Prof. Reginaldo Ré reginaldo@utfpr.edu.br http://coinf.cm.utfpr.edu.br Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Campo Mourão COINT - Coordenação.

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1 Prof. Reginaldo Ré reginaldo@utfpr.edu.br http://coinf.cm.utfpr.edu.br
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Campo Mourão COINT - Coordenação do Curso Superior de Tecnologia em Sistemas para Internet Introdução à Programação usando Linguagem C Prof. Reginaldo Ré

2 Aulas adaptadas dos materiais...
Do. Prof. Rogério Aparecido Gonçalves Do Prof. Leandro Galvão De Allan Diego Silva Lima

3 Aula 3 - Sumário Procedimentos e Funções
Escopo de variáveis: global e local Parâmetros Formas e reais Passagem por valor Passagem por referência Recursividade Variáveis Compostas Estruturas de Dados Homogêneas Unidimensional Bidimensional Multidimensional Estruturas de Dados Heterogêneas Strings

4 Procedimentos e Funções
Procedimentos – são estruturas que agrupam um conjunto de comandos, que são executados quando o procedimento é chamado. Funções – são procedimentos que retornam um valor ao seu término. A Linguagem C não faz distinção.

5 Porque utilizar procedimentos e funções?
Evitam que os blocos do programa fiquem grandes demais e mais difíceis de ler e entender. Ajudam a organizar o programa. Permitem reaproveitamento de códigos construídos anteriormente. Evitam repetição de trechos de códigos, minimizando erros e facilitando alterações. Implementam a estratégia de solução de problemas “dividir e conquistar”

6 Funções: Como declarar
<tipo> nome_da_função (<tipo> arg1, <tipo> arg2, ..., <tipo> argN) { <corpo da função> return valor_de_retorno; }

7 Funções: Como declarar
Exemplo de uma função: int soma(int a, int b) { int c; c = a + b; return c; }

8 Funções: Como declarar
Toda função deve ter um tipo (char, int, float), o qual indicará o tipo de seu valor de retorno (saída). Os argumentos (ou parâmetros) indicam o tipo e quais valores são esperados para serem manipulados pela função (entrada). int soma(int a, int b) { int c; c = a + b; return c; } Corpo da função

9 Funções: Como declarar
Uma função pode não ter parâmetros, basta não informá-los. Exemplo: int random() { srand(time(NULL)); return (rand() % 100); }

10 Funções: Como declarar
A expressão contida no comando return é chamado de valor de retorno da função. Esse comando é sempre o último a ser executado por uma função. Nada após ele será executado. As funções só podem ser declaradas fora de outras funções. Lembre-se que o corpo do programa principal (main()) é uma função!

11 Funções: Invocando resultado = soma(x,y);
Uma forma clássica de realizarmos a invocação (ou chamada) de uma função é atribuindo o seu valor a uma variável: Na verdade, o resultado da chamada de uma função é uma expressão, que pode ser usada em qualquer lugar que aceite uma expressão: resultado = soma(x,y); printf("Soma: %d\n", soma(a,b) );

12 Funções: Invocando Função que calcula a soma dos valores de x e y:
int x, y, resultado; int soma(int a, int b){ return (a + b); } int main(){ x = 3; y = 5; resultado = soma(x, y); printf("%d\n", resultado);

13 Funções: Invocando As variáveis x e y no exemplo anterior são chamadas de parâmetros reais. Conforme exemplo anterior, os argumentos não possuem necessariamente os mesmos nomes que os parâmetros que a função espera. Seus valores são apenas copiados para a função chamada, sem ser afetados pelas alterações nos parâmetros dentro da função.

14 Funções: Invocando O valor que será retornado para o chamador da função. Deve respeitar o tipo de retorno declarado.

15 Exercícios Modificar o programa do cálculo da média para que utilize uma função media(...) no cálculo. Modificar o programa do cálculo de IMC para que utilize uma função imc(...) no cálculo. É possível resolver esses exercicios ? Ler um número e chamar uma função que retorna o dobro e o quadrado do número. Ler o valor do lado de um cubo e chamar uma função que retorne sua área (6 . lado²) e seu volume (lado³). Ler os coeficientes (a, b, c) de uma equação do 2º grau e chamar uma função que retorne o valor do delta e das raízes.

16 O tipo void É utilizado em procedimentos.
É um tipo que representa o “nada”, ou seja: uma variável desse tipo armazena conteúdo indeterminado, uma função desse tipo retorna um conteúdo indeterminado. Indica que uma função não retorna nenhum valor, ou seja, é um procedimento.

17 Procedimentos: Como declarar
void nome_do_procedimento (<tipo> parâmetro1, <tipo> parâmetro2, ..., <tipo> parâmetroN) { <corpo do procedimento> }

18 Procedimentos: Como declarar
Exemplo de procedimento: void imprime_dobro(int x) { printf("Dobro de x: %d", 2*x); }

19 Procedimentos: Invocando
Para invocarmos um procedimento, devemos utilizá-lo como qualquer outro comando: Compare a diferença de invocação de uma função: procedimento(parâmetros); resultado = função(parâmetros);

20 Procedimentos: Invocando
int x, y, resultado; void soma() { resultado = x + y; } int main() x = 3; y = 5; soma(); printf("%d\n", resultado);

21 A função main() É uma função especial invocada automaticamente pelo sistema operacional (OS) ao iniciar o programa. Quando utilizado, o comando return informa ao OS se o programa funcionou corretamente ou não. O padrão é que um programa retorne: = zero – caso tenha funcionado corretamente , ≠ zero – caso contrário.

22 Variáveis locais e globais
Uma variável é chamada local quando é declarada dentro de uma função. Nesse caso: Ela existe apenas dentro da função que a contém. Após o término da execução da função, ela deixa de existir. Uma variável é chamada global quando é declarada fora de qualquer função. Nesse caso: Pode ser acessada em qualquer parte do programa. Ela existe durante toda a execução do programa.

23 Variáveis locais e globais
Boa prática de programação: Deve-se evitar o uso de variáveis globais. As funções devem modificar apenas as suas variáveis locais e as variáveis passadas a elas como parâmetros.

24 Escopo de variáveis O escopo de uma variável determina de que partes do código ela pode ser acessada. A regra de escopo em C é bem simples: As variáveis globais são visíveis por todas as funções. As variáveis locais são visíveis apenas na função onde foram declaradas.

25 Escopo de variáveis É possível declarar variáveis locais com o mesmo nome de variáveis globais. Nesta situação, a variável local “esconde” a variável global. int nota; void funcao() { // Neste ponto, nota eh variavel local. }

26 Parâmetros Parâmetros ou argumentos são os valores recebidos e/ou retornados por uma função. Podem ser divididos em duas categorias: Formais: correspondem aos parâmetros utilizados na definição da função. Reais: correspondem aos parâmetros da função chamadora utilizados para chamar a função.

27 Parâmetros Parâmetros formais int soma(int a, int b) { return (a + b);
} int main() int x = 3; int y = 5; printf("%d\n", soma(x + y)); Parâmetros reais

28 Passagem de Parâmetros
É o mecanismo de informar sobre quais valores o processamento definido na função deve ser realizado. Os parâmetros são passados para uma função de acordo com a sua posição. Os parâmetros formais de uma função se comportam como variáveis locais (criados na entrada e destruídos na saída) Existem duas categorias: Por valor Por referência

29 Passagem de Parâmetros por Valor
Os valores das variáveis externas (função chamadora) são copiados para as variáveis internas da função chamada. Alteração no valor das variáveis terá efeito local à função chamada. var var_interna

30 Passagem de Parâmetros por Referência
Os valores das variáveis externas não são passados para a função, mas sim os seus endereços. Ocorre alteração no valor das variáveis externas. Usamos os caracteres: & - indica o endereço da variável * - indica o conteúdo do apontador

31 Passagem de Parâmetros por Referência
var

32 Exercícios Ler um número e chamar uma função que retorna o dobro e o quadrado do número. Ler o valor do lado de um cubo e chamar uma função que retorne sua área (6 . lado²) e seu volume (lado³). Ler os coeficientes (a, b, c) de uma equação do 2º grau e chamar uma função que retorne o valor do delta e das raízes.

33 Funções podem invocar funções

34 Funções: Recursividade
Um objeto é dito recursivo se pode ser definido em termos de si próprio. “Para fazer iogurte, você precisa de leite e de um pouco de iogurte.” “Para entender recursividade, você primeiro tem de entender recursividade.”

35 Funções: Recursividade
A recursão é uma forma interessante de resolver problemas, pois o divide em problemas menores de mesma natureza. Um processo recursivo consiste de duas partes: O caso trivial, cuja solução é conhecida. Um método geral que reduz o problema a um ou mais problemas menores de mesma natureza.

36 Recursividade – Fatorial
Cálculo do fatorial: fat(n) = 1, se n = 1 n * fat(n-1), se n > 1

37 Exercício Implemente um programa que receba como entrada um valor X qualquer e mostre como saída o fatorial de X. Utilize uma função para calcular o fatorial.

38 Recursividade – Fatorial
Função recursiva que calcula o fatorial de um número: int fat(int n) { if (n != 1) return n * fat(n-1); else return 1; }

39 Recursividade – Série de Fibonacci
Certos algoritmos são mais eficientes quando feitos de maneira recursiva. Contudo, quando usada incorretamente, a recursividade tende a consumir muita memória e ser lenta. Um parcela da memória é reservada cada vez que o computador faz chamada a uma função. Compare as duas implementações da série de Fibonacci, uma realizada de forma iterativa e outra de forma recursiva.

40 Variáveis Compostas São um conjunto de variáveis identificadas por um mesmo nome. Homogêneas (vetores e matrizes) Heterogêneas (estruturas)

41 Variáveis Compostas Homogêneas
Correspondem a posições da memória: identificadas por um único nome individualizadas por índices cujo conteúdo é de um mesmo tipo 6,1 2,3 9,4 5,1 8,9 9,8 10 7,0 6,3 4,4 Notas: Posição: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

42 Variáveis Compostas Homogêneas: Exemplo
Posição do livro 1 2 … n-1 788 598 265 156 145 258 369 196 989 565 345 526 ⋮ ⋱ m-1 845 153 564 892 210 Prateleira

43 Arranjos unidimensionais
Utilizados para armazenar conjuntos de dados cujos elementos podem ser endereçados por um único índice. Também são conhecidos como vetores.

44 Arranjos multidimensionais
Utilizados para armazenar conjuntos de dados cujos elementos necessitam ser endereçados por mais de um índice. Também são conhecidos como arrays ou matrizes.

45 Arranjos multidimensionais: Exemplos
Arranjos de 2 dimensões 1 2 … n-1 788 598 265 156 145 258 369 196 989 565 345 526 ⋮ ⋱ m-1 845 153 564 892 210

46 Arranjos multidimensionais: Exemplos
Arranjo de 3 dimensões 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

47 Arranjos multidimensionais: Exemplos
Arranjo de 4 dimensões 1 2 3 (0,0) 1 2 3 (0,1) 1 2 3 (0,2) 1 2 3 (0,3) 1 2 3 (1,0) 1 2 3 (1,1) 1 2 3 (1,2) 1 2 3 (1,3)

48 Vetores e Matrizes na Linguagem C
Como declarar: Exemplos: <tipo> <nome> [<tamanho1>][<tamanho2>]...; float VetReais[100]; int Vetor[5][9]; char Nome_cliente[50]; float cubo[20][12][7];

49 Vetores e Matrizes na Linguagem C
O compilador C aloca uma porção contígua da memória para armazenar os elementos das matrizes e vetores.

50 Vetores e Matrizes na Linguagem C
int VetInt[n]; Índices: 1 2 3 4 5 ... n-1 ... VetInt Índice do primeiro elemento: zero Índice do último elemento: n – 1 Quantidade de elementos: n

51 Vetores e Matrizes na Linguagem C
Índices fora dos limites podem causar comportamento anômalo do código. 1 2 3 4 5 2 9 8 X1 Vetor[6] X2 Vetor[1] = 9; Vetor[-1] = 2; Vetor[6] = 8; int X1; int Vetor[6]; int X2

52 Vetores e Matrizes na Linguagem C
O tamanho de um vetor ou matriz é pré-definido, ou seja, após a compilação, não pode ser mudado. Portanto, vetores e matrizes são chamadas estruturas de dados estáticas, pois mantém o mesmo tamanho ao longo de toda a execução do programa.

53 Vetores e Matrizes na Linguagem C: Exemplos
Atribuir valores na declaração do vetor: Atribuir valores na declaração da matriz: int vetor[5] = {1,2,3,4,5}; float matriz[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};

54 Vetores e Matrizes na Linguagem C: Exemplos
Colocar os números de 1 a 5 num vetor: Colocar os números de 5 a 1 num vetor: for (i=0; i<5; i++) Vetor[i] = i + 1; for (i=0; i<5; i++) Vetor[i] = 5 - i;

55 Vetores e Matrizes na Linguagem C: Exemplos
Preencher uma matriz n × m com zeros: for (i=0; i < N; i++) for (j=0; j < M; j++) Matriz[i][j] = 0;

56 Vetores e Matrizes na Linguagem C: Exemplos
Copiar dados de um vetor para outro: Boa prática de programação: Definir o tamanho de vetores com constantes flexibiliza a manutenção do código. #define TAM_MAX 10 double VetReais[TAM_MAX], VetCopia[TAM_MAX]; for (i=0; i<TAM_MAX; i++) VetCopia[i] = VetReais[i];

57 Vetores e Matrizes na Linguagem C: Exemplos
Leitura dos dados de um vetor: for (i=0; i<TAM_MAX; i++) { printf("Digite um número: "); scanf("%f", &Vet[i]); }

58 Vetores e Matrizes na Linguagem C: Exercício 1
Determinar: M[3][0] M[4][2] M[1][3] M[5][M[0][2]] M[M[3][1]][1] M[4][(M[1][2]+M[3][0])] 1 2 3 4 5 -5 -3 -1 -2 -3 1 -2

59 Vetores e Matrizes na Linguagem C: Exercício 2
Ler um elemento K. Ler um vetor A de N elementos. Verificar se o elemento K está presente no vetor: Se estiver, imprimir a posição onde ele foi encontrado. Caso contrário, imprimir mensagem "elemento K não encontrado".

60 Vetores e Matrizes na Linguagem C: Exercícios
Ler N valores inteiros (N ≤ 100) até que seja digitado o valor zero. A seguir, inverter o vetor, trocando o 1º elemento com o último, o 2º com o penúltimo, e assim sucessivamente. Ao final, imprimir o vetor invertido.

61 Vetores e Matrizes na Linguagem C: Exercícios
Faça um programa que gere e imprima uma matriz quadrada de dimensão N contendo: o número 1 nos elementos abaixo da diagonal principal o número 0 nos demais elementos N deve ser menor ou igual a 20.

62 Strings Uma string é um vetor de caracteres, cujo final é indicado com um caractere nulo (valor inteiro zero). O terminador nulo também pode ser escrito como '\0‘. Ao definir uma string, deve-se levar em consideração, além do número de caracteres da string, o caractere nulo que termina a string.

63 Strings: Leitura a partir do teclado
Função gets() Lê string até o primeiro enter Função scanf() Lê string até o primeiro espaço em branco

64 Strings: Atribuição de valores
char curso[15] = "Engenharia"; // Valido somente na // declaracao! char curso[15]; strcpy(curso,"Engenharia"); // Requer biblioteca // string.h

65 Manipulação de caracteres
A Linguagem C possui algumas funções especiais para análise e manipulação de caracteres. Tais funções estão definidas na biblioteca ctype.h A biblioteca ctype.h possibilita a manipulação de caracteres, não de strings inteiras.

66 Manipulação de caracteres: Funções tolower e toupper
Função toupper Converte seu argumento para uma letra maiúscula: Função tolower Converte seu argumento para uma letra minúscula: <var1> = toupper(var2); <var1> = tolower(var2);

67 Manipulação de caracteres: Outras funções
Função Testa se seu argumento é um isalnum caractere alfanumérico isalpha caractere alfabético isascii caractere ASCII (0 a 127) iscntrl caractere de controle (0-0x1F ou 0x7F) isgraph caractere imprimível na tela (não leva espaço em consideração) isprint caractere imprimível na tela (leva espaço em consideração)

68 Manipulação de caracteres: Outras funções
Função Testa se seu argumento é um islower caractere minúsculo isupper caractere maiúsculo ispunct caractere de pontuação isspace caractere de espaço, tabulação isdigit caractere numérico (0-9) isxdigit dígito hexadecimal (0-9, a-f ou A-F)

69 Manipulação de strings: Biblioteca string.h
A Linguagem C possui funções especiais para análise e manipulação de strings. Tais funções estão definidas na biblioteca string.h. A biblioteca string.h possibilita a manipulação de strings completas (sem considerar caractere a caractere).

70 Manipulação de strings: Biblioteca string.h
strcat(str1, str2) Concatena str2 ao final de str1 int tam = strlen(str1); Retorna o tamanho de str1

71 Manipulação de strings: Biblioteca string.h
int valor = strcmp(str1, str2); valor = 0, se str1 e str2 são iguais; valor < 0, se str1 < str2; valor > 0, se str1 > str2; int valor = strcmpi(str1, str2); Mesmo que strcmp, mas não é sensível ao caso

72 Manipulação de strings: Biblioteca string.h
strupr(str) Converte uma string para maiúsculas. strlwr(str) Converte uma string para minúsculas. strrev(str) Inverte o conteúdo de uma string. strset(str,char) Substitui todos os caracteres de uma string pelo caractere especificado.

73 Manipulação de strings: Conversão para números
A seguintes funções fazem parte da biblioteca stdlib.h Função Converte atoi(<str>) String em int atof(<str>) String em float itoa(<int>) Int em string