxe:
if condição then
bloco de comandos 1
else
bloco de comandos 2
end
A condição deve ser uma expressão booleana, isto é, uma expressão cujo valor é verdadeiro (%t) ou é falso (%f). Cada bloco de comandos é uma sequência de comandos, incluindo,
possivelmente, outros comandos de desvio.
A execução de um comando if-then-else é feita do seguinte modo: primeiro, a condição é
avaliada; se o valor resultante for %t, o bloco de comandos 1 é executado; caso contrário (se o
valor for %f), o bloco de comandos 2 é executado.
Observação: a parte else do comando pode ser omitida, caso não se deseje executar nenhum
comando particular no caso em que a condição seja falsa.
1
1.1
Condições mutuamente exclusivas
Em algumas situações, podemos querer testar um conjunto de condições mutuamente exclusivas, tal como na computação da função definida a seguir:

x+y
x ≥0e y ≥0




2

x+y
x ≥0e y <0
g(x, y) =  2

x
+
y
x
<0e y ≥0



 x2 + y 2 x < 0 e y < 0

Para computar o valor de g(x, y) podemos escrever o seguinte trecho de código em Scilab:
if x >= 0 & y >= 0 then
gx = x + y
elseif x >= 0 & y < 0 then
gx = x + y^2
elseif x >= 0 & y < 0 then
gx = x^2 + y
else // x < 0 & y < 0
gx = x^2 + y^2
end
// bloco 1
// bloco 2
// bloco 3
// bloco 4
No comando acima, a condição da cláusula if é avaliada e, caso seja verdadeira, o bloco
de comnados 1 é executado. Caso contrário, é avaliada a condição da cláusula elseif e, caso
esta seja verdadeira, o bloco 2 é executado, e assim por diante. Caso nenhuma das condições
anteriores seja verdadeira, é executado o bloco de comandos 4, correspondente à cláusula else.
Expressões booleanas podem ser construídas usando-se operadores relacionais (tal como <
ou <=), e podem ser combinadas por meio de operadores booleanos, tais como & e |. Os operadores relacionais e os operadores booleanos disponíveis em Scilab são mostrados nas tabelas a
seguir.
Operadores Relacionais
operação
descrição
x < y
x menor que y
x <= y
x menor ou igual a y
x > y
x maior que y
x >= y
x maior ou igual a y
x == y
x igual a y
x ~= y
x diferente de y
x <> y
operação
~b
b1 & b2
b1 | b2
Operadores Lógicos
descrição
semântica
negação (não) %t se e somente se b é falsa
conjunção (ê) %t se e somente se b1 e b2 são ambas verdadeiras
disjunção (ou) %f se e somente se b1 e b2 são ambas falsas
2 Problemas
2
Tarefa 1: Tarifa de correio (exercício 2.11)
O custo de enviar um pacote pelo correio é de R$ 15,00 para o primeiro kg e R$ 5,00
para cada meio kg ou fração acima de 1 kg. Se o pacote pesar mais de 35 kg, uma tarifa
adicional de R$ 15,00 é adicionada ao custo. Nenhum pacote com mais de 50 kg é aceito.
Escreva um programa que leia o peso do pacote, em kg, e calcule o custo de envio desse
pacote.
Seu programa deve também testar se o valor informado para o peso do pacote é válido
(isto é, se é maior que 0), imprimindo uma mensagem indicativa de valor inválido, caso
contrário.
OBS: Imprima o custo de envio no formato correto, isto é, com 2 casas decimais.
Exemplo de execução da aplicação
Correios: cálculo da tarifa por pacote
--------------------------------------Informe o peso do pacote (em kg): 54
Peso acima do valor permitido
Exemplo de execução da aplicação
Correios: cálculo da tarifa por pacote
--------------------------------------Informe o peso do pacote (em kg): 3.4
Custo de envio = 40.00
OBS: Teste o seu programa para valores de peso que possam exercitar todos os caminhos
de execução do programa, tais como: 1, 1.7, 6, 38.2, 50, 54.
Solução:
clear;clc;
// Custo de envio de um pacote pelo correio
printf("Correios: cálculo da tarifa por pacote\n");
printf("---------------------------------------");
// lê o peso do pacote
peso = input("Informe o peso do pacote (em kg): ");
// calcula tarifa
if peso <=0 then
printf("Valor inválido");
else if peso > 50 then
printf("Peso acima do valor permitido");
else
tarifa = 15 + 5*ceil((peso-1)*2);
if peso > 35 then
tarifa = tarifa + 15;
end
// informa o custo de envio
printf("Custo de envio = %5.2f",tarifa);
end
3
Tarefa 2: Tarifa de Energia
A conta de energia elétrica de consumidores residenciais de uma cidade é calculada do
seguinte modo, onde o consumo é dado em kilowatts (kw):
• Se o consumo é de até 500 kw, a tarifa é de R$ 0,02 por unidade.
• Se o consumo é maior que 500 kw, mas não excede 1000 kw, a tarifa é de R$ 0,10
para os 500 primeiros kw e de R$ 0,05 para cada kw excedente a 500.
• Se o consumo é maior que 1000 kw, a tarifa é de R$ 0,35 para os 1000 primeiros
kw e de R$ 0,10 para cada kw excedente a 1000.
• Em toda conta, é cobrada uma taxa básica de serviço de R$ 5,00, independentemente da quantidade de energia consumida.
Escreva um programa que leia o consumo de energia elétrica de uma residência e imprima a sua conta de energia, no formato indicado no exemplo abaixo. O programa deve
verificar se o valor fornecido para o consumo de energia é um valor inteiro positivo e,
caso contrário, terminar exibindo uma mensagem indicativa de valor inválido.
Exemplo de execução da aplicação
Cálculo da Conta de Energia Elétrica
-----------------------------------Informe o consumo de energia: 547
-------------------------------------Consumo
= 547
Custo da energia consumida = R$ 304.70
Tarifa básica de serviço
= R$ 5.00
Valor a pagar
= R$ 309.70
--------------------------------------
Solução:
clear; clc;
// Conta de Energia Elétrica
printf("Cálculo da Conta de Energia Elétrica\n");
printf("------------------------------------\n");
tservico = 5.0;
// Lê o consumo de energia
consumo = input("Informe o consume de energia: ");
if consumo < 0 | int(consumo) <> consumo then
printf("valor inválido");
else
if consumo <= 500 then
custo = consumo * 0.02;
elseif consumo <= 100 then
custo = 500* 0.1 + (consumo - 500) * 0.05;
else
custo = 1000 * 0.35 + (consumo - 1000) * 0.1;
end
// imprime a conta de energia
printf("--------------------------------------\n");
printf("Consumo
= %g \n", consumo);
printf("Custo da energia consumida = R$ %6.2f \n", custo);
printf("Tarifa básica de serviço
= R$ %6.2f \n", tservico);
printf("Valor a pagar
= R$ %6.2f \n", custo + tservico);
printf("--------------------------------------");
end
4
Tarefa 3: Refração da Luz (exercício 3.12)
Refração é a mudança de direção de uma onda (por exemplo, de luz, ou de som) em
razão de uma mudança no seu meio de transmissão, como ilustrado na figura abaixo.
Ao passar de um meio 1, com índice de refração n1 , para um meio 2, com índice de
refração diferente, n2 , a frqu^ncia da onda permanece a mesma, mas sua velocidade de
fase se altera (de v1 para v2 ), observando-se então uma mudança no ângulo de incidência
da onda (de θ 1 para θ 2 ). Esse fenômeno é descrito pela chamada Lei de Snell:
sin θ 1 v1 n1
=
=
sin θ 2 v2 n2
Escreva um programa que leia os índices de refração de dois meios, n1 e n2 , e o ângulo
de incidência θ 1 (em graus), e calcule e imprima os dados a seguir.
1. O ângulo de refração θ 2 correspondente (em graus). Se (n1 /n2 ) sin θ 1 > 1, a equação acima não dará valores reais para θ 2 . Neste caso, a onda é toralmente refletida
de volta para o meio 1, e o seu programa deverá exibir a mensagem reflexão total.
2. O ângulo crítico θ c (em graus), que é o ângulo de incidência para o qual θ 2 = 90o .
Como sin(90o ) = 1, o valor do ângulo crítico é θ c = sin −1 (n2 /n1 ), que somente
é definido se n2 ≤ n1 . Se o valor do ângulo crítico não for definido, seu programa
simplesmente não deverá imprimir tal valor.
Seu programa deve verificar se os valores fornecidos para os índices de refração n1 e
n2 são maiores ou iguais a 1, e também se o valor fornecido para θ 1 está no intervalo
0 ≤ θ 1 ≤ 90o . Caso alguma dessas condições não seja satisfeita, o programa deve
terminr, imprimindo a mensagem valores inválidos.
Exemplo de execução da aplicação
Refração de onda
---------------indice de refração do meio 1 (>= 1) = 1.7
indice de refração do meio 2 (>= 1) = 1
ângulo de incidência (0 a 90 graus) = 30
ângulo de refração = 58.2117 graus
ângulo crítico = 36.0319 graus
Exemplo de execução da aplicação
Refração de onda
---------------indice de refração do meio 1 (>= 1) = 1.7
indice de refração do meio 2 (>= 1) = 1
ângulo de incidência (0 a 90 graus) = 45
reflexão total
ângulo crítico = 36.0319 graus
5
Exemplo de execução da aplicação
Refração de onda
---------------indice de refração do meio 1
indice de refração do meio 2
ângulo de incidência (0 a 90
ângulo de refração = 24.5789
(>= 1) = 1
(>= 1) = 1.7
graus) = 45
graus
Solução:
clc; clear;
// Refração de onda
// n1 sin(theta1) = n2 sin(theta2)
printf("Refração de onda\n");
printf("----------------\n");
// Le indices de refração dos meios e ângulo de incidência
n1 = input("indice de refração do meio 1 (>=1) = ");
n2 = input("indice de refração do meio 2 (>=1) = ");
theta1 = input("ângulo de incidência (0 a 90 graus) = ");
if n1<1 | n2<1 | theta1 <0 | theta1 > 90 then
printf("valores inválidos\n");
else
// Cálculo do ângulo de refração
r = (n1/n2) * sind(theta1);
if r > 1 then
printf("reflexão total\n")
else
printf("ângulo de refração = %g graus\n", asind(r));
end
// Cálculo do ângulo crítico
if n2 <= n1 then
printf("ângulo crítico = %g graus\n", asind(n2/n1));
end
end
Dicas:
1. Scilab provê funções trigonoétricas para lidar com ângulos expressos em radianos ou em
graus. Algumas delas são mostradas na tabela a seguir:
função
sin(r)
cos(r)
asin(x)
acos(x)
sind(a)
cosd(a)
asind(x)
acosd(x)
descrição
seno do ângulo r, dado em radianos
coseno do ângulo r, dado em radianos
valor, em radianos, do ângulo cujo seno é x (0 ≤ x ≤ 1)
valor, em radianos, do ângulo cujo coseno é x (0 ≤ x ≤ 1)
seno do ângulo a, dado em graus
coseno do ângulo a, dado em graus
valor, em graus, do ângulo cujo seno é x (0 ≤ x ≤ 1)
valor, em graus, do ângulo cujo coseno é x (0 ≤ x ≤ 1)
2. Para testar seu programa, você poderá usar alguns dos índices de refração a seguir.
6
meio
vácuo
índice de refração
1.0
Gases- a 0o C e 1 atm
ar
1.000293
hidrogênio
1.000132
Líquidos- a 20o
água
1.3330
álcool etílico 1.361
benzeno
1.501
Sólidos- temp. ambiente
gelo
1.31
quartzo
1.458
diamante
2.419
7