Programação C/C++
Slide 5
Nielsen Castelo Damasceno
Programação estruturada
Programação estruturada
Programação estruturada
Programação estruturada
Programação estruturada
vetores
vetores
vetores
vetores
vetores
vetores
Vetores e constantes
Vetores e constantes
Vetores (Regras)
Vetores (caracteres)
Vetores (strings)
Vetores (strings)
Vetores (strings)
Funções básicas (strings)
Funções básicas (strings)
Funções
FUNÇÕES
Função main
Função
Função
Função
Função
Função
FUNÇÕES (CMATH)
Definindo uma função
tipo_da_função nome_da_função (lista de parâmetros)
{
corpo da função
}
• A lista de parâmetros, também chamada de lista de
argumentos, é opcional. A função pode não ter entrada
(void).
O comando return
A instrução return expressão; tem os seguintes efeitos:
1) avaliação da expressão
2) conversão automática do resultado da expressão para
o tipo da função
3) retorno do resultado
4) término da execução da função e retorno do controle
para a instrução seguinte do código de chamada
Sintaxe de um
comando return:
• return;
• return expressão;
• return (expressão);
O comando return
• No exemplo anterior, temos a definição das funções:
Função com um
comando return
Função com mais de
um comando return
O comando return
• Funções do tipo void podem ter um
comando return sem expressão, servindo
para terminar a execução da função
• Em funções do tipo void, o comando return
não é obrigatório
• Uma função sem comando return termina
quando encontra a chave de fechamento
• O valor de retorno é obtido
através de uma chamada à
função, como no exemplo:
Funções definidas pelo
usuário
Declaração e definição de
funções
• Em geral, o nome de uma função aparece em três
lugares em um programa:
1) na declaração (protótipo/assinatura)
2) na definição
3) na chamada
Exemplo
Declaração de
funções (protótipos)
Chamadas de
funções
Definição de funções
Declaração de uma função
A declaração de uma função, dita protótipo da função,
é uma instrução, geralmente colocada no início do
programa, que estabelece o tipo da função e os
argumentos que ela recebe.
• Uma função não pode ser chamada sem antes ter sido
declarada
• No exemplo, temos a declaração das funções:
• a função de nome le_numero() é do
tipo int e não recebe argumentos
• a função de nome max() é do tipo int
e recebe como argumento dois
valores do tipo int
Observações
1) No protótipo de uma função, o seu tipo,
o número e o tipo dos parâmetros devem
corresponder àqueles do cabeçalho da
definição.
2) O nome dos parâmetros podem ser
omitidos na declaração.
3) Se uma função não tem parâmetros,
pode-se declarar a lista de parâmetros
como (void) ou simplesmente ()
Outras observações
1) Se uma função é definida antes da sua
primeira chamada, esta não precisa ser
declarada.
2) O comando return pode retornar somente
um único valor.
3) Se uma função não tem valor de retorno,
deve-se indicar o tipo de retorno como void
4) Não se pode definir funções dentro de uma
outra função.
Escopo de variáveis
O escopo de uma variável é o bloco de código
onde esta variável é válida
• As variáveis podem ser declaradas em
três lugares:
1)dentro de funções
variáveis
locais
2)como parâmetros de funções
parâmetros formais
3)fora de todas as funções
variáveis globais
Variáveis locais
void funcao1(void)
{
int x;
x = -10;
}
void funcao2(void)
{
int x, y;
x = 2;
y = 18;
}
• São visíveis apenas
dentro de seu próprio
bloco de código.
Um bloco de
código é delimitado
por { }.
• O espaço de memória
usado pela variável é
liberado na saída do
bloco de código.
Variáveis globais
• São visíveis no programa inteiro.
• O espaço de memória fica
reservado durante toda a execução
do programa.
Variáveis globais
São úteis quando o mesmo dado é
usado em muitas funções
Ocupam espaço de memória
mesmo quando desnecessárias
Podem levar a erros no programa
Variáveis globais x locais
Qual a diferença entre as funções?
int produto(int x, int y)
{
return (x * y);
}
int x, y;
int produto(void)
{
return (x *
y);
}
Variáveis globais x locais
Qual a diferença entre as funções?
int produto(int x, int y)
{
return (x * y);
}
int x, y;
int produto(void)
{
return (x *
y);
}
Parâmetros de uma função
Variáveis locais que são inicializadas pelos valores
passados na chamada da função.
• São visíveis apenas dentro da função: são criadas na
entrada e destruídas na saída da função
• No momento da chamada de uma função, o número e
o tipo dos parâmetros devem corresponder à
declaração da função
• Os parâmetros são convertidos automaticamente para
os tipos da declaração antes de serem passados à
função
Passagem de parâmetros
• Em geral, pode-se passar parâmetros para
funções de duas maneiras:
1) Por valor: o valor do argumento é copiado
para o parâmetro e as alterações feitas no
parâmetro não tem efeito sobre a variável
usada na chamada da função
2) Por referência: o endereço de uma variável
copiado para o parâmetro, assim as
mudanças feitas no parâmetro afetam a
variável usada na chamada da função
Passagem de parâmetros por
valor
o valor de n é copiado
para o parâmetro x da
função quadrado()
a variável n, usada
para chamar
quadrado(), ainda tem
o valor 10
na atribuição, apenas
a variável local x é
modificada
Passagem de parâmetros por referência
Operador unário de
referência &
A referencia de n é
passado para o
parâmetro x da função
quadrado()
a variável n, usada
para chamar
quadrado(), teve seu
valor modificado
na atribuição, a
variável referenciada
por x é modificada
Passagem de parâmetros por valor
• Considere o seguinte programa:
Exercício
Faça um programa que calcula as raízes de uma equação do
2
segundo grau (ax bx c 0) , onde a, b e c são
números reais fornecidos pelo usuário.
Observação: use funções para calcular e imprimir o
resultado.
Exercício
• Implemente duas funções uma que converte em
Real para dólar e outra que faz a operação
inversa.
• Chame essa função através do main.
• O programa deve ter uma boa interação com
usuário.
• Mostre a cotação do dólar utilizado.
Problema 1
• Crie uma função para encontrar o maior entre 3
inteiros. O usuário entra com os inteiros e o
programa imprime os 3 inteiros e mostrando o
maior elemento.
Local e global
Uso do define
Constantes
Operador (?:)
Problema 2
• Escreva um programa que calcula a soma dos
quadrados de dois números fornecido pelo usuário.
• Implemente 3 funções: Calcula a soma dos
quadrados de dois números, calcula o quadrado de
um número e calcula a soma de dois números.
• A função main deve chamar somente a função que
apresente todo o resultado.
Funções e variáveis globais
Funções e variáveis globais
Funções e variáveis globais
Passando array a função
• Para passar um argumento array a uma função,
especifique o nome do array sem colocar colchetes. Por
exemplo, se o array temperaturaPorHora for
declarado como
Passando array a função
Exercício
• Crie um programa em que o usuário entre com o
tamanho do vetor.
• A função main deve chamar outra função que preenche
os valores desse vetor aleatoriamente (passando como
parâmetro o vetor e seu tamanho).
• Crie uma função que imprima esse vetor (passando como
parâmetro o vetor e seu tamanho).
• A função deve ser chamada pelo main.
• Pesquise na Internet a função rand.
Argumento de defaults
Setprecision
Variável static
Exemplo
Exemplo
Problema 3: Passeio do cavalo
• Um dos problemas mais interessantes para os
fãs do jogo de xadrez é o problema do Passeio do
Cavalo, proposto originalmente pelo matemático
Euler.
• A questão é esta: a peça do jogo de dez chamada
ao cavalo pode se mover ao longo de um
tabuleiro vazio e passar uma única vez em cada
uma 64 casas?
Problema 3: Passeio do cavalo
• O cavalo faz movimentos em formato de L
(percorre duas casas em uma direção e uma no
sentido perpendicular às duas primeiras). Dessa
forma, de uma casa no meio do tabuleiro, o
cavalo pode fazer movimentos diferentes
(numerados de 0 a 7).
Problema 3: Passeio do cavalo
• Desenhe um tabuleiro de xadrez 8-por-8 em
uma folha de papel e tente fazer o Passeio do
Cavalo a mão, Coloque um 1 no primeira casa
para a qual se mover, um 2 na segunda casa, um
3 na terceira etc.
• Antes de começar os movimentos, imagine até
onde você chegará, lembrando-se que um
passeio completo consiste em 64 movimentos.
• Até onde você chegou? Você chegou perto do
quanto havia imaginado?
Problema 3: Passeio do cavalo
Problema 3: Passeio do cavalo
• Escreva um programa para mover o cavalo pelo
tabuleiro de xadrez.
• Rode o programa.
• Quantos movimentos o cavalo fez?
• Depois de tentar escrever e rodar o programa do
Passeio do Cavalo, provavelmente você adquiriu
alguns conceitos valiosos.
Problema 4: Puzzle15
Problema 4: Puzzle15
• 1.3 trilhões de estados alcançáveis
• Instâncias aleatórias são resolvidas otimamente em
alguns milissegundos pelos melhores algoritmos de
busca
• 24-puzzle (5 x 5): possui 10 estados.
• Resolver através da busca em profundidade.
Problema 4: Puzzle8
• A estratégia deve “tentar” uma regra e, se mais tarde
descobrir que essa regra não era apropriada, “voltar
atrás” e tentar outra regra. Essa estratégia é chamada
Backtracking (Tentativa e erro).
Problema 4: Puzzle8
Ponteiros
• Os ponteiros são variáveis que contêm
endereços de memória como valores.
• Normalmente, uma variável faz uma
referência direta a um valor específico.
• Um ponteiro, por outro lado, contém um
endereço de uma variável que contém um
valor específico.
Ponteiros
contPtr é um ponteiro para int ou contPtr aponta para um objeto do tipo inteiro
Ponteiros
• Os ponteiros devem ser inicializados ao serem
declarados.
• Um ponteiro pode ser inicializado com 0,
NULL ou um endereço.
• Um ponteiro com o valor NULL não aponta
para lugar algum.
• Inicializar um ponteiro com 0 é equivalente a
inicializar um ponteiro com NULL
Operadores de Ponteiros
• O & ou operador de ponteiro é um operador que
retorna o endereço de seu operando. Por
exemplo, admitindo as declarações
a instrução
Operadores de Ponteiros
Operadores de Ponteiros
Operadores de Ponteiros
• O operador *, chamado frequentemente
operador de referência indireta ou operador
de desreferenciamento, retorna o valor do objeto
ao qual seu operando (i.e., um ponteiro) aponta.
Usar * dessa maneira é chamado desreferenciar um poteiro.
Operadores de Ponteiros
Chamando funções por referência
• Há duas maneiras de passar argumentos a uma
função — chamada por valor e chamada por
referência.
• Usar ponteiros e o operador de referência
indireta para simular chamadas por referência.
Chamando funções por referência
Chamando funções por referência
Passagem por referência
• Funções que recebem argumentos por referencia
utilizam o operador & somente na definição do
tipo de argumento.
• Pelo comando return só é possível retornar um
valor.
• Por referência podemos retornar mais de um
valor.
Passagem por referência
Passagem por referência
Exercício
• Implemente um programa que ordene 3
números de forma ascendente fornecido
pelo usuário.
• Utiliza chamada por referência.
• A função main deve chamar a função
ordena que apresenta os resultados.
Expressões e aritmética com ponteiro
Expressões e aritmética com ponteiro
• Quando um inteiro é adicionado ou subtraído
de um ponteiro, este último não é simplesmente
incrementado ou decrementado por tal inteiro,
mas sim por tal inteiro vezes o tamanho do
objeto ao qual o ponteiro se refere.
• O número de bytes depende do tipo de dado do
objeto.
• vPtr += 2, produziria 3008 (3 000 + 2 * 4)
admitindo que um inteiro está armazenado em 4
bytes de memória
Expressões e aritmética com ponteiro
• Se um ponteiro for incrementado ou
decrementado de um, os operadores de
incremento e decremento podem ser usados.
Qualquer uma das instruções ++vPtr; vPtr++;
• As variáveis de ponteiros podem ser subtraídas
entre si.
• Por exemplo, se vPtr possuir o local 3000 e v2Ptr
possuir o endereço 3008, a instrução x = v2Ptr vPtr;
• A Aritmética de ponteiros não tem significado
algum se não for realizada em um array.
Ponteiros e Arrays
• bPtr = &b[0];
• O elemento b [ 3 ] do array pode ser referenciado
alternativamente com a expressão de ponteiro
*(bPtr + 3).
• Notação ponteiro/offset
• Os parênteses são necessários porque a precedência
do * é maior do que a precedência do +.
• O array em si pode ser tratado como um ponteiro e
usado com a aritmética de ponteiros. Por exemplo, a
expressão *(b + 3).
Ponteiros e Arrays
• Os arrays podem conter ponteiros. Um uso
comum de tais estruturas de dados é para
formar um array de strings.
Ponteiros e Arrays
• Embora pareça que essas strings estão sendo
colocadas no array naipe, apenas os ponteiros
são de fato colocados no array.
Ponteiros e Arrays
Ponteiros e Arrays
Ponteiros e Arrays
Ponteiros e Arrays
Ponteiros e Arrays
Ponteiros e Arrays
Alocando memória
• typeName * pointer_name = new typeName;
• int * pn = new int;
Alocando memória
Liberando memória
Operador new e delete
• O operador new é utilizado para alocar um bloco
de memória.
• Primeiro o operador new solicita ao SO um bloco
de memória, após alocar o bloco de memória,
new retorna um ponteiro para o bloco alocado.
• Se new falhar, retorna um bad_aloc.
Operador new e delete
• Para destruir o objeto e devolver a memória para o
SO utiliza-se o operador delete.
• Delete destrói o objeto e devolve o bloco de
memória para o SO.
• Observe que apenas o bloco de memória é
destruído. O ponteiro continua existindo, e
continua apontando para o bloco de memória que
agora não existe mais.
• Depois de usar delete, o ponteiro aponta para um
monte de lixo e não deve mais ser utilizado.
Operador new e delete
Ponteiro para função
Problema 5
Faça um programa na linguagem C++ que imprima os
50 primeiros números inteiros pares positivos. Utilize
ponteiros e funções.
Problema 6
Num frigorífico existem 90 bois. Cada boi traz preso no
pescoço um cartão contendo seu número de
identificação e seu peso. Fazer um programa na
linguagem C++ que escreva o número e peso do boi
mais gordo e do boi mais magro.
Problema 7
Suponha que no ano N a população americana seja maior
que a brasileira. Sabendo-se que os Estados Unidos
possuem um crescimento anual de 2% na sua
população e que o Brasil tem crescimento anual de 4%,
determinar o ano em que as duas populações serão
iguais (em quantidade). São dados os números de
habitantes dos Estados Unidos e do Brasil no ano N.