Aula 4: Introdução à Programação

Mais ainda, é preciso dar (escrever) cada instrução com muito cuidado. O computador "compreende" apenas as coisas que lhe ensinamos a compreender.

Criar programas consiste sempre dos seguintes passos:
 

Pensar! Estudar e analisar o problema. Recolher informação. Encontrar uma solução possível. Não tocar ainda no teclado! Utilizar lápis e papel. Escrever um programa. Utilizar um qualquer editor para escrever o programa. Eliminar os erros do programa (fazer o "debuggin"). Existem vários tipos de erros: erros de compilação. Erros de escrita do código (Por exemplo quando se escreve prinntf em vez de printf). São erros fáceis de eliminar; o compilador dá uma ajuda apresentado uma mensagem de erro como por exemplo "type-mismatch error in line 34" erros de programação. Por exemplo esquecer de inicializar (atribuir um certo valor) as variáveis. Isto pode também causar os chamados "run-time errors", por exemplo "division by zero error". erros de lógica (por exemplo, não se saber que a Regra de Pitágoras é a2 + b2 = c2). O programa irá correr sem gerar erros mas o resultado não será aquele que se esperava. Analisar o resultado. É isto que se pretende? Talvez o programa tenha escrito "A raíz quadrada de 9 é 4", claramente um resultado diferente do pretendido. Se necessário, repetir os passos 3,2 ou mesmo 1. Demorar mais tempo no ponto 1 significa muitas vezes poupar muito tempo nos outros passos.

The First Computer Bug  Grace Murray Hopper, working in a temporary World War I building at Harvard University on the Mark II computer, found the first computer bug beaten to death in the jaws of a relay. She glued it into the logbook of the computer and thereafter when the machine stops (frequently) they tell Howard Aiken that they are "debugging" the computer. The very first bug still exists in the National Museum of American History of the Smithsonian Institution. Edison had used the word bug and the concept of debugging previously but this was probably the first verification that the concept applied to computers.(copiado de http://www./firstcomputerbug.html)

A linguagem C foi inventada nos Laboratórios Bell (Bell Labs) em 1971-9173. Foi uma evolução da linguagem B, que por sua vez foi baseada em BCPL. Em 1983 a linguagem foi standarizada e tornou-se numa versão oficial. É provavelmente a linguagem de programação mais utilizada do mundo.
A evolução do C andou de mãos dadas com a evolução do sistema operativo UNIX que vamos usar nas nossas aulas (na forma de Linux, que é uma variante gráfica do UNIX). De facto, o próprio UNIX foi escrito em C.

Um programa é uma sequência de instruções, que informam o computador sobre uma tarefa específica que nós queremos que ele realize.
A maioria das linguagens de programação modernas têm um formato muito legível, próximo do Inglês, tornando fácil a sua leitura e escrita por parte dos humanos. Isto contrasta com as linguagens de programação mais antigas, que eram mais próximas da linguagem que o computador compreende. Ver por exemplo a linguagem assembler (aula 2).

Um programa muito simples em C:

#include <stdio.h>

main()
{
  printf("Hello World\n");
}
 

Vamos dar uma espreitadela a este programa.

• Todas as linhas que começam com o símbolo # são instruções para o compilador ou lincador em vez de comandos que serão executados na altura em que o programa estiver a correr ("run-time"). #include <stdio.h> significa que a biblioteca stdio ("standard input-output") tem que ser incluída pelo compilador de forma a que possa compreender o que vem a seguir. Iremos usar o comando printf que faz parte da biblioteca stdio.
• Nós podemos escrever os nossos próprios procedimentos e funções (ver a aula sobre programação modular).
• "main" é uma função especial. A primeira instrução desta função é sempre a primeira instrução a ser executada. Nas primeiras semanas iremos escrever instruções apenas nesta função.
• Assim, a instrução printf("HellowWorld\n") é executada primeiro e uma vez que é a única instrução o programa termina. A instrução escreve o texto Hello World no écran e muda para a próxima linha (\n).

Identificadores, como o próprio nome indica, são utilizados para identificar coisas. Podem ser nomes de  funções e nomes de variáveis. Iremos ver isso nas próximas aulas. Como na maioria das linguagens, os nomes dos identificadores em C têm algumas restrições:

• Devem começar por uma letra; "20hours" não é permitido.
• Seguido de qualquer combinação de letras, dígitos ou o caracter "_" ("underscore").
• Espaços não são permitidos, nem caracteres como "(", "{", "[", "%", "#", "?", etc, com excepção de "_". A razão de ser desta restrição tem a ver com o facto destes caracteres serem utilizados para outros fins em C. São chamados caracteres reservados.

{ } [ ] ( ) - = + / ? < > . , ; : ' " ! @ # $ % ^ & * ~ ` \ |

• Identificadores não podem ser iguais a palavras reservadas (e funções pré-definidas) do C, tais como "main" ou "int". De notar que identificadores como "main1", "main_" or "Main" são permitidos, embora seja aconselhável evitar este tipo de nomes que podem criar confusão. Nota: Em muitos ambientes de programação, é fácil de perceber quando se está a utilizar uma palavra reservada, porque esta irá mudar de cor quando for escrita.
• É importante escolher bem os identifacadores. Quando uma variável é usada para armazenar uma taxa de interesse, deve-se chamar, por exemplo "interesse" e não "variavel1". Apesar de não ser errado chamar-lhe "variavel1", é muito mais inteligente dar-lhe um nome com mais significado. Isto ajuda as pessoas a compreenderem o programa (e até mesmo o próprio criador do programa quando tem que voltar a trabalhar nele depois de muito tempo).
• O tamanho mínimo dos identificadores é 1, e o tamanho máximo é 255. Deve-se fazer uso desta possibilidade de utilizar nomes longos, mas convém não esquecer que os nomes demasiado longos podem tornar o programa ilegível. É preciso encontrar um meio termo. Qual dos exemplos seguintes é melhor?

  r = r + a;
  money = money + interest;
  themoneyintheaccountofpersonwithnameJohnson = themoneyintheaccountofpersonwithnameJohnson + thecurrentinterestrateatthetimeofthiswriting;
• A linguagem C distingue entre minúsculas e maiúsculas, é "case sensitive", "i" não é igual a "I", etc. Para tornar os programas mais legíveis, deve-se seguir a mesma convenção durante todo o programa. A convenção mais utilizada é minúsculas para variáveis e MAIÚSCULAS para CONSTANTES.

• Deve-se utilizar nomes com significado para as variáveis, procedimentos e funções.
• Utilizar a indentação. Comparando os dois programas que se seguem:

  #include <stdio.h> main() {printf("Hello world!\n")}
e
  #include <stdio.h>

  main()
  {
    printf("Hello world!\n")
  }
Ambos os programas fazem exactamente o mesmo, mas o segundo é muito mais legível. A diferença está

• Em colocar apenas uma instrução por linha.
• Em usar a indentação. Colocar mais (2) espaços no início da linha sempre que se avança um nível nas estruturas.
• Em separar blocos de texto (funções e procedimentos) com linhas em branco.
• Evitar o uso da instrução "goto". Com estas instruções, o programa rapidamente fica a parecer "esparguete". Enquanto em BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code) a utilização da instrução GOTO é inevitável, em qualquer auto-respeitável linguagem, a instrução goto deve ser evitada.
• Comentário. Uma vez que o C é praticamente Inglês, o programa deveria explicar-se a si mesmo. Ainda assim, em situações em que a ideia do programa possa não ser clara para o programador, deve-se usar comentários. Em C os comentários são colocados após // numa linha única, ou entre /* e */ para comentários que ocupem várias linhas.
• Utilizar funções sempre que isso torne o texto mais organizado. Se em muitos locais diferentes o programa tem que fazer basicamente o mesmo (por exemplo ler uma linha de texto de um ficheiro), deve-se considerar colocar esse código num procedimento ou função (por exemplo FileReadLn()). Isto torna o programa mais legível, mais eficiente e mais curto.