linguagem c 01 - tópicos introdutórios

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ


O que é C?Linguagem de programação imperativa de

uso geralMédio nível: recursos que são suficientemente

de baixo nível para enfrentar as mais exigentes tarefas de programação de sistemas

Prof. Fabio Alexandre Spanhol, M. Sc. 2


Popularidade de CDesde sua criação uma das linguagens mais

usadas profissionalmenteambiente comercial e acadêmico



Pop

ula

rid

ade

de

C



“Família” de CInfluenciou, direta ou indiretamente, várias outras

linguagensPython, Objective-C, Java, D, Go, C#, etc.C++ foi derivada inicialmente como um superconjunto de

C



“Família” de CC foi influenciada e influenciou uma série de

linguagensALGOL 68

CPL (1963)

BCPL (1969)

B (1970)C (1971)

C++ (1985) ANSI C(1989)



C foi criada no (NJ)


Background Histórico de C


Background Histórico de COriginalmente foi chamada NB e

posteriormente C, sendo projetada e implementada por Dennis Ritchie (1941-2011) no então AT&T Bell Laboratories entre 1969-1973



Background Histórico de CC deriva de CPL, BCPL, B e

ALGOL68CPL origina-se da Cambridge

University, início dos anos 1960BCPL é uma linguagem de sistemas

simples desenvolvida por Martin Richards (1940-) em 1966



Background Histórico de CA história de C está intimamente ligada ao do SO UNIX

O primeiro UNIX foi escrito em assembly (PDP-7)E a primeira linguagem de alto nível sob o UNIX foi a B, escrita por Ken Thompson (1943-)e baseada em BCPL



Background Histórico de CB foi implementada e projetada

por Ken Thompson Nem B nem BCPL possuam tipo,

todos os dados eram tratados como palavras de máquina

Problemas motivaram a criação de uma nova linguagem

*Desde 2006 Thompson trabalha na Google, sendo co-criador de Go





Ken Thompson was once asked what he would do differently if he were redesigning the UNIX system. His reply: "I'd spell creatwith an e."


PadronizaçãoPor mais de uma década

o padrão de C foi o livro de Kernighan e Ritchie, The C ProgrammingLanguage (1978), a versão K&R C



Padronização: ISO/ANSI1983 – o American National Standards Institute

(ANSI) instituiu um comitê para padronizar a linguagem1989 - padronização finalizada, ANSI X3.159-1989,

conhecida como C89É maior base dos códigos escritos e versão suportada por

quase todos os compiladores atuaisNosso curso será focado nessa versão!

1990 – torna-se padrão ISO, conhecida como C90



Padronização: ISO/ANSI1999 – padrão C99 adiciona funções inline, novos

tipos de dados (como complex), arrays de tamanho variável, comentários com //, etc.

Não é suportado por todos os compiladores e alguns, parcialmente

2011 – o padrão iniciado em 2007, conhecido como C1X, é publicado e passa a ser conhecido como C11

novas features, macros de tipo genérico, estruturas anônimas, suporte melhorado a Unicode, operações atômicas, multi-threading, compatibilidade melhorada com C++ e etc.



Motivaçãoconhecimento prévio de C, embora não

indispensável, representa uma vantagem para quem está interessado em programar em C++ e Java

C é ideal para “turbinar” outras linguagenspadrão ANSI para C existe desde 1989

o código escrito neste padrão tem validade em qualquer ambiente compatível



Motivaçãoprogramador C é um profissional valorizado

em todo o mundocódigo C existente representa um patrimônio de

muitos milhões de dólares• não pode ser simplesmente abandonado ou convertido

em outras linguagens• conversão exigirá o trabalho de profissionais com

excelente base em C



MotivaçãoA API MS-Windows foi especificada

originalmente em C O Kernel Linux é implementado em C C está estreitamente relacionada com tudo

que diz respeito ao mundo Unix



MotivaçãoC continua sendo a preferida

para o desenvolvimento de sistemas embarcados (embedded systems)

software que controla automóveis, fornos de microondas, aparelhos de Blu-Ray e outros dispositivos não-computacionais



Características de CC é uma linguagem criada por programadores

para programadoresProceduralModularizada (com funções)CientíficaFlexívelCase sensitive



Keywords de CO padrão C89 tem 32


autobreakcasecharconstcontinuedefaultdo

doubleelseenumexternfloatforgotoif

intlongregisterreturnshortsignedsizeofstatic

structswitchtypedefunionunsignedvoidvolatilewhile


CompiladoresExistem vários compiladores C, proprietários

e abertos, multiplataforma, etc.GCC CClangVisual-CLabWindows/CVIIntel ICCEtc.



CompiladorVamos adotar o compilador

GCC (Gnu Compiler Collection) C, do projeto GNU licenciado sob GPL

oferece front ends para C, C++, Objective-C, Fortran, Java, Ada e Gohttp://gcc.gnu.org/



Como Compilar?Na linha de comando (Linux-like)gcc arquivo.c –o arquivo

*inclui as etapas de pré-processamento, compilação, montagem e ligação**Sem o parâmetro -o, o padrão é gerar um executável

chamado a.out



Como Compilar?E naquele outro sistema operacional?

Use por sua conta e risco!Existem ports como MinGW e Cygwin



IDE?Muitos!

• Vim• TextMate• Code::Blocks• Sublime• Geany• Aptana• NetBeans• MS-Visual Studio• Eclipse• SlickEdit• Source Insight• Etc.



ComentáriosSão ignorados pelo compiladorUtilizados para documentar o código-fonte/* comentario de

varias linhas.*/

// para comentário de uma linha, a partir do padrão C99



Um Hello World em C



E/S em CNão existem comandos internos para

efetuar entrada e saídaMas, há a biblioteca padrão (C Standard

Library) stdio.h que fornece recursos para manipulação de E/S

Define macros, constantes, variáveis e dezenas de funções para manipulação de arquivos

• Conceito de stream de bytes



E/S em CNo modelo oriundo do Unix e adotado por C,

stream é uma fonte ou destino de dadosTrês streams padrão estão disponíveis para o

programa: stdin – entrada, normalmente tecladostdout – saída, normalmente terminal de vídeostderr – erros, normalmente terminal de vídeo



E/S em CMapeamento das streams padrão



Saída em Terminais TextoSaída básica feita com a função printf,

definida em stdio.h

Lê os dados de uma origem, formata e escreve em stdoutO parâmetro format é uma string indicando como os

dados devem ser interpretadosO retorno é a quantidade de caracteres escritos ou um

valor negativo, em caso de erroProf. Fabio Alexandre Spanhol, M. Sc. 34


Função printfCaracteres especiais (como quebra de linha)

devem ser incluídos na string format com sequências de escape: \c, sendo c um caractere


Sequência resultado\n nova linha\r retorno de carro\t tabulação horizontal\\ barra invertida\' apóstrofo\" aspas


Função printfNo parâmetro format podem ser usados

caracteres de conversão% seguido de um caractere


caractere significadoc Caractere únicos stringd ou i inteiroF ou f flutuanteE ou e Flutuante notação exponencialo octalX ou x hexadecimal


Função printfAlguns caracteres de conversão em format

aceitam sinalizadores que modificam o comportamento padrão


Flag Ação- Justificado à esquerda+ Justificado à direita. Precisão quando aplicado em flutuantesdígitos Define o tamanho do campo com o valor0 Completa o campo com zeros ao invés de espaços


Função printf: RetornoExemplo 1



Função printf: Formatação



Entrada em Terminais TextoEntrada básica feita com a função scanf,

definida em stdio.h

Lê os dados de stdin, interpreta e armazena em uma

posição de memóriaO parâmetro format é uma string indicando como os

dados devem ser interpretadosO retorno é a quantidade de caracteres atribuídos ou um EOF, em caso de erro



Função scanfNo parâmetro format podem ser usados

caracteres de formatação% seguido de um caractere


caractere significadoc Caractere únicos String SEM espaçod ou i inteiroF, f, G, g, E,e, A, a

flutuante

u Inteiro sem sinalo octalx hexadecimal


Tipos de Dados em CSomente 5 tipos primitivos

char – um byte simples (8-bits) para armazenar um caractere ASCII int – valor inteiro, baseado no tamanho da palavra da

máquina (geralmente 32-bits)float – um ponto flutuante de precisão simples

(normalmente 32-bit, IEEE)double – um ponto flutuante de precisão dupla

(normalmente 64-bit, IEEE)void – valor “vazio”• Usado em retornos de funções e ponteiros genéricos



Tamanhos de InteirosDois qualificadores controlam o tamanho dos inteiros

short int – versão ‘curta’ de um intlong int – versão ‘longa’ de um int

Regrasshort int <= int <= long intshort int >= 16 bitsint >= 16 bitslong int >= 32 bits



Tipos e Tamanhos



Sinalização de InteirosQualificadores para inteirosunsigned – interpreta o valor iniciando em 0• unsigned aumenta a faixa de valores disponíveis, use

quando tiver certeza que não existirão negativossigned – permite números negativos

*Cuidado: Misturar valores unsigned e signed pode gerar bugs!



Booleanos em C?Não há um tipo booleano em C!

Booleanos são implementados e avaliados como valores inteiro

• TRUE = 1• FALSE = 0

Convenção• 0 = FALSE• Não-zero = TRUE



VariáveisVariáveis são rótulos simbólicos para

posições de memória

Definidas porIdentificadorTipo de dados

Em C, variáveis precisam ser declaradas antes de serem utilizadas!



Variáveis: DeclaraçãoPodem ser declaradas fora da função main

ou depois de da abertura de um bloco (após o {)

Sintaxe:<tipo_dado> <lista_de_identificadores>

Ex.:



ConstantesConstantes são valores rotulados,

como variáveis, mas imutáveis (somente leitura) durante toda a execução do programa

Evite o uso de números mágicos, use constantes!

Podem ser criadas• 1) Qualificando variáveis com const• 2) Usando a diretiva #define



ConstantesUma constante pode ser usada em qualquer

operação que não altere o valor da mesmaExemplos com const



ConstantesTambém é possível usar a diretiva de pré-

processamento #define criando uma macro Use com cautela

• Macro substituição, não há tipagem• não podem ser referenciados diretamente depois• Não são acessíveis ao debbuger

Vantagem: menor espaço em memóriaPode ser interessante para sistemas limitados



ConstantesAs macros são expandidas pelo pré-

processadorA ocorrência do identificador é substituída pela constanteExemplos com #define



Operadores Aritméticos


Avaliam e retornam um valor numéricoOperador Descrição Sintaxe+ Adição a + b

- Subtração a - b

* Multiplicação a * b

/ Divisão a / b

% Resto da divisão inteira (módulo) a % b

++ Incremento. Versão pré e pós fixada ++a oua++

-- Decremento. Versão pré e pós fixada ++a oua++


Operadores Relacionais


Avaliam e retornam um valor booleano

Operador Descrição Sintaxe== Igual a a == b

!= Não igual a, diferente de a != b

> Maior que a > b

< Menor que a < b

>= Maior ou igual a a >= b

<= Menor ou igual a a <= b


Operadores Lógicos


Avaliam e retornam um valor booleano

Operador Descrição Sintaxe! Negação lógica, NÃO !a

&& Conjunção lógica, E a && b

|| Disjunção lógica, OU a || b


Operadores Bit-a-bit


Operam sobre os bits individuais do operando

Operador Descrição Sintaxe~ Negação lógica ~a

&& E lógico a & b

| Ou lógico a | b

^ Ou exclusivo (XOR) a ^ b

>> Deslocamento à direita a >> b

<< Deslocamento à esquerda a << b


Operadores Bit-a-bitNo trecho de código seguinte,

a expressão a && b resulta 1 (valor lógico verdade) e a & b resulta 4



AtribuiçãoValores constantes, resultados de chamadas

de funções ou resultados de expressões podem ser armazenados em variáveis usando o operador de atribuição (=)



Atribuição CombinadaO operador de atribuição pode ser combinado com

os operadores aritméticos e bit-a-bit, compactando a instrução


Instrução Substituição Possívela = a + b a += ba = a - b a -= ba = a * b a *= ba = a / b a /= ba = a % b a %= ba = a & b a &= ba = a || b a ||= b...

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