A editar Introdução à programação/Estruturas de manipulação de dados

Como já foi referido e é lógico, as linguagens de programação têm coisas em comum. Uma delas são as estruturas de controle. Estruturas de Controle são definidas como sendo a base da lógica de programação e podem ser de dois níveis: direto ou indireto (complexo). Para termos uma ideia da diferença entre um controle direto e um controle indireto, apresento a seguir dois diálogos representativos de duas situações do cotidiano:
<pre>
Pedro - "Onde foste Miguel?"
Miguel - "Fui à loja comprar roupa."
</pre>

<pre>
Indivíduo - "Onde posso arranjar uma certidão A-R53?"
Inspetor - "Tem que levar a sua identificação ao guichê, pedir um impresso GHA NORMAL carimbado para 3 meses. Após a conclusão da escritura terá que aguardar até que seja chamado pela sua vez."
</pre>

Analisando os dois casos, rapidamente concluímos que a resposta obtida no primeiro é direta e bem mais simples que no segundo. Ora, se quisesse converter estas situações para uma situação parecida no computador, poderíamos constatar que bastava-nos uma página de um código sequenciado para o computador proceder a recriação do conteúdo da primeira situação. O mesmo já não se verifica no segundo. Normalmente nestes casos, o programador utiliza peças fundamentais chamadas '''funções''' (do inglês '''function''') que retratam cada um acontecimento da situação, havendo assim ligações entre eles dependendo dos resultados obtidos. Funções são retratadas mais à frente.

Penso que com estes dois exemplos o leitor já entende bem o que é um '''Algoritmo direto''' e  um '''Algoritmo complexo'''.

=== Estruturas básicas ===
Qualquer programa tem que fazer alguma coisa (nem que seja enviar um sinal bip) senão não é um programa, ou seja, ele tem que apresentar conteúdo. Assim, como apresenta conteúdo, vai "alterar" estados dentro do computador, sendo que, o estado de uma das peças que vai inevitavelmente se alterar é a memória interna. É inevitável um programa não se "alojar" na memória do computador, assim, o programa precisa de um espaço físico na memória e para isso terá que o requisitar. É disso que iremos falar a seguir.

==== Variáveis e constantes ====
Uma variável é uma expressão que varia e normalmente é representada por uma incógnita '''X''', e uma constante é uma expressão que não se altera (o número de Avogadro, o pi, o número de Neper) que pode ser representado por uma letra.

Nos programas, variáveis são todas as expressões que podem ou não variar, assim como também podem ser constantes. Uma coisa é óbvia: Constantes não podem ser variáveis!
<pre>
Na função seguinte Y assume o dobro de todos os valores de X:
 Y = 2X  --> Nesta função, X varia por isso Y é uma variável

Na seguinte função Y assume sempre o valor 2:
 Y = 2   --> Nesta função Y não varia e por isso é constante.

Aqui está patente a diferença de uma função variável e uma função constante em matemática.
</pre>
Transportando a noção de Variável e Constante para a programação, apresento agora dois trechos de código em PHP e C++:

<source lang="php">
//Vamos representar um texto como uma variável representada por p (sintaxe de PHP):
<?php
$p = "Olá Mundo!";
//Agora vou apresentá-la na tela
echo $p;
?>
</source>
No caso acima, uma variável é um texto que foi guardado em memória, representado por '''p'''.
<source lang="cpp">
//Represento agora um "Olá Mundo!" como uma constante (sintaxe do C++):
#include <iostream.h>;
int main() {
 cout << "Olá Mundo!";
 return 0;
}
</source>

Não se assuste se não entendeu nada do que se passou ali em cima. Aqui "Olá Mundo!" foi uma constante e não uma variável, pois ela não foi guardada em memória, mas imposta pela instrução '''cout''' diretamente.

==== Instruções ====
As instruções são pequenos comandos que ditam ao programa o que fazer com determinado dado. Elas podem guardar informação, apresentar informação, aguardar um input, etc.

Aqui apresentamos algumas instruções que são mais comuns assim como a sua implementação no '''C++''' e '''PHP''':

{| align="center" width="600" colspan="5" cellpadding="5" cellspacing="5"
|-
| style="background:#f4f4f4; border:solid 2px #c8c8c8; font-weight:bold;" | Instrução
| style="background:#f4f4f4; border:solid 2px #c8c8c8; font-weight:bold;" | Descrição
| style="background:#f4f4f4; border:solid 2px #c8c8c8; font-weight:bold;" | PHP
| style="background:#f4f4f4; border:solid 2px #c8c8c8; font-weight:bold;" | Linguagem C++
|-
| style="background:#f4f4f4; border:dotted 1px #c8c8c8;" | MOSTRAR
| style="background:#f4f4f4; border:dotted 1px #c8c8c8;" | Mostrar dados na tela
| style="background:#f4f4f4; border:dotted 1px #c8c8c8;" | echo(); print();
| style="background:#f4f4f4; border:dotted 1px #c8c8c8;" | cout <<
|-
| style="background:#f4f4f4; border:dotted 1px #c8c8c8;" | INPUT
| style="background:#f4f4f4; border:dotted 1px #c8c8c8;" | Requisitar um input
| style="background:#f4f4f4; border:dotted 1px #c8c8c8;" | $_GET[] (Não é usado de forma direta)
| style="background:#f4f4f4; border:dotted 1px #c8c8c8;" | cin.get()
|}

=== Estruturas de controle ===
==== IF ====
'''IF''' é o mesmo que '''SE''' e é usado por todas as linguagens de programação por ser a estrutura mais simples que existe. A sua implantação representa o lançamento de um ''booleano'' '''Verdadeiro''' ou '''Falso'''.
<pre>
IF isto
DO aquilo
</pre>

==== ELSE ====
'''ELSE''' é usado como um acréscimo de '''IF''', levando a que todos os dados retornados como '''FALSO''' em '''IF''' sejam controlados por este '''ELSE'''.
<pre>
IF isto
DO aquilo
ELSE outra coisa
</pre>

==== SWITCH ====
O '''SWITCH''' é visto como uma substituição de IF-ELSE quando existem mais de 2 opções a serem controladas.
<pre>
SWITCH variável
 CASE argumento 1: código correspondente
 CASE argumento 2: código correspondente
 CASE argumento 3: código correspondente
</pre>
Neste caso, '''SWITCH''' irá procurar qual o argumento que variável contém e assim escolher qual dos CASE correr.

==== FOR ====
'''FOR''' é um loop que acontece enquanto determinado argumento não se tornar verdadeiro.
<pre>
X = 1
FOR X <= 10
 X = X + 1
</pre>
Pode ser mais difícil desvendar este código (principalmente se o leitor for matemático e ficar perplexo com a linha "X = X + 1"), mas o que está escrito ali em cima é que "enquanto X não for igual a 10, a instrução FOR vai sempre voltar ao início e somar/incrementar 1 ao valor de X".

A saída no processamento é a seguinte:
<pre>
X = 1
X = 2
X = 3
X = 4
X = 5
X = 6
X = 7
X = 8
X = 9
X = 10
</pre>

==== While ====
'''WHILE''', estrutura utilizada em grande parte das linguagens de programação atuais, especifica uma ação enquanto determinada condição for verdadeira. Observe o exemplo escrito em pascal.
<source lang="Pascal">
while (x <> z) do
    begin
        writeln ('Qual o valor de Z?')
            readln (z)
    end;
</source>

No código acima, enquanto o valor de Z for diferente do estabelecido para X, será pedido ao usuário que entre com o valor de Z.

=== Funções ===
Funções são pequenos trechos de código independentes que são especializados a tratar determinado tipo de dados dentro de um programa. Há linguagens, como o C ou o C++, que só trabalham com Funções, outras, como as linguagens de script (PHP, Python, Perl, etc) , que trabalham com funções e com código solto em sequência.

Exemplo de implementação de funções:
<pre>
FUNCTION nome_da_função (argumento 1, argumento 2, argumento x,...)
 Código
 RETURN dados a serem retornados ao código principal
</pre>

Exemplo da implementação de funções num código:
<pre>
FUNCTION multiplicador (numero)
 X = 10E21
 Y = numero * X
 RETURN Y
END-FUNCION

GET numero
IF numero >= 1
 GOTO multiplicador
 SHOW Y
END-IF
ELSE
 SHOW "Não é número inteiro"
END-ELSE
</pre>

Neste código, nós conhecemos o poder das funções. No caso acima, é pedido ao utilizador a introdução de um número. Depois disso, o computador analisa se o número é inteiro, e se for, ele chama a função ''multiplicador'', retornando uma variável '''Y''' contendo o número introduzido anteriormente multiplicado pelo expoente 22. Se pelo contrário, o número introduzido não for inteiro, o computador lança uma mensagem de erro "Não é número inteiro".

=== Arrays ===
Os Arrays são simples estruturas de dados, denominadas como ''vector'' ou ''lista'' se forem arrays uni-dimensionais, ou ''matriz'' se forem poli-dimensionais. O que acontece é que num Array os dados são listados e ordenados segundo propriedades ou variáveis que tentamos dominar.

No caso seguinte apresentamos um array ordenado com dados sobre o estado de um programa open-source:
<pre>
ARRAY ("versão" => ARRAY ("alpha" => 0.1
                          "beta"  => 0.5
                          "final" => 0.9
                          )
                   FIM-ARRAY;
       "SO" => ARRAY ("win" => "Windows"
                      "uni" => "UNIX-Like"
                      "mac" => "Mac-OS"
                      )
               FIM-ARRAY;
       )
FIM-ARRAY;
</pre>
Aos dados descritos como "versão" e "SO" chamamos ''Chave'' e todos os outros são ''Valores''. Então a todo um valor aponta uma chave.
<pre>
ARRAY (Chave => Valor);
</pre>

=== Operações aritméticas ===
Em qualquer linguagem, existe a possibilidade de se calcular expressões algébricas aritméticas, segundo os sinais convencionais ('''+''', '''-''', '''*''', e '''/'''), logo, qualquer expressão que seja numérica se comporta como dada na matemática elementar. Porém, é possível usar-se expressões alfa-numéricas para se proceder a cálculos mais complexos, matéria em que não iremos entrar pois aqui as linguagens diferem no seu comportamento - algumas aceitam, outras calculam o valor hexadecimal ou ASCII do caractere, outras formam strings (frases), etc - levando assim a um leque infinito de possibilidades de programação, dependendo das necessidades previstas por cada tipo de linguagem.

==== Operações aritméticas ====
Podemos somar qualquer expressão algébrica do seguinte modo:
<pre>
2 + 2 = A
MOSTRAR A
</pre>
Obviamente que iríamos obter '''4''' como resultado mostrado.

Analogamente, é possível calcular com qualquer calculadora matemática básica:
<pre>
4 * 5 = B
MOSTRAR B  //resultado de 20

2 / 3 = C
MOSTRAR C  //resultado de 0,(6)
</pre>

Uma vez visto isto, poderíamos pensar que seria possível calcular expressões complexas
<pre>
3 * 5 + 2 / 3 - 5 = D
MOSTRAR D
</pre>

O que obtemos acima pode ser ambíguo, resultado da maneira como as linguagens de programação interpretam a expressão - calcular a expressão por sequência lógica matemática ou por sequência apresentada. Atualmente todas as linguagens mais comuns seguem a sequência lógica matemática para calcular a expressão e assim o resultado obtido será '''10,(6)''' e não '''0,(6)'''.

==== Operações complexas ====
Como será que o computador se comporta com os cálculos que usam [[w:Ponto flutuante|números de ponto flutuante]] ou [[w:Exponenciação|números exponenciais]]?

Da mesma maneira como na matemática, o computador tratará de arredondar casas decimais (algumas linguagens como PHP necessitam da função '''round()''' para arredondar bem matematicamente) e de calcular potências, tudo isto para chegar a um resultado com um número real aproximado ao que se diz matematicamente verdadeiro.
<pre>
Ponto flutuante:
0,512 + 2/3 = 1,178(6) //com quantas casas decimais o leitor quiser 
e o computador permitir
</pre>

=== Conclusão ===
Estas são as instruções mais básicas usadas por todas as linguagens de programação existentes, exatamente por serem básicas e simples. Sem elas, uma linguagem não era creditada e apresenta demasiados limites para ser considerada uma linguagem de programação racional.

{{wikipedia|Programação de computadores|Introdução à programação}}

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