Introdução a Algoritmos e programação de computadores
Aula VI, laços e repetição
Até agora, sempre era possível linearizar o fluxo dos programas que fizemos (ou seja: ordenar as linhas e qualquer execução do programa vai ou executar ou não executar uma dada linha). Isso não é a regra em programas de computador: inclusive, é um problema dificílimo determinar se um dado programa termina ou roda pra sempre.
Na aula de hoje vamos estudar estruturas de repetição, que são o jeito mais simples de fazer programas que fazem mais ou menos coisas dependendo do que o usuário faça. Da mesma forma que num "if" o bloco de código que vem depois do if ou else vai ser ou não executado a depender do valor de alguma variável, nos comandos de repetição os blocos de código podem ser executados várias vezes (ou nenhuma vez) a depender do valor das variáveis. Em C existem três comandos de repetição básicos: while, do…while e for.
O comando while
A estrutura do comando while é
while (<condicao>) {
<bloco de codigo>
}
Da mesma forma como no if, as { } podem ser omitidas caso o bloco de
código seja de apenas uma linha,
while (<condicao>) <expressão>;mas é necessário tomar cuidado com esse tipo de construção para não introduzir o mesmo tipo de bug que pode ser colocado com ifs.
O bloco de código depois da expressão while vai ser executado enquanto a condição for verdadeira. Por exemplo, o programa seguinte soma o inteiro a ao inteiro b usando apenas incrementos e decrementos:
int soma(int a, int b) {
while (b > 0) {
a--;
b++;
}
return a;
}
E a função a seguir calcula o piso do logaritmo de x na base 3:
int plog3(int x) {
int p = 0;
while (x > 1) {
x /= 3;
p += 1;
}
return p;
}
Alguns laços while podem nunca ser executados:
x = 1
while (x < 0) {
printf("Ha!");
}
outros podem executar para sempre
x = 11
while (x != 0) {
--x;
y = 2 + x--;
}
e outros normalmente acabam, mas ninguém sabe explicar por que:
while (x > 1) {
if (x % 2 == 0) {
x /= 2;
} else {
x = 3*x+1;
}
}
Por fim, uma função para elevar um número x a uma potência inteira:
double eleva(double x, int p) {
int i = 0, res = 1;
while (i < p) {
res *= x;
}
return res;
}
O comando do…while
O do…while, ao contrário do while, sempre executa pelo menos uma vez. A forma do do…while é
do {
<bloco de código>
} while (<condicao>);
No do…while você não pode omitir as {}.
Um exemplo é
int valor = 0, soma = 0;
do {
soma += valor;
scanf("%d", &valor);
} while (valor != -1);
que soma todos os valores digitados pelo usuário antes dele digitar -1.
O comando for
O comando for encapsula a fórmula mais comum para você utilizar um laço. A sua forma é
for (<inicializa>; <testa>; <atualiza>) {
<bloco de código>;
}
(onde os {} são opcionais) e é equivalente a
<inicializa>;
while (<testa>) {
<bloco de código>;
<atualiza>;
}
Por exemplo, uma função para calcular x! é
int fatorial(int x) {
int i, f = 1;
for (i = 1; i <= x; ++i) {
f *= i;
}
return f;
}
Qualquer um dos itens do for pode ser omitido, então você pode fazer
for(; i < 10; ++i) {
se i já estiver inicializado, por exemplo.
Sair de um laço
C possui dois comandos que podem sair de um laço: break e continue. Break sai de um laço no ponto em que você está, e continue volta para o começo do laço. Por exemplo, o trecho de programa a seguir soma todos os números positivos da entrada até que o usuário digite -99:
int soma = 0, i, n;
while (1) {
scanf("%d", &n);
if (n == -99) break;
if (n <= 0) continue;
s += n
}
printf("A soma é: %d\n", s);
Nota: como while checa uma condição até ela ser verdadeira e em C 1 é verdadeiro e 0 é falso, while (1) é um laço do qual vc só pode sair com break ou return.
Mais um exemplo
Vocês talvez saibam que 
. Como a precisão de um computador é finita, podemos
calcular exp(x) somando essa série de taylor. Um jeito fácil de fazer
isso é usando um for:
#define NTERMOS 10
double my_exp(double x) {
int i, e = 0;
for (i = 0; i < NTERMOS; ++i) {
e += eleva(x,i)/fatorial(i);
}
return e;
}
Onde fatorial e eleva podem usar as definições acima.