introduçao a algoritimos

7/26/2019 Introduao a algoritimos

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Introduo a Algoritmos eEstruturas de Dados

Sandro Carvalho Izidoro

[email protected]

CURSO DE VERO EM BIOINFORMTICA ESTRUTURAL


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Apresentao

!

Definio! Variveis! Estrutura sequencial! Estrutura condicional!

Estrutura de repetio! Procedimentos e funes!

Vetor e Matriz



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Definio

Para resolver um problema atravs de um computador

necessrio encontrar uma maneira de descrev-lo de umaforma clara e precisa.

Assim se faz necessrio estabelecer uma sequncia de passosque conduzam sua resoluo. Esta sequncia de passos designada por algoritmo.

O conceito central de programao e da cincia da computao o de algoritmo. Programar basicamente construiralgoritmos.

Algoritmo a descrio de um conjunto de comandosque, obedecidos, resultam numa sucesso finita deaes.



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Definio

Pseudocdigo uma forma genrica de escrever umalgoritmo, utilizando uma linguagem simples sem necessidadede conhecer a sintaxe de nenhuma linguagem de programao.

Os programas de computadores nada mais so do quealgoritmos escritos em uma linguagem de programao(Perl, Pascal, C/C++, Fortran, Java, etc.) e que sointerpretados e executados por um computador.



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Definio

Exemplo

A seguir um exemplo de um algoritmo para somar 2 nmeros.O que esse algoritmo faz :

" Obter o primeiro nmero;" Obter o segundo nmero;" Somar os 2 nmeros;" Escrever o resultado.


Algoritmodeclare a,b,c numerico

inicioleia aleia bc !a + bescreva c

Fim algoritmo


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Definio

Algoritmodeclare a,b,c numericoinicio

leia aleia bc !a + bescreva c

Fim algoritmo


{Programa que soma 2 numeros }Program Soma;

var A, B, C : integer;begin

Readln( A );Readln( B );C := A + B;Writeln( C );

end.

/*Programa que soma 2 nmeros*/#include int main(void){

int A, B, C;

scanf("%d", &A);scanf("%d", &B);C = A + B;printf("%d", C );

}


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Definio

Algoritmodeclare a,b,c numericoinicio

leia aleia bc !a + bescreva c

Fim algoritmo


#!/usr/bin/perl# Somando dois numeros.

my ($a, $b, $c);print "Digite o valor de A: ";$a = ;print "Digite o valor de B: ";$b = ;$c = $a + $b;print "Soma: $c\n";


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Variveis

Sabe-se da matemtica que uma varivel a representao

simblica dos elementos de um certo conjunto . Nosalgoritmos, destinados a resolver um problema no computador,cada varivel corresponde uma posio de memria cujocontedo pode variar ao longo do tempo durante a execuodo programa.

Embora uma varivel possa assumir diferentes valores, ela spode armazenar um nico valor a cada instante.

Toda varivel identificada por um nome ou identificador.Assim, por exemplo, em um algoritmo para clculo das razesde uma equao de 2 grau (ax2+bx+c = 0), os identificadores

A, B, C podem representar as posies de memria quearmazenam os coeficientes da equao.



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Variveis

Declarao de Variveis

As variveis s podem armazenar valores de um mesmo tipo eso classificadas como numricas, lgicas e literais.

A declarao de variveis tem a seguinte forma:

declare lista-de-identificadores nome-do-tipo

Exemplo:

declare MASSA, CODIGO, X_5 numrico

TESTE, SIM lgicoNOME_PROTEINA literal



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Variveis

Declarao de Variveis

Um identificador formado por 1 ou mais caracteres, sendoque o 1 caractere deve, obrigatoriamente, ser uma letra e oscaracteres seguintes, letras ou dgitos, no sendo permitido ouso de smbolos especiais.

Identificadores permitidos

A X_5 NOTA A3_2B MATRICULA 1G3H5

Identificadores NO permitidos

5B X-Y E(13) NOTA[1] A:B B*D



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Variveis

Comentrios

Com a finalidade de simplificar o compreenso de um algoritmo utilizado um instrumento denominado comentrio.

Os comentrios podem ser colocados em qualquer ponto doalgoritmo onde se faam necessrios.

Exemplo

declare MAT, {N de matrcula do aluno}NOTA, {Total de pontos no semestre}COD {Cdigo do curso} numrico



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Variveis

Varivel Simples

declare x, y, n numericox !100 / nescreva x

Varivel Composta Homognea

Variveis compostas homogneas correspondem a posies dememria, identificadas por um mesmo nome, individualizadaspor ndices e cujo contedo de mesmo tipo.

declare medias[1:50] numerico...leia medias[13]



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Variveis

Varivel Composta Heterognea

Variveis compostas heterogneas so conjuntos de dadoslogicamente relacionados, mas de tipos diferentes (numrico,literal, lgico). So tambm conhecidos como registros ouestruturas.

Cada componente individualizado pela explicitao de seuidentificador.

declare Funcionario registro (Nome, Rua, Sexo literal,Numero, CEP, CPF, Salario numerico,Nascimento literal)

...leia Funcionario.Nome, Funcionario.CPFFuncionario.Salario !Funcionario.Salario + Aumento



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Estrutura Sequencial

Estrutura sequencial em algoritmos

"Comando de atribuio

"Comandos de entrada e sada

"Operadores relacionais e lgicos



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Comando de atribuio

Este comando permite que se fornea um valor a uma certavarivel, onde a natureza deste valor tem de ser compatvelcom o tipo da varivel na qual est sendo armazenado. Ocomando de atribuio tem a seguinte forma geral:

identificador expresso

Exemplos

a) K !1b) MEDIA !SOMA / N

c) COR !"VERDE"d) TESTE !Fe) A !B



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Comandos de Entrada e Sada

As unidades de entrada e sada so dispositivos quepossibilitam a comunicao entre o usurio e o computador.Atravs do teclado o usurio consegue dar entrada aoprograma e aos dados na memria do computador. Por suavez, o computador pode emitir os resultados e outras

mensagens para o usurio atravs do vdeo ou de umaimpressora.

Um comando de entrada e sada construdo de acordo com aforma geral:

leia lista de identificadoresescreva lista de identificadores e/ou constantes



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Expresses Lgicas

comum nos algoritmos surgirem situaes em que aexecuo de uma ao, ou sequncia de aes, estejasujeita a uma certa condio. Esta condio representadano texto do algoritmo por meio de uma expresso lgica.

Denomina-se expresso lgica expresso cujos operadoresso lgicos e cujos operandos so relaes e/ou variveisdo tipo lgico.



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Estrutura Sequncial

Operadores Relacionais

Relaes: Uma expresso relacional, ou relao, umacomparao realizada entre dois valores de mesmo tipo bsico.Estes valores so representados na relao atravs deconstantes, variveis ou expresses aritmticas.

O resultado obtido de uma relao, sempre um valor lgico.



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Estrutura Sequncial

Operadores Lgicos


Dadas as variveis numricas X,Y e Z, contendo os valores 2, 5e 9 respectivamente, a varivel literal NOME, contendo asequncia "MARIA" e a varivel lgica SIM, contendo o valorlgico F, obter os resultados das expresses lgicas a seguir:

a)( ) X + Y > Z e NOME = "MARIA"b)( ) SIM ou Y > Xc)( ) NOME = "JORGE" e SIM ou X2< Z + 10


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Estrutura Condicional


A estrutura condicional permite a escolha do grupo de aes eestruturas a ser executado quando determinadas condies so ou nosatisfeitas. A estrutura condicional pode ser apresentada atravs deuma estrutura simples ou de uma estrutura composta.

Formato de uma Estrutura Condicional Simples

se condioento sequncia de comandos



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Exemplo 01


#!/usr/bin/perl# Selecao Simples.my ($sequencia01, $sequencia02);$sequencia01 = "GTGGGATC";

print "Digite a sequencia: ";chomp($sequencia02 = );if($sequencia01 eq $sequencia02){

print "Sequencia encontrada\n";}

Algoritmodeclare sequencia01, sequencia02 literalsequencia01!GTGGGATCleia sequencia02se sequencia01 = sequencia02

ento escreva Sequencia encontradaFim_Algoritmo


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Estrutura Condicional Composta

se condioento sequncia 1 de comandosseno sequncia 2 de comandos

Neste caso, a sequncia 1s ser executadase a condio forverdadeirae a sequncia 2de comandos s ser executadase a condio for falsa.


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Exemplo 02

Algoritmodeclare sequencia01 literalleia sequencia01se sequencia01 = GGTCAGento escreva Sequencia encontradaseno escreva Sequencia no

encontrada

Fim_Algoritmo

#!/usr/bin/perl# Selecao Composta.my ($sequencia);print "Digite a sequencia: ";chomp($sequencia = );if ($sequencia eq "GGTCAG"){

print "Sequencia encontrada\n";

}else {print "Sequencia no encontrada\n";}


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Exemplo 03

Algoritmodeclare seq01, seq02, seq03 literalseq01!GGTACGTAseq02!GGTACGATleia seq03se seq03 = seq01

ento escreva Encontrou

seno se seq03 = seq02ento escreva Encontrouseno escreva No achou!

Fim_Algoritmo

#!/usr/bin/perl# Selecao Composta.my ($seq01, $seq02, $seq03);$seq01 = "GGTACGTA";$seq02 = "GGTACGAT";print "Digite a sequencia: ";chomp($seq03 = );

if ($seq03 eq $seq01){print "Encontrou\n";} elsif ($seq03 eq $seq02){

print "Encontrou\n";}else {print "No achou\n";}


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Exemplo 04

Algoritmodeclare nota1, nota2, media numericoescreva digite nota 1:leia nota1escreva digite nota 2:leia nota2media!(nota1+nota2)/2se media >= 7

ento escreva Media: , media, - Aprovadoseno se media >= 5

ento escreva Media: , media, - Exame Finalseno escreva Media: , media, - Reprovado

Fim_Algoritmo


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Exemplo 04

#!/usr/bin/perl# Selecao Composta.my ($nota1, $nota2, $media);print "Digite nota 1: ";$nota1 = ;print "Digite nota 2: ";$nota2 = ;

$media = ($nota1 + $nota2)/2;if ($media >= 7){

print "Media: $media - Aprovado\n";}elsif ($media >= 5){print "Media: $media - Exame final\n";

}else {print "Media: $media - Reprovado\n";}


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Exemplo 05

Algoritmodeclare media, faltas numericoescreva digite a media:leia mediaescreva digite o numero de faltas:leia faltasse media < 5 ou faltas > 25

ento escreva Reprovadoseno se media >= 5 e media < 7

ento escreva Exame Finalseno escreva Aprovado

Fim_Algoritmo


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Exemplo 05

#!/usr/bin/perl

# Selecao Composta.

my ($media, $faltas);

print "Digite a media: ";

$media = ;

print "Digite o numero de faltas: ";

$faltas = ;

if ($media < 5 || $faltas > 25){

print "Reprovado\n";

}

elsif ($media >= 5 && $media < 7){

print "Exame Final\n";

}

else {

print "Aprovado\n";

}


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Estrutura de Repetio


Estrutura de repetio

A estrutura de repetio permite que uma sequncia de comandos sejaexecutada repetidamente at que uma determinada condio deinterrupo seja satisfeita. A condio de interrupo que deve sersatisfeita representada por uma expresso lgica. As estruturas derepetio so:

Comando Enquanto

Comando Repita

Comando Para


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Estrutura Enquanto

Enquanto o valor da condiofor verdadeiro, as aes dos comandosso executadas. Quando for falso, o comando abandonado. Se j daprimeira vez o resultado falso, os comandos no so executadosnenhuma vez.

Formato do comando Enquanto

enquanto condio faainicio

comandosfim


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Exemplo

!"#$%'()#*+&,! .+*+/0123 4)5$1)62789 :;?

;, @ A?

BC(,+ :;, D@ E>F

*&()6 GH(I(6+ F

*&()6 G;< Q)G?

R +,%+ F

*&()6 G;9 Q)G?

R;, @ ;, S T?

R

Algoritmodeclare X,Y, L numricoL!0enquanto L Yento escreva Xseno escreva Y

L!L + 1fim

Fim_Algoritmo.


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Estrutura Repita

Os comandos so executados pelo menos uma vez. Quando a condio encontrada, ela testada. Se for verdadeira o comando seguinte serexecutado. Se for falsa, os comandos voltam a ser executados. Emoutras palavras os comandos so executados at que a condio setorne verdadeira.

Formato do comando Repita

repitacomandos

at condio


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Exemplo

!"#$%'()#*+&,! .+*+/0123 .+*(61789 :;?

;, @ A?

H2 F

*&()6 GH(I(6+ F

*&()6 G;< Q)G?

R +,%+ F

*&()6 G;9 Q)G?

R;, @ ;, S T?

R $)/, ;, O@ E

Algoritmodeclare X,Y, L numricoL!0repita

leia X,Yse X > Y

ento escreva Xseno escreva Y

L!L + 1at L > 3

Fim_Algoritmo.


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Estrutura Para

O comando para, na verdade, o comando enquanto utilizando umavarivel de controle, escrito numa notao compactada. Neste casoexistir sempre uma inicializao da varivel de controle, um teste paraverificar se a varivel atingiu o limite e um acrscimo na varivel decontrole.

Formato do comando Para

para var de val_num_1 at val_num_2 [ passo val_num_3] faaincio

comandos

fim


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Exemplo

!"#$%'()#*+&,! .+*+/0123 U1&1789 :;?

P2& :;,@A?;,D@E?;,SS>F

*&()6 GH(I(6+ F*&()6 G;< Q)G?

R +,%+ F

*&()6 G;9 Q)G?

R

R

Algoritmodeclare X,Y, L numricopara L de 1 at 3 passo 1 faa

incioleia X,Yse X > Y

ento escreva Xseno escreva Y

fimFim_Algoritmo.


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Procedimentos e Funes


Um mdulo um grupo de comandos, constituindo um trecho de

algoritmo, com uma funo bem definida e o mais independentepossvel em relao ao resto do algoritmo.

Todo mdulo constitudo por uma sequncia de comandos queoperam sobre um conjunto de objetos, que podem ser globais ou locais.

Objetos globais so entidades que podem ser usadas em mdulosinternos a outro mdulo do algoritmo onde foram declaradas.

Objetos locaisso entidades que s podem ser usadas no mdulo doalgoritmo onde foram declaradas.

A comunicao entre mdulos dever ser feita atravs de vnculos,utilizando-se objetos globaisou transferncia de parmetros.


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A diviso do algoritmo em mdulos traz os seguintes benefcios:

" Manuteno simples (mdulos independentes);

" Elaborao e testes em separado;" Reutilizao do mdulo em outros programas.

Ferramentas para modularizao

Como ferramentas de modularizao podemos destacar as sub-rotinase as funes. Os mdulos de programao servem basicamente a trsobjetivos:

" Repetio de cdigo;" Dividir e estruturar melhor um algoritmo;"Aumentar a legibilidade de um algoritmo.


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Sub-rotinase funesso mdulos hierarquicamente subordinados a

um algoritmo, comumente chamado de mdulo principal. Da mesmaforma, uma sub-rotina ou uma funo pode conter outras sub-rotinas efunes aninhadas.

A sub-rotina e a funo so criadas atravs das suas declaraes emum algoritmo. Para serem executadas, necessitam de ativaoprovocada por um comando de chamada.


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Sub-rotinas

Sintaxe

Subrotina NOME (lista_de_parmetros_formais)declaraes dos objetos locais sub-rotinacomandos da sub-rotina

Fim_sub_rotina NOME

A chamada de uma sub-rotina feita com uma referncia a seunome e a indicao dos parmetros atuais no local doalgoritmo onde a sub-rotina deve ser ativada, ou seja, onde asua execuo deve ser iniciada. A forma geral para a ativaode uma sub-rotina a seguinte:

NOME (lista_de_parmetros_atuais)


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Funes

SintaxeFuno tipo NOME (lista_de_parmetros_formais)

declaraes dos objetos locais funocomandos da funoretorne valor

Fim_funo NOMEA chamada de uma funo feita com uma referncia a seunome e a indicao dos parmetros atuais no local doalgoritmo onde a funo deve ser ativada. Pode-se chamaruma funo de vrias formas:

valor !NOME (lista_de_parmetros_atuais)

escreva NOME (lista_de_parmetros_atuais)


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Exemplo

Algoritmodeclare numero numerico

funo literal ph (valor numerico)escreva fornea o ph da soluo:leia numeroescreva A soluo , ph (numero)

Fim_Algoritmo.

funo literal ph (numero numerico)se numero > 7

ento retorne baseseno se numero < 7

ento retorne cidaseno retorne neutra

fim funo ph


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Exemplo

#!/usr/bin/perl# Funo exemplo

my ($ph);print "Fornea o ph da soluo: ";$ph = ;print "A soluo ", &retorna_ph($ph) , "\n";

sub retorna_ph {my $parametro01 = $_[0];if ($parametro01 > 7) {

return "base";} elsif ($parametro01 < 7) {

return "cida";}else { return "neutra";}}


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Vetor e Matriz


Exemplo Vetor

Algoritmodeclare vetor1[1:3], vetor2[1:3] literalflag, i numrico

escreva Digite o primeiro vetorpara i de 1 at 3 passo 1 faainicio

leia (vetor1[ i ])

fim paraescreva Digite o segundo vetorpara i de 1 at 3 passo 1 faainicio

leia (vetor2[ i ])fim paraflag!1

para i de 1 at 3 passo 1 faainiciose (vetor1[ i ] vetor2[ i ] )

ento flag!0fim parase (flag = 1)

ento escreva Iguais

seno escreva diferentes

fim algoritmo.


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Vetor e Matriz


Exemplo Vetor

#!/usr/bin/perl

# Vetor

my (@vetor1, @vetor2, $flag);$flag = 1;

print "Digite o primeiro vetor:\n";for($i=0;$i


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Vetor e Matriz


Exemplo Matriz

Algoritmodeclare matriz[1:3,1:2], seq literal

i, j numricoescreva Digite os valores para a matrizpara i de 1 at 3 passo 1 faainicio

para j de 1 at 2 passo 1 faainicio

leia (matriz[ i, j ])fim para

fim paraescreva Digite uma sequncia:leia seq

para j de 1 at 3 passo 1 faainicio

se (matriz[ i, 1 ] = seq)ento escreva matriz[i , 2]

fim para

fim algoritmo.

introduçao a algoritimos

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