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Introducao aos AlgoritmosAula 05
Diogo Pinheiro Fernandes Pedrosahttp://www2.ufersa.edu.br/portal/professor/diogopedrosa
Universidade Federal Rural do SemiaridoBacharelado em Ciencia e Tecnologia
21 de outubro de 2009
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IntroducaoEm aulas anteriores...
Conceito de computador
I Equipamento para realizar processamento de dados;
I Possui hardware e software;
Software → composto por programas!
I Toda tarefa de processamento de dados necessita de umprograma (ou varios programas interligados);
I Todo programa e construıdo atraves de uma linguagem deprogramacao.
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IntroducaoEtapas para Desenvolvimento de Programas
Analise: estuda o enuciado do problema e define os dados deentrada do programa, o processamento a serrealizado e os dados de saıda;
Algoritmo: consiste em ferramentas que auxiliam na descricao doproblema com suas solucoes;
Codificacao: o algoritmo e transformado em codigos da linguagemde programacao escolhida para se trabalhar.
Observacao
Um programa e a codificacao de um algoritmo em uma linguagemde programacao.
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Conceito de Algoritmo
Um algoritmo e a descricao de uma sequencia de passos que deveser seguida para a realizacao de uma tarefa.”
Exemplo: somar tres numeros
1. Receber os tres numeros;
2. Somar os tres numeros;
3. Mostrar o resultado obtido.
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Conceito de Algoritmo
Exemplo: sacar dinheiro em caixa eletronico
1. Ir ate um caixa eletronico;
2. Colocar o cartao;
3. Digitar a senha;
4. Solicitar a quantia desejada;
5. Se o saldo for maior ou igual a quantia desejada, sacardinheiro; caso contrario, mostrar mensagem deimpossibilidade de saque;
6. Retirar cartao;
7. Sair da agencia.
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Conceito de Algoritmo
Observacao
Podem existir varios algoritmos para solucionar o mesmo problema.
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Metodo para Construir Algoritmos
I Compreender o problema a ser resolvido;
I Definir os dados de entrada;
I Definir que tipo de processamento (calculos) serao efetuados;
I Definir os dados de saıda;
I Construir o algoritmo;
I Testar o algoritmo com simulacoes.
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Tipos de AlgoritmosDescricao Narrativa
Consiste em analisar o enunciado do problema e escrever,utilizando uma linguagem natural, os passos a serem seguidos para
sua resolucao.
Vantagem: nao e necessario aprender nenhum conceito novo;
Desvantagem: a lıngua natural abre espaco para variasinterpretacoes, o que pode dificultar a transcricao doalgoritmo para programa.
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Tipos de AlgoritmosDescricao Narrativa – Exemplo
Algoritmo para mostrar o resultado da multiplicacao de doisnumeros:
1. Receber os dois numeros que serao multiplicados.
2. Multiplicar os dois numeros.
3. Mostrar o resultado obtido na multiplicacao.
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Tipos de AlgoritmoFluxograma
Consiste em analisar o enunciado do problema e escrever,utilizando sımbolos graficos pre-definidos, os passos a serem
seguidos para sua resolucao.
Vantagem: uma vez que se tem o conhecimento dos sımbolos,entender um algoritmo escrito em fluxograma e maissimples que entender um algoritmo narrativo;
Desvantagem: e necessario aprender a simbologia dos fluxogramas.
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Tipos de AlgoritmoFluxograma
Sımbolos graficos:
Simbolo utilizado para indicar inicio e fim do algoritmo
Simbolo que permite indicar o sentido do fluxo de dados.Serve exclusivamente para conectar os simbolos ou blocos existentes
Simbolo utilizado para indicar calculos e atribuicoes de valores
Simbolo utilizado para representar a entrada de dados
Simbolo utilizada para representar a saida de dados
Simbolo utilizado para indicar que deve ser tomada uma decisão, apontando a possibilidade de desvios.
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Tipos de AlgoritmoFluxograma – Exemplo
Algoritmo para mostrar o resultado da multiplicacao de doisnumeros:
Inicio N1, N2
M = N1 x N2
M Fim
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Tipos de AlgoritmoPseudocodigo
Consiste em analisar o enunciado do problema e escrever, por meiode regras pre-definidas, os passos a serem seguidos para sua
resolucao.
Vantagem: a passagem do algoritmo para qualquer linguagem deprogramacao e quase imediata, basta conhecer oscodigos da linguagem;
Desvantagem: e necessario aprender as regras do pseudocodigo.
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Tipos de AlgoritmoPseudocodigo – Exemplo
Algoritmo para mostrar o resultado da multiplicacao de doisnumeros:
1: INICIO ALGORITMO2: DECLARE N1, N2, M NUMERICO3: ESCREVA “Digite dois numeros”4: LEIA N1, N25: M ← N1 * N26: ESCREVA “Multiplicacao = “, M7: FIM ALGORITMO
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Conceito de Variavel
I Um algoritmo e, posteriormente, um programa, recebemdados que precisam ser armazenados no computador eutilizados no processamento;
I O armazenamento e feito na memoria;I Uma variavel representa uma area da memoria que armazena
um determinado dado;I A variavel deve possuir um nome e deve ser definido que tipo
de dado ela pode armazenar;I Uma variavel pode ter seu valor alterado (por outro do mesmo
tipo) a qualquer momento.
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Nome das VariaveisFormacao de Identificadores
Os identificadores sao os nomes utilizados para as variaveis nosalgoritmos e programas. As regras basicas para a formacao dosidentificadores sao:
I Pode-se utilizar numeros, letras maiusculas, letras minusculase o caractere underscore. Exemplo: Nota 1, Nota01;
I O primeiro caractere deve ser sempre uma letra. Exemplo:01Nota nao pode!
I Nao sao permitidos espacos em branco nem sımbolos especiais(@, $, +, -, %, !, etc.). Exemplo: Nota 01 nao pode!
I Existem palavras que sao exclusivas para as linguagens deprogramacao. Tais palavras nao podem ser utilizadas comoidentificadores.
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Tipos de DadosValores que as Variaveis Recebem
Numerico:
I Podem assumir valores inteiros (-23, 0, 237, ...) ou valoresreais (-23.45, 0.0, 234.478).
Logico:
I Podem assumir valores booleanos: verdadeiro ou falso.
Caractere:
I Tambem e conhecido como tipo Literal;
I Esse tipo pode assumir um unico caractere ou uma sequenciade caracteres;
I Exemplo: ’Informatica Aplicada’.
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Linguagem de ProgramacaoA Linguagem que sera utilizada...
I Uma linguagem de programacao consiste em um conjunto decodigos que traduz um algoritmo para um programa;
I Esse codigo possui regras e palavras chaves especıficas dalinguagem adotada;
I Exemplo:
#include <stdio.h>
int main(){int N1, N2, M;printf("Digite dois numeros: ");scanf("%d %d", &N1, &N2);M = N1*N2;printf("Multiplicac~ao = %d", M);return(0);
}
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Linguagem de ProgramacaoA Linguagem que sera utilizada...
I A linguagem a ser utilizada sera a C/C++;
I A linguagem C foi criada em 1972, nos Laboratorios Bell, parao desenvolvimento do sistema operacional UNIX;
I A linguagem C++ foi originalmente criada como umaextensao da linguagem C. Hoje ela e uma das mais utilizadasno mundo academico.
I Ambas sao linguagens de alto nıvel → o programador naoprecisa se preocupar com funcoes especıficas do processador.
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Paradigmas de Programacao
I Paradigma → e a representacao de um padrao a ser seguida;
I Paradigma de programacao → esta relacionado com a formade pensar do programador e como ele busca a solucao para oproblema;
I Ha dois paradigmas principais em programacao:I Estruturado;I Orientado a objetos.
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Paradigmas de ProgramacaoProgramacao Estruturada
I Pelo paradigma estruturado, qualquer problema pode serresolvido utilizando tres estruturas basicas: sequencial,condicional e de repeticao (iterativa);
I Procura encontrar uma forma de quebrar um problemacomplexo em varios problemas simples, que trabalhandoconjuntamente, obtem o resultado desejado.
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Paradigmas de ProgramacaoProgramacao Orientada a Objetos
I No paradigma orientado a objetos, o programador enxerga oproblema como uma colecao de objetos que interagem pormeio de troca de mensagens.
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Paradigmas de ProgramacaoExemplo
ProblemaCalcular a area e o perımetro de um retangulo. Para isso, deveraexistir uma janela pela qual serao informadas as medidas dos ladosdo retangulo. Nesta janela tambem serao exibidos os resultadosencontrados.
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Paradigmas de ProgramacaoExemplo
Pelo paradigma estruturado, o problema principal pode ser divididonos seguintes problemas:
1. Obter o valor da altura do retangulo;
2. Obter o valor da largura do retangulo;
3. Calcular a area;
4. Calcular o perımetro;
5. Mostrar os resultados.
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Paradigmas de ProgramacaoExemplo
Pelo paradigma orientado a objeto, o problema principal pode servisto como dois objetos se comunicando: janela e retangulo.Assim, deve-se:
1. Programar a janela para receber as medidas do retangulo apartir do usuario (entrada de dados) e enviar essas medidaspara o objeto retangulo;
2. Programar o retangulo para receber as medidas da janela,fazer com que ele calcule a sua area e o seu perımetro e, porfim, enviar os resultados para a janela;
3. Uma vez que a janela recebeu essa mensagem, ela deveapresentar o resultado para o usuario.
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Paradigmas de Programacao
De uma maneira geral:
I A linguagem C foi originalmente projetada para escreverprogramas estruturados;
I A linguagem C++ possui elementos que permitem umaprogramacao orientada a objetos.
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Estrutura Sequencial
E a estrutura que permite criar o algoritmo como uma sequenciade passos para resolver um determinado problema. Consiste em:
I Utilizar uma palavra-chave para iniciar o algoritmo (INICIOALGORITMO);
I Declarar as variaveis e seus tipos;
I Realizar o processamento sobre as variaveis;
I Finalizar o algoritmo com uma outra palavra chave (FIMALGORITMO).
Exemplo
1: INICIO ALGORITMO2: DECLARE variaveis3: bloco de comandos4: FIM ALGORITMO
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Declaracao de Variaveis
Utiliza a palavra chave DECLARE, seguida do identificador davariavel e do seu tipo.
Exemplo
1: INICIO ALGORITMO2: DECLARE X NUMERICO3: DECLARE Y , Z CARACTERE4: DECLARE TESTE LOGICO5: FIM ALGORITMO
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Atribuicao de Valores
Para a atribuicao de valores as variaveis, usa-se o sımbolo “←”.
Exemplo
1: INICIO ALGORITMO2: DECLARE X NUMERICO3: DECLARE Y , Z CARACTERE4: DECLARE TESTE LOGICO5: X ← 46: Y ← “teste”7: TESTE ← falso8: FIM ALGORITMO
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Comando de Entrada
Para a entrada de dados no algoritmo, usa-se a palavra-chaveLEIA!
Exemplo
1: INICIO ALGORITMO2: DECLARE X NUMERICO3: LEIA X4: X ← X + 25: FIM ALGORITMO
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Comando de Saıda
Para a saıda (exibicao) de dados (variaveis), usa-se a palavra-chaveESCREVA!
Exemplo
1: INICIO ALGORITMO2: DECLARE X NUMERICO3: LEIA X4: X ← X + 25: ESCREVA X6: FIM ALGORITMO
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Exemplo
Faca um algoritmo que receba quatro numeros inteiros e quecalcule e apresente a soma deles.
1: INICIO ALGORITMO2: DECLARE n1, n2, n3, n4 NUMERICO3: DECLARE soma NUMERICO4: ESCREVA “Digite os quatro numeros”5: LEIA n1, n2, n3, n46: soma← n1 + n2 + n3 + n47: ESCREVA “Soma = ”, soma8: FIM ALGORITMO
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Exemplo
Faca um algoritmo que receba tres notas e que calcule e apresentea media aritmetrica entre elas.
1: INICIO ALGORITMO2: DECLARE n1, n2, n3, NUMERICO3: DECLARE media NUMERICO4: ESCREVA “Digite as tres notas:”5: LEIA n1, n2, n36: media← (n1 + n2 + n3)/37: ESCREVA “Media = ”, media8: FIM ALGORITMO
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Proxima Aula...
Continuacao de algoritmos:
I Estruturas sequenciais – mais exemplos e exercıcios;
I Estruturas condicionais;
I Exemplos e exercıcios.