semana 1: programação como arte de resolver problemas, algoritmos e problemas, pseudocódigo

Aula 1

Programação como arte de resolver problemasAlgoritmo como sequência finita de instruções que resolvem um dado problemaDescrição de algoritmos em pseudocódigo

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 2

Da aula anterior…

Computador como máquina programável

Conceitos de línguas naturais linguagens de programação de baixo e

de alto nível linguagens máquina

Noções de algoritmo e de programa2010/2011 2

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 3

Programar

Compreender/analisar bem problema e dados envolvidos

Averiguar melhor forma de resolver problema e representar os dados

Determinar instruções duma linguagem de programação que resolvem (de forma genérica) esse problema

Essas instruções formam um programa2010/2011 3

2010/2011 4

Arte de resolver problemas

Diz-se que só se compreende realmente um assunto depois de o ter ensinado a alguém.

Na realidade, só se compreende realmente um assunto depois de o ter ensinado a um computador.

Donald E. Knuth

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 4

2010/2011 5

Algoritmos (primeira abordagem)

Como uma receita, mas mais precisa:

Conjunto finito de regras, traduzíveis numa sequência de operações/instruções, que permitem resolver um determinado tipo de problema.

Donald E. KnuthIntrodução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 5

2010/2011 6

Algoritmo para fazer um bolo

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 6

Fonte: Fundamentos de Programação em Java 2 (Mendes e Marcelino, 2005, p. 7)

2010/2011 7

Algoritmo

Método de resolução de problema

Forma Conjunto de instruções a executar Ordem pela qual são executadas

Pensar na estrutura ajuda programador a planificar programa antes de o escrever

(codificar) numa linguagem de programação e a pensar numa linguagem próxima da sua – para

um programador noviço, codificar directamente não é natural…

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 7

2010/2011 8

Propriedades de um algoritmo Finitude – Tem de terminar

Definitude – Todos os passos bem definidos

Entradas – Zero ou mais, de conjunto bem definido

Saídas – Uma ou mais, dependem das entradas

Eficácia – Todas as operações executáveis (em tempo útil)

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 8

2010/2011 9

Pseudocódigo

Instruções em linguagem simplificada

Facilita compreensão por humanos

Não serve para programar directamente

Descreve algoritmos

Algoritmos implementáveis em diferentes linguagens de programação

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL

2010/2011 10

Pseudocódigo: dados

Valores são números inteiros (para já…)

Variáveis Guardam diferentes valores ao longo do

tempo Identificadas por nome Variável i guarda valor 7:

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 10

i

7

2010/2011 11

Pseudocódigo: atribuição

m ← n – atribui valor de n a m, i.e., altera o valor de m para o valor contido em n

Exemplo1. x ← 22. y ← 53. x ← y4. y ← y + 1

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 11

x

2

y

5

x

5

y

6

+ 1

2010/2011 12

Pseudocódigo: instruções

Se […], então […], senão, […].

Enquanto […], fazer […].

Fazer […] até que […].

Ler […] de/do/da […].

Escrever […] em/no/na […].Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 12

…de selecção

…de iteração, ciclos

…de entrada/saída

2010/2011 13

Pseudocódigo: operações lógicas

p Ʌ q – “e”, conjunção das proposições p e q

p V q – “ou”, disjunção das proposições p e q

¬ p – “não”, negação da proposição p

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 13

2010/2011 14

Pseudocódigo: operações aritméticas

m + n – adição de m e n

m - n – m subtraído de n

m / n – quociente da divisão inteira de m por n

m × n – produto de m e n

m ÷ n – resto da divisão inteira de m por n

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 14

2010/2011 15

Pseudocódigo: igualdade, diferença e operações relacionais

m < n – valor da proposição “m é menor que n”

m = n – valor da proposição “m é igual a n”

m ≠ n – valor da proposição “m é diferente de n”

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 15

valores lógicos

2010/2011 16

Problema

Qual o máximo divisor comum (mdc) de dois inteiros positivos arbitrários m e n, i.e., qual o valor de mdc(m, n)?

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 16

2010/2011 17

Máximo divisor comum de m e n inteiros, positivos e arbitrários

Entradas: m e n

Saídas: mdc

Condições a verificar pela saída: mdc = mdc(m, n)

Ou seja: m e n são divisíveis por mdc e não há inteiro maior que mdc que seja divisor

de m e nIntrodução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 17

x é divisível por y se o resto da divisão inteira de x por y for zero.

2010/2011 18

Propriedades conhecidas

0 < mdc(m, n), ou seja, 1 ≤ mdc(m, n)

mdc(m, n) ≤ min(m, n)

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 18

Porquê?

Há mais…

2010/2011 19

Algoritmo

Entradas: m e n inteirosSaídas: mdc inteiro

No quadro…

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL

2010/2011 20

Algoritmo

Se m < n, então mdc ← m,

senão,mdc ← n.

Enquanto m ÷ mdc ≠ 0 V n ÷ mdc ≠ 0, fazer mdc ← mdc - 1.

Entradas: m e n inteirosSaídas: mdc inteiro

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL

2010/2011 21

Traçado do algoritmo

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 21

No quadro…

2010/2011 22

Algoritmos

Múltiplas formas de resolver um problema!

Não há algoritmos perfeitos…

…mas há algoritmos “mais perfeitos” que outros (menos memória, mais rápidos, …)

⇓

Importante procurar soluções simples, claras, estruturadas e eficientes

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 22

2010/2011 23

A reter

Pseudocódigo Variáveis Instruções de selecção Iterações e ciclos Instruções de leitura/escrita

Algoritmo Sequência finita de instruções que resolve um

dado tipo de problema

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 23

2010/2011 24

A ler...

Capítulos 1 e 2 do livro:

Y. Daniel Liang, Introduction to Java Programming, 8.ª edição, Prentice-Hall, 2010. ISBN: 978-0-13-213080-6

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 24

2010/2011 25

Sumário

Programação como arte de resolver problemas

Algoritmo como sequência finita de instruções que resolvem um dado problema

Descrição de algoritmos em pseudocódigo Variáveis Instruções de selecção Iterações e ciclos Instruções de leitura/escrita

Introdução à Programação - DCTI - ISCTE-IUL 25