Funções
Objectivos
Iniciar a programação de funções
Estudar a chamada de funções
Estudar a forma como são executadas as funções
Passagem por valor e referência
Como conceber funções
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2
Programação modular
Programação modular: divir um programa em módulos
mais pequenos
Função: um conjunto de instruções que desempenham
uma tarefa
Motivação da programação modular:
Simplificar a manutenção dos programas
Simplicar o processo de desenvolvimento de uma aplicação
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3
Funções
Os programas em C++ possuem geralmente o seguinte
formato:
as directivas de include
os protótipos das funções
a definição da função main()
as definições das restantes funções
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4
Definição e chamada de funções
Definição da função: conjunto de instruções que
implementa a função
Chamada da função: instrução que conduz à execução
de uma função
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5
Definições de funções
Definição de funções
Contém instruções que definem o comportamento
quando uma função é chamada.
Função deve ser definida para ser chamada
Senão um erro de ligação ocorre.
Padrão:
TipoRetornado Nome (DeclaracoesParametros)
{
Lista_de_Instrucoes
}
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6
Definição de uma função
A definição inclui:
O tipo retornado: tipo de dados do valor que a função
retorna para o parte do programa que fez a sua chamada
O nome: nome da função. O nome da função segue as
mesmas regras que as outras variáveis
A Lista de parâmetros: tipos e nome das variáveis
contendo os valores passados para a função
O corpo da função: instruções que realizam a a
operação pretendida. Sempre englobado por {}
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7
Tipo retornado
Se uma função retorna um valor, o tipo de dados do
valor tem que ser indicado:
int main()
Se a função não retorna um valor, o seu tipo é
void:
void saudacao()
{
cout << "\tBom dia!\n";
}
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8
Chamada a uma função
Na chamada à função que retorna void, utiliza-se o
nome da função seguido de () e ;
saudacao();
Quando a função é chamada, o programa executa o
corpo da função
Após o fim da execução da função, a execução segue
no ponto da sua chamada
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9
Chamada a uma função
O fluxo de execução na chamada a uma função:
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10
Chamada a uma função
A função main() pode chamar qualquer número de
funções
As funções podem chamar outras funções
O compilador tem que saber o seguinte sobre uma
função antes da sua chamada:
Nome
Tipo retornado
Número de parâmetros
Tipo de dados de cada parâmetro
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11
Documentação de uma função
A definição de uma função deve ser precedida por
comentários que indicam:
O propósito da função
O que faz e como o faz
Valores de entrada esperados, se existirem
Valores que retorna, se existirem
Saída que realiza, se alguma
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12
Protótipo de funções
Funciona como a declaração da função
Padrão:
TipoRetornado Nome (DeclaracoesParametros);
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13
Funções que não retornam nada
É comum haver funções que têm tarefas repetidas, tais
como:
Mostrar no écran valores
Isto pode ser feito com funções void :
Exemplo
void mostraValoresMonetarios(double euros)
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14
Protótipo ou declaração de funções
Modos de notificar o compilador sobre uma função
antes de fazer a sua chamada:
Colocar a definição da função antes da sua chamada
Colocar o protótipo da função (declaração da função)
antes da sua chamada:
void exemplo(int val1, double val2);
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15
Protótipos
Colocar os protótipos no cabeçalho do programa
Quando se utilizam protótipos, as definições das
funções podem aparecer por qualquer ordem no
programa fonte
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16
Enviar dados para uma função
Pode-se passar valores para uma função na chamada
à função:
c = sqrt(a*a + b*b);
Valores passados para uma função são argumentos
da função
Variáveis da função que guardam os valores
passados como argumentos são parâmetros
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17
Enviar dados para uma função
Um parâmetro também pode ser denominado por
parametro formal ou argumento formal
Um argumento também pode ser denominado por
parâmetro real (actual parameter) ou argumento real
(actual argument)
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18
Parâmetros, protótipos e definição de funções
Para cada argumento da função,
O protótipo tem que incluir o tipo de cada parâmetro nos()
A definição da função tem que incluir a definição de cada
parâmetro nos ()
bool parOuImpar(int); //protótipo
bool parOuImpar (int num) //definição
parOuImpar(val);
//chamada
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19
Chamada de uma função: como funciona
Os argumentos são avaliados
O valor dos argumentos são copiados para os respectivos
parâmetros
O âmbito (scope) é a função que o utiliza
Uma função pode ter mais do que um parâmetro
Tem que existir uma lista dos tipos de dados no protótipo nos()
e uma definição dos parâmetros, nos(), na definição da função
Os argumentos serão promovidos/despromovidos de modo a
coincidir com o tipos dos parâmetros
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20
Passagem de dados por valor
Passagem por valor: quando um argumento é passado
para uma função, o seu valor é copiado para o
parâmetro respectivo
Alterações no parâmetro não afectam o valor do
argumento
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21
Passagem de dados por valor para parâmetros
Exemplo: int val=5;
duplica(val);
val
5
num
5
parâmetro
argumento
duplica pode alterar a variável num, mas não irá
afectar a variável val
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22
A instrução return
Utilizada para finalizar a execução de uma função
Pode ser colocada em qualquer local da função
Instruções que se sigam ao return não serão executadas
Sem um return, a função termina a sua execução na
última }
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23
Retornar um valor de uma função
A instrução return pode ser utilizada para
retornar um valor (um objecto!)
O protótipo e a definição devem indicar o tipo de
dados retornado
O valor retornado por uma função pode ser:
Atribuído a uma variável
Enviado para cout
Utilizado numa expressão
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24
A instrução return:exemplo
bool validaNota(int nota);
// protótipo
bool validaNota(int nota)
// definição
{
int limInf = 0, limSup = 100;
if (nota >= limInf && nota <= limSup)
return true;
else
return false;
}
if (validaNota(exame)) {...} // chamada
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25
Passagem por valor
Passagem por valor
Gera uma variável diferente, contendo uma cópia do seu
argumento
No exemplo em seguida, op1 e op2 são parâmetros
passados por valor.
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26
Passagem por referência
Mecanismo que permite a uma função trabalhar com o
argumento original da chamada à função, e não com
uma cópia do argumento
Permite que uma função modifique valores
armazenados no âmbito da chamada à função
Permite que a função “retorne” (devolva) mais do que
valor
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27
Passagem por referência
Passagem por referência
Um nome alternativo (alias) do argumento correspondente
da chamada
Modificar o valor do parâmetro passado por referência,
implica uma modificação no argumento correspondente de
chamada
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28
Passagem por referência
A um parâmetro de referência está associado o endereço
de outra variável: o argumento correspondente na
chamada à função.
Parâmetro de referência é definido com um &
void dimensoes(int&, int&);
Alterações num parâmetro de referência são também
efectuadas no argumento correspondente na chamada à
função.
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29
Passagem por referência: exemplo
void quadrado(int &); //protótipo
void quadrado(int &num) // definição
{
num *= num;
}
int valor = 5;
quadrado(valor);
// chamada
//
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valor = 25
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30
Exemplo: divisão inteira
Considere a tarefa de dividir dois inteiros
Podemos obter o quociente e o resto
Queremos uma função que retorne os dois valores
Objectos
Descrição
Objectos
Tipo
Espécie
Movimento
Nome
primeiro operando
integer
variável
recebida
operando1
segundo operando
integer
variável
recebida
operando2
quociente da divisão
integer
variável
recebida e
devolvida
quociente
resto da divisão
integer
variável
recebida e
devolvida
resto
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31
Problema…
De acordo com a tabela anterior, a função tem de
retornar dois objectos …
As funções só podem retornar um objecto
Os parâmetros que vimos até ao momento, foram
passados por valor.
São criadas cópias dos seus argumentos.
A mudança do valor de um parâmetro, muda apenas a
cópia, não alterando o valor do argumento.
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32
Solução: passagem por referência
Passagem de parâmetros por referência
Os parâmetros são declarados com um “&” após o tipo do
parâmetro e antes do respectivo nome.
Um parâmetro por referência é um nome alternativo
(alias) para o argumento correspondente.
Mudar o valor do parâmetro por referência muda o
valor do seu argumento correspondente.
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33
Passagem por referência
Cabeçalho da função com passagem de parâmetros por
referência:
void divideInteiros (int operando1, int operando2,
int& quociente, int& resto)
quociente e resto recebem os valores
apropriados nas expressões de atribuição
Os parâmetros de chamada recebem esses valores
João Sousa – Miguel Pedro Silva
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34
Programa testaDivisaoInt.cpp
#include <iostream>
#include <cassert>
using namespace std;
// <<, cout, endl
// assert()
void divideInteiros(int operando1, int operando2, int& quociente, int& resto);
int main()
{
cout << " Tabela de divisao\n\n";
int quociente,
// variaveis para guardar os valores
resto;
// devolvidos por divideInteiros()
for (int j = 1; j <= 4; j++)
{
for (int i = 1; i <= 4; i++)
{
divideInteiros (i, j, quociente, resto);
cout << i << " divido por " << j
<< " da' o quociente de " << quociente
<< " e o resto de " << resto << endl;
}
cout << endl;
}
}
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35
Programa testaDivisaoInt.cpp
void divideInteiros(int operando1, int operando2, int& quociente, int& resto)
{
assert (operando2 != 0);
quociente = operando1 / operando2;
resto = operando1 % operando2;
}
Note-se quociente e resto na chamada da funcão
for (int j = 1; j <= 4; j++)
{
for (int i = 1; i <= 4; i++)
{
divideInteiros (i, j, quociente, resto);
...
Estas variáveis contêm os valores das variáveis quando
a função acaba a sua execução.
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36
Teste de execução
Tabela de divisao
1
2
3
4
divido
divido
divido
divido
por
por
por
por
1
1
1
1
da'
da'
da'
da'
o
o
o
o
quociente
quociente
quociente
quociente
de
de
de
de
1
2
3
4
e
e
e
e
o
o
o
o
resto
resto
resto
resto
de
de
de
de
0
0
0
0
1
2
3
4
divido
divido
divido
divido
por
por
por
por
2
2
2
2
da'
da'
da'
da'
o
o
o
o
quociente
quociente
quociente
quociente
de
de
de
de
0
1
1
2
e
e
e
e
o
o
o
o
resto
resto
resto
resto
de
de
de
de
1
0
1
0
1
2
3
4
divido
divido
divido
divido
por
por
por
por
3
3
3
3
da'
da'
da'
da'
o
o
o
o
quociente
quociente
quociente
quociente
de
de
de
de
0
0
1
1
e
e
e
e
o
o
o
o
resto
resto
resto
resto
de
de
de
de
1
2
0
1
1
2
3
4
divido
divido
divido
divido
por
por
por
por
4
4
4
4
da'
da'
da'
da'
o
o
o
o
quociente
quociente
quociente
quociente
de
de
de
de
0
0
1
1
e
e
e
e
o
o
o
o
resto
resto
resto
resto
de
de
de
de
1
2
3
0
João Sousa – Miguel Pedro Silva
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37
Passagem por referência
Cada parâmetro passado por referência deve conter &
O espaço entre o tipo e o & não é obrigatório
Tem que ser utilizado o & no protótipo e na definição
Argumentos passados por referência têm que ser
variáveis – não podem ser uma expressão ou um
literal
João Sousa – Miguel Pedro Silva
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38
Passagem por valor
Os parâmetros na chamada devem ser variáveis ou
literais ou expressões do mesmo tipo do da declaração.
Objectos de grande dimensão passados por valor
podem ocupar espaço ou tempo excessivo
string mascote (string universidade)
{
if (universidade == "Illinois")
return "Fighting Illini";
...
}
---cout << mascote(escola) << endl;
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39
Passagem de argumentos
A cópia do argumento escola consome tempo.
Especialmente se o argumento for uma estrutura grande
A criação de um alias para um argumento é quase
imediata.
Poder-se-á aumentar a velocidade passando o
parâmetro universidade por referência.
No entanto, isto é arriscado:
Podemos mudar o valor de escola se por engano
mudarmos o valor de universidade.
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40
Solução
Parâmetros por referência constantes
Parâmetros por referência cuja declaração é precedida pela
palavra-chave const.
string mascote (const string& universidade)
{ if (universidade == "Illinois")
return "Fighting Illini";
. . .
}
Parâmetros por referência constantes são parâmetros
só de leitura dos seus argumentos
Assim, não podem ser alterados
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41
Concepção de funções
Especificação da função
Determina a forma do cabeçalho da função
Valor a retornar
Nome
Parâmetros
Algoritmo da função
Determina o conteúdo do corpo da função
Input, Output
Ramificações, ciclos
Testes, execução e debugging
Programa driver
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42
Funções são subprogramas
Os passos de concepção de um programa
podem ser utilizados para as funções
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Comportamento
Comportamento
Comportamentodas
dasfunções
funçõesinclui:
inclui:
Objectos
Recebe
Recebevalores
valoresquado
quadoééchamada
chamada
Operações
Retorna
Retornavalores
valoresno
nofinal
finalda
daexecução
execução
Algoritmo
Codificação
Testes, execução, debugging
Manutenção
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43
Problema
As duas escalas mais utilizadas para medir temperaturas são as
Fahrenheit e Celsius. É necessário um programa para
converter temperaturas de graus Fahrenheit em graus Celsius,
utilizando uma função de conversão.
Comportamento
Insira a temperatura em Fahrenheit a
converter para graus Celsius: 99
Temperatura em Celsius: 109.9
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44
Comportamento e objectos da função
fahrEmCelsius()
Recebe valor temperatura Fahrenheit quando chamada
Faz a conversão com a respectiva equação
Retorna o valor da temperatura equivalente em Celsius
Objectos
Descrição
Tipo
Espécie Movimento
Temperatura
Fahrenheit
double
variável
recebida (in)
Temperatura
Celsius
double
variável
devolvida (out)
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Nome
temperaturaFahr
45
Parâmetros
As variáveis das funções para as quais os valores
podem ser especificados.
São definidas entere parêntesis na definição da funcão.
double fahrEmCelsius(double temperaturaFahr)
{
return (temperaturaFahr - 32.0) / 1.8;
}
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46
Argumentos
Quando uma função é chamada
A chamada passa os seus valores como argumentos
Estes são gravados nos parâmetros da função.
double novaTemperatura = fahrEmCelsius(212)
212
double fahrEmCelsius(double temperaturaFahr)
{
return (temperaturaFahr - 32.0) / 1.8;
}
A função corre assim usando os seus parâmetros.
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47
Programa converte_temp.cpp
/* converte_temp.cpp converte uma temperatura de graus Fahrenheit
* Para graus Celsius, utilizando respectiva a formula de conversão.
*
* Input: tempFahrenheit
* Output: tempCelsius
*******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;
double fahrEmCelsius(double temperaturaFahr); // protótipo da funcao
int main()
{
cout << "Este programa converte uma temperatura\n"
<< "de graus Fahrenheit para graus Celsius.\n";
cout <<"\nInsira a temperatura em graus Fahrenheit: ";
double tempFahrenheit;
cin >> tempFahrenheit;
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48
converte_temp.cpp
double tempCelsius = fahrEmCelsius(tempFahrenheit);
cout << tempFahrenheit << " graus Fahrenheit e’ equivalente a "
<< tempCelsius << " graus Celsius\n";
}
/* fahrEmCelsius converte uma temperatura de graus Fahrenheit
* em graus Celsius.
*
* Recebe: temperaturaFahr, um real com a temperatura em Fahrenheit
* Retorna: a temperatura em graus Celsius equivalente
******************************************************************/
double fahrEmCelsius(double temperaturaFahr) // definicao da funcao
{
return (temperaturaFahr - 32.0) / 1.8;
}
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49
Fluxo de execução
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50
Drivers e Stubs
Driver: função que testa outra função fazendo a sua
chamada
Útil para testes e debug de funções
Stub: função “simplificada” em substituição da
verdadeira função
Usualmente apresenta uma mensagem indicando que a
função foi chamada.
Útil para o teste de programas, de modo a verificar o seu
funcionamento lógico
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51
Stub: exemplo
int main( )
{
for (int contador = 1; contador <= 2; contador++)
{
cout << “Chamada a aMinhaFuncao com contador = "
<< contador << endl;
aMinhaFuncao(contador);
}
}
void aMinhaFuncao(int valor)
{
cout << “A aMinhaFuncao devolveu: "
<< valor <<endl;
}
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52
Mais exemplos de funções
double AreaElipse(double comprimento, double largura);
{
const double PI = 3.14159;
double metadeComprimento = comprimento /2.0,
metadeLargura = largura/2.0;
return PI * metadeComprimento * metadeLargura;
}
double PerimetroElipse(double comprimento, double largura);
{
const double PI = 3.14159;
double metadeComprimento = comprimento /2.0,
metadeLargura = largura/2.0;
return 2.0 * PI *
sqrt((pow(metadeComprimento,2) +
pow(metadeLargura,2))/2.0);
}
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53
Exemplo de protótipos
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
// cin, cout, <<, >>, ...
// sqrt(), pow(), ...
double AreaElipse(double comprimento, double largura);
double PerimetroElipse(double comprimento, double largura);
int main()
{
cout << “\nPara calcular a area e o perimetro de uma”
<< “\n elipse, insira o seu comprimento e largura: ”;
double
cin >>
double
double
comprimento, largura;
comprimento >> largura;
area = AreaElipse(comprimento, largura);
perimetro = PerimetroElipse(comprimento, largura);
cout << “\nO valor da area e’ “ << area
<< “\n e o do perimtro e’ “ << perimetro << endl;
}
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Para
Parachamar
chamaruma
umafunção,
função,utiliza-se
utiliza-seooseu
seu
nome
nomecomo
comose
sefosse
fosseuma
umaexpressão
expressão
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54
Exemplo: função que calcula o mínimo
¾ Problema:
Escrever uma função que, dados dois números reais,
retorne o mínimo dos dois valores.
Comportamento:
Recebe dois valores reais como parâmetros
Se o primeiro é menor do que o segundo, retorna o primeiro
valor
Caso contrário retorna o segundo valor
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55
Exemplo: função que calcula o mínimo (cont.)
Objectos:
Objectos (entidades)
Descrição
Tipo
Espécie
Movimento
Nome
primeiro valor
double
variável
recebida
primeiro
segundo valor
double
variável
recebida
segundo
valor mínimo
double
variável
devolvida
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56
Exemplo: função que calcula o mínimo (cont.)
Operações
i.
ii.
iii.
iv.
v.
Receber dois valores reais
Comparar os dois valores para ver qual deles é o menor
Retornar o primeiro valor
Retornar o segundo valor
Seleccionar iii. ou iv. (não ambos!), baseado no resultado de ii.
Algoritmo
Se primeiro < segundo
devolve primeiro;
caso contrário
devolve segundo.
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57
Programa TestaMinimo.cpp
/* TestaMinimo.cpp testa a funcao minimo.
****************************************************************/
#include <iostream> // cin, cout, <<, >>
using namespace std;
double minimo(double primeiro, double segundo);
int main()
{
double numero1, numero2;
cout << “Insira dois numeros: ";
cin >> numero1 >> numero2;
cout << "Minimo e’ " << minimo(numero1, numero2) << endl;
}
/* minimo encontra o minimo de dois reais (dupla precisao).
*
* Recebe: primeiro e segundo
* Devolve: o menor valor de primeiro e segundo
************************************************/
double minimo(double primeiro, double segundo)
{
if (primeiro < segundo)
return primeiro;
else
return segundo;
}
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58
Testes da função
Insira dois numeros: -2 -6
Minimo e’ -6
Insira dois numeros: 3 6
Minimo e’ 3
Insira dois numeros: 0.0023 -34.543
Minimo e’ -34.543
João Sousa – Miguel Pedro Silva
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59
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