Algoritmos_fluxogramas e pseudo-código

8/8/2019 Algoritmos_fluxogramas e pseudo-cdigo

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Algoritmos, fluxogramas epseudo-cdigo

Cap.2.5:Design de Algoritmos eProgramao Estruturada

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Sumrio Problemas e algoritmos Desenho de algoritmos/programas Passos na construo de algoritmos Mtodo Cartesiano de Dividir-Para-Conquistar Caractersticas fundamentais dum algoritmo Representao de algoritmos Fluxogramas e programao visual Estruturas de controlo de fluxo: sequncia, seleco e repetio Programao estruturada


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Problemas & Algoritmos Para resolver umproblema atravs dum computador necessrio

encontrar em primeiro lugar uma maneira de descrev-lo de umaforma clara e precisa.

tambm preciso que encontremos uma sequncia de passos queconduzam sua resoluo. Esta sequncia de passos designadaporalgoritmo.

A noo de algoritmo central para toda a informtica. A criao de algoritmos para resolver os problemas uma das

maiores dificuldades, mas tambm um dos desafios mais atractivos,dos iniciados em programao em computadores.

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Problema:Fazer um bolo?

Uma receita uma descrio dum conjunto de passos ouaces que fazem a combinao dum conjunto de ingredientescom vista a obter um produto gastronmico particular.

Farinha de TrigoOvos

Manteiga

AcarreceitaFermento Leite


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Algoritmo:Como fazer um bolo?

Algoritmo (receita de bolo):1) Bater duas claras em castelo;2) Adicionar duas gemas;3) Adicionar um xcara de acar;4) Adicionar duas colheres de manteiga;5) Adicionar uma xcara de leite de coco;6) Adicionar farinha e fermento;7) Colocar numa forma e levar ao forno em lume brando.

Farinha de TrigoOvos

Manteiga

AcarInstruesFermento Leite

Um algoritmo opera sobre um conjunto de

entradas (farinha ovos, fermento, etc. no caso dobolo) de modo a gerar uma sada que seja til (ou agradvel) para o utilizador (o bolo pronto).

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Desenho dealgoritmos/programas

De um modo geral, considera-se que um algoritmo uma descrio, passo-a-passo, de uma metodologia que conduz resoluo de um problema ou execuo de uma tarefa.

A programao consiste na codificao precisa desse algoritmo, segundo umalinguagem de programao especfica.

H, pois, que ter em considerao que existem trs fases distintas naelaborao de programas: a anlise do problema (especificao do problema, anlise de requisitos,

pressupostos, etc.) a concepo do algoritmo a traduo desse algoritmo na linguagem de programao

PROBLEMA ALGORITMO PROGRAMA


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Passos na construo dealgoritmos

Compreender o problema Identificar os dados de entrada Identificar os dados de sada Determinar o que preciso para transformar dados de entrada em dados de

sada:usar a estratgia dodividir-para-conquistarobservar regras e limitaesidentificar todas as aces a realizareliminar ambiguidades

Construir o algoritmo Testar o algoritmo Executar o algoritmo

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Mtodo Cartesianode Dividir-Para-Conquistar

Tambm o conhecido pormtodo descendente (top-down method) oumtodo derefinamento passo-a-passo

Este mtodo consiste em dividir um problema em partes menores (ou sub-problemas) de modo a que seja mais fcil a sua resoluo.

Exemplo: Fazer sumo de laranja? Lavar laranja; Partir laranja ao meio; Espremer laranja; Filtrar o sumo; Servir o sumo.

Passo-a-passo, significa que cada passo completado antes que o prximocomece.

Exemplo: impossvel ver telejornal antes de executar por inteiro opasso anterior de ligar a TV


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Caractersticas fundamentaisdum algoritmo

Um algoritmo deve ter 5 caractersticas fundamentais: Finitude: um algoritmo deve sempre terminar aps um nmero finito de passos. Definio: cada passo de um algoritmo deve ser precisamente definido. As aces

devem ser definidas rigorosamente e sem ambiguidades. Entradas: um algoritmo deve ter zero ou mais entradas, isto quantidades que lhe

so fornecidas antes do algoritmo iniciar. Sadas: um algoritmo deve ter uma ou mais sadas, isto quantidades que tem uma

relao especfica com as entradas. Eficincia: Um algoritmo deve ser eficiente. Isto significa que todas as operaes

devem ser suficientemente bsicas de modo que possam ser em princpioexecutadas com preciso em um tempo finito por um ser humano usando papel elpis.

NOTA: Pode haver mais do que um algoritmo para resolver um problema.

Por exemplo, para ir de casa at o trabalho, posso escolher diversosmeios de transportes em funo do preo, conforto, rapidez, etc. .

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Representaes de algoritmos Linguagem Natural

Os algoritmos so expressos directamente em linguagem natural (e.g. oportugus como no exemplo do bolo).

Fluxograma (ou Diagrama de Fluxo)Esta um representao grfica que emprega formas geomtricaspadronizadas para indicar as diversas aces e decises que devem ser executadas para resolver o problema.

Pseudo-linguagemEmprega uma linguagem intermediria entre a linguagem natural e umalinguagem de programao para descrever os algoritmos.

No existe consenso entre os especialistas sobre qual a melhor maneira de representar um algoritmo.Actualmente a maneira mais comum de representar algoritmos atravs de uma pseudo-linguagem oupseudo-cdigo. Esta forma de representao tem a vantagem de o algoritmo seja escrito deuma forma que est prxima de uma linguagem de programao de computadores.


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Cdigo natural:clculo do zero da equao ax+b=0

1. Incio de programa 2. ler a, b 3. se a diferente de 0 ento

calcula o valor de x (ax+b=0) imprimir valor de x

seno

imprimir No h zero 4. Fim de programa

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Fluxograma:clculo do zero da equao ax+b=0

Ler a

Ler b

a 0

Imprime Noexiste zero

x=- b / a

Imprimevalor de x

Sim

No

Incio

Fim


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Pseudo-cdigo:clculo do zero da equao ax+b=0

1. Incio de programa2. ler a, b3. se a 0 ento

x=-b/aimprimir valor do zero x

seno

imprimir No h zerom de se4. Fim de programa

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Cdigo C:clculo do zero da equao ax+b=0

#include

main(){

float a, b; printf("Entre com os coeficientes da equacao.\n");

scanf("%f %f", &a, &b);

if (a != 0){

x = -b/a; printf(O valor de x = %f\n,x);

}else

printf(No existe zero);}


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Fluxogramas & programaovisual

Representao grfica de um algoritmo. Programao visual: a utilizao de diagramas na programao. Descrevem o fluxo dum algoritmo atravs de um conjunto de figuras

geomtricas padronizadas ligadas por setas de fluxo.

incio e fim de fluxograma

entrada e sada de dados

teste e deciso

outras aces/sinstrues

conector na mesma pgina

conector para outra pgina

inicializaoteste e actualizao

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Estruturas lgicas deprogramao:estruturas de controlo

Umaestrutura (de controlo) a unidade bsica da lgica deprogramao.

Em meados da dcada de 60, alguns matemticos provaram quequalquer programa podia ser construdo atravs da combinao de 3estruturas bsicas:sequncia , seleco e repetio .

entrada entradaentrada

exit exit

exit

SEQUNCIA SELECO REPETIO


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Sequncia{}

entrada

exit

Numa sequncia processado um conjunto deaces (ou instrues) em srie.

No h qualquer possibilidade de alterar aordem de processamento das aces, i.e. apsprocessar a 1 aco processa-se a 2, depoisda 2 processa-se a 3, e assim por diante atprocessar a ltima aco.

Em C, uma sequncia um bloco de instruesque comea com{ e termina com}

fluxograma duma sequncia

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Seleco com 2 vias Uma estrutura deseleco tambm

designada por estrutura dedeciso .

Neste caso, o fluxo de processamento seguepor 1 das 2 vias, dependendo do valor lgico(verdadeiro ou falso) da expresso avaliada noincio da estrutura.

Se o fluxo de processamento s passa por 1via, ento s uma das aces realizada ouprocessada.

Em C, uma estrutura de seleco com 2 vias a instruoif -else .

if-else

truefalse ?

fluxogramaduma seleco de 2 vias


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Exemplo em C: if-else#include

void main(){

int x, y,maior;

scanf(%d%d\n,&x,&y);if (x > y)

maior = x;else maior = y;printf(O maior dos dois inteiros = %d\n,maior);

}

Problema: Calcular o maior dedois nmeros inteiros x e y.

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Seleco com 1 viaif

?truefalse

Neste caso, se a expresso lgica tiverresultadofalse , nenhuma aco processadadentro da estrutura de seleco.

S processada uma aco dentro daestrutura de seleco se a expresso lgica fortrue ; da, o nome de seleco com 1 via.

Em C, uma estrutura de seleco com 1 via ainstruoif .

fluxogramaduma seleco de 1 via


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Exemplo em C: if #include

void main(){

int nota;

printf(Introduza o valor da nota: );scanf(%f,&nota);

if ( (nota >= 9.0) && (nota < 9.5) )nota = 9.5;

printf(A nota = %f\n, nota);}

Problema: Ler e escrever umanota entre 0 e 20.0 valores.Caso a nota esteja no intervalo[9.0,9.5[, ela deve serrectificada para 9.5.

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Seleco c/ n-viasswitch

?

. . .

Neste caso, a deciso no feita com base numaexpresso lgica porque h mais do que 2 resultadospossveis.

Tambm s so processadas a aco ou as acesencontradas numa via.

Em C, uma estrutura de seleco com n vias ainstruoswitch com break. No entanto, se nousarmos o break, h a possibilidade de executar asaces de vrias vias.

fluxogramaduma seleco de n vias


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Exemplo em C: switch#include

void main(){

int count;

scanf(%d,&count);

switch count{ case 5: printf(5\n); break;

case 4: printf(4\n); break;case 3: printf(3\n); break;case 2: printf(2\n); break;case 1: printf(1\n);

}}

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Repetio c/ teste cabeawhile

true

false

?

Neste caso, tambm h a necessidade detomar uma deciso com base no valor lgicoduma expresso.

No entanto, a mesma aco ser executadarepetidamente enquanto o resultado daexpresso lgica se mantiver verdadeiro (true).

O teste (da expresso lgica) precede a aco.Diz-se, por isso, que oteste cabea .

O teste importante porque funciona comouma condio de paragem (a false) dos ciclosor repeties.

Em C, uma estrutura de repetio deste tipo a instruowhile.

fluxogramaduma repetio c/ teste cabea


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Exemplo em C: while#include

void main(){

int sum, k=1;

sum = 0; // inicializacao da somawhile (k


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Exemplo: do - while#include

main(){

int sum, k=1;

sum = 0; // inicializacao da variavel do ciclodo{

sum = sum + k;k = k + 1; //actualiza a variavel do ciclo}while (k


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Exemplo em C: for#include

void main(){

int i; // variavel do cicloint sum;

sum = 0; // inicializacao da somafor (i=1; i

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