Expressões e Atribuições em Programação: Operadores Aritméticos, Lógicos e Relacionais

Expressões e atribuições operadores aritméticos lógicos e relacionais precedências de operadores Apresentação Nesta Unidade de Aprendizagem estudaremos a atribuição de valores às variáveis e constantes e construção e análise de expressões utilizando operadores aritméticos relacionais e lógicos Bons estudos Ao final desta Unidade de Aprendizagem você deve apresentar os seguintes aprendizados Construir equações matemáticas na forma algorítmica Aplicar corretamente os operadores aritméticos relacionais e lógicos na solução de problemas Resolver corretamente os operadores aritméticos relacionais e lógicos na solução de problemas Desafio O consumo de energia é um tema muito discutido atualmente e como cidadãos conscientes auxiliar a preservála é um dever de todos São diversas as formas de produção de energia elétrica no mundo como hidráulica fóssil solar biomassa eólica nuclear geotérmica entre outras Algumas agridem mais o nosso planeta outras menos Em função da geração de energia e os impactos causados no planeta precisamos nos preocupar em consumir menos e de forma mais consciente para que seja possível produzir menos e reduzir ao máximo o impacto no meio ambiente É preciso investir cada vez mais em energias renováveis para reduzir a poluição e o aquecimento global Vamos ajudar o planeta Que tal verificarmos o consumo de alguns componentes elétricos em uma residência Neste desafio desejamos calcular o consumo mensal de energia baseandonos em uma casa que possui somente quatro aparelhos eletrônicos básicos sendo os mais utilizados pela maioria das residências Com isso objetivamos simplificar o problema e ilustrar a situação Para o estudo de caso utilizaremos a seguinte representação das colunas na tabela Nome do aparelho representa a descrição dos nomes dos aparelhos que a residência possui Potência em watts representa o consumo dos aparelhos da residência em watts por hora Horas por dia tempo de uso do aparelho em horas por dia O número de dias que o aparelho fica ligado durante o mês será sempre levando em consideração o mês comercial de 30 dias não de 31 Assim utilizaremos a quantidade de 30 dias para a referência do mês Para o problema proposto levaremos em consideração que o custo de 1 kWh é R 030 não importando o horário de consumo o estado onde a residência se encontra nem a operadora que fornece a energia Assim será cobrado o valor padrão de R 030 em cada kW por hora para a residência Ao final gostaríamos de saber qual será o consumo de kW de cada aparelho separadamente assim como o valor gasto em reais de energia ao final do mês Para resolver o problema desenvolva as seguintes etapas a Declare as variáveis necessárias e os seus tipos para resolver o problema apresentado Todos os valores da tabela devem ser atribuídos para as variáveis para serem utilizadas nos cálculos b Descreva de forma algorítmica a sequência correta de atribuições e operações necessárias para a resolução do problema do cálculo de consumo de energia durante o mês na residência apresentada Deve ser calculado o consumo em kW de cada aparelho separadamente e o valor em reais a ser pago pelo consumo de todos os aparelhos ou seja calcular a conta de energia elétrica da residência ao final do mês Infográfico O esquema mostra os principais temas que serão abordados nesta Unidade Conteúdo do livro No mercado existem diversos programas com problemas muito sérios de qualidade Para a construção de algoritmos precisamos compreender e utilizar de forma correta as atribuições de variáveis e constantes assim como as expressões aritméticas relacionais e lógicas Para auxiliar na compreensão desse conteúdo acompanhe um trecho da seguinte obra EDELWEISS N LIVI MAC Algoritmos e programação com exemplos em Pascal e C Vol 23 Série Livros Didáticos Informática UFRGS Porto Alegre Bookman 2014 O livro servirá como base para esta Unidade de Aprendizagem No capítulo selecionado serão apresentadas as expressões e os operadores aplicados em pseudolinguagem Boa leitura s é r i e l i v r o s d i d á t i c o s i n f o r m á t i c a u f r g s 23 s é r i e l i v r o s d i d á t i c o s i n f o r m á t i c a u f r g s volume 3 Linguagens Formais e Autômatos 6ed de Paulo Blauth Menezes volume 4 Projeto de Banco de Dados 6ed de Carlos Alberto Heuser volume 5 Teoria da Computação Máquinas Universais e Computabilidade 3ed de Tiarajú Asmuz Diverio e Paulo Blauth Menezes volume 6 Arquitetura de Computadores Pessoais 2ed de Raul Fernando Weber volume 7 Concepção de Circuitos Integrados 2ed de Ricardo Augusto da Luz Reis e cols volume 8 Fundamentos de Arquitetura de Computadores 4ed de Raul Fernando Weber volume 10 Tabelas Organização e Pesquisa de Clesio Saraiva dos Santos e Paulo Alberto de Azeredo volume 11 Sistemas Operacionais 4ed de Rômulo Silva de Oliveira Alexandre da Silva Carissimi e Simão Sirineo Toscani volume 12 Teoria das Categorias para Ciência da Computação 2ed de Paulo Blauth Menezes e Edward Hermann Haeusler volume 13 Complexidade de Algoritmos 3ed de Laira Vieira Toscani e Paulo A S Veloso volume 16 Matemática Discreta para Computação e Informática 4ed de Paulo Blauth Menezes volume 18 Estruturas de Dados de Nina Edelweiss e Renata Galante volume 19 Aprendendo Matemática Discreta com Exercícios de Paulo Blauth Menezes Laira Vieira Toscani e Javier García López volume 20 Redes de Computadores de Alexandre da Silva Carissimi Juergen Rochol e Lisandro Zambenedetti Granville volume 21 Introdução à Abstração de Dados de Daltro José Nunes volume 22 Comunicação de Dados de Juergen Rochol COMPUTAÇÃO wwwgrupoacombr A Bookman é um dos selos editoriais do Grupo A Educação empresa que oferece soluções em conteúdo tecnologia e serviços para a educação acadêmica e profissional algoritmos e programação com exemplos em Pascal e C nina edelweiss maria aparecida castro livi Material didático para professores Visite wwwgrupoacombr nina edelweiss maria aparecida castro livi l i v r o s d i s p o n í v e i s algoritmos e programação com exemplos em Pascal e C 23 edelweiss livi 23 algoritmos e programação com exemplos em Pascal e C Aprender programação não é uma tarefa simples Requer um entendimento perfeito do problema a análise de como solucionálo e a escolha da forma de implementação da solução algoritmos e programação apresenta o processo de construção de algoritmos e de programas enfatizando as etapas de abstração organização análise e crítica na busca de soluções eficientes Os elementos de um programa são introduzidos pouco a pouco ao longo do texto inicialmente apresentados em pseudolinguagem e em seguida exemplificados nas linguagens de programação Pascal e C Este é um livrotexto para disciplinas iniciais de programação de duração de um semestre Pode ser utilizado sobretudo em cursos de bacharelado e licenciatura em ciência da computação análise de sistemas e engenharia da computação E22a Edelweiss Nina Algoritmos e programação com exemplos em Pascal e C recurso eletrônico Nina Edelweiss Maria Aparecida Castro Livi Dados eletrônicos Porto Alegre Bookman 2014 Editado também como livro impresso em 2014 ISBN 9788582601907 1 Informática 2 Algoritmos Programação I Livi Maria Aparecida Castro II Título CDU 004421 as autoras Nina Edelweiss é engenheira eletricista e doutora em Ciência da Computação pela Uni versidade Federal do Rio Grande do Sul Durante muitos anos lecionou em cursos de Enge nharia e de Ciência da Computação na UFRGS na UFSC e na PUCRS Foi ainda orientadora do Programa de PósGraduação em Ciência da Computação da UFRGS É coautora de três livros tendo publicado diversos artigos em periódicos e em anais de congressos nacionais e internacionais Participou de diversos projetos de pesquisa financiados por agências de fomento como CNPq e FAPERGS desenvolvendo pesquisas nas áreas de bancos de dados e desenvolvimento de software Maria Aparecida Castro Livi é licenciada e bacharel em Letras e mestre em Ciência da Computação pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul Desenvolveu sua carreira pro fissional na UFRGS onde foi programadora e analista de sistema antes de ingressar na carreira docente Ministrou por vários anos a disciplina de Algoritmos e Programação para alunos dos cursos de Engenharia da Computação e Ciência da Computação Sua área de interesse prioritário é o ensino de Linguagens de Programação tanto de forma presencial quanto a distância Catalogação na publicação Ana Paula M Magnus CRB 102052 EdelweissIniciaiseletronicaindd ii EdelweissIniciaiseletronicaindd ii 140514 1651 140514 1651 32 Algoritmos e Programação com Exemplos em Pascal e C 23 expressões No exemplo simulado da Seção 111 foram realizadas algumas operações que envolvem cálculos de expressões aritméticas Ao escrever o programa correspondente àquele exemplo essas expressões deverão ser escritas de forma que sejam entendidas corretamente pelo com pilador Cada linguagem de programação define regras bem claras para escrever expressões aritméticas lógicas e de strings 231 expressões aritméticas Expressões aritméticas são expressões cujos resultados são valores numéricos inteiros ou fracionários A sintaxe de uma expressão aritmética é a seguinte operando operador aritmético operando Na pseudolinguagem utilizada neste livro os operadores que podem ser usados em expres sões aritméticas são os mesmos utilizados nas expressões aritméticas comuns Mas da mes ma forma que nas linguagens de programação o símbolo utilizado para a multiplicação é o asterisco e o símbolo de divisão é a barra inclinada A Tabela 21 mostra os operadores que podem ser utilizados em expressões aritméticas na forma adotada pela pseudolinguagem Edelweiss02indd 32 Edelweiss02indd 32 120314 0859 120314 0859 Capítulo 2 Unidades Léxicas Variáveis Constantes e Expressões 33 tabela 21 Operadores aritméticos na pseudolinguagem Operador Significado Observação Soma Subtração Multiplicação Divisão Potência Div Divisão inteira Operandos inteiros Mod Resto da divisão inteira Operandos inteiros Os operadores aritméticos têm diferentes precedências na execução das operações primeiro são calculadas as potências depois as multiplicações e as divisões e no final as somas e as subtra ções Expressões com operadores de mesma precedência justapostos são avaliadas da esquerda para a direita Essa ordem de precedência pode ser alterada através do uso de parênteses Os seguintes tipos de operandos podem ser utilizados 1 valores numéricos literais 2 variáveis numéricas 3 chamadas a funções 1 que devolvem um valor numérico 4 expressões aritméticas as quais podem incluir partes entre parênteses Se uma expressão aritmética incluir funções essas terão precedência maior na execução Exemplos de expressões aritméticas a 1 a 2 732 x 2 C valor 1 2 2 cosx onde cosx é uma função As expressões aritméticas devem ser escritas horizontalmente em uma mesma linha com eventuais valores fracionários expressos linearmente Muitas vezes é necessário o emprego de parênteses para garantir a execução na ordem correta A necessidade de linearização possibi lita a uma expressão aritmética ter sua aparência inicial bastante modificada como no caso da expressão a seguir A representação dessa expressão em pseudolinguagem fica a b 4 a 2 4 z42 c d 1 Uma FUNÇÃO é um subprograma Pode receber parâmetros valores para realizar sua tarefa e normalmente devolve um valor em seu nome sendo o tipo do valor devolvido o próprio tipo da função Mais detalhes sobre definição de funções são vistos no Capítulo 9 Edelweiss02indd 33 Edelweiss02indd 33 120314 0859 120314 0859 34 Algoritmos e Programação com Exemplos em Pascal e C Algumas funções básicas predefinidas já vêm embutidas nas linguagens de programação Entre elas funções matemáticas como o cálculo do cosseno de um ângulo utilizado no exemplo an terior Algumas dessas funções necessitam de alguma informação para calcular o que é pedido como por exemplo o valor do ângulo do qual se quer o cosseno As informações requeridas são chamadas de parâmetros da função e são listadas logo após o nome da função entre parênteses Um parâmetro pode ser fornecido através de uma expressão cujo valor depois de avaliado será utilizado pela função Na Tabela 22 são listadas algumas funções que podem ser utilizadas na pseudolinguagem definidas de forma idêntica ou similar àquela em que ocorrem na maioria das linguagens de programação tabela 22 Funções predefinidas na pseudolinguagem Nome da função Parâmetro Significado abs valor Valor absoluto do valor sen ângulo Seno do ângulo cos ângulo Cosseno do ângulo tan ângulo Tangente do ângulo arctan valor Arco cuja tangente tem o valor sqrt valor Raiz quadrada do valor sqr valor Quadrado do valor pot base expoente Base elevada ao expoente ln valor Logaritmo neperiano log valor Logaritmo na base 10 232 expressões lógicas Expressões lógicas são aquelas que têm como resultado valores lógicos ou seja um dos dois valores verdadeiro ou falso Uma expressão lógica pode ter uma das seguintes formas relação lógica operando operador lógico binário operando operador lógico unário expressão lógica Uma relação lógica compara dois valores numéricos ou alfanuméricos resultando em um valor lógico verdadeiro ou falso A sintaxe de uma relação lógica é a seguinte expressão operador relacional expressão Os operadores relacionais utilizados na pseudolinguagem são listados na Tabela 23 Outros operadores serão vistos quando se analisar operações sobre strings É importante lembrar que os dois operandos de uma relação devem ser do mesmo tipo para que possam ser comparados Edelweiss02indd 34 Edelweiss02indd 34 120314 0859 120314 0859 Capítulo 2 Unidades Léxicas Variáveis Constantes e Expressões 35 tabela 23 Operadores relacionais na pseudolinguagem Operador relacional Significado Igual Diferente Maior Menor Maior ou igual Menor ou igual Exemplos de relações idade 21 onde idade é uma variável numérica nome Ana Terra onde nome é uma variável string a b 2 x onde a b e x são variáveis numéricas Os operandos de expressões lógicas devem resultar em valores lógicos que são então compa rados através de um operador lógico Podem ser os valores lógicos literais verdadeiro e falso variáveis declaradas como lógicas relações lógicas chamadas a funções que tenham resultado lógico outras expressões lógicas O uso de parênteses é permitido tanto para dar prioridade a algumas comparações como simplesmente para tornar o entendimento das expressões mais claro Os operadores lógicos comparam valores lógicos resultando em verdadeiro ou falso Na Tabela 24 estão os operadores lógicos usualmente empregados e ou oux ou exclusivo e não negação identificando como é obtido o resultado da comparação A Tabela 25 apre senta os resultados produzidos por cada operador lógico de acordo com os resultados das expressões lógicas A e B representando V o valor lógico verdadeiro e F o falso tabela 24 Operadores lógicos na pseudolinguagem Operador lógico Tipo Resultado e Binário Verdadeiro somente se ambos os operandos são verdadeiros ou Binário Verdadeiro se um dos operandos for verdadeiro oux Binário Verdadeiro se somente um dos operandos for ver dadeiro não Unário Verdadeiro se o operando for falso falso se o operando for verdadeiro Edelweiss02indd 35 Edelweiss02indd 35 120314 0859 120314 0859 36 Algoritmos e Programação com Exemplos em Pascal e C tabela 25 Tabelaverdade dos operadores lógicos A B A e B A ou B A oux B não A V V V V F F V F F V V F F V F V V V F F F F F V A ordem de precedência na avaliação das operações incluídas em uma expressão lógica pode variar conforme a linguagem de programação utilizada Na pseudolinguagem é adotada a seguinte ordem de precedência na avaliação das operações primeiro são avaliadas as ex pressões aritméticas depois as relações e por último as expressões lógicas Nas expressões lógicas primeiro são realizadas as negações e depois são aplicados os operadores lógicos entre os quais o e tem maior prioridade seguido pelos operadores ou e oux As ordens de precedência utilizadas nas linguagens Pascal e C serão mostradas nas seções específicas para essas linguagens mais adiante neste capítulo Independentemente do conhecimento da ordem de precedência adotada na linguagem o uso de parênteses é recomendado não só porque garante a correta avaliação das expressões mas também porque facilita o entendimento do que está sendo executado Supondo a i uma variável inteira b r uma variável real c c uma variável do tipo caractere d achou uma variável lógica as expressões lógicas a seguir são válidas na pseudolinguagem i 10 ou achou i mod 2 7 e r 4 2 r 0 e r 1 10 ou achou c w oux não achou Edelweiss02indd 36 Edelweiss02indd 36 120314 0859 120314 0859 Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem Na Biblioteca Virtual da Instituição você encontra a obra na íntegra Dica do professor Compreender como equações matemáticas e expressões lógicas são avaliadas é fundamental não somente para a construção de algoritmos mas para o nosso dia a dia Assista ao vídeo para conhecer um pouco mais sobre esse tema Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Exercícios 1 Na programação em muitos momentos é necessário que os endereços de memória efetuem a troca de valores entre si Considere uma sequencia de código que troca os valores de duas variáveis Ae B em que A ficará com o conteúdo de B e B ficará com o conteúdo de A Exemplo para demonstração inicialmente para teste A 5 e B 15 que poderia ser qualquer valor e ao final da troca A deve conter o valor 15 e B deve conter o valor 5 Qual das alternativas da tabela acima efetua a troca de forma correta A Apenas a afirmação II está correta B Apenas a afirmação III está correta C As afirmações I e II estão corretas D As afirmações I e III estão corretas E I II e III estão corretas Considere a ordem de precedência dos operadores aritméticos e os seguintes valores para as variáveis a 3 b4 c2 e x52 Analise e calcule a equação abaixo Qual será o valor armazenado em y 2 A 374 B 74 C 59 D 3515 E 359 3 Considere a seguinte equação matemática Qual alternativa apresenta a forma algorítmica para representar essa equação A B C D E 4 Sabendo que A2 B3 e C12 D4 EV GF determine o resultado obtido da avaliação das expressões abaixo considerando que são expressões lógicas e que podem obter como resultado somente valor VVerdadeiro e FFalso Assinale a alternativa que representa corretamente o resultado das expressões lógicas acima apresentadas A VVV B FFF C VFF D FVV E FFV 5 Considere parte do algoritmo Execute todas as atribuições apresentadas e selecione a alternativa que representa corretamente os valores finais das variáveis varA varB varF varH varS e varL respectivamente A 55 7 16 12 Maria FALSO B 53 7 16 12 Maria FALSO C 53 71 16 12 Maria FALSO D 53 7 16 12 Maria VERDADEIRO E 53 7 11 12 Maria FALSO Na prática Você já comprou ou pretende comprar um carro Vamos calcular o custo de um carro novo ao consumidor O custo é representado pela soma do preço de fábrica do veículo mais o percentual de lucro dos distribuidores não podemos esquecer também a inserção do valor dos impostos que são aplicadas ao preço de fábrica Para estudo vamos utilizar como valores de entrada para as nossas variáveis Valor de fábrica do veículo R 2000000 do imposto sobre o veículo 35 do lucro do distribuidor sobre o veículo 25 Ao final gostaríamos de saber Qual o valor em R do lucro do distribuidor Qual o valor em R do imposto sobre o carro Qual o valor em R do carro para o consumidor Quais variáveis são necessárias para armazenar os valores acima para calcular o custo para o consumidor Que outras variáveis serão necessárias Dica o símbolo é utilizado para comentários do algoritmo desenvolvido Variáveis necessárias Valorfabrica real armazena o valor de fábrica do veículo Percimposto real armazena o valor do percentual do imposto PercLucro real armazena o valor do percentual de lucro do distribuidor Valordistribuidor real armazena o valor em R do lucro do distribuidor Valorimposto real armazena o valor em R do valor do imposto sobre o veículo Precofinal real armazena o valor final do veículo Atribuições e cálculos necessários para resolver o problema Como entrada atribuiremos os valores do problema apresentado e em seguida o cálculo processamento necessário para chegar ao valor final do veículo ao consumidor Início Fimalgoritmo Como saída teremos as variáveis Valordistribuidor Valorimposto e Precofinal Essa foi a representação da aplicação de variáveis atribuições e cálculos aritméticos para o cálculo do preço de um veículo para o consumidor final Assim como essa temos milhares de aplicações tais como calcular o INSS IR salário para uma empresa calcular a quantidade de tijolos cimento entre outros materiais para uma construção calcular o valor de um investimento bancário ou juros converter unidades de medidas calcular áreas losango quadrado círculo trapézio etc converter temperaturas de Celsius em Fahrenheit e viceversa consumo de combustível de um veículo custo de produção de um produto Para a solução dos problemas citados acima utilizamse atribuições e operadores Saiba Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto veja abaixo as sugestões do professor Lógica de Programação Operadores e expressões aritméticas Assista o vídeo abaixo para ter mais informações a respeito de soma subtração divisão multiplicação exponenciação módulo Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Lógica de Programação Operadores e expressões lógicas O vídeo trata a respeito de Operadores e Expressões Lógicas E OU NÃO AND OR NOT Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Lógica de Programação Operadores e expressões relacionais No material abaixo são trazidas informações a respeito de Operadores e Expressões Relacionais igual a diferente de maior que menor que maior ou igual a menor ou igual a Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para 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