BC & TBC & TUniversidade Federal do ABCUniversidade Federal do ABC

Estruturas de repetição estão divididas em três tipos:

– Estrutura enquanto (while)

– Estrutura repita (do while)

– Estrutura para (for)

• Quando uma seqüência de comandos deve ser executada repetidas vezes usamos uma estrutura de repetição.

• A estrutura de repetição, assim como a de decisão, envolve sempre a avaliação de uma condição.

• Também conhecidas como laços de repetição ou loops.

bloco

Um arquivo chamado resultado.txt armazena o resultado final da disciplina de modo que cada linha tem duas colunas, a primeira tem o número de matrícula de todos os alunos e a segunda coluna a situação final do aluno: aprovado ou reprovado. Queremos determinar a quantidade de alunos aprovados.

01222 aprovado03440 reprovado01999 aprovado 02113 aprovado01110 reprovado12345 aprovado01010 aprovado02900 aprovado

Um arquivo chamado resultado.txt armazena o resultado final da disciplina de modo que cada linha tem duas colunas, a primeira tem o número de matrícula de todos os alunos e a segunda coluna a situação final do aluno: aprovado ou reprovado. Queremos determinar a quantidade de alunos aprovados. Um solução:

1. Se não é fim do arquivo, leia uma linha do arquivo;2. se a linha corresponde a um aluno aprovado

• então incremente o contador de alunos aprovados• senão, volte para o passo 1.

• A estrutura de repetição enquanto permite especificar instruções que devem ser repetida enquanto determinada condição for verdadeira

• Exemplo: enquanto não terminar o arquivo, leia linha e incremente contador de aprovados se for o caso.

• O corpo da estrutura enquanto pode ser uma instrução ou um bloco de execução

bloco

bloco

• Quando a condição da estrutura enquanto se tornar falsa, a ação (ou bloco de ações) da estrutura será pulada.

• O programa continuará com a ação imediatamente após a estrutura enquanto.

• IMPORTANTE: você deve sempre prever o comando, ou ação, que tornará falsa a condição do comando enquanto, caso contrário, seu programa entrará em loop infinito.

enquanto <condição> faça

<bloco_de_execução>

condição?

F

bloco

Vinício

Pseudolinguagem

Leonardo de Pisa (ou Fibonacci, 1170 - 1250) descreveu o crescimento de uma população de coelhos por uma sequência de números que agora é conhecida por sequência de Fibonacci:

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, ...

Essa sequência é definida por F(1) = F(2) = 1 e se n > 2 então F(n) = F(n-1) + F(n-2).

Dado um inteiro n>0, obter F(n), o n-ésimo número de Fibonacci.

Esboço de uma solução:1. Dado n;2. se n=1 ou n=2, então responda “F(n)=1”;3. senão, tome i igual a 2 e faça

3.2. i ← i+1; 3.3. F(i) ← F(i-1) + F(i-2);

3.4. se i<n então volte para 3.2;4. responda “F(n)=” F(i).

Obs: A linha 3.1 é executada apenas uma vez e a linha 3.3 aumenta o valor da variável i até que i=n e, nesse caso, o laço termina pois a condição na linha 3.4 torna-se falsa.Exercício: Resolver usando enquanto.

Algoritmo Fibonacciinicio

inteiro n, a, b, prox, cont;leia (n);a ← b ← 1;se ( n=1 n=2 ) entao inicio

escreva (b); fimentaosenao

iniciocont ← 2;enquanto ( cont <> n ) façainicio

prox ← a + b;a ← b;b ← prox;cont ← cont + 1;

fimenquantofimsenaoescreva(b);

fimalgoritmo.

Sabe-se que um número inteiro positivo da forma n³ é a soma de n números ímpares conscutivos. Por exemplo,

1^3 = 12^3 = 3+53^3 = 7+9+114^3 = 13+15+17+19,

...n^3 = k + (k+2) + (k+4) + ... + (k+2(n -1)), para algum k ímpar.

Dado um inteiro n>0, determinar k tal que n³ pode ser escrito como soma de n ímpares consecutivos como descrito acima.

Esboço de uma solução:

1. leia(n)2. k=1;3. soma = k + (k+2) + (k+4)+ ... + (k + 2(n -1)), para algum k;4. se (soma = n³) então achou, responda k; 5. senão incrementa k de 2 e volta pra linha 3.

Problema: Como avaliar k + (k+2) + (k+4)+ ... + (k + 2(n -1))?

Como avaliar k + (k+2) + ... + (k + 2(n -1))?

Outro laço:

1. dado k, dado n e inicializadas com 0 as variáveis i e soma;2. enquanto i <= 2(n-1) faça 2.1. soma ← soma + (k + i);

2.2. i← i+2;

Algoritmo Cubo como soma de ímpares consecutivosinício

inteiro: n, soma, k, i;lógico: achou;

leia ( n ); // n>=1achou ← falso;k ← 1; enquanto ( ~achou ) faça

inicioi ← soma ← 0;enquanto ( i < 2*n ) faça inicio

soma ← soma + (k + i);i ← i + 2;

fimenquantose ( soma = n^3 ) entao inicio

achou ← verdadeiro;fimentaosenao inicio

k ← k + 2;fimsenao

fimenquantoescreva(k);

fimalgoritmo

Características de funcionamento:

Não é necessário o conhecimento prévio do número de repetições

• Executa a repetição enquanto a condição for verdadeira, testando-a desde seu início

• Os comandos do loop podem não ser executados

enquanto <condição> faça <bloco>fimenquanto

Validação inicial

instruções

• O que indica quantas vezes uma repetição será realizada?

• A estrutura enquanto não oferece este recurso.

• Solução: uso de um contador, ou variável contadora, que tem um certo valor inicial (atribuído fora do laço) e é incrementada a cada repetição.

• Exemplo de contador:

inteiro cont; // declaração do contador

cont 0; // inicialização do contador

cont cont + 1; // incrementa contador em uma unidade

• O que indica quantas vezes uma repetição será realizada?

• A estrutura enquanto não oferece este recurso.

• Solução: uso de um contador, ou variável contadora, que tem um certo valor inicial (atribuído fora do laço) e é incrementada a cada repetição.

• Exemplo de contador:

inteiro cont; // declaração do contador

cont 0; // inicialização do contador

cont cont + 1; // incrementa contador em uma unidade

Associado ao CONTADOR, devemos ter:1 – Atribuição de Valor Inicial2 – Definição de Condição de Continuidade ou Parada do Laço de Repetição3 – Definição de Passo (Incremento/Aumento ou Decremento/Diminuição) do Valor do Contador

Os três itens devem ser construídos de forma a permitir que o Laço de Repetição realize o que se pede. Isto é responsabilidade do programador!!!

Usamos i no exemplo 3:i ← 0;enquanto ( i < 2*n ) faça

inicio

soma ← soma + (k + i);

i ← i + 2;

fimenquanto

Usamos cont no exemplo 2:cont ← 2;enquanto ( cont <> n ) façainicio

prox ← a + b;a ← b;b ← prox;cont ← cont + 1;

fimenquanto

• Valor de sentinela (finalizador, de sinal ou de flag) – valor especial que indica o final de entrada de dados.

Usado pelo usuário para indicar final do laço de repetição.

• Exemplo: se a entrada de um problema é um sequência de inteiros positivos podemos usar -1 como sinal de fim da entrada.

Uso do sentinela para indicar o fim da entrada de dados:

Escreva um algoritmo que determine se números inteiros e positivos são pares, ou ímpares.

Utilize a estrutura enquanto para permitir a entrada da seqüência de números. O último número, que não será considerado na análise, deve assumir o valor –1 (sentinela).

Algoritmo ParImparinício

inteiro: valor, resto;string: mensagem;leia ( valor );

enquanto ( valor –1 ) façaresto valor mod 2;se ( resto=0 ) entãoinicio

mensagem “Número par”;fimentaosenãoinicio

mensagem “Número ímpar”;fimsenaoescreva( mensagem);leia ( valor );

fimenquantofimalgoritmo

• Outro exemplo: em computação EOF é uma condição que indica fim-de-arquivo (End-Of-File). Concretamente, é um flag cujo valor de fato depende do sistema operacional e que não corresponde a um carater válido, usualmente é -1.

Um arquivo chamado resultado.txt armazena o resultado final da disciplina de modo que cada linha tem duas colunas, a primeira tem o número de matrícula de todos os alunos e a segunda coluna a situação final do aluno: aprovado ou reprovado. Queremos determinar a quantidade de alunos aprovados.

01222 aprovado03440 reprovado01999 aprovado 02113 aprovado01110 reprovado12345 aprovado01010 aprovado02900 aprovado

String: linha;inteiro: aprovados;aprovados ← 0;enquanto (~EOF(resultado.txt)) façainicioleia (linha);se (linha termina em “aprovado”)inicio

aprovados ← aprovados + 1;fimse

fimenquantoescreva(aprovados);fimalgoritmo

Obs.: EOF = “End Of File” = “Fim de Arquivo”

// Padrão com {}while <condição>{ <comandos>}

// Não é padrãowhile <condição> <comando>;

enquanto <condição> faça <bloco>

Pseudolinguagem

JAVA

Algumas linguagens (Ex.: Java, C#, C++, C) contém operadores especiais para simplificar a atribuição de valores às variáveis

As Estruturas de Repetição demandam o uso frequente de operadores associados às variáveis de controle

Portanto, recomenda-se usar os seguintes operadores em Java (seja i uma variával): i++; ou ++i;:

Se colocado sozinho em uma linha, equivale ao comando: i = i + 1; No caso de contador: adiciona 1 ao valor do contador

i--; ou --i;: Se colocado sozinho em uma linha, equivale ao comando: i = i - 1; No caso de contador: subtrai 1 do valor do contador

Para o caso de existir mais de um comando na mesma linha em que estes operadores, a colocação de “++” (ou “--”) antes ou depois da variável define a ordem em que as operações serão executadas. Em laços de repetição, deve-se usar “i++” ou “i—”.

Existem ainda operadores em Java para outras operações aritméticas (sejam i e b duas variáveis): i+=b;

Equivale ao comando: i = i + b; i-=b;

Equivale ao comando: i = i - b; i*=b;

Equivale ao comando: i = i * b; i/=b;

Equivale ao comando: i = i / b; Estes operadores são menos utilizados, mas i++; e

i--; são muito comuns na programação em Java!

import java.io.*;import java.util.*;public class resultado { public static void main(String[] args) throws

FileNotFoundException {

String linha, arquivo="resultado.txt";Scanner sc = new Scanner(new File(arquivo));int aprovados = 0, total = 0;while ( sc.hasNext() ) { total = total + 1; //computa o numero de alunos linha = sc.nextLine() ; if ( linha.endsWith("aprovado") ){

aprovados = aprovados + 1; }}

System.out.println("número de alunos matriculados: " + total);System.out.println("número de alunos aprovados: " + aprovados);System.out.println("número de alunos reprovados: " + (total-aprovados));

}//fim do main}//fim da classe

import java.util.*;

public class fibonacci {

public static void main (String[] args) {

Scanner s = new Scanner(System.in);

int n=0, a=1, b=1, cont=2, prox=0;

System.out.print("Entre n: ");

n = s.nextInt();

if ( n==1 || n==2 )

System.out.println( "F("+n+")="+b );

else {

while ( cont != n ) {

prox = a + b;

a = b;

b = prox;

cont = cont + 1;

}

}

System.out.println("F("+n+")="+b);

}//fim do main

}// fim da classe

import java.util.*;

public class cuboXsoma {

public static void main (String[] args) {

Scanner s = new Scanner(System.in);

int n, soma, k, i;

boolean achou=false; // achou o valor de k?

System.out.print("Entre n: ");

n = s.nextInt();

int cubo = n*n*n; //soma == cubo economiza operações comparado com

//soma == n*n*n no condicional abaixo

k=1; //primero ímpar

while ( !achou ) {// enquanto não achou

i=0;

soma = 0;

while ( i < 2*n ) { // avalia k + (k+2) + ...+(k + 2(n-1))

soma = soma + ( k + i );

i = i+2;

}

if (soma == cubo) { achou = true;}

else {k = k+2;} // tome o próximo ímpar

}

System.out.println("k = " + k);

}//fim do main

}fim da classe

Implemente um jogo de dados que:• O jogador inicie o jogo com R$ 100,00• A cada jogada, o jogador jogue dois dados• Se a soma dos números dos dados for 7 ou 11, o jogador

recebe o dobro do que tenha apostado no momento• Se a soma dos números não for 7 ou 11, o jogador perde

R$ 20,00• O jogo acaba quando o saldo do jogador for menor ou

igual a zero. Ou então quando o jogador decidir parar• Ao final, escreva o total de dinheiro que o jogador tem, e

quantas vezes ele ganhou e quantas vezes perdeu no jogo

Algoritmo JogoDeDadosinício

real: dinheiro, aposta; inteiro: dado1, dado2, soma, numVitoria, numDerrota; string: continua; dinheiro 100,00; numVitoria = 0; numDerrota = 0;

escreva( “Deseja jogar?” ); leia ( continua );

enquanto ( (continua = “S”) (dinheiro > 0) ) faça leia ( aposta ); dado1 randomico(1..6); dado2 randomico(1..6); soma dado1 + dado2; se ( (soma = 7) (soma = 11) ) então numVitoria numVitoria + 1; dinheiro dinheiro + 2*aposta; senão numDerrota numDerrota + 1; dinheiro dinheiro - 20; escreva( “Deseja jogar?” ); leia ( continua ); fimenquanto

escreva( numVitoria ); escreva( numDerrota ); escreva( dinheiro );fimalgoritmo

import java.util.*;

public class JogoDados { public static void main(String[] args) {

double dinheiro, aposta;int dado1, dado2, soma, numVitoria, numDerrota;String continua = null;dinheiro = 100.00;numVitoria = 0; numDerrota = 0;

Scanner s = new Scanner(System.in);Scanner n = new Scanner(System.in);

System.out.print("Deseja jogar? (s/n)");continua = s.nextLine();

while ( continua.equals("s") && dinheiro > 0 ) { System.out.print("Digite sua aposta: "); aposta = n.nextDouble(); Random num = new Random(); dado1 = num.nextInt( 5 ) + 1; dado2 = num.nextInt( 5 ) + 1; soma = dado1 + dado2;

System.out.print(" Dado 1 = " + dado1); System.out.println(" Dado 2 = " + dado2);

if ( soma == 7 || soma == 11 ){ numVitoria = numVitoria + 1; dinheiro = dinheiro + 2*aposta; System.out.println("Vitorias = " + numVitoria);

System.out.println(" Dinheiro = " + dinheiro); }// fim if else{

numDerrota = numDerrota + 1; dinheiro = dinheiro - 20; System.out.println("Derrotas = " + numDerrota); System.out.println("Dinheiro="+dinheiro);

}//fim else System.out.print("Deseja jogar? (s/n)"); continua = s.nextLine(); } //fim while } // fim método} // fim da classe

Estruturas de repetição:

–Estrutura enquanto (while)

–Estrutura repita (do while)

–Estrutura para (for)

• Para realizar a repetição com teste no final deve ser utilizado a estrutura repita, que permite uma ação (ou bloco) ser executada enquanto uma determina condição seja verdadeira.

• Exemplo: soma nota, enquanto número de notas for menor que 10.

• O corpo da estrutura repita pode ser uma instrução única, ou um bloco de comandos

bloco

Repita

F

V

Pseudocódigo

repita <bloco>enquanto <condição>;

condição?

repita

enquanto

F

Bloco deExecução

V

Reescrevendo a solução para números de Fibonacci

1. Dado n;2. se n=1 ou n=2, então responda “F(n)=1”;3. senão, tome i igual a 2 e faça

3.2. i ← i+1; 3.3. F(i) ← F(i-1) + F(i-2);

3.4. se i<n então volte para 3.2;4. responda “F(n)=” F(i).

Obs: Se n>2 então as linhas 3.2, 3.3 e 3.4 serão executadas pelo menos uma vez.

Algoritmo Fibonacci_v2inicio

inteiro n, a, b, prox, cont;leia (n);a ← b ← 1;se ( n=1 n=2 ) entao inicio

escreva (b); fimentaosenao

iniciocont ← 2;repita

inicioprox ← a + b;a ← b;b ← prox;cont ← cont + 1;

fimenquanto (i<>n);

fimsenaoescreva(b);

fimalgoritmo.

Java

// Não é padrão

do

comando;

while ( condição ) ;

Pseudocódigo

repita <bloco>enquanto<condição>; Java

// Padrão: com { }

do {

comandos;

} while ( condição ) ;

• Tem a mesma função que o laço while, só que o teste só é feito no final

• Pelo menos uma vez os comandos serão executados

• Note que, no do...while, o uso do “;” após a condição é obrigatório

A mesma observação vale no exemplo 3. Queremos avaliar k + (k+2) + ... + (k + 2(n -1)). A solução foi:

1. dados k e n;2. i ← 0;3. soma ← 0;4. enquanto i <= 2(n-1) 4.1 soma ← soma + (k + i);

4.2 i← i+2;

Como n >= 1 o primeiro teste de “i<=2(n-1)” sempre valerá.Exercício: Reescreva o pseudocódigo do exemplo 3 usando repita-enquanto no laço mais interno.

Algoritmo Cubo como soma de ímpares consecutivosinício

inteiro: n, soma, k, i;lógico: achou;

leia ( n ); // n>=1achou ← falso;k ← 1; enquanto ( ~achou ) faça

inicioi ← soma ← 0;repita

iniciosoma ← soma + (k + i);i ← i + 2;

fimenquanto (i < 2*n);se ( soma = n^3 ) entao inicio

achou ← verdadeiro;fimentaosenao inicio

k ← k + 2;fimsenao

fimenquantoescreva(k);

fimalgoritmo

Estruturas de repetição:

–Estrutura enquanto (while)

–Estrutura repita (do while)

–Estrutura para (for)

• Executa o bloco de instruções um número predeterminado de vezes;

Pseudocódigo

para V de vi até vf passo p faça <bloco_de_execução>

• V é a variável de controle• vi é o valor inicial de V• vf é o valor final de V (até onde ela vai chegar)• p é o valor de incremento

limite ?

nãosim

No exemplo 3, queremos avaliar k + (k+2) + ... + (k + 2(n -1)). Usando a instrução para, podemos reescrever o pseudo código como

soma ← 0;para i de 0 até 2*(n-1) passo 2 façainicio

soma ← soma + (k+i);fimpara

Exercício: Escreva um algoritmo em pseudocódigo que recebe dois inteiros positivos, digamos k e n, e devole a soma dos n primeiros múltiplos de 5 maiores ou iguais a k.

Java

// Não é padrão

for (V = vi; V <= vf; V = V + passo)

comando;

Java

// Padrão: com { }

for (V = vi; V <= vf; V = V + passo)

comando;

Pseudocódigo

para V de vi até vf passo p faça <bloco_de_execução>

1. Usando as três opções de estruturas de repetição, resolva os exercícios a seguir sem alterar o código entre { } abaixo:

{System.out.print (“i=” + i + “\t”);

} Imprimir os números:

Entre 1 e 10, inclusive (vale para todos os itens a seguir), em ordem crescente Entre 0 e 10, em ordem crescente Entre 0 e 20, em ordem crescente

Pares entre 0 e 20, em ordem crescente Ímpares entre 0 e 20, em ordem crescente Entre 0 e 20, em ordem crescente e variando de 3 em 3 números Entre 0 e 20, em ordem crescente e variando de 5 em 5 números Entre 10 e 1, em ordem decrescente Entre 20 e 0, em ordem decrescente Pares entre 20 e 0, em ordem decrescente Entre 20 e 0, em ordem decrescente e variando de 4 em 4 números

•FORBELLONE, A. L. V.; EBERSPACHER, H. F., Lógica de Programação – A Construção de Algoritmos e Estruturas de Dados, Prentice Hall, 2005

•Deitel, H. M. e Deitel, P. J.; JAVA – Como Programar; 6ª edição, Editora Pearson Prentice-Hall, 2005