Algoritmo e Lógica de Programação - UFRN

1 Algoritmo e L gica de programa o - 1 - Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia Departamento de Computa o e Automa o Algoritmo e L gica de programa o Algoritmos Parte 1 DCA 800 Eng. Qu mica Maio / 2004 Algoritmo e L gica de programa o - 2 - Cap tulo 1 .. 3 Introdu 3 1. Conceito de Algoritmo .. 3 Algumas Defini es de Algoritmo .. 3 Cap tulo 2 .. 4 Formas de Representa o de 4 Descri o 4 Fluxograma 4 Pseudoc 5 S ntese .. 6 Cap tulo 3 .. 7 Tipos de 7 Dados Num 7 Dados Literais .. 8 Dados L 9 S ntese .. 9 Exerc cio Proposto .. 10 Cap tulo 4 .. 11 Vari veis .. 11 Armazenamento de Dados na Mem 11 Conceito e Utilidade de Vari veis .. 13 Defini o de Vari veis em 14 S ntese .. 15 Exerc cios 15 Cap tulo 5.

2 24 Express es .. 24 Conceito .. 24 24 Tipos de Express 25 S ntese .. 27 Exerc cios 28 Cap tulo 6 .. 27 Instru es 27 Instru o Primitiva de Atribui o .. 28 Instru o Primitiva de Sa da de 29 Instru o Primitiva de Entrada de Dados .. 1 S ntese .. 32 Exerc cios Resolvidos ..32 Exerc cios 36 Algoritmo e L gica de programa o - 3 - Cap tulo 1 Introdu o 1. Conceito de Algoritmo A automa o o processo em que uma tarefa deixa de ser desempenhada pelo homem e passa a ser realizada por m quinas, sejam estes dispositivos mec nicos, eletr nicos (como os computadores) ou de natureza mista. Para que a automa o de uma tarefa seja bem-sucedida necess rio que a m quina que passar a realiz -la seja capaz de desempenhar cada uma das etapas constituintes do processo a ser automatizado com efici ncia, de modo a garantir a repetibilidade do mesmo.

3 Assim, necess rio que seja especificado com clareza e exatid o o que deve ser realizado em cada uma das fases do processo a ser automatizado, bem como a seq ncia em que estas fases devem ser realizadas. especifica o da seq ncia ordenada de passos que deve ser seguida para a realiza o de uma tarefa, garantindo a sua repetibilidade, d -se o nome de Algoritmo . Ao contr rio do que se pode pensar, o conceito de Algoritmo n o foi criado para satisfazer s necessidades da computa o. Pelo contr rio, a programa o de computadores apenas um dos campos de aplica o dos algoritmos. Na verdade, h in meros casos que podem exemplificar o uso (involunt rio ou n o) de algoritmos para a padroniza o do exerc cio de tarefas rotineiras (vide exemplos da Se o ).

4 No entanto, daqui adiante a aten o desta apostila estar voltada automa o de tarefas utilizando computadores. Para que um computador possa desempenhar uma tarefa necess rio que esta seja detalhada passo-a-passo, numa forma compreens vel pela m quina, utilizando aquilo que se chama de programa . Neste sentido, um programa de computador nada mais que um Algoritmo escrito numa forma compreens vel pelo computador (linguagem de programa o). Algumas Defini es de Algoritmo "Serve como modelo para programas, pois sua linguagem intermedi ria linguagem humana e s linguagens de programa o, sendo ent o, uma boa ferramenta na valida o da l gica de tarefas a serem automatizadas." Os algoritmos, servem para representar a solu o de qualquer problema, mas no caso do Processamento de Dados, eles devem seguir as regras b sicas de programa o para que sejam compat veis com as linguagens de programa o.

5 Algoritmo e L gica de programa o - 4 - Cap tulo 2 Formas de Representa o de Algoritmos Existem diversas formas de representa o de algoritmos, mas n o h um consenso com rela o melhor delas. O crit rio usado para classificar hierarquicamente estas formas est diretamente ligado ao n vel de detalhe ou, inversamente, ao grau de abstra o oferecido. Algumas formas de representa o de algoritmos tratam os problemas apenas em n vel l gico, abstraindo-se de detalhes de implementa o muitas vezes relacionados com alguma linguagem de programa o espec fica. Por outro lado existem formas de representa o de algoritmos que possuem uma maior riqueza de detalhes e muitas vezes acabam por obscurecer as id ias principais do Algoritmo , dificultando seu entendimento.

6 Dentre as formas de representa o de algoritmos mais conhecidas podemos citar: Descri o Narrativa; Fluxograma Convencional; Pseudoc digo, tamb m conhecido como Linguagem Estruturada ou Portugol. Descri o Narrativa Nesta forma de representa o os algoritmos s o expressos diretamente em linguagem natural. Como exemplo, t m-se os algoritmos seguintes: Receita de bolo: Misture os ingredientes Unte a forma com manteiga Despeje a mistura na forma Se houver coco ralado ent o despeje sobre a mistura Leve a forma ao forno Enquanto n o corar deixe a forma no forno Retire do forno Deixe esfriar Troca de um pneu furado: Afrouxar ligeiramente as porcas Suspender o carro Retirar as porcas e o pneu Colocar o pneu reserva Apertar as porcas Abaixar o carro Dar o aperto final nas porcas Tomando um banho: Entrar no banheiro e tirar a roupa Abrir a torneira do chuveiro Entrar na gua Ensaboar-se Sair da gua Fechar a torneira Enxugar-se Vestir-se C lculo da m dia de um aluno.

7 Obter as suas 2 notas de provas Calcular a m dia aritm tica Se a m dia for maior que 7, o aluno foi aprovado, sen o ele foi reprovado Algoritmo e L gica de programa o - 4 - Esta representa o pouco usada na pr tica porque o uso da linguagem natural muitas vezes d oportunidade a m s interpreta es, ambig idades e imprecis es. Por exemplo, a instru o "afrouxar ligeiramente as porcas" no Algoritmo da troca de pneus est sujeita a interpreta es diferentes por pessoas distintas. Uma instru o mais precisa seria: "afrouxar a porca, girando-a 30 no sentido anti-hor rio". Fluxograma Convencional uma representa o gr fica de algoritmos onde formas geom tricas diferentes implicam a es (instru es, comandos) distintos. Tal propriedade facilita o entendimento das id ias contidas nos algoritmos e justifica sua popularidade.

8 Esta forma aproximadamente intermedi ria descri o narrativa e ao pseudoc digo (subitem seguinte), pois menos imprecisa que a primeira e, no entanto, n o se preocupa com detalhes de implementa o do programa , como o tipo das vari veis usadas. Nota-se que os fluxogramas convencionais preocupam-se com detalhes de n vel f sico da implementa o do Algoritmo . Por exemplo, figuras geom tricas diferentes s o adotadas para representar opera es de sa da de dados realizadas em dispositivos distintos, como uma fita magn tica ou um monitor de v deo. Como esta apostila n o est interessada em detalhes f sicos da implementa o, mas t o somente com o n vel l gico das instru es do Algoritmo , ser adotada a nota o simplificada da Figura para os fluxogramas. De qualquer modo, o Ap ndice A cont m uma tabela com os s mbolos mais comuns nos fluxogramas convencionais.

9 In cio e final do fluxogramaOpera o de entrada de dadosOpera o de sa da de dadosOpera o de atribui oDecis o Figura Principais formas geom tricas usadas em fluxogramas. Algoritmo e L gica de programa o - 5 - De modo geral, um fluxograma se resume a um nico s mbolo inicial por onde a execu o do Algoritmo come a, e um ou mais s mbolos finais, que s o pontos onde a execu o do Algoritmo se encerra. Partindo do s mbolo inicial, h sempre um nico caminho orientado a ser seguido, representando a exist ncia de uma nica seq ncia de execu o das instru es. Isto pode ser melhor visualizado pelo fato de que, apesar de v rios caminhos poderem convergir para uma mesma figura do diagrama, h sempre um nico caminho saindo desta.

10 Exce es a esta regra s o os s mbolos finais, dos quais n o h nenhum fluxo saindo, e os s mbolos de decis o, de onde pode haver mais de um caminho de sa da (usualmente dois caminhos), representando uma bifurca o no fluxo. A Figura mostra a representa o do Algoritmo de c lculo da m dia de um aluno sob a forma de um fluxograma. In cioN1, N2"Aprovado"MEDIA aaa(N1 + N2) / 2 MEDIA >= 7"Reprovado" Figura Exemplo de um fluxograma convencional. Pseudoc digo Esta forma de representa o de algoritmos rica em detalhes, como a defini o dos tipos das vari veis usadas no Algoritmo . Por assemelhar-se bastante forma em que os programas s o escritos, encontra muita aceita o. Na verdade, esta representa o suficientemente geral para permitir a tradu o de um Algoritmo nela representado para uma linguagem de programa o espec fica seja praticamente direta.