K19 k01-logica-de-programacao

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K19 k01-logica-de-programacao

  1. 1. TREINAMENTOSLógica de Programação
  2. 2. Lógica de Programação 26 de abril de 2011 i
  3. 3. iiii www.k19.com.br
  4. 4. Sumário iii1 Introdução 1 1.1 O que é um Programa? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Linguagem de Máquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3 Linguagem de Programação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.4 Compilador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.5 Máquinas Virtuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.6 Hello World . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Hello World em Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Hello World em C# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Algoritmos 9 2.1 O que é um Algoritmo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 Como um algoritmo pode ser representado? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Fluxograma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Pseudocódigo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3 Execícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.4 Desafios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Variáveis 13 3.1 O que é uma Variável? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.2 Como utilizamos as variáveis? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Declaração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Inicialização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.3 Tipos de variáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Tipos de dados primitivos em Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Tipos de dados primitivos em C# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.4 Convenção para a nomenclatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.5 Regras para a nomenclatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.6 Execícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.7 Desafios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Operadores 19 4.1 Tipos de Operadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Aritmético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Atribuição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Relacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Lógico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.2 Tabela Verdade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.3 Execícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Controle de Fluxo 25 5.1 Instruções de Decisão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Instrução if . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Instrução if...else . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Instrução if...else if...else . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 5.2 Execícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 5.3 Instruções de Repetição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Instrução while . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 www.k19.com.br iii
  5. 5. S UMÁRIO iv Instrução for . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Instrução break . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5.4 Execícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.5 Desafios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Array 35 6.1 O que é um Array? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 6.2 Como declarar e inicializar um array? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 6.3 Inserindo e acessando os valores de um array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Inserindo valores em um array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Acessando os valores de um array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6.4 Percorrendo um array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 6.5 Array de arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Declarando e inicializando um array de arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Inserindo e acessando valores de um array de arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Percorrendo um array de arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 6.6 Ordenando um array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Selection Sort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Bubble Sort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 6.7 Execícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 6.8 Desafios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44A Leitura do Teclado 47 A.1 Leitura do teclado em Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 A.2 Leitura do teclado em C# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49B Respostas dos Exercícios e Desafios 51iv www.k19.com.br
  6. 6. CAPÍTULO I NTRODUÇÃO 1O que é um Programa? Um programa ou programa de computador é um conjunto de instruções que são interpretadaspelo computador afim de se executar uma determinada tarefa. Essas instruções estão armazena-das em um arquivo que comumente é chamado de executável e, dentro deste arquivo, as instruçõesaparecem no formato binário que é extremamente difícil de ser lido por um ser humano. No mercado existem diversas marcas de computador, cada uma produzindo computadores comcaracterísticas variadas, desde a capacidade de armazenamento de dados à estética do gabinete.Dentro de um mercado tão diversificado, nada mais natural que encontrarmos diversos tipos deprocessadores que não variam somente o poder de processamento, mas também de arquitetura.Essa variedade acontece também no mundo dos sistemas operacionais. Hoje temos o Windows,Linux e o Mac OS X entre os mais populares, mas ao longo dos últimos 20 anos tivemos também oOS/2, QNX, DOS, BeOS, entre outros. E o que isso tem a ver com o programa que executamos em nossos computadores? Tudo. No momento em que um programa é gerado, é dito à ele em qual sistema operacional e emqual arquitetura de processador ele será executado. Ou seja, nele estará contido instruções específi-cas para um determinado tipo de processador, além de instruções específicas para um determinadosistema operacional.Linguagem de Máquina Na Linguagem de Máquina o código é escrito como uma sequência de números que representamas instruções a serem executadas pelo processador. É uma linguagem praticamente impossível de setrabalhar dado a dificuldade de se ler o código e de mantê-lo. Podemos verificar essa complexidadena figura abaixo: 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 000000000000000000000000000000000000000000010000000000100000000 000000000000111000011111101110100000111000000000101101000000100 111001101001000011011100000000001010011001100110100100001010101 000110100001101001011100110010000001110000011100100110111101100 111011100100110000101101101001000000110001101100001011011100110 111001101111011101000010000001100010011001010010000001110010011 Figura 1.1: Trecho do programa Chrome em binário. www.k19.com.br 1
  7. 7. I NTRODUÇÃO 2Linguagem de Programação Como vimos anteriormente, escrever um programa em Linguagem de Máquina é totalmente in-viável. Para resolver esse problema surgiram as Linguagens de Programação que tentam se aproximardas linguagens humanas. Confira um trecho de um código escrito em Java: 1 while (lineMeasurer.getPosition() < paragraphEnd) { 2 TextLayout layout = lineMeasurer.nextLayout(formatWidth); 3 drawPosY += layout.getAscent(); 4 float drawPosX; 5 6 if (layout.isLeftToRight()) { 7 drawPosX = 0; 8 } else { 9 drawPosX = formatWidth - layout.getAdvance();10 }11 } Código Java 1.1: Exemplo de código em Java. Por enquanto você pode não entender muito do que está escrito, porém fica bem claro que umprograma escrito dessa forma fica bem mais fácil de ser lido. O código acima está escrito na Lingua-gem de Programação Java.Compilador Vimos que os processadores são capazes de interpretar o código de um programa escrito em Lin-guagem de Máquina. Também vimos que é inviável trabalharmos com a Linguagem de Máquina e,por isso, foram desenvolvidas Linguagens de Programação. Mas aí fica uma pergunta: se o proces-sador entende apenas Linguagem de Máquina, como ele irá interpretar o código que eu escrever emLinguagem de Programação? Na verdade o processador não irá interpretar nosso código escrito em Linguagem de Programa-ção. Quando escrevemos o código em Linguagem de Programação, na realidade estamos escrevendoo código fonte do programa. Esse código fonte ainda não está pronto para ser executado, pois aindanão se tornou um executável. Para torná-lo executável precisamos compilá-lo e essa tarefa é realizadapor um compilador. O papel do compilador é, basicamente, “traduzir” um código em Linguagem deProgramação para um código em Linguagem de Máquina. while(true){ if(x < 1){ return 0; } return 1; } CÓDIGO FONTE PROCESSADOR NÃO EXECUTA while(true){ if(x < 1){ return 0; } return 1; } CÓDIGO FONTE COMPILADOR CÓDIGO DE MÁQUINA PROCESSADOR EXECUTA Figura 1.2: Processo de compilação e execução de um programa.2 www.k19.com.br
  8. 8. 3 I NTRODUÇÃOMáquinas Virtuais Como vimos anteriormente, um código fonte deve ser compilado antes de ser executado porum computador. Além disso, vimos que os compiladores geram executáveis específicos para deter-minados sistemas operacionais e arquiteturas de processadores. Qual o impacto disso para quemdesenvolve sistemas para múltiplas plataformas? A resposta simples e direta seria: complicada. A empresa que desejar ter a sua aplicação disponível para diversos sistemas operacionais (Win-dows, Linux, Mac OS X, etc), e arquiteturas de processadores (Intel, ARM, PowerPC, etc), terá queescrever versões diferentes do código fonte para cada plataforma (sistema operacional + arquiteturade processador). Isso pode ser traduzido, do ponto de vista dos administradores de uma empresa,como um investimento muito alto em desenvolvimento e manutenção de um sistema. PROGRAMA 1 PLATAFORMA 1 EXECUTA PROGRAMA 2 PLATAFORMA 2 EXECUTA PROGRAMA 2 PLATAFORMA 3 NÃO EXECUTA Figura 1.3: Ilustração monstrando que cada plataforma necessita de um executável específico. Para tentar minimizar essa tarefa custosa de gerenciar diversas versões do código foi introduzidoo conceito de máquina virtual. Uma máquina virtual funciona como uma camada a mais entre o código compilado e a plata-forma. Portanto, quando compilamos um código fonte, estamos criando um executável que a má-quina virtual saberá interpretar e ela é quem deverá traduzir as instruções do seu programa para aplataforma. www.k19.com.br 3
  9. 9. I NTRODUÇÃO 4 MÁQUINA VIRTUAL 1 PLATAFORMA 1 EXECUTA PROGRAMA MÁQUINA VIRTUAL 2 PLATAFORMA 2 EXECUTA MÁQUINA VIRTUAL 3 PLATAFORMA 3 EXECUTA Figura 1.4: Ilustração do funcionamento da máquina virtual. Tudo parece estar perfeito agora, porém, olhando atentamente a figura acima, percebemos queexiste a necessidade de uma máquina virtual para cada plataforma. Alguém poderia dizer que, defato, não resolvemos o problema. A diferença é que implementar a máquina virtual não é tarefa do programador que criará osaplicativos que serão executados nela. A implementação da máquina virtual é responsabilidade deterceiros que geralmente são empresas bem conceituadas ou projetos de código aberto que envol-vem programadores do mundo inteiro. Como maiores exemplos podemos citar a Oracle JVM (JavaVirtual Machine), OpenJDK JVM, Microsoft CLR (Common Language Runtime) e Mono CLR. A máquina virtual não funciona apenas como um mero adaptador. Ela normalmente traz recur-sos como o gerenciamento de memória, otimização do código em tempo de execução entre outros.Hello World Vamos escrever o nosso primeiro programa para entendermos como funciona o processo de es-crita do código fonte, compilação e execução de um programa. Lembre-se Antes de compilar e executar um programa escrito em Java, é necessário que você tenha instalado e con- figurado em seu computador o JDK (Java Development Kit). Em nosso site você encontrará artigos expli- cando passo a passo o processo de instalação e configuração do JDK. Para compilar um programa escrito em C# é necessário ter o .NET Framework instalado em seu compu- tador. Algumas versões do Windows já vêm com o framework instalado.4 www.k19.com.br
  10. 10. 5 I NTRODUÇÃOHello World em Java Dentro de um editor de texto, escreva o seguinte código e salve o arquivo com o nome Hel-loWorld.java.1 class HelloWorld{2 public static void main(String[] args){3 System.out.println("Hello World");4 }5 } Código Java 1.2: Código fonte do programa HelloWorld. Em seguida abra um terminal ou, no caso do Windows, o Prompt de Comando e entre na pastaem que você salvou o arquivo HelloWorld.java. Feito isso, digite o seguinte comando no terminal: k19$ javac HelloWorld.java Terminal 1.1: Compilando o programa HelloWorld. Esse comando irá compilar o arquivo HelloWorld.java. O programa javac é o compilador doJava. Após compilarmos o arquivo HelloWorld.java nosso programa já estará pronto para ser execu-tado. Porém, antes de executá-lo, digite no terminal o comando ls ou o comando dir no Promptde Comando. Um arquivo chamado HelloWorld.class deverá aparecer na listagem de arquivos. Essearquivo é o nosso executável gerado pelo compilador do Java. k19$ ls HelloWorld.class HelloWorld.java Terminal 1.2: Listagem do diretório. Agora vamos executar o nosso programa através do comando java: k19$ java HelloWorld Hello World Terminal 1.3: Executando o programa HelloWorld. Perceba que não incluimos a extensão .class quando vamos executar o nosso programa. Seguindo os passos acima, você terá um resultado semelhante ao mostrado abaixo: k19$ cd Desktop/logica-de-programacao/ k19$ javac HelloWorld.java k19$ ls HelloWorld.class HelloWorld.java k19$ java HelloWorld Hello World Terminal 1.4: Compilação e execução do programa HelloWorld. www.k19.com.br 5
  11. 11. I NTRODUÇÃO 6Hello World em C# Dentro de um editor de texto, escreva o seguinte código e salve o arquivo com o nome Hel-loWorld.cs.1 class HelloWorld{2 static void Main(){3 System.Console.WriteLine("Hello World");4 }5 } Código C# 1.1: Código fonte do programa HelloWorld. Em seguida abra o Prompt de Comando do Windows e entre na pasta em que você salvou oarquivo HelloWorld.cs. Feito isso, digite o seguinte comando no Prompt de Comando: C:UsersK19Desktoplogica-de-programacao>csc HelloWorld.cs Terminal 1.5: Compilando o programa HelloWorld Esse comando irá compilar o arquivo HelloWorld.cs. O programa csc é o compilador do C#. Após compilarmos o arquivo HelloWorld.cs nosso programa já estará pronto para ser executado.Porém, antes de executá-lo, digite no Prompt de Comando o comando dir. Um arquivo chamadoHelloWorld.exe deverá aparecer na listagem de arquivos. Esse arquivo é o nosso executável geradopelo compilador do C#. C:UsersK19Desktoplogica-de-programacao>dir O volume na unidade C não tem nome. O Número de Série do Volume é 40EF-8653 Pasta de C:UsersK19Desktoplogica-de-programacao 02/03/2011 21:07 <DIR> . 02/03/2011 21:07 <DIR> .. 02/03/2011 20:58 90 HelloWorld.cs 02/03/2011 21:07 3.584 HelloWorld.exe 2 arquivo(s) 3.674 bytes 2 pasta(s) 22.508.589.056 bytes disponíveis Terminal 1.6: Listagem do diretório. Agora vamos executar o nosso programa: C:UsersK19Desktoplogica-de-programacao>HelloWorld.exe Hello World Terminal 1.7: Executando o programa HelloWorld. Seguindo os passos acima, você terá um resultado semelhante ao mostrado abaixo: Microsoft Windows [versão 6.1.7600] Copyright (c) 2009 Microsoft Corporation. Todos os direitos reservados. C:UsersK19>cd Desktoplogica-de-programacao C:UsersK19Desktoplogica-de-programacao>csc HelloWorld.cs Compilador do Microsoft (R) Visual C# 2008 versão 3.5.30729.4926 para Microsoft (R) .NET Framework versão 3.5 Copyright (C) Microsoft Corporation. Todos os direitos reservados.6 www.k19.com.br
  12. 12. 7 I NTRODUÇÃO C:UsersK19Desktoplogica-de-programacao>dir O volume na unidade C não tem nome. O Número de Série do Volume é 40EF-8653 Pasta de C:UsersK19Desktoplogica-de-programacao 03/04/2011 16:50 <DIR> . 03/04/2011 16:50 <DIR> .. 02/04/2011 20:58 90 HelloWorld.cs 03/04/2011 16:50 3.584 HelloWorld.exe 2 arquivo(s) 3.674 bytes 2 pasta(s) 22.362.529.792 bytes disponíveis C:UsersK19Desktoplogica-de-programacao>HelloWorld.exe Hello World C:UsersK19Desktoplogica-de-programacao> Terminal 1.8: Compilação e execução do programa HelloWorld www.k19.com.br 7
  13. 13. I NTRODUÇÃO 88 www.k19.com.br
  14. 14. CAPÍTULO A LGORITMOS 2O que é um Algoritmo? Um algoritmo é uma sequência finita de instruções bem definidas que levam a execução de umatarefa por um computador, um autômato ou até mesmo por um ser humano. Muitas vezes um algo-ritmo é comparado a uma receita de bolo, onde cada passo da confecção do bolo seria representadopelas instruções do algoritmo. 1. --------- 2. --------- 3. --------- Figura 2.1: Confecção de um bolo seguindo os passos de uma receita (algoritmo). Um algoritmo pode ter a sua corretude, assim como a quantidade de tempo necessária para asua execução, matematicamente comprovada e, dentro da ciência da computação, a Análise de Al-goritmos se dedica a estudar tais aspectos dos algoritmos.Como um algoritmo pode ser representado? Nós poderíamos representar um algoritmo da maneira que achássemos melhor, desde que talrepresentação fosse bem estruturada e organizada. Porém, muitos autores e estudiosos acabaramutilizando com muita frequência dois tipos de representação: Fluxograma e Pseudocódigo.Fluxograma O fluxograma é um dos métodos mais utilizados para se representar um algoritmo. Trata-se deuma espécie de diagrama e é utilizado para desenhar e documentar processos (simples ou comple-xos). Tal tipo de diagrama ajuda o leitor a visualizar um processo, compreendê-lo mais facilmente eencontrar falhas ou gargalos. www.k19.com.br 9
  15. 15. A LGORITMOS 10 PROCESSO CONECTOR DECISÃO TERMINAL LEITURA SETAS DE FLUXO ESCRITA Figura 2.2: Símbolos utilizados em um fluxograma. Vamos supor que precisemos criar um algoritmo para sacar uma determinada quantia de di-nheiro de um caixa eletrônico de um banco. Como ficaria o fluxograma desse algoritmo? INÍCIO ACESSAR A TELA DE SAQUE VALOR DO SAQUE NÃO SALDO SALDO INSUFICIENTE SUFICIENTE? SIM SALDO - VALOR DO SAQUE MENSAGEM, SALDO FIM Figura 2.3: Exemplo de fluxograma para a operação de saque em um caixa eletrônico de um banco.10 www.k19.com.br
  16. 16. 11 A LGORITMOS Podemos perceber que, uma vez que conhecemos o que cada símbolo significa, fica fácil enten-der o processo que o fluxograma representa.Pseudocódigo Escrever um algoritmo em pseudocódigo é outra forma muito utilizada por autores de livros quetratam de algoritmos, pois dessa forma o leitor não precisa ter o conhecimento prévio de nenhumalinguagem de programação. Nos países cujo idioma principal é o português, muitos se referem aopseudocódigo como portugol. Vamos ver como ficaria o exemplo anterior escrito em pseudocódigo:1 INICIO2 LER(ValorDoSaque)3 SE ValorDoSaque > 0 E ValorDoSaque <= Saldo ENTÃO4 Saldo = Saldo - ValorDoSaque;5 ESCREVER("Saque efetuado com sucesso. Saldo atual: ", Saldo);6 SENÃO7 ESCREVER("Saldo Insuficiente.");8 FIM SE9 FIM Pseudocódigo 2.1: Exemplo de pseudocódigo para a operação de saque em um caixa eletrônico. A representação em pseudocódigo é bem simples e na maioria dos casos é o suficiente para seexplicar um algortimo. Existem alguns interpretadores de portugol como o VisuAlg e, no caso dalíngua inglesa, temos algumas linguagens como Pascal e BASIC cuja sintaxe se assemelha muito coma sintaxe de um pseudocódigo em inglês. www.k19.com.br 11
  17. 17. A LGORITMOS 12 Execícios 1 Escreva, utilizando um fluxograma, um algoritmo para a operação de depósito em um caixaeletrônico de um banco. 2 Escreva, utilizando um fluxograma, um algoritmo para calcular o desconto obtido por um alunoda K19 através do Programa Indicação Premiada (veja as regras no site). Dica: faça com que o aluno que está indicando receba de início 5% de desconto. Desafios 1 Escreva, utilizando um fluxograma, um possível algoritmo para o jogo Travessia do Rio disponívelonline em diversos sites (ex: http://www.aulavaga.com.br/jogos/raciocinio/travessia-do-rio/). O jogo consiste em atravessar todos os personagens de uma margem à outra do rio seguindo asseguintes regras: 1. Somente o pai, a mãe e o policial sabem pilotar o barco; 2. A mãe não pode ficar sozinha com os filhos; 3. O pai não pode ficar sozinho com as filhas; 4. O prisioneiro não pode ficar com nenhum membro da família sem o policial; 5. O barco pode transportar, no máximo, duas pessoas por vez; 6. Você pode fazer quantas viagens desejar.12 www.k19.com.br
  18. 18. CAPÍTULO VARIÁVEIS 3O que é uma Variável? Em computação uma variável representa um endereço da memória RAM. Nela somos capazes dearmazenar informações de vários tipos: numéricos, strings (texto), booleanos (verdadeiro ou falso),objetos e etc. Quando declaramos uma variável estamos atribuindo um nome simbólico à um endereço damemória RAM. Dentro de nosso programa utilizaremos esse nome para manipular a informaçãocontida no endereço da memória relacionado à variável. numeroDaConta numeroDaConta 4823 numeroDaConta = 4823 MEMÓRIA RAM MEMÓRIA RAM Figura 3.1: Processo de atribuição do valor numérico 4823 à variável numeroDaConta.Como utilizamos as variáveis? Para utilizarmos as variáveis na linguagem Java ou C# precisamos passar pelas seguintes etapas:declaração e inicialização.Declaração Tanto em Java como em C# declaramos uma variável informando o seu tipo e o seu nome (iden-tificador).1 int numeroDaConta;2 double saldo;3 boolean contaAtiva; Código Java 3.1: Declaração de variáveis em Java.1 int numeroDaConta;2 double saldo;3 bool contaAtiva; Código C# 3.1: Declaração de variáveis em C#. www.k19.com.br 13
  19. 19. VARIÁVEIS 14 Lembre-se Em ambas as linguagens devemos informar o tipo de dado que a variável irá armazenar. Isso se deve ao fato das duas linguagens serem fortemente tipadas, ou seja, cada variável deve estar vinculada a um determinado tipo de dado.Inicialização Após declararmos uma variável, antes de utilizá-la, devemos inicializá-la para evitarmos um errode compilação.1 int numeroDaConta;2 numeroDaConta = 3466;34 boolean contaAtiva = true; Código Java 3.2: Declaração e inicialização de variáveis em Java.1 int numeroDaConta;2 numeroDaConta = 3466;34 bool contaAtiva = true; Código C# 3.2: Declaração e inicialização de variáveis em C#. Como podemos observar, a inicialização das variáveis se dá através do operador =. Note tambémque podemos, em uma única linha, declarar e inicializar uma variável. Pare para pensar... O que aconteceria se o compilador do Java ou C# nos permitisse não inicializar uma variável? Um programador C (não C#), responderia essa questão facilmente, pois em C é possível compilar um código sem inicializar uma variável antes de utilizá-la e, entre os iniciantes nessa linguagem, é um “erro” bem comum. Quando declaramos uma variável, estamos reservando um espaço numa determinada po- sição da memória do computador. Esse espaço poderia ter sido utilizado por outro programa anterior- mente e poderia conter dados não mais utilizados. Se não inicializarmos a variável que está nessa posição acabaríamos lendo dados ou trechos de dados que não conhecemos, não sabemos o tipo, ou seja, essa informação seria uma “sujeira” que estava na memória. Se fôssemos capazes de tentar utilizar essa infor- mação aleatória em Java ou C#, o nosso programa poderia ter um comportamento imprevisível.Tipos de variáveis Pelo fato das variáveis possuirem um tipo nas linguagens Java e C#, normalmente dizemos ape-nas “qual o tipo da variável?” quando queremos saber qual o tipo de dado associado àquela variávelem questão. Existem diversos tipos de dados, sendo os mais básicos os tipos primitivos que são pré-definidos pelas duas linguagens.14 www.k19.com.br
  20. 20. 15 VARIÁVEISTipos de dados primitivos em Java Tipo Descrição Tamanho (“peso”) byte Valor inteiro entre -128 e 127 (inclusivo) 1 byte short Valor inteiro entre -32.768 e 32.767 (inclusivo) 2 bytes Valor inteiro entre -2.147.483.648 e 2.147.483.647 (inclu- int 4 bytes sivo) Valor inteiro entre -9.223.372.036.854.775.808 e long 8 bytes 9.223.372.036.854.775.807 (inclusivo) Valor com ponto flutuante entre 1, 40129846432481707 × float 10−45 e 3, 40282346638528860 × 1038 (positivo ou nega- 4 bytes tivo) Valor com ponto flutuante entre 4, 94065645841246544 × double 10−324 e 1, 79769313486231570 × 10308 (positivo ou nega- 8 bytes tivo) boolean true ou false 1 bit Um único caractere Unicode de 16 bits. Valor inteiro e char 2 bytes positivo entre 0 (ou ‘u0000’) e 65.535 (ou ‘uffff’) Tabela 3.1: Tipos primitivos de dados em Java.Tipos de dados primitivos em C# Tipo Descrição Tamanho (“peso”) sbyte Valor inteiro entre -128 e 127 (inclusivo) 1 byte byte Valor inteiro entre 0 e 255 (inclusivo) 1 byte short Valor inteiro entre -32.768 e 32.767 (inclusivo) 2 bytes ushort Valor inteiro entre 0 e 65.535 (inclusivo) 2 bytes Valor inteiro entre -2.147.483.648 e 2.147.483.647 (inclu- int 4 bytes sivo) uint Valor inteiro entre 0 e 4.294.967.295 (inclusivo) 4 bytes Valor inteiro entre -9.223.372.036.854.775.808 e long 8 bytes 9.223.372.036.854.775.807 (inclusivo) Valor inteiro entre 0 e 18.446.744.073.709.551.615 (inclu- ulong 8 bytes sivo) www.k19.com.br 15
  21. 21. VARIÁVEIS 16 Tipo Descrição Tamanho (“peso”) Valor com ponto flutuante entre 1, 40129846432481707 × float 10−45 e 3, 40282346638528860 × 1038 (positivo ou nega- 4 bytes tivo) Valor com ponto flutuante entre 4, 94065645841246544 × double 10−324 e 1, 79769313486231570 × 10308 (positivo ou nega- 8 bytes tivo) Valor com ponto flutuante entre 1, 0 × 10−28 e 7, 9 × 1028 decimal 16 bytes (positivo ou negativo) bool true ou false 1 bit Um único caractere Unicode de 16 bits. Valor inteiro e char 2 bytes positivo entre 0 (ou ‘u0000’) e 65.535 (ou ‘uffff’) Tabela 3.2: Tipos primitivos de dados em C#.Convenção para a nomenclatura Tanto em Java como em C# existe uma convenção para a escrita dos nomes das variáveis. Ambasas linguagens utilizam o padrão Camel Case, que consiste em escrever o nome da variável com aprimeira letra de cada palavra em maiúscula exceto a primeira.1 int numeroDaConta;2 int NumeroDaConta; // não segue a convenção Código Java 3.3: Convenção para a escrita dos nomes das variáveis em Java e C#. Também devemos nos lembrar de que as duas linguagens são Case Sensitive, ou seja, numeroDaContae NumeroDaConta são consideradas duas variáveis diferentes pelo fato do nome da primeira começarcom letra minúscula e a da segunda maiúscula.Regras para a nomenclatura As linguagens Java e C# possuem regras muito parecidas. O nome de uma variável: 1. Não deve começar com um dígito; 2. Não pode ser igual a uma palavra reservada; 3. Não pode conter espaço(s); 4. Pode ser uma palavra de qualquer tamanho; 5. Pode conter letras, dígitos e _ (underscore). Em Java, pode conter também o caractere $.16 www.k19.com.br
  22. 22. 17 VARIÁVEIS1 int numeroDaConta;2 int 2outraVariavel; // inválido - não pode começar com um dígito3 double double; // inválido - não pode ser igual a uma palavra reservada4 double saldo da conta; // inválido - não pode conter espaços5 int umaVariavelComUmNomeSuperHiperMegaUltraGigante;6 int numeroDaContaCom8Digitos_semPontos;7 int valorDoProdutoEmR$; // válido somente em Java8 int #telefone; // inválido - o caractere # não é válido para a nomenclatura Código Java 3.4: Exemplos de nomes de variáveis válidos e inválidos. As linguagens Java e C# nos permite escrever os nomes das variáveis em qualquer idioma, poiselas aceitam qualquer caractere Unicode. Portanto são válidas as variáveis escritas com as acentua-ções do português, assim como as variáveis escritas em japonês, por exemplo.1 int númeroDaConta;2 int アカウント番号; Figura 3.2: Exemplo de nomes de variáveis válidos utilizando caracteres especiais em outros idiomas. Apesar de ser possível o uso de caracteres em outros idiomas, assim como o uso dos caracteres $(cifrão) e _ (underscore), não é recomendável utilizá-los. Não utilizar tais caracteres é uma das boaspráticas de programação. Execícios1 Abaixo segue uma lista de valores de diversos tipos primitivos. Identifique o(s) tipo(s) de cadaum: 1. “Bom dia” 2. 3 3. 235.13 4. true 5. -135 6. 256.23F 7. ‘A’ 8. 6463275245745L2 Suponha que iremos começar a desenvolver o programa de gerenciamento de mercadorias deuma loja. Escreva um código que declare variáveis para representar os seguintes dados: número dopedido, código do produto, quantidade e valor total da compra.3 Continuando o exercício anterior, inicialize as variáveis com valores de acordo com o tipo devariável que você escolheu em cada declaração.4 Continuando o exercício anterior, imprima na tela o valor de cada variável. www.k19.com.br 17
  23. 23. VARIÁVEIS 18 Desafios 1 Olhando para a solução dada nos exercícios acima, você faria alguma alteração caso estivéssemosdesenvolvendo o sistema para uma loja pequena? E se fosse para uma grande rede de lojas? Quaisseriam as alterações e quais as implicações?18 www.k19.com.br
  24. 24. CAPÍTULO O PERADORES 4Tipos de Operadores Em linguagens de programação utilizamos os operadores para manipularmos as variáveis denossa aplicação. As linguagens Java e C# possuem diversos operadores que são categorizados daseguinte forma: • Aritmético (+, -, *, /, %) • Atribuição (=, +=, -=, *=, /=, %=) • Relacional (==, !=, <, <=, >, >=) • Lógico (&&, ||)Aritmético Os operadores aritméticos funcionam de forma muito semelhante aos operadores na matemá-tica. Os operadores aritméticos são: • Soma + • Subtração - • Multiplicação * • Divisão / • Módulo %1 int umMaisUm = 1 + 1; // umMaisUm = 22 int tresVezesDois = 3 * 2; // tresVezesDois = 63 int quatroDivididoPor2 = 4 / 2; // quatroDivididoPor2 = 24 int seisModuloCinco = 6 % 5; // seisModuloCinco = 15 int x = 7;6 x = x + 1 * 2; // x = 147 x = x - 4; // x = 108 x = x / (6 - 2 + (3*5)/(16-1)); // x = 2 Código Java 4.1: Exemplo de uso dos operadores aritméticos. O módulo de um número x, na matemática, é o valor numérico de x desconsiderando o seu sinal(valor absoluto). Na matemática expressamos o módulo da seguinte forma: | − 2| = 2. www.k19.com.br 19
  25. 25. O PERADORES 20 Em linguagens de programação, o módulo de um número é o resto da divisão desse número poroutro. No exemplo acima, o resto da divisão de 6 por 5 é igual a 1. Além disso, lemos a expressão 6%5da seguinte forma: seis módulo cinco. Lembre-se As operações aritméticas em Java e C# obedecem as mesmas regras da matemática com relação à prece- dência dos operadores e parênteses. Portanto, sempre resolvendo as operações a partir dos parênteses mais internos até os mais externos, primeiro resolvemos as multiplicações, divisões e os módulos. Em seguida, resolvemos as adições e subtrações.Atribuição Nos capítulos anteriores já vimos um dos operadores de atribuição, o operador = (igual). Osoperadores de atribuição são: • Simples = • Incremental += • Decremental -= • Multiplicativa *= • Divisória /= • Modular %=1 int valor = 1; // valor = 12 valor += 2; // valor = 33 valor -= 1; // valor = 24 valor *= 6; // valor = 125 valor /= 3; // valor = 46 valor %= 3; // valor = 1 Código Java 4.2: Exemplo de uso dos operadores de atribuição. As instruções acima poderiam ser escritas de outra forma:1 int valor = 1; // valor = 12 valor = valor + 2; // valor = 33 valor = valor - 1; // valor = 24 valor = valor * 6; // valor = 125 valor = valor / 3; // valor = 46 valor = valor % 3; // valor = 1 Código Java 4.3: O mesmo exemplo anterior utilizando os operadores aritméticos. Como podemos observar, os operadores de atribuição, exceto o simples (=), reduzem a quan-tidade de código escrito. Podemos dizer que esses operadores funcionam como “atalhos” para asoperações que utilizam os operadores aritméticos.20 www.k19.com.br
  26. 26. 21 O PERADORESRelacional Muitas vezes precisamos determinar a precedência de uma variável ou valor em relação à outravariável ou valor. Nessas situações utilizamos os operadores relacionais. As operações realizadascom os operadores relacionais devolvem valores do tipo boolean em Java ou bool em C#. Os opera-dores relacionais são: • Igualdade == • Desigualdade != • Menor < • Menor ou igual <= • Maior > • Maior ou igual >=1 int valor = 2;2 boolean t = false;3 t = (valor == 2); // t = true4 t = (valor != 2); // t = false5 t = (valor < 2); // t = false6 t = (valor <= 2); // t = true7 t = (valor > 1); // t = true8 t = (valor >= 1); // t = true Código Java 4.4: Exemplo de uso dos operadores relacionais em Java.1 int valor = 2;2 bool t = false;3 t = (valor == 2); // t = true4 t = (valor != 2); // t = false5 t = (valor < 2); // t = false6 t = (valor <= 2); // t = true7 t = (valor > 1); // t = true8 t = (valor >= 1); // t = true Código C# 4.1: Exemplo de uso dos operadores relacionais em C#.Lógico As linguagens Java e C# nos permite verificar duas ou mais condições através de operadores lógi-cos. Os operadores lógicos devolvem valores do tipo boolean em Java ou bool em C#. Os operadoreslógicos são: • “E” lógico && • “OU” lógico ||1 int valor = 30;2 boolean teste = false;3 teste = valor < 40 && valor > 20; // teste = true www.k19.com.br 21
  27. 27. O PERADORES 224 teste = valor < 40 && valor > 30; // teste = false5 teste = valor > 30 || valor > 20; // teste = true6 teste = valor > 30 || valor < 20; // teste = false7 teste = valor < 50 && valor == 30; // teste = true Código Java 4.5: Exemplo de uso dos operadores lógicos em Java.1 int valor = 30;2 bool teste = false;3 teste = valor < 40 && valor > 20; // teste = true4 teste = valor < 40 && valor > 30; // teste = false5 teste = valor > 30 || valor > 20; // teste = true6 teste = valor > 30 || valor < 20; // teste = false7 teste = valor < 50 && valor == 30; // teste = true Código C# 4.2: Exemplo de uso dos operadores lógicos em C#.Tabela Verdade A tabela verdade é uma tabela matemática muito utilizada na Álgebra Booleana e faremos o usodela para compreendermos melhor os operadores lógicos. Sendo A e B duas variáveis booleanas, confira como ficaria a tabela verdade para os operadoreslógicos “E” (&&) e “OU” (||): A B AeB A ou B V V V V V: Verdadeiro (true) V F F V F V F V F: Falso (false) F F F F Figura 4.1: Tabela verdade para os operadores lógicos “E” ( &&) e “OU” ( ||). Rapidamente notamos que a operação “E” devolve true apenas quando A e B são true. Tambémnotamos que a operação “OU” devolve false apenas quando A e B são false. Vamos utilizar os exemplos de operadores lógicos dados anteriormente para ilustrarmos melhorcomo funciona a tabela verdade. Primeiramente, vamos ver como fica a tabela verdade completa para algumas das verificaçõesfeitas sobre a variável valor:22 www.k19.com.br
  28. 28. 23 O PERADORES A: valor < 40 B: valor > 20 C: valor > 30 AeB AeC C ou B1 V V V V V V2 V V F V F V3 V F V F V V V: Verdadeiro (true)4 V F F F F F F: Falso (false)5 F V V F F V6 F V F F F V7 F F V F F V8 F F F F F F Figura 4.2: Tabela verdade sobre a variável valor. No início do exemplo inicializamos a variável valor com o valor 30, portanto temos a seguintesituação com relação às verificações: • valor < 40 é true • valor > 20 é true • valor > 30 é false Agora fica fácil escolhermos a linha da tabela verdade que corresponde à essa situação: A: valor < 40 B: valor > 20 C: valor > 30 AeB AeC C ou B1 V V V V V V2 V V F V F V3 V F V F V V V: Verdadeiro (true)4 V F F F F F F: Falso (false)5 F V V F F V6 F V F F F V7 F F V F F V8 F F F F F F Figura 4.3: Linha da tabela verdade que corresponde à situação passada no exercício sobre operadores lógicos. Execícios1 Reescreva todos os exemplos sobre operadores e para cada operação imprima o resultado arma-zenado nas variáveis.2 Imagine que temos um programa que declara uma variável de nome valor e a inicializa com ovalor 50. Suponha seis verificações: A(valor > 40), B(valor < 60), C(valor >= 70), D(A e B), E(B ou C) eF(A ou C). Construa uma tabela verdade completa para representar essas seis verificações e escolhaa linha que cujas verificações estão de acordo com o valor da variável valor. www.k19.com.br 23
  29. 29. O PERADORES 2424 www.k19.com.br
  30. 30. CAPÍTULO C ONTROLE DE F LUXO 5 Até agora entendemos o que é um programa, como ele funciona, como armazenamos dadosna memória do computador através das variáveis e como realizamos operações de diversos tiposatravés dos operadores que as linguagens Java e C# disponibilizam. Neste capítulo iremos estudarinstruções que nos permitem controlar o fluxo de um programa afim de darmos um pouco maisde “inteligência” ao nosso código. As linguagens de programação oferecem dois tipos de instruçõespara o controle de fluxo: instruções de decisão e de repetição.Instruções de Decisão Durante os capítulos anteriores, ao lermos os códigos dos exemplos e exercícios, sempre líamosas linhas sequencialmente, linha-a-linha. As instruções de decisão nos proporcionará uma forma dedecidirmos se queremos executar um bloco de código ou não, ou seja, se desejamos pular um trechode código ou não. As instruções de decisão são capazes de criar um “desvio” no fluxo do programa.Instrução if A instrução if (se), é utilizada quando queremos testar uma condição antes de executarmos umaou mais instruções. A estrutura da instrução if é a seguinte:1 if(condição){2 // instrução 1 ...3 // ... instrução 2 ...4 // ... instrução 35 }67 // instrução 4 ... Código Java 5.1: A instrução if. Chamamos de parâmetro aquilo que fica entre os parênteses logo após a instrução if. Caso a condição na linha 1 seja verdadeira, ou seja, caso a condição devolva o valor booleanotrue, as instruções entre as linhas 2 e 4 serão executadas. Caso contrário, o fluxo do programa serádesviado para a instrução seguinte que, no exemplo acima, seria a instrução 4. Pare para pensar... O que é essa tal condição? A condição é qualquer expressão válida em Java ou C# que devolve um valor booleano. Por exemplo, a expressão 1 < 2 é uma expressão válida e nos devolve o valor true. www.k19.com.br 25
  31. 31. C ONTROLE DE F LUXO 26Instrução if...else Muitas vezes testar uma condição e executar um bloco de instruções caso ela seja verdadeira nãoé o suficiente. Às vezes precisamos informar o programa o que deverá ser feito caso a condição sejafalsa. Para tanto existe uma instrução suplementar à instrução if que é a instrução else. Veja aestrutura da instrução if...else: 1 if(condição){ 2 // instrução 1 ... 3 // ... instrução 2 ... 4 // ... instrução 3 5 } 6 else{ 7 // instrução 4 ... 8 // instrução 5 ... 9 }1011 // instrução 6 ... Código Java 5.2: A instrução if...else. Veja que, caso a condição na linha 1 seja falsa, as linhas 7 e 8 do bloco da instrução else serãoexecutadas. A instrução else não pode aparecer sozinha no código sem estar vinculada a uma instrução if. Ainstrução else pode ser traduzida em português como “caso contrário”. Em português, assim comoem Java e C#, não podemos dizer “caso contrário” sem antes termos dito “se...” ou “caso...”. Portanto,não podemos utilizar a instrução else sem antes termos utilizado a instrução if.Instrução if...else if...else Outra instrução suplementar à instrução if é a instrução else if. Ela serve para testarmos ou-tras condições caso a primeira condição não tenha sido satisfeita. A estrutura da instrução if...elseif...else é a seguinte:1 if(condição 1){2 // instrução 13 }4 else if(condição 2){5 // instrução 26 }7 else{8 // instrução 39 } Código Java 5.3: A instrução if...else if...else Se a condição 1 testada na linha 1 for satisfeita, o programa irá executar a instrução 1. Casocontrário irá desviar para a linha 4 e testar a condição 2. Se a condição 2 for satisfeita, o programa irá executar a instrução 2. Caso contrário irá desviarpara a linha 7 e entrará no bloco de instruções da instrução else, ou seja, executará a instrução 3.26 www.k19.com.br
  32. 32. 27 C ONTROLE DE F LUXO Execícios 1 Escreva um programa que contenha duas variáveis: precoDoProduto1 e precoDoProduto2. Alémdisso, o seu programa deverá imprimir na tela a mensagem “O produto X é o mais caro.”, substituindoX por 1 quando o valor do precoDoProduto1 for maior que o valor do precoDoProduto2 ou por 2quando ocorrer o contrário.2 Escreva um programa que guarde dois valores numéricos: a e b. Imprima na tela a mensagem “Édivisível.” quando a for divisível por b ou a mensagem “Não é divisível.”, caso contrário. 3 Escreva um programa que contenha uma variável: horaDoDia. Essa variável deverá conter a horado dia e três mensagens deverão ser impressas na tela de acordo com a hora: “Bom dia”, “Boa tarde”ou “Boa noite”. Não se preocupe em capturar a hora do sistema, insira a hora manualmente em seuprograma. www.k19.com.br 27
  33. 33. C ONTROLE DE F LUXO 28Instruções de Repetição Até o momento executamos os nosssos códigos de maneira sequencial, linha-a-linha, e com asinstruções de de decisão descobrimos uma forma de “pularmos” algumas linhas de código. Contudo,em algumas situações precisamos repetir as operações um determinado número de vezes dentro donosso algoritmo. Esse número pode ser definido em tempo de compilação ou em tempo de execução. Nos exercícios sobre algoritmos utilizamos a idéia das instruções de repetição através de fluxogra-mas. Vamos rever o fluxograma do exercício 2 do capítulo de Algoritmos: É ALUNO NÃO NOME DO ALUNO OU INÍCIO EX-ALUNO? OU EX-ALUNO SIM SOMA 5% AO TOTAL DE DESCONTOS NOME DO INDICADO INDICADO SIM É ALUNO OU EX-ALUNO? NÃO SOMA 5% AO TOTAL DE DESCONTOS SIM INDICAR MAIS INDICADO É ALUNO ALGUÉM? OU EX-ALUNO NÃO TOTAL DE FIM DESCONTOS Figura 5.1: Fluxograma do exercício 2 do capítulo de Algoritmos. Loop em destaque. A área em destaque no fluxograma acima está indicando a porção do nosso algoritmo em queocorre repetições. Em programação chamamos essas repetições de loop ou laço. Perceba que en-quanto a condição “Indicar mais alguém?” devolver true a instrução que captura o nome de umaluno indicado é executada. Caso contrário, nosso algoritmo continua até o seu fim.28 www.k19.com.br
  34. 34. 29 C ONTROLE DE F LUXOInstrução while A instrução while indica o início de um loop e recebe como parâmetro uma condição. Essa con-dição recebe o nome especial de condição de parada, pois quando essa condição falhar (devolverfalse), o loop é encerrado. A estrutura da instrução while é a seguinte:1 while(condição de parada){2 // instrução 13 // instrução 24 // ...5 // instrução n6 } Código Java 5.7: A instrução while Se traduzirmos para o português o termo while como enquanto, fica fácil entender a instrução:enquanto a condição de parada for verdadeira, execute instrução 1, instrução 2,..., instrução n. Suponha que no meio do nosso programa a frase “Mensagem número x” tenha que ser impressana tela do usuário cem vezes. Além disso, x deve ser substituído pelo número da vez que a frase éimpressa.1 // Contador de vezes que a mensagem foi impressa.2 int i = 1;34 while(i <= 100){5 System.out.println("Mensagem número " + i);6 i++;7 } Código Java 5.8: Imprimindo a frase “Mensagem número x”.1 // Contador de vezes que a mensagem foi impressa.2 int i = 1;34 while(i <= 100){5 System.Console.WriteLine("Mensagem número " + i);6 i++;7 } Código C# 5.4: Imprimindo a frase “Mensagem número x”. Se quiséssemos obter o mesmo resultado sem utilizar a instrução while teríamos cem linhas emnosso código apenas para imprimir cada mensagem. Lembre-se Repare que na linha em destaque utilizamos o operador + entre uma string e uma variável do tipo int. Portanto, lembre-se que tanto em Java como em C#, podemos utilizar o operador + para concatenar uma string com qualquer outro valor ou variável de tipos primitivos. Até agora o uso da instrução while parece ser mais uma conveniência do que uma necessidade.Portanto, vamos mudar um pouco o exemplo dado acima. Vamos supor que a frase “Mensagemnúmero x” tenha que ser impressa um número aleatório de vezes, ou seja, não sabemos de antemão www.k19.com.br 29
  35. 35. C ONTROLE DE F LUXO 30(em tempo de compilação) quantas vezes a frase deverá ser impressa. Um possível código para esse novo cenário seria: 1 import java.util.Random; 2 3 class ExemploWhile{ 4 public static void main(String[] args){ 5 int i = 1; 6 Random geradorDeNumeroAleatorio = new Random(); 7 8 // Gera um número aleatório entre 0 e 99 9 int numeroAleatorio = geradorDeNumeroAleatorio.nextInt(100);1011 // Pega o numero aleatório gerado e soma 1 para que o valor obtido esteja entre 1 e 10012 numeroAleatorio++;1314 while(i <= numeroAleatorio){15 System.out.println("Mensagem número " + i);16 i++;17 }18 }19 } Código Java 5.9: Imprimindo a frase “Mensagem número x” um número aleatório de vezes. 1 using System; 2 3 class ExemploWhile{ 4 static void Main(){ 5 int i = 1; 6 Random geradorDeNumeroAleatorio = new Random(); 7 8 // Gera um número aleatório entre 1 e 100 9 int numeroAleatorio = geradorDeNumeroAleatorio.Next(1, 101);1011 while(i <= numeroAleatorio){12 Console.WriteLine("Mensagem número " + i);13 i++;14 }15 }16 } Código C# 5.5: Imprimindo a frase “Mensagem número x” um número aleatório de vezes. Uma possível saída do programa ExemploWhile acima seria: k19$ java ExemploWhile Mensagem número 1 Mensagem número 2 Mensagem número 3 Terminal 5.1: Saída do programa ExemploWhile. Se executarmos o programa ExemploWhile diversas vezes provavelmente iremos obter resultadosdiferentes a cada execução. Esse comportamento do programa seria impossível sem a utilização deuma instrução de repetição. Por enquanto não devemos nos preocupar com as instruções import java.util.Random do Javae using System do C#. Essas instruções servem para utilizarmos classes de outros pacotes de cadaplataforma e, no nosso caso, utilizamos a classe Random para gerarmos números aleatórios. As defi-30 www.k19.com.br
  36. 36. 31 C ONTROLE DE F LUXOnições de classes e pacotes são abordadas nos cursos Orientação a Objetos em Java e C# e Orientaçãoa Objetos da K19.Instrução for A instrução for é uma outra instrução de repetição e tem a mesma finalidade da instrução while.Na maioria dos casos, podemos resolver questões que envolvem repetições com while ou for. A di-ferença é que, geralmente, utilizamos a instrução for nos casos em que precisamos de um contadorem nossa condição de parada. Para ficar mais claro, veja a estrutura da instrução for:1 for(expressão 1; condição de parada; expressão 2){2 // instrução 13 // instrução 24 // ...5 // instrução n6 } Código Java 5.10: A instrução for No lugar da expressão 1 devemos inserir instruções que deverão ser executadas antes do iníciodo loop. No lugar da expressão 2 devemos inserir instruções que deverão ser executadas ao final decada iteração. Lembre-se O termo iteração é utilizado quando nos referimos à repetição de uma ou mais ações. Portanto, quando dizemos que “algo deve ser executado a cada iteração de um loop” estamos querendo dizer que “a cada rodada de um loop algo deve ser executado”. Vamos reescrever um dos exemplos da instrução while utilizando a instrução for:1 for(int i = 1; i <= 100; i++){2 System.out.println("Mensagem número " + i);3 } Código Java 5.11: Imprimindo a frase “Mensagem número x” utilizando a instrução for.1 for(int i = 1; i <= 100; i++){2 System.Console.WriteLine("Mensagem número " + i);3 } Código C# 5.6: Imprimindo a frase “Mensagem número x” utilizando a instrução for. Perceba que o código ficou mais compacto sem prejudicar a compreensão. Na linha em destaquedeclaramos e inicializamos a variável i (int i = 1), definimos a condição de parada (i <= 100) edefinimos que ao final de cada iteração devemos atualizar a variável i (i++). Utilizando a instruçãofor fizemos em apenas uma linha aquilo que fizemos em três linhas utilizando a instrução while. www.k19.com.br 31
  37. 37. C ONTROLE DE F LUXO 32Instrução break A instrução break não é uma instrução de repetição, mas está fortemente ligada às instruçõeswhile e for. Ela é utilizada para forçar a parada de um loop. Veja o exemplo abaixo: 1 import java.util.Random; 2 3 class ExemploBreak{ 4 public static void main(String[] args){ 5 Random geradorDeNumeroAleatorio = new Random(); 6 7 // Gera um número aleatório entre 0 e 99 8 int numeroAleatorio = geradorDeNumeroAleatorio.nextInt(100); 910 // Pega o numero aleatório gerado e soma 1 para que o valor obtido esteja entre 1 e 10011 numeroAleatorio++;1213 System.out.println("Número aleatório: " + numeroAleatorio);1415 for(int i = 0; i <= numeroAleatorio; i++){16 int j = i*2 + numeroAleatorio;1718 System.out.println("Iteração " + i + ": " + j);1920 if(j%4 == 0){21 System.out.println("Fim por módulo.");22 break;23 }24 }25 }26 } Código Java 5.12: Exemplo de uso da instrução break 1 using System; 2 3 class ExemploBreak{ 4 static void Main(){ 5 Random geradorDeNumeroAleatorio = new Random(); 6 7 // Gera um número aleatório entre 1 e 100 8 int numeroAleatorio = geradorDeNumeroAleatorio.Next(1, 101); 910 Console.WriteLine("Número aleatório: " + numeroAleatorio);1112 for(int i = 0; i <= numeroAleatorio; i++){13 int j = i*2 + numeroAleatorio;1415 Console.WriteLine("Iteração " + i + ": " + j);1617 if(j%4 == 0){18 Console.WriteLine("Fim por módulo.");19 break;20 }21 }22 }23 } Código C# 5.7: Exemplo de uso da instrução break Durante uma iteração declaramos a variável j e calculamos o seu valor. Além disso, verificamosse o resto da divisão de j por 4 é igual a 0. Caso a verificação seja verdadeira, imprimimos umamensagem e finalizamos o loop com a instrução break.32 www.k19.com.br
  38. 38. 33 C ONTROLE DE F LUXO Execícios4 Escreva um programa que imprime na tela dez vezes a mensagem “Lorem ipsum dolor sit amet”.5 Escreva um programa que imprime na tela os números de 1 a 100. 6 Escreva um programa que imprime na tela os números de 1 a 100 exceto os números múltiplosde 3. 7 Escreva um algoritmo que declare e inicialize uma variável que receberá o maior número possíveldo tipo inteiro. Divida o valor dessa variável por 2 até que o resultado obtido seja inferior a 100 (nãoinclusivo). A cada iteração imprima o resultado. 8 Escreva um programa que imprime a tabuada dos números de 1 a 10 de acordo com o padrãoabaixo:1x1 = 11x2 = 21x3 = 3...10x8 = 8010x9 = 9010x10 = 100 www.k19.com.br 33
  39. 39. C ONTROLE DE F LUXO 34 Desafios 1 Escreva um programa que desenhe uma pirâmide de asteriscos (*). A saída do seu programadeve seguir o padrão abaixo: * *** ************2 Seguindo a idéia do desafio anterior, escreva um programa que imprime uma árvore de natal deacordo com o padrão abaixo: * *** ***** ******* ***** ******* ********* *********** ********* *********** ****************************34 www.k19.com.br
  40. 40. CAPÍTULO A RRAY 6O que é um Array? Um array ou vetor é uma estrutura de dados utilizada para armazenar uma coleção de itens.Cada item é identificado através de seu índice. Podemos imaginar um array como sendo um armá-rio com um determinado número de gavetas e cada gaveta possui um rótulo com um número deidentificação. 3 2 1 0 Figura 6.1: Abstração de array como um armário com gavetas. Quando criamos um array devemos informar qual o tipo de dado que ele irá armazenar em cadaposição. Na analogia com o armário, seria como se tivéssemos que definir o quê o armário irá guar-dar. Por exemplo, se definirmos que um armário deve guardar livros, então poderemos guardar ape-nas livros. Não poderemos tentar guardar revistas ou jornais. REVISTA 3 2 LIVRO 1 0 Figura 6.2: Um armário de livros não pode guardar revistas. www.k19.com.br 35
  41. 41. A RRAY 36Como declarar e inicializar um array? Para utilizarmos um array devemos criar uma variável que irá referenciar esse array. Declaramosuma variável que referencia um array de forma semelhante como declaramos as variáveis anterior-mente para os tipos primários de dados:1 int[] nomeDoArray; Código Java 6.1: Declaração de um array Lembre-se que sempre devemos inicializar as variáveis para não ocorrer um erro de compilação.Portanto, vamos inicializar o nosso array:1 int[] nomeDoArray = new int[10]; Código Java 6.2: Declaração e inicialização de um array A inicialização de um array se dá através de uma instrução especial das linguagens Java e C#chamada new. Essa instrução cria uma nova instância de uma classe do Java ou C#. Nesse casoestamos criando um novo array de tamanho 10, ou seja, nosso array terá 10 posições que armazenamvalores do tipo int. A instrução new é abordada com mais detalhes nos cursos Orientação a Objetosem Java e C# e Orientação a Objetos da K19. TIPO DE DADO QUE SERÁ INFORMA O TIPO DO IDENTIFICADOR DA VARIÁVEL ARMAZENADO PELO ARRAY NOVO OBJETO int[] nomeDoArray = new int[10]; INFORMA QUE A VARIÁVEL INSTANCIA UM INFORMA A QUANTIDADE SERÁ UM ARRAY NOVO OBJETO DE POSIÇÕES DO ARRAY Figura 6.3: Declaração e inicialização de um array.Inserindo e acessando os valores de um arrayInserindo valores em um array Existem diversas formas de inserirmos valores em um array. A forma mais comum é a seguinte:1 int[] a = new int[3];2 a[0] = 124;3 a[1] = 43;4 a[2] = 1023; Código Java 6.3: Inserindo valores em um array.36 www.k19.com.br
  42. 42. 37 A RRAY Na linha 1 declaramos e inicializamos um array do tipo inteiro com três posições. Nas linhas 2 a4 inserimos no array os valores 124, 43 e 1023 nas posições 0, 1 e 2, respectivamente. Repare que anumeração dos índices de um array começa pelo número zero. As outras formas de se inserir valores em um array fazem muito mais do que simplesmente inserirtais valores. Na verdade essas formas declaram, inicializam e inserem os valores, tudo em apenasuma linha de código.1 int[] b = new int[] {1, 62, 923, 15};2 int[] c = {125, 76432, 23}; Código Java 6.4: Outras formas de se inserir valores em um array.1 int[] b = new int[] {1, 62, 923, 15};2 int[] c = {125, 76432, 23};3 int[] d = new int[2] {634, 5}; Código C# 6.1: Outras formas de se inserir valores em um array. Repare que, no momento da declaração dos arrays acima, precisamos conhecer previamente osvalores a serem inseridos. Já na forma apresentada anteriormente poderíamos declarar o array einserir os valores posteriormente.Acessando os valores de um array Para acessarmos o valor armazenado em uma das posições de um array basta conhecermos oíndice de tal posição. Veja o exemplo abaixo:1 int[] a = new int[] {3215, 754, 23};23 System.out.println("Valor na posição de índice 0: " + a[0]);4 System.out.println("Valor na posição de índice 2: " + a[2]); Código Java 6.5: Acessando os valores de um array.1 int[] a = new int[] {3215, 754, 23};23 System.Console.WriteLine("Valor na posição de índice 0: " + a[0]);4 System.Console.WriteLine("Valor na posição de índice 2: " + a[2]); Código C# 6.2: Acessando os valores de um array. Lembre-se No exemplo acima criamos um array de três posições. O que aconteceria se tentássemos acessar a posi- ção a[3], por exemplo? A tentativa de acessar uma posição inválida do array causaria um erro de execução, ou seja, esse erro só seria identificado no momento em que seu programa estivesse em execução. Esse tipo de erro não é detectado no momento da compilação. Em Java seria lançada uma exceção do tipo java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException e em C# seria lançada uma exceção do tipo System.IndexOutOfRangeException. www.k19.com.br 37
  43. 43. A RRAY 38Percorrendo um array Quando trabalhamos com arrays uma das tarefas mais comuns é acessarmos todas ou algumasde suas posições sistematicamente. Geralmente fazemos isso para resgatar todos ou alguns dos va-lores armazenados e realizar algum processamento sobre tais valores. Para percorrermos um array utilizaremos a instrução de repetição for. Podemos utilizar a ins-trução while também, porém logo perceberemos que a sintaxe da instrução for é mais apropriadaquando estamos trabalhando com arrays.1 int[] numeros = new int[100];23 for(int i = 0; i < 100; i++){4 numeros[i] = i*2;5 }67 for(int i = 0; i < 100; i++){8 System.out.println(numeros[i]);9 } Código Java 6.6: Percorrendo um array para inserir e acessar valores.1 int[] numeros = new int[100];23 for(int i = 0; i < 100; i++){4 numeros[i] = i*2;5 }67 for(int i = 0; i < 100; i++){8 System.Console.WriteLine(numeros[i]);9 } Código C# 6.3: Percorrendo um array para inserir e acessar valores. Imagine que exista uma grande quantidade de linhas de código entre as linhas destacadas noexemplo acima, ou seja, entre a declaração e inicialização do array numeros e o for que o percorre.Além disso, imagine também que o código teve que ser modificado, mais especificamente na inicia-lização do array numeros. Agora o array passará a ter 1000 posições. Seria muito fácil esquecermosde atualizar a instrução for e informá-la de que o contador i deverá percorrer o intervalo de 0 a 1000e não de 0 a 100. Para evitar esse tipo de problema, uma boa prática é utilizar o atributo length (Java) ou Length(C#) dos arrays para descobrirmos qual a sua dimensão (tamanho). Veja como ficaria o exemploacima utilizando o atributo length:1 int[] numeros = new int[100];23 for(int i = 0; i < numeros.length; i++){4 numeros[i] = i*2;5 }67 for(int i = 0; i < numeros.length; i++){8 System.out.println(numeros[i]);9 } Código Java 6.7: Utilizando o atributo length do array.38 www.k19.com.br
  44. 44. 39 A RRAY1 int[] numeros = new int[100];23 for(int i = 0; i < numeros.Length; i++){4 numeros[i] = i*2;5 }67 for(int i = 0; i < numeros.Length; i++){8 System.Console.WriteLine(numeros[i]);9 } Código C# 6.4: Utilizando o atributo Length do array.Array de arrays Até agora trabalhamos com arrays de uma dimensão. Porém, tanto o Java como o C# nos permitecriar arrays com mais de uma dimensão, ou seja, arrays multidimensionais. Isso nos permite traba-lhar com arrays para representar tabelas, matrizes ou até um tabuleiro de batalha naval. Voltando àanalogia que fizemos com um armário cheio de gavetas, seria como se pudéssemos guardar dentroda gaveta de um armário um outro armário com gavetas. Veja a figura abaixo: 3 3 2 2 1 0 1 0 Figura 6.4: Abstração de um array multidimensional. Lembre-se Em Java o termo array multidimensional é sinônimo de array de arrays. Já em C# o termo jagged arrays é utilizado como sinônimo de array de arrays. Em C# o termo array multidimensional refere-se à uma outra implementação de arrays com mais de uma dimensão. O array multidimensional do C# é assunto do curso C# e Orientação a Objetos da K19. Neste curso, para evitarmos confusões, sempre utilizaremos o termo array de arrays. www.k19.com.br 39
  45. 45. A RRAY 40Declarando e inicializando um array de arrays A declaração de um array de arrays é muito semelhante à declaração e inicialização de um arrayunidimensional.1 int[][] arrays = new int[4][];23 arrays[0] = new int[1];4 arrays[1] = new int[3];5 arrays[2] = new int[2];6 arrays[3] = new int[7]; Código Java 6.8: Declarando um array de arrays. Em cada posição do nosso array de arrays devemos criar um novo array. Por esse motivo elerecebe o nome array de arrays. Além disso, repare que podemos criar arrays de diferentes tamanhosem cada posição.Inserindo e acessando valores de um array de arrays Assim como nos arrays unidimensionais, para inserir ou acessar valores de um array de arraysdevemos utilizar os índices de cada posição. Podemos pensar nos índices como um esquema decoordenadas. Por exemplo, se quiséssemos representar um gráfico no sistema cartesiano de eixosx y através de um array de arrays, a coordenada de cada ponto do gráfico seria equivalente ao parde índices do nosso array de arrays (supondo que no gráfico seja permitido apenas coordenadasinteiras). 1 boolean[][] pontosDoGrafico = new boolean[10][]; 2 3 for(int i = 0; i < pontosDoGrafico.length; i++){ 4 pontosDoGrafico[i] = new boolean[10]; 5 } 6 7 pontosDoGrafico[0][0] = true; 8 pontosDoGrafico[1][1] = true; 9 pontosDoGrafico[2][1] = true;10 pontosDoGrafico[2][2] = true;11 pontosDoGrafico[3][2] = true;12 pontosDoGrafico[4][1] = true; Código Java 6.9: Conjunto de pontos de um gráfico de eixos x y armazenados em um array de arrays. 1 bool[][] pontosDoGrafico = new bool[10][]; 2 3 for(int i = 0; i < pontosDoGrafico.Length; i++){ 4 pontosDoGrafico[i] = new bool[10]; 5 } 6 7 pontosDoGrafico[0][0] = true; 8 pontosDoGrafico[1][1] = true; 9 pontosDoGrafico[2][1] = true;10 pontosDoGrafico[2][2] = true;11 pontosDoGrafico[3][2] = true;12 pontosDoGrafico[4][1] = true; Código C# 6.5: Conjunto de pontos de um gráfico de eixos x y armazenados em um array de arrays.40 www.k19.com.br

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