Programação de Jogos com C++ e DirectX - Martins … Programação de Jogos com C++ e DirectX Um compilador inicia o processo lendo a primeira instrução do início do programa,

Programação de Jogoscom C++ e DirectX

André Santee

Novatec Editora

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Capítulo 1Introdução à linguagem C++

O primeiro capítulo apresentará a linguagem C++ e indicará as diferenças entre C e C++. Apren-

deremos como utilizar o compilador Microsoft Visual C++, além de constatar como é o funcio-

namento dos operadores matemáticos e de alguns conceitos de entrada e saída de dados.

Histórico

A linguagem C foi criada em 1972, por Dennis M. Ritchie e Brian W. Kernighan, do Bell Labs

Innovations, baseando-se na linguagem B, proveniente da antiga BCPL. B foi renomeado

com a primeira letra de BCPL e a linguagem C, com a segunda.

C tornou-se rapidamente popular, pois une leveza, poder e velocidade em códigos bem

legíveis e de fácil interpretação, sem a necessidade de entender instruções complexas como

os códigos escritos em linguagem Assembly. C/C++ é utilizada no desenvolvimento de mais

de 90% dos jogos profissionais, de Tetris a jogos que utilizam avançados motores como Doom

III, da Idsoftware.

A linguagem C++ foi introduzida por Bjarne Stroustrup, em meados de 1983, com novos e

poderosos elementos e novas propostas para a programação, que contribuem para o reuso,

manutenção e adição ao código. C++ possui extensas bibliotecas-padrão que utilizam em

grande quantidade as características exclusivas da linguagem em relação à C.

Códigos escritos em C/C++ são de fácil leitura, pois a linguagem permite separar seu

código em partes e arquivos para que seja mais bem estruturado. Com C++, o programador

cria bons hábitos na programação, sabendo organizar seu código de maneira legível e tor-

nando-o mais veloz.

Compilador

Um compilador é um tipo de tradutor utilizado para que o desenvolvedor possa “comunicar-

se” com a máquina sem a necessidade de utilizar a própria linguagem de máquina. No caso

de um compilador de C/C++, essa ferramenta traduz um código escrito em linguagem C/C++

para linguagem de máquina e gera um arquivo EXE, que pode ser executado pelo sistema

operacional.

22 Programação de Jogos com C++ e DirectX

Um compilador inicia o processo lendo a primeira instrução do início do programa, es-

crito em “linhas de comando”, e confere se existem erros. Se não existirem, o compilador

avança para a próxima linha, sempre seguindo este processo, até a última linha (caso não

haja mudanças de fluxo no código).

Caso o compilador encontre algum erro no código, este será apontado de maneira que o

programador saiba do que se trata. Um erro pode variar desde uma palavra desconhecida até

uma falha em determinada expressão.

Se nenhum erro for encontrado pelo compilador, este irá gerar um arquivo com extensão

OBJ, com todas as linhas de código traduzidas, e logo em seguida será gerado um arquivo

com extensão EXE, podendo ser executado pelo sistema operacional.

Neste livro será utilizado o compilador Microsoft Visual C++, por ser o melhor e mais

popular atualmente. Mas pode-se optar por outros compiladores gratuitos, como o Dev-C++,

da Bloodshed. Todos os códigos de lições desta primeira parte do livro funcionarão tanto

com o Visual C++ como com o Dev-C++, com algumas mínimas alterações.

No momento em que este texto foi escrito, a página oficial do compilador Dev-C++ era

http://www.bloodshed.net/devcpp.html, onde este pôde ser obtido gratuitamente.

Todos os compiladores de C/C++ são semelhantes, qualquer código pode ser escrito

para o compilador Visual C++ 6.0 e funcionar perfeitamente com o Dev-C++, fazendo apenas

algumas modificações dependendo de quais bibliotecas foram utilizadas no código, pois

nenhum compilador é idêntico a outro, principalmente no modo em que os programas são

compilados.

Tipos de compiladores

Existem dois tipos de compiladores, os chamados compiladores simples e os compiladores

com interface de desenvolvimento:

••••• Compiladores simples:Compiladores simples:Compiladores simples:Compiladores simples:Compiladores simples: compiladores cuja única função é compilar o código e indicar

possíveis erros. Não possuem editor de código, ou seja, o código deve ser escrito em

algum editor de texto simples, como o Bloco de Notas (Notepad) do Windows. Após

escrever o código, o programador deve digitar uma linha de comando via console

para compilar certo arquivo com determinado nome, que deve estar em formato C

(linguagem C) ou CPP (linguagem C++). Um exemplo de compilador simples é o

DJGPP, que não será utilizado para compilar os códigos neste livro, a não ser que se

decida utilizá-lo.

Os compiladores simples estão cada dia sendo menos utilizados, em virtude da falta de

recursos fundamentais que os softwares da atualidade exigem. Não há nada melhor que

programar em um compilador com ambiente de desenvolvimento especial para C/C++,

com indicadores coloridos, em que basta um simples clique para compilar o programa,

como ocorre com os compiladores com ambiente de desenvolvimento.

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••••• Compiladores com ambiente de desenvolvimento:Compiladores com ambiente de desenvolvimento:Compiladores com ambiente de desenvolvimento:Compiladores com ambiente de desenvolvimento:Compiladores com ambiente de desenvolvimento: como característica básica apre-

sentam um editor de texto interno, e o programador só precisa escrever os códigos e

compilá-los. A maioria desses compiladores possui várias opções e preferências para

facilitar a compilação e vários outros métodos de depuração.

Um exemplo de indicadores de cor no código:

Exemplo:Exemplo:Exemplo:Exemplo:Exemplo:

#include <ostream.h>

#define oi “Oi mundo,\n”

// início

intintintintint main()

{

floatfloatfloatfloatfloat pi=3.1415f;

cout << pi << “\n”;

cout << “Oi mundo!\n”;

returnreturnreturnreturnreturn 0;

}

Como se pode ver, o código possui identificadores com formatação diferenciada, indi-

cando o que cada um deles representa, o que facilita muito esta tarefa. Não se preocupe em

entender esse código por enquanto.

Um fator extremamente importante da linguagem C/C++ é que, por padrão, uma letra

minúscula é diferente de uma letra maiúscula, por exemplo: ‘Nome’ é diferente de ‘nome’,

‘QuEiJo’ é diferente de ‘Queijo’, ou seja, ‘X’ é diferente de ‘x’. Esta característica é conhecida

como case sensitivity.

C ou C++?

Apesar de semelhantes, C e C++ não são e não podem ser tratadas como se fossem a mesma

linguagem. C++ é uma nova linguagem que reaproveita a sintaxe e palavras-chave de C e

adiciona diversos recursos extras, diferenças na estrutura do código e também de sintaxe em

alguns casos.

Por enquanto, vamos evitar abordar os mais profundos fundamentos de orientação a

objetos da linguagem C++. Entenda C++ como uma melhoria e extensão da C. Todos os com-

piladores de C++ compilam perfeitamente códigos escritos completamente em C, tendo al-

guns cuidados e diretivas de pré-processamento inicialmente, mas os compiladores de C

não podem compilar códigos com os recursos de C++.

Visual C++

Visual C++ é um compilador extenso que pode parecer um pouco assustador a princípio.

Antes de abordar os detalhes de seus recursos, mencionaremos um pouco as funcionalida-

des básicas do compilador. Essa famosa ferramenta para programação C/C++ em ambiente

Capítulo 1• Introdução à linguagem C++


32-bit (Win32), com um ambiente de trabalho baseado na interface do Windows, modo tam-

bém conhecido como IDE (Integrated Development Environment).

Oi mundo!

Vamos criar nosso primeiro projeto no Visual C++. Abra o programa, clique File, no canto

superior esquerdo da tela, como mostra a figura 1.1, e, em seguida, clique New.

Figura 1.1 – Tela do Visual C++.

Quando você clicar New, surgirá uma janela semelhante à mostrada na figura 1.2.

Figura 1.2 – Tipo de arquivo.

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Em seguida, clique a aba Projects, como mostrado na figura 1.3.

Figura 1.3 – Seleção do tipo de projeto.

Escolha a opção Win32 Console Application (Figura 1.4), no campo Project Name, que determi-

nará o nome do projeto, escreva “Oi mundo” e, em seguida, clique OK.

Figura 1.4 – Tipos de aplicação.

Após clicar OK, será exibida outra janela (Figura 1.4), escolha An empty project e, finalmen-

te, clique Finish. Uma nova janela surgirá e clique OK.

Está tudo pronto para começarmos a escrever. Aparecerá no canto de seu editor algo

parecido com o que é exibido na figura 1.5. Clique FileView no canto inferior e, em seguida, o

símbolo + que está localizado ao lado do nome do projeto (Oi mundo files). A exibição ficará

como ilustra a figura 1.6.



Figura 1.5 – Componentes do ambiente de trabalho.

Figura 1.6 – Arquivos do projeto.

Volte ao File e New, como se estivesse fazendo tudo novamente. Mas, desta vez, clique a aba

Files e, no campo File Name, escreva “oimundo”, depois escolha a opção C++ Source File e clique no

campo Add to Project como mostra a figura 1.7.

Figura 1.7 – Tipo de arquivo fonte.

Clique OK.

Você notará que foi incluso o arquivo oimundo.cpp na pasta Source Files e que uma janela de

texto surgiu na tela. É nela que os tão esperados códigos serão escritos!

Primeiro programa

Escreva o seguinte programa na caixa de texto intitulada oimundo.cpp:

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oimundo.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

cout<<“Oimundo!\n”;

return0;

}

Como já é tradição entre programadores, quando se está aprendendo determinada lingua-

gem, sempre se começa com um programa que simplesmente escreve “Oi mundo!” na tela.

Pressione Ctrl+F5 para executar o programa que acabou de escrever. Se não existir ne-

nhum erro de compilação, a saída do programa (o resultado do código que escrevemos)

será como mostra a figura 1.8.

Figura 1.8 – Pequeno programa que exibe a frase “Oi mundo” na tela.

Pressione uma tecla para fechar o programa.

Analisando o código

#include <ostream.h>

A diretiva #include inclui o código de outros arquivos em seu programa. No caso deste

código, a função usada do arquivo ostream.h é cout, que, na verdade, não se trata de uma

função ou instrução, mas podemos tratá-la como se fosse por enquanto.

int main()

{

main é a principal função do programa; nela é que se escreve o conteúdo do projeto que

ficará entre as chaves ({ e }). O que estiver entre essas chaves é o que será executado antes de

mais nada pelo compilador, linha por linha, de cima para baixo. Neste caso, o “conteúdo” de

nosso programa é uma chamada ao comando cout, que você verá a seguir. Se ainda não

entendeu muito bem esse processo não se preocupe.

Em C/C++, todo o espaço em branco é ignorado pelo compilador. O programa mostrado

(oimundo.cpp) é praticamente o mesmo que este:



#include<ostream.h>

int main(){ cout << “Oi mundo!\n”; return 0; }

Que seria idêntico a este também:

#include<ostream.h>

intmain()

{ cout << “Oi mundo!\n”;

return 0; }

A maneira inicial é a mais comum por facilitar a leitura do código. Sempre usaremos este

padrão:

int main()

{

cout << “Oi mundo!\n”;

return 0;

}

Como já foi dito, a função main() é o início de um programa, e o que está entre as chaves

é seu corpo, ou seja, os comandos que serão executados pelo compilador quando executa-

da a função.

A linha cout << “Oi Mundo!\n”; imprime na tela a frase “Oi mundo”, a constante \n no fim do

texto é inserida para que o cursor vá uma linha abaixo, ou seja, o próximo caractere a ser

exibido na tela será mostrado na linha debaixo. A estrutura do comando pode ser vista na

figura 1.9.

Figura 1.9 – Estrutura da chamada cout.

O return 0; é uma palavra-chave da linguagem C/C++ que será apresentada mais adiante.

Note que o return 0 também termina com ponto-e-vírgula, pois é uma instrução como qual-

quer outra.

Toda instrução que está no corpo de uma função, ou seja, entre chaves, deve terminar

com ponto-e-vírgula. Entenda return 0 apenas como um comando que precisa ser utilizado,

mas que aparentemente não causa nenhuma alteração no programa, e todas as instruções

dadas devem ficar acima do return por enquanto.

Pode-se usar várias chamadas cout em um programa para imprimir várias seqüências na

tela, por exemplo:

oimundo2.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

cout << “Oi mundo! “;

cout<<“Cheguei!\n”;

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cout<<“____FIM____\n\n”;

return0;

}

Compile o programa oimundo2.cpp. Para sair, basta pressionar uma tecla qualquer. O programa

gerado a partir deste código é mostrado na figura 1.10.

Figura 1.10 – Compilando o projeto.

A constante \n posiciona o cursor uma linha abaixo (retorno), e se utilizarmos dois \n

(\n\n), então o cursor será posicionado duas linhas abaixo. Note que no fim de cada instru-

ção foi inserido o caractere ; (ponto-e-vírgula) para indicar que a instrução terminou.

Outras constantes

Veja mais algumas constantes que são utilizadas da mesma forma que \n, mas possuem fun-

ções diferentes:

Constante Significado

\b Retrocesso

\f Alimentaçãodeformulário

\n Novalinha

\r Retornodecarro

\t Tabulaçãohorizontal

\” Aspas

\’ Apóstrofo

\0 Nulo

\\ Barrainvertida

\v Tabulaçãovertical

\a Sinalsonoro

\N Constanteoctal(ondeNéumaconstanteoctal)

\xN Constantehexadecimal(ondeNéumaconstantehexadecimal)



VariáveisVariáveis são utilizadas para armazenar algum dado na memória do computador. As variáveis

são extremamente importantes em qualquer programa e podem assumir o valor de um núme-

ro inteiro (sem ponto decimal), real (com ponto decimal), caractere e outros tipos de dado

quaisquer.

Imagine um jogo onde a vida (saúde) do jogador é de 100. Este valor existe graças às

variáveis, pois é nelas que está armazenado. Algo semelhante ocorreria com a munição, a

posição, a quantidade de dinheiro e diversas outras propriedades.

Tipos de variáveis

Existem cinco tipos básicos de variáveis, cada um com suas características, seus valores e

suas utilidades. Eles são:

Nome Tamanho (em bytes) Valores que pode armazenar

int 4 -2.147.483.648a2.147.483.647

char 1 256valoresdecaracteres

float 4 1,2e-38a3,4e38

bool 1 trueoufalse

double 8 2,2e-308a1,8e308

Existem também combinações que utilizam as palavras-chave unsigned e signed ou short e long

anteriormente à declaração do tipo de dado:

Nome Tamanho (em bytes) Valores que pode armazenar

unsignedchar 1 0 a 255

signedchar 1 -127 a 127

unsignedint 4 0 a 65.535

signedint 4 O mesmo que int

shortint 2 O mesmo que int

unsignedshortint 2 0 a 65.535

signedshortint 2 O mesmo que short int

longint 4 -2.147.483.648a2.147.483.647

signedlongint 4 O mesmo que long int

unsignedlongint 4 0a4.294.967.295

longdouble 8 Dezdígitosdeprecisãodecimal

Declarando variáveis

Para declarar uma variável em C/C++, deve-se especificar seu tipo (int, float, char etc.) e, em

seguida, um nome qualquer, que será utilizado para identificá-la, por exemplo:

int var;

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Essa instrução cria uma variável do tipo inteiro chamada var. Veja que o ; (ponto-e-vírgu-

la) está presente.

Um exemplo de declaração de variável:

primeira_variavel.cpp:


{

intintintintint idade;


}

Comooprograma primeira_variavel.cppnãoutilizoua instrução cout, ocabeçalho ostream.hnãofoi

incluso.

Atribuindo valores

De nada adianta ter uma variável e não poder atribuir-lhe valores que possam ser alterados no

decorrer do programa. Para isso, é preciso atribuir um valor à variável, com o uso do operador

=, por exemplo:

intidade=30;

Neste caso, a variável idade passa a valer 30. Um programa que cria variáveis e lhes atribui

valores pode ser:

atribuindo.cpp:


{

shortshortshortshortshort intintintintint vida=30;

floatfloatfloatfloatfloat municao=20.34;

charcharcharcharchar tipo=’c’;


}

Nesse programa foram declaradas variáveis do tipo short int, float e char. Como se pode ver, a

variável de tipo char deve ter seu valor entre apóstrofo. Em variáveis do tipo float, seu valor pode

conter ponto decimal; no caso da linguagem C/C++ (e a maioria das outras linguagens), usa-se

ponto no lugar da vírgula que estamos acostumados a utilizar.

Existem outras maneiras mais flexíveis de se atribuir um valor a uma variável, uma delas é:

intvar;

var=20;

Esse método é empregado em casos em que seja necessária alteração no valor de uma

variável após sua declaração.



Utilizando variáveis

Podemos também exibir variáveis utilizando a já conhecida instrução cout, como mostra o

programacoutvar.cpp:

coutvar.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

intvar1=30;

doublevar2=20.34;

charvar3=’c’;

intvar4=var1;

cout << “var1=” << var1;

cout<<“\nvar2=”<<var2;



var3=’v’;

cout << “\nAgora var3 é igual a: “ << var3 << “\n”;

return0;

}

Imprimir uma variável é uma tarefa simples: em vez de um texto entre aspas, digita-se

simplesmente o nome da variável. Se declararmos novamente o operador sobrecarregado

<<, a função cout poderá imprimir outra entidade. Quando a variável var4 foi declarada, foi-

lhe atribuído o valor de var1. Esse tipo de movimentação de valores é possível em qualquer

linguagem de programação. Pode-se atribuir o valor de uma variável a outra como se estivés-

semos atribuindo uma constante. Exemplos:

valor=valor2

valor2=valor3

E daí em diante.

Constantes

Constantes são números ou valores quaisquer que não são variáveis. Considere a instrução

int var=10;, neste caso o valor 10 é uma constante decimal, e algo semelhante ocorreria para

variáveis do tipo char: char ch=’c’, assim o ‘c’ é uma constante de caractere.

Lembre-se de que nunca se deve atribuir um valor a uma constante:

erro.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

20=10//ERRADO!

return0;

}

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Regras

É muito importante mencionar que ao escrevermos uma constante numérica, não devemos

escrevê-la entre aspas, digite apenas seu valor, seja este decimal, hexadecimal ou octal. Sem-

pre que formos escrever uma constante de caractere, a escrevemos entre apóstrofos, e sem-

pre que formos escrever um conjunto de caracteres (conhecido como string), devemos es-

crevê-lo entre aspas:

regras.cpp:

intmain()

{

cout << 20 << “\n”;

cout<<“string\n”;

cout << ‘c’ << “\n”;

return0;

}

Declarações múltiplas de variáveis

Um recurso muito útil da linguagem C/C++ é a possibilidade de declarar diversas variáveis com

apenas uma palavra-chave. Por exemplo:

int a, b, c, d;

É o mesmo que:

inta;

intb;

intc;

intd;

Veja que todas essas variáveis foram declaradas em uma linha só. Esse método é válido para

qualquer tipo de dado:

float a, b, c, d;

Mais sobre seu compilador

Abrindo projetos

Se você fechou o Visual C++ e quer abrir novamente um projeto, como o “Oi mundo”, não basta

abrir o arquivo oimundo.cpp, o que é um erro freqüente cometido por iniciantes, pois se deve abrir

o projeto. Para isso, clique File e, em seguida, Open Workspace, como indicado na figura 1.11.



Figura 1.11 – Abrindo o ambiente de trabalho.

Quando clicar, surgirá na tela a janela de escolha de arquivos-padrão do Windows; encontre

oarquivoOi mundo.dsw,quenormalmenteestaráemC:\Arquivos de Programas\Microsoft Visual Studio\Myprojects\Oi

mundo\ ou no diretório que escolher.

Pronto, o projeto será aberto. Clique Close Workspace para fechar o projeto.

Os arquivos com extensão .dsw são arquivos de projeto do Visual C++. No compilador Dev-

C++, da Bloodshed, o formato semelhante é o .DEV.

Erros de compilação

Quando o programador digita alguma linha com um erro de sintaxe ou digitação e tenta

compilar o código, normalmente o compilador acusará o erro. No caso do Visual C++ (e

também do Dev-C++), o erro será mostrado na barra inferior do software (Figura 1.12).

Figura 1.12 – Erros de compilação.

Se houver erro, o compilador tentará reconhecer o problema e indicar do que se trata se-

gundo sua interpretação. Normalmente o aviso de erro não é muito preciso, e o programador é

quem deverá analisar o trecho de código apontado à procura do(s) erro(s), ou seja, o compila-

dor dá apenas as dicas. Se não houver erro, a mensagem do Microsoft Visual C++ 6.0 será

Oi mundo.exe - 0 error(s), 0 warning(s), em outras palavras, nenhum erro e nenhum alerta.

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Saiba diferenciar erros de alertas. Um erro é algo grave, que impossibilita o compilador

de continuar, e um alerta (warning) é apenas um aviso do compilador de que algo pode estar

errado, podendo indicar variáveis declaradas, mas nunca utilizadas, acessos a locais na me-

mória não especificados que freqüentemente causam o travamento do programa e várias

outras possíveis irregularidades.

Criando executáveis

A função fundamental de um compilador é gerar arquivos EXE de seu código. Para gerá-los, é

preciso antes saber qual a diferença entre Build e Compile na maioria dos compiladores de C/

C++: o Compile cria somente os arquivos OBJ, conecta-os e gera um executável de modo DEBUG

(para depuração), e o Build gera o arquivo EXE.

Para obter um arquivo executável de extensão EXE, o compilador deve antes criar os ar-

quivos OBJ a partir das fontes .cpp, o que ocorre automaticamente ao se clicar Build.

Figura 1.13 – Modos de compilação.

Como se pode ver na figura 1.13, o menu Build contém as opções Compile oimundo.cpp e

Build Oi mundo.exe, com as teclas de atalho Ctrl+F7 para Compile e F7 para Build. Mais abaixo

temos a opção Execute Oi mundo.exe, com a tecla de atalho Ctrl+F5. A função Execute Oi mund.exe

realiza o Build e, então, executa o arquivo EXE.

Versão release

Ao compilarmos o programa no modo Build, o que estamos fazendo é criar o executável na

versão para depuração (Debug). É um tipo de compilação que torna o programa mais pesa-

do e lento, porém possibilita a indicação de erros e localizar onde estes ocorreram no códi-

go. Após o desenvolvimento do jogo ou software, não é necessária nem recomendada sua

distribuição em versão de depuração.



A compilação otimizada e sem declarações para depuração do compilador pode ser feita

em Batch Build. No mesmo menu mostrado na figura 1.13, clique Batch Build. Uma pequena

janela será aberta. Selecione as duas caixas de opção e clique Rebuild All. A versão Release do

software estará localizada no subdiretório Release da pasta do projeto.

Operadores matemáticosA principal razão pela qual os computadores foram criados é processar dados, o que inclui a

resolução de cálculos matemáticos, como adição, subtração, divisão e multiplicação. E é

nisto que a linguagem C/C++ nos auxilia muito bem.

Confira a seguir quais são os operadores matemáticos:

Operador Função Símbolo

+ Adição +

- Subtração -

/ ou : Divisão /

X ou . Multiplicação *

% Resto %

O operador % retorna o resto de uma divisão.

Vamos a alguns exemplos simples de uso desses operadores:

math.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

intmult=10*5;

intsoma=500+400;

floatdivi=100.0/3.0;

intsub=10-11;

floatresto=11%3;

cout << mult << “\n”;

cout << soma << “\n”;

cout << divi << “\n”;

cout << sub << “\n”;

cout << resto << “\n”;

return0;

}

A figura 1.14 mostra o resultado do programa math.cpp.

Figura 1.14 – Saída do programa math.cpp.

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Neste programa, declaramos as variáveis e atribuímos valores que o computador deve

calcular inicialmente e, em seguida, exibir na tela cada um deles.

Também se pode imprimir o resultado dos cálculos diretamente como parâmetro para a

função cout:

math2.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

cout << 10*5 << “\n”;

cout << 500+400 << “\n”;

cout<<100.0/3.0<<“\n”;

cout << 10-11 << “\n”;

return0;

}

A saída do programa math2.cpp será idêntica à do math.cpp.

Aprofundando

Pode-se também utilizar operadores cujos elementos da operação sejam variáveis. Trata-se de

uma prática muito utilizada tanto em aplicativos comuns como em qualquer jogo.

Um pequeno e simples exemplo de matemática em jogos poderia ser dado quando um

personagem pega uma caixa contendo energia. Esse personagem está com 45 em sua barra

vital e esse item adiciona 20 pontos à energia, então esse personagem ficará com 65. Vamos

pegar esse exemplo e transformá-lo em programa:

life.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

intlife=100;

cout << “Você tem “ << life << “ de vida\n”;

cout<<“Vocêlevouumtiro!\n”;

life=life-55;

cout << “Agora você tem “ << life << “ de vida!\n”;

cout << “Você pegou uma caixa de vida\n”;

life=life+20;


return0;

}

Vamos entender o programa:

intlife=100;





O int life declara a variável do tipo inteiro life e atribuímos a esta o valor 100.

Usamos o cout e a variável life para indicar a quantidade de energia.

Na terceira linha, há o aviso de que o jogador levou um tiro.

life=life-55;



Agora, atribuímos à variável life o valor desta com uma subtração de 55. Podemos dizer que

esse valor foi subtraído da mesma variável.

Em seguida, mostramos na tela o novo valor de life e avisamos que o jogador pegou uma

caixa de vida.

life=life+20


Agora que o jogador pegou uma “caixa de energia”, podemos adicionar 20 à variável.

Utilizamos a mesma lógica da subtração, mas agora atribuímos à life o valor dela mesma

com a adição de 20.

Podemos fazer várias combinações com variáveis e operadores. Uma lista com alguns

exemplos de expressões seria:

int a=20;

int b=10;

int c=5;

a=b+c;

c=a/2+b;

b=a*-1;

a=a*b*c;

Utilizando parênteses

Você já deve ter utilizado muito os parênteses nas aulas de matemática enquanto esteve na

escola. O conceito é que toda a expressão ou valor dentro deles é resolvido primeiro. Quan-

to mais interna for a expressão, maior é a prioridade e inicialmente esta será resolvida. Um

exemplo válido em C/C++ que demonstra o uso dos parênteses é:

x=(((10+15)*-1)+((101-(110+123)))*2);

O que resultará em -289. Poderíamos também remover os parênteses:

x=10+15*-1+101-110+123*2;

Tendo agora 232 como valor de x. O resultado diferente nos leva a concluir que as ex-

pressões entre parênteses possuem prioridade na execução da expressão.

Um exemplo mais simples e completo:

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parenteses.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

intbonus=10;

intEXP=5;

intHP=((EXP*2)-1)+bonus;

intMP=((EXP*3)+bonus)/2;

return0;

}

C-Reduzido

Uma grande vantagem na linguagem C/C++ está na possibilidade de utilizar operadores otimi-

zados que permitem a redução na quantidade de instruções em linguagem de máquina no

arquivo executável. Um exemplo disso são os operadores C-Reduzido, que podem ser uti-

lizados para adicionar, subtrair, multiplicar e dividir, além de incrementar e decrementar em

apenas uma unidade o valor das variáveis.

Anteriormente, mostrou-se que para adicionar algum valor a uma variável pode-se atri-

buir-lhe o valor dela mais determinado valor. Esses operadores servem para simplificar este

processo e otimizar o programa.

Veja a lista deles:

C-Reduzido Equivalente

X+=Y; X=X+Y;

X-=Y; X=X-Y;

X/=Y; X=X/Y;

X*=Y; X=X*Y;

X%=Y; X=X%Y;

Trate X como qualquer variável e Y como qualquer constante, variável ou expressão.

Vamos reescrever o programa life.cpp agora aplicando esses operadores e adicionando mais

linhas de código:

lifecompacto.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

intlife=100;



life-=55;





life+=20;


life/=3;

cout << “life=” << life;

life*=3;

cout << “\nlife=” << life << “\n”;

return0;

}

Analisando o código

life-=55;

Subtraímos 55 de life, que é o mesmo que life=life-55.

life+=20;

Omesmoque life=life+20.

life/=3;

Omesmoque life=life/3.

life*=20;

Omesmoque life=life*20.

Pratique este método sempre que possível. É mais rápido e prático.

Incremento e decremento

Os operadores de incremento e decremento têm basicamente função semelhante à dos +=, -=, /

=, %= e *=, com a diferença de que estes apenas somam ou subtraem uma unidade do valor da

variável. Eles são ++ e --. O operador ++, quando utilizado, incrementa (como já deve ter notado)

e -- decrementa o valor de uma variável qualquer.

Assim, x++ é o mesmo que x=x+1, com uma diferença: sempre que este operador for utilizado,

este irá incrementar a variável mesmo sendo utilizada como argumento. Isto também vale para

x--, que decrementa uma unidade.

++ e -- podem ser utilizados de dois modos: pós-fixado ou pré-fixado. No modo pré-fixado,

o operador deve estar posicionado ao lado esquerdo do nome da variável e, no pós-fixado, ++ ou

-- devem ser posicionados ao lado direito do nome da variável.

Pós-fixado

x++; ou

x--;

41

Quando o pós-fixado é utilizado, o programa inicialmente utiliza o valor da variável e, em

seguida, incrementa ou decrementa. Por exemplo:

posfix.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

intx=0;

cout << x++ << “\n”;

cout << x << “\n”;

return0;

}

O programa anterior imprime na tela 0 e depois 1. Isto ocorre porque quando é declarado o

++ pós-fixado, o valor de x é utilizado antes de ter seu valor incrementado, então o programa

deve imprimir 0 e depois de incrementado o valor é impresso o número 1.

Pré-fixado

++x; ou

--x;

No modo pré-fixado, o valor é incrementado e, em seguida, utilizado. Veja o exemplo

posfix.cpp alterado para pré-fixado:

prefix.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

intx=0;

cout << --x << “\n”;

cout << x << “\n”;

return0;

}

Desta vez foi impresso na tela o valor -1 duas vezes. Pois aqui primeiro a variável foi de-

crementada e, em seguida, seu valor foi utilizado.

Operador de negação

Este operador inverte o valor de alguma variável ou constante. Vamos considerar x=10. Se aplicar-

mos o operador ao x, atribuindo a ele próprio: x=-x;, x passará a valer -10 (10 negativo). Basica-

mente é como se multiplicássemos a variável por -1.

Diferentemente dos operadores reduzidos ++ e --, quando utilizamos ‘-’ para passagem de

uma variável como argumento ou elemento de expressão, seu valor não será alterado, mas o

valor de retorno sim. Veja o exemplo:



inverte.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

intx=123;

cout << x << “\n”;

cout << -x << “\n”;

cout << x << “\n”;

x=-x;

cout << x << “\n”;

return0;

}

O resultado deste programa é:

123

–123

123

–123

O operador de negação é igual ao de subtração, porém esses operadores não são os mes-

mos para o compilador. Se formos utilizar o operador de subtração ou qualquer outro junto a

este, devemos escrevê-lo entre parênteses: y=x-(-x);.

Um exemplo:

inverte2.cpp:

#include<ostream.h>

intmain()

{

intx=123;

inty=321;

y=x-(-y);

x=y+(-x);

cout << x << “\n”;

cout << y << “\n”;

return0;

}

Comentários

Os comentários podem ser utilizados para inserir textos em nosso código sem alterar o progra-

ma. São muito úteis ao explicar alguma linha, marcar algum trecho no código e para diversos

outros propósitos.

Sempre que o compilador encontrar a seqüência de caracteres //, tudo o que estiver deste

local até o fim da linha será ignorado, e normalmente o código comentado ficará de uma cor

diferente do resto do código se estivermos editando o código em um compilador com interface

de desenvolvimento.

43

Outra maneira de inserir comentários é entre /* e */, tudo que estiver entre esses pares de

caracteres será ignorado. Veja o programa comentario.cpp:

comentario.cpp:

#include<ostream.h> // para usar o cout

/*Esteprograma

fazsimplescálculos

e imprime na tela */

intmain() //funçãomain()doprograma

{

cout << 10*5 << “\n”; //

cout << 500+400 << “\n”; //

cout<<100.0/3.0<<“\n”; //oscálculos

cout << 10-11 << “\n”; //

// cout << “Este texto não será impresso”;

return0;

}

// fim do código

Teste o código comentário.cpp e observe que os comentários não afetam em nada a compilação

e execução do programa.

DiretivasO papel da diretiva de compilação é passar informação ao compilador, e não ao computador. A

diretiva mais utilizada por nós até agora foi a #include, mostrada na maioria dos exemplos deste

capítulo. As diretivas devem possuir o operador # como prefixo, e apenas uma diretiva por linha

deve ser chamada.

A seguir, veremos duas das principais diretivas que vamos utilizar por enquanto.

#include

A diretiva #include concatena o código de determinado arquivo no local onde foi chamada. Isto

vale para tudo que for declarado, desde variáveis até funções e classes. Por exemplo: caso se

declarem algumas variáveis dentro de um arquivo separado, assim que for chamado o #include

deste arquivo, o compilador tratará todo o código incluso como parte do código onde esta

fonte foi chamada. Normalmente, em vez de .c ou .cpp, a extensão do arquivo chamado no

#include é .h ou .hpp (primeira letra da palavra “header”, o ‘pp’ indica plus-plus ou ++).

#include“funcs.h”

O nome do arquivo deve ficar sempre entre <> (caso esteja localizado próximo aos outros

arquivos de cabeçalho-padrão do compilador ou exclusivos do projeto) ou aspas (caso seja de

uso exclusivo do projeto atual, mas não pertença a uma biblioteca ou framework). O arquivo

deve estar localizado no mesmo diretório de seu projeto ou no diretório include do compilador.



#define

Esta diretiva basicamente permite a permutação de uma palavra por outra palavra-chave ou

expressão. Tanta simplicidade não indica que este recurso seja de pouca utilidade, muito

pelo contrário, visto que evita muitas vezes a necessidade de reescrever uma constante ou

palavra-chave complexa e de difícil memorização.

O #define funciona da seguinte maneira:

#define MOSTRA cout << “Oi mundo”;

O novo identificador MOSTRA, à direita do #define, indica o nome do valor. E cout << “Oi

mundo”; é o valor de MOSTRA. Após essa declaração, sempre que for encontrada no código-fonte

a palavra MOSTRA, esta será substituída por cout << “Oi mundo”; sem alterar em nada o que foi

escrito no restante do código. Um exemplo:

def.cpp:

#include<ostream.h>

#defineMOSTRAcout<<“Oimundo”;

#definePI3.1415

intmain()

{

MOSTRA

cout << “\nPI = “ << PI << “\n”;

return0;

}

Nesse exemplo, o compilador interpreta MOSTRA como cout << (...) e PI como 3.1415.

Lembre-se de que nunca devemos inserir espaço no nome de uma constante #define:

def-erro.cpp:

#include<ostream.h>

#define OI MUNDO cout << “Oi mundo\n”; // está errado!

intmain()

{

OIMUNDO //estáerrado!

return0;

}

Quando o compilador encontrar o primeiro espaço, será definida a primeira palavra como

sendo o parâmetro e, então, esse código será interpretado da seguinte maneira:

int main()

{

MUNDO cout “Oi mundo\n”; MUNDO // está errado!

return 0;

}

45

O que é grosseiramente errôneo. Espaço em qualquer nome de identificador deve ser

substituído por sublinhado (_), como no exemplo corrigido do programa def-erro.cpp:

def.cpp:

#include<ostream.h>

#defineOI_MUNDOcout<<“Oimundo\n”;//Corrigido!

intmain()

{

OI_MUNDO//Corrigido!

return0;

}

Agora, sim, está tudo certo!

Obtendo valores do teclado

Em qualquer software é necessário, de algum modo, promover a entrada de dados pelo usuá-

rio, o que é possível com a instrução cin, que solicita a entrada de algum valor pelo teclado, seja

este uma string, char, float, double, int ou qualquer outro dado. O cin encontra-se no arquivo de

cabeçalho istream.h e sua sintaxe é:

cin>>variável;

O operador >> indica que esta será uma entrada de dado (lembre-se do operador << que

significa saída de dado). Com isso, quando o usuário digitar um valor no teclado, este será

automaticamente atribuído à variável passada como parâmetro.

Vamos ao nosso primeiro programa utilizando o cin:

cin.cpp:

#include<ostream.h>

#include<istream.h>//temosumnovoheaderaqui!

intmain()

{

intidade;

intdia;

cout << “Qual sua idade? “;

cin>>idade;

cout << “\nQue dia é hoje? “;

cin >> dia;

cout << “\n\nSua idade: “ << idade;

cout << “\nHoje é dia “ << dia << “.\n”;

return0;

}

Após executado, cin.cpp seguirá os seguintes passos como mostra a figura 1.15.



Figura 1.15 – Saída do programa cin.cpp.

Vamos compreender o programa cin.cpp:

intidade;

intdia;

Declaramos as variáveis que serão utilizadas durante o programa.


cin>>idade;

cout << “\nQue dia é hoje? “;

cin >> dia;

Primeiro, imprimimos na tela a pergunta: “Qual sua idade?” e esperamos que o usuário

digite sua idade ou qualquer número.

Já na segunda linha da função main, o cin desempenha seu papel: espera que ENTER seja

teclado após um valor ser digitado. Este valor será atribuído à idade.

Realizamos o mesmo processo novamente, mas desta vez perguntando que dia é hoje e

armazenando esse valor na variável dia.

cout << “\n\nSua idade: “ << idade;

cout << “\nHoje e’ dia “ << dia << “.\n”;

Imprimimos na tela o conteúdo das variáveis para nos certificar de que os valores real-

mente foram alocados.

Agora vamos escrever programas mais interessantes!

dias.cpp:

#include<ostream.h>

#include<iostream.h>

intmain()

{

intidade;


cin>>idade;

cout << “\nVocê tem “ << idade*365 << “ dias de idade!\n”;

return0;

}

Este programa pergunta a idade do usuário e revela quantos dias de vida ele possui aproxi-

madamente.

47

porcento.cpp:

#include<ostream.h>

#include<iostream.h>

intmain()

{

doubleval1;

doubleval2;

cout << “Digite quanto % você deseja: “;

cin>>val1;

cout << “\nDigite o valor: “;

cin>>val2;

cout << val1 << “% de “ << val2 << “ é “ << (val2/100)*val1 << “!\n\n”;

return0;

}

Esse programa pede dois valores e informa sua porcentagem.

printf e scanfA necessidade da abordagem deste par de funções da linguagem C se deve ao fato de que você

provavelmente verá e terá vontade de analisar códigos-fonte não pertencentes aos deste mate-

rial. A maioria desses códigos utiliza esses comandos, que são semelhantes à cin e cout.

printf

O printf é uma espécie de cout da antiga linguagem C. Funciona de maneira semelhante, com

algumas diferenças. O scanf é como um cin, mas também com algumas diferenças de sintaxe.

Por exemplo:

cout << “Oi mundo”;

Com o printf seria:

printf( “Oi mundo” );

O resultado seria o mesmo para ambas as funções. As funções printf e scanf encontram-se

no arquivo-cabeçalho stdio.h.

Especificador de formato

Um tipo de constante exclusivo das funções do arquivo stdio.h são as de string (texto), que

possuem como prefixo o caractere %. Essas constantes são utilizadas para possibilitar a im-

pressão, dentro de um texto, de valores contidos em variáveis, por exemplo:

int x=10;

char ch=’a’;

printf( “O numero é: %d, e a letra é: %c\n”, x, ch);



Na exibição do texto final, %d e %c serão substituídos pelos valores de x e ch, passados como

parâmetro em ordem de declaração após a declaração da string. Veja a tabela dessas constan-

tes:

Código Formato

%c Caractere

%d Inteirodecimalsinalizado

%i Inteirodecimalsinalizado

%e Notaçãocientífica(eminúsculo)

%E Notaçãocientífica(Emaiúsculo)

%f Pontoflutuantedecimal

%g Usa %e ou %f, o que for mais curto

%G Usa %E ou %f, o que for mais curto

%o Octalnãosinalizado

%s String

%u Inteirodecimalnãosinalizado

%x Hexadecimalnãosinalizado(letrasminúsculas)

%X Hexadecimalnãosinalizado(letrasmaiúsculas)

%p Exibeumponteiro

%% Mostra o símbolo %

Todos estes funcionam da mesma maneira. Quando é definido um tipo com %_ dentro da

string, a função vai esperar uma variável desse tipo após a string ser passada. Lembre-se de

que são opcionais em uma chamada printf.

scanf

Já a função scanf possui uma diferença maior para o cin. Vamos comparar códigos equivalen-

tes usando cada uma dessas funções:

int x;

scanf( “%d”, &x );

É o mesmo que:

int x;

cin >> x;

Na função scanf, primeiramente devemos especificar o tipo com uma string (ex.: %f para

float, %c para char, %u ou %i para int), diferentemente da instrução cin, que encontra o tipo

automaticamente.

Note que há um operador & prefixado à variável x. Por enquanto saiba apenas que este

deve estar sempre presente.

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Programação de Jogos com C++ e DirectX - Martins … Programação de Jogos com C++ e DirectX Um compilador inicia o processo lendo a primeira instrução do início do programa,