Operações e expressões

Leitura dos dados

A leitura dos dados é feita para processar e gerar informações. Essa etapa é construída com base na combinação de operações aritméticas, relacionais, lógicas e outras técnicas de programação.

Fonte: Shutterstock.

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Praticar para aprender

Você já está dominando os tipos de dados que podem ser utilizados em um sistema computacional e já sabe como declará-los e guardá-los temporariamente em variáveis. Além disso, ao longo desta seção você aprenderá a processar os dados por meio de operações e expressões matemáticas e a combiná-las usando operadores lógicos.

A fim de colocarmos em prática os conhecimentos a serem aprendidos, vamos analisar a seguinte situação-problema: Seu chefe está muito contente, pois ele sabe que agora você será capaz de resolver problemas mais desafiadores na empresa. Sua última atividade foi escrever um programa na linguagem C que fosse capaz de ler a idade e o nome do cliente, bem como a classificação do filme que ele deseja locar. Posteriormente, seu programa deveria imprimir todas essas informações na tela, conforme o padrão a seguir:

Cliente: José das Couves
Idade: 18 anos
Classificação do filme: 12 anos 

Agora, seu chefe pediu para você melhorar esse programa, de forma que ele seja capaz de mostrar ao cliente:

1. Se o filme desejado está disponível ou não.
2. Se o filme desejado pode ser locado pelo cliente, levando em consideração se o filme está disponível e se ele é indicado para sua faixa etária.
3. Quantos anos faltam para que a classificação do filme seja adequada à faixa etária do cliente.

conceito-chave

Desde o momento em que você liga um computador, tablet ou smartphone, centenas de processos são iniciados e passam a competir no processador para que possam ser executados e para que a “mágica” do mundo digital possa acontecer. Todos os resultados desses sistemas são obtidos por meio do processamento de dados e, nesta seção, vamos estudar os recursos que lhe permitirão implementar soluções com processamento.

Sistemas computacionais são construídos para resolver os mais diversos problemas. Todos esses sistemas, independentemente da sua aplicação, são construídos em três partes: entrada, processamento e saída. Na entrada, os valores utilizados pelo processamento são lidos basicamente a partir de três fontes:

• Digitados pelo usuário: nesse caso, é a partir de uma interface textual ou gráfica que o usuário alimenta o sistema com dados.
• Leitura de arquivos: é possível implementar sistemas que fazem a leitura de dados com base em arquivos de texto e planilhas, entre outros.
• Acesso a banco de dados: nesse caso, são usados programas que fazem o gerenciamento da base de dados, à qual o sistema computacional tem acesso.

Nos três casos, a leitura dos dados é feita apenas para processar e gerar informações, e essa etapa é construída com base na combinação de operações aritméticas, relacionais, lógicas e outras técnicas de programação que você conhecerá no decorrer desta seção.

OPERADORES ARITMÉTICOS NA LINGUAGEM C

Vamos começar a aprimorar nossos algoritmos com as operações aritméticas. Observe o Quadro 1.3, que demonstra algumas operações disponíveis na linguagem C e seus respectivos exemplos.

Exemplificando

Vamos criar um programa em C que some a idade de duas pessoas e imprima na tela o resultado. No Código 1.11 está o código que realiza tal processo. Veja que, primeiramente, as idades foram solicitadas e armazenadas em duas variáveis (linhas de 7 e 9 – entrada pelo usuário), para depois ser feito o processamento (linha 10) e, por fim, a exibição do resultado na tela (linha 11).

#include <stdio.h>
int main(){
    int idade1 = 0;
    int idade2 = 0;
    int resultado=0;
    printf("\n Digite a primeira idade: ");
    scanf("%d", &idade1);
    printf("\n Digite a segunda idade: ");
    scanf("%d", &idade2);
    resultado = idade1 + idade2;
    printf("\n Resultado = %d", resultado);
}

Agora é com você !

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Quando trabalhamos com operadores, a ordem de precedência é muito importante. Segundo Soffner (2013), os operadores aritméticos apresentam a seguinte ordem de execução:

1. Parênteses.
2. Potenciação e radiciação.
3. Multiplicação, divisão e módulo.
4. Soma e subtração.

Das operações aritméticas apresentadas no Quadro 1.3, a operação módulo (%) talvez seja a que você ainda não tenha familiaridade. Essa operação faz a divisão de um número considerando somente a parte inteira do quociente e retorna o resto da divisão.

Exemplificando

Vamos aplicar o operador módulo para efetuar o processamento de 43 % 3. 

#include <stdio.h>
int main(){
    int resultado = 43 % 3;
    printf("Operacao modulo 43 % 3 = %d", resultado);
} 

Ao executar o código, obtém-se como resultado o resto da divisão, ou seja, nesse caso, o valor 1. Veja na Figura 1.16 o cálculo matemático que é efetuado e como o resultado é obtido., você terá o resultado correto? Se for um cálculo para o setor financeiro de uma empresa, seu cálculo mostraria lucro ou prejuízo?

Agora é com você!

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Os operadores aritméticos podem ser classificados em unário ou binário (MANZANO, 2015). Os binários, que nós já conhecemos no Quadro 1.3, são operadores que usam dois componentes (operandos); já os operadores unários usam apenas um componente (operando). É o caso dos operadores aritméticos de incremento (++) e decremento (--). Esses operadores acrescentam ou diminuem “um” ao valor de uma variável e podem ser usados de duas formas:

• Após a variável:
  • Pós-incremento: x++; nesse caso, é adicionado 1 (um) após a primeira execução.
  • Pós-decremento: x- -; nesse caso, é decrementado 1 (um) após a primeira execução.
• Antes da variável:
  • Pré-incremento ++x; nesse caso, é adicionado 1 (um) antes da primeira execução.
  • Pré-decremento --x; nesse caso, é decrementado 1 (um) antes da primeira execução.

O Quadro 1.4 apresenta um resumo dos operadores unários.

Exemplificando 

Para entender a diferença entre as formas de uso dos operadores de incremento e decremento (pré e pós), vejamos os exemplos a seguir:

#include <stdio.h>
int main(void){
	int x = 0;
    int resultado = x++;
    printf("\n Resultado = %d", resultado);
    printf("\n X = %d", x );
} 

Na linha 4, o operador pós-incremento é utilizado juntamente com o operador de atribuição (=). Isso significa que, primeiramente, o valor da variável x será atribuído à variável resultado e só depois (por isso se chama operador pós-incremento) o valor de x será incrementado de 1. Assim, o resultado da execução do programa é:

Resultado = 0
X = 1

Por outro lado, se tivéssemos utilizado o operador pré-incremento, o resultado seria diferente.

Faça o teste você mesmo. Altere a expressão da linha 4 do programa acima para: int resultado = ++x;

Nesse caso, a variável x seria, primeiramente, incrementada de 1 e somente depois seu valor seria atribuído à variável resultado. Portanto, a saída do programa seria:

Resultado = 1
X = 1

OPERADORES RELACIONAIS NA LINGUAGEM C

Faz parte do processamento de um programa fazer comparações entre valores, para, a partir do resultado, realizar novas ações. Por exemplo, podemos criar um programa que some a nota de dois bimestres de um aluno e efetue a média aritmética. Com base no resultado, se o aluno obtiver média superior a seis, ele estará aprovado; caso contrário, estará reprovado. Veja que é necessário fazer uma comparação da média obtida pelo aluno com a nota estabelecida como critério.

Em programação, para compararmos valores, usamos operadores relacionais. O Quadro 1.5 apresenta os operadores usados na linguagem de programação C (DEITEL; DEITEL, 2011).

Os operadores relacionais são usados para construir expressões booleanas, ou seja, expressões que terão como resultado verdadeiro (valor 1) ou falso (valor 0). Quando fazemos alguma operação relacional na linguagem C, se a expressão for verdadeira, o resultado será 1; caso contrário, retornará zero, se a expressão for considerada falsa.

Vamos criar um programa que solicita ao usuário dois números inteiros e faz algumas comparações com esses valores. Veja, no Código 1.12, que na linha 9 comparamos se os números são iguais; na linha 10, se o primeiro (n1) é maior que o segundo (n2) e, na linha 11, se o primeiro é menor ou igual ao segundo.

#include <stdio.h>
int main(){
    int n1 = 0;
    int n2 = 0;
    printf("\n Digite o primeiro numero: ");
    scanf("%d", &n1);
    printf("\n Digite o segundo numero: ");
    scanf("%d", &n2);
    printf("\n n1 e n2 são iguais? %d", n1 == n2);
    printf("\n n1 e maior que n2? %d", n1 > n2);
    printf("\n n1 e menor ou igual a n2? %d", n1 <= n2);
} 

Agora é com você!

OPERADORES LÓGICOS NA LINGUAGEM C

Além dos operadores relacionais, outro importante recurso para o processamento é a utilização de operadores lógicos, que têm como fundamento a lógica matemática clássica e a lógica booleana (GERSTING, 2017). O Quadro 1.6 apresenta os operadores lógicos que podem ser usados na linguagem C.

Os operadores lógicos podem ser utilizados juntamente aos relacionais, unindo duas ou mais expressões relacionais simples e criando expressões mais complexas.

Veja, no Código 1.13, o uso dos operadores relacionais e lógicos aplicados à comparação dos valores de três variáveis. Na linha 4, a condição criada será verdadeira caso o valor de a seja igual ao de b e o valor de a também seja igual a c. Nesse caso, como a primeira condição não é verdadeira, o resultado da expressão será 0. Na linha 5, a condição criada será verdadeira caso uma das condições seja satisfeita (isto é, seja verdadeira). Nesse caso, como a é igual a c, o resultado será 1. Por fim, na linha 6, invertemos esse resultado da expressão anterior com o operador de negação. Ou seja, o resultado será 0.

#include <stdio.h>
int main(){
    int a = 5, b = 10, c = 5;
    printf("\n (a == b) && (a == c) = %d", ((a == b) && (a == c)));
    printf("\n (a == b) || (a == c) = %d", ((a == b) || (a == c)));
    printf("\n !(a == b) || (a == c) = %d", !((a == b) || (a == c)));
} 

FUNÇÕES PREDEFINIDAS PARA A LINGUAGEM C

Para facilitar o desenvolvimento de soluções em software, cada linguagem de programação oferece um conjunto de funções predefinidas, que ficam à disposição dos programadores. Entende-se por função “um conjunto de instruções que efetuam uma tarefa específica” (MANZANO, 2015, p. 153).

Nesta disciplina, você já usou algumas das funções da linguagem C, por exemplo, para imprimir uma mensagem na tela: usa-se a função printf(), que pertence à biblioteca stdio.h. Uma biblioteca é caracterizada por um conjunto de funções divididas por contexto (MANZANO, 2015). Vamos apresentar algumas funções que costumam aparecer com frequência nos programas implementados na linguagem C (Quadro 1.7).

A função strcmp(string1, string2) compara o conteúdo de duas strings e pode retornar três resultados, o valor nulo (zero), positivo ou negativo, conforme as seguintes regras:

• Quando as strings forem iguais, a função retorna 0.
• Quando as strings forem diferentes e o primeiro caractere não coincidir entre elas, sendo “maior” na primeira, a função retorna um valor positivo. Entende-se por “maior” o caractere com maior código ASCII, que é atribuído em ordem alfabética, ou seja, o caractere b é maior que a.
• Quando as strings forem diferentes e a primeira apresentar o caractere, não coincidente e “menor” que a segunda, então o valor resultante é negativo. Por exemplo, o caractere d é menor que h.
• Caso o primeiro caractere de ambas as strings seja igual, as duas regras anteriores são aplicadas para o próximo caractere, e assim sucessivamente.

Exemplificando

Observe o uso da função strcmp no código a seguir.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(void){
    printf("\n ARARA == ARARA? %d", strcmp("ARARA", "ARARA"));
    printf("\n ARARA == BANANA? %d", strcmp("ARARA", "BANANA"));
    printf("\n BANANA == ARARA? %d", strcmp("BANANA", "ARARA"));
} 

Teste o código na ferramenta Paiza.io. Clique em Run executar e visualizar as saídas do código.

Na primeira chamada da função, compara-se ARARA com ARARA. Como as strings são iguais, o resultado será 0. Na segunda chamada, a comparação é entre ARARA e BANANA. Como ARARA é “menor” que BANANA, alfabeticamente falando, então, o resultado será negativo (nesse caso, o valor impresso foi -1). Na última chamada da função, compara-se BANANA com ARARA. Como BANANA é “maior” que ARARA, alfabeticamente falando, então, o resultado será positivo (nesse caso, o valor impresso foi 1).

Note que, para a função strcmp, a ordem em que os parâmetros são passados é importante.

Finalizamos esta unidade, na qual exploramos as formas de armazenamento temporário de dados em diversos tipos de variáveis e aprendemos a utilizar os operadores para realizar o processamento dos dados.

Faça valer a pena

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define TAM_NOME 100

struct funcionario {
    char nome[TAM_NOME];
    float salario;
};

int main(){
    struct funcionario f1, f2;
    strcpy(f1.nome, "Pedro");
    strcpy(f2.nome, "Maria");
    printf("\n %d", strcmp(f1.nome, f2.nome));
} 

Referências

BACKES, A. Linguagem C – Completa e Descomplicada. São Paulo: Grupo GEN, 2018. Disponível em: https://bit.ly/3ku61Cx. Acesso em: 21 out. 2020.

DEITEL, P.; DEITEL, H. C. Como programar. 6. ed. São Paulo: Pearson, 2011.

DOMINGUES, P.; TÁVORA, V. Programação (in)segura – transbordo de memória. Revista Programar, ed. 52, mar. 2016. Disponível em: https://bit.ly/3niSpLR. Acesso em: 1 nov. 2020.

GERSTING, J. L. Fundamentos matemáticos para a ciência da computação: matemática discreta e suas aplicações. Rio de Janeiro: LTC, 2017.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Frota de veículos. Pesquisas. 2014. Disponível em: https://bit.ly/36l8EBq. Acesso em: 10 mar. 2020.

MANZANO, J. A. N. G. Linguagem C: acompanhada de uma xícara de café. São Paulo: Érica, 2015. 480 p.

MANZANO, J. A. N. G.; MATOS, E.; LOURENÇO, A. E. Algoritmos: técnicas de programação. 2. ed. São Paulo: Érica, 2015.

PEREIRA, S. do L. Linguagem C. Ime: USP, 2017. Disponível em: https://bit.ly/3llZIBT. Acesso em: 11 mar. 2020.

PIVA JUNIOR, D. et al. Algoritmos e programação de computadores. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012.

SOFFNER, R. Algoritmos e programação em linguagem C. São Paulo: Saraiva, 2013.

TARIFA, A. Big Data: descubra o que é e como usar na sua empresa. Endeavor, [s.d.]. Disponível em: https://bit.ly/3eVuyPx. Acesso em: 23 jul. 2018.

TUTORIALS POINT. C Standard Library Reference Tutorial. Tutorials point, 2020. Disponível em: https://bit.ly/3ls9BOQ. Acesso em: 23 jul. 2018.