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Aula 6
Subprogramas
Programação em Java 2006-2007
Introdução
Java é uma linguagem de programação orientada a objectos (POO).
O objectivo desta aula é escrever programas em Java organizando o
código em subprogramas sem nos preocupar ainda em explorar os
recursos do paradigma de POO.
nível
Programação Orientada a Objectos
Programação Estruturada
Programação Procedural
paradigma de programação  estilo de programação
Programação em Java 2006-2007
Encapsula dados (atributos) e
subprogramas (métodos) em
componentes (classes)
Organiza código (em
subprogramas) e dados
(algoritmo = programa +
estruturas de dados).
Organiza o código em subprogramas
(funções). Também conhecida como
programação imperativa.
2
Subprogramas


Em Java existe um subprograma principal chamado main que
marca o início da execução do programa
Em aulas anteriores dentro do subprograma main chamamos a
diferentes subprogramas (funções) pré-definidos
ex: as funções do pacote java.lang ou do pacote p1 do DETI
Exemplo: o seguinte programa usa a função abs da classe Math do
pacote java.lang para calcular o valor absoluto de um número.
import p1.*;
class ValorAbsoluto extends P1App {
public static void main(String args[]) {
println("abs(-30) = " + Math.abs(-30) );
}
}
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Subprogramas definidos pelo programador
Exemplo 1: Função que calcula o valor absoluto
Podemos também definir os nossos próprios subprogramas
e usá-los tal como usamos a função Math.abs.
import p1.*;
class Ex_6_1_abs extends P1App {
public static void main(String args[]) {
println("abs(-30): " + abs(-30) );
Por exemplo, podemos
escrever a nossa própria
função abs para calcular
o valor absoluto de um
número real.
}
static double abs( double x ) {
if ( x < 0 )
return -x;
else
return x;
}
}
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Aqui usamos a nossa
própria função abs.
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Subprogramas (funções) em Java
static tipo_valor_retorno nome_da_função (parâmetros) {
instruções; // corpo da função
}
nome da função
tipo do valor de
retorno
static double abs ( double x ) {
if ( x < 0 )
parâmetro
return -x;
else
return x;
valor de retorno
}
corpo da função
A instrução return provoca o fim
imediato da execução da função,
devolvendo o valor de retorno
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Exemplo 2:
Função que calcula o factorial de um número
nome da função
tipo do valor de
retorno
O corpo da função é uma
espécie de mini-programa
onde podemos declarar
variáveis e usar quaisquer
instrução elementar como
instruções de atribuição,
decisão e repetição .
static int factorial(int n ) {
int i,p;
p = 1;
for ( i=2; i<=n; i++ )
p = p * i;
return p;
}
parâmetro
valor de retorno
Um subprograma é comparável a uma caixa preta que recebe
dados e produz resultados. A função factorial recebe um valor inteiro
n e devolve um outro valor inteiro que é o factorial de n.
Entrada
n
Factorial
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Saída
n!
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Exemplo 3:
Funções que calculam o máximo de 2 e 3 números
static double max( double x, double y ) {
if ( x > y )
return x;
else
return y;
}
os parâmetros estão separados por
vírgula e precedidos pelo tipo. Se
não existirem parâmetros de
entrada usamos apenas ()
static double max3 ( double x, double y, double z ) {
return max( x, max(y,z) );
}
A função max3 usa a função
max para determinar o máximo
entre dois números
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Exemplo 4
Passagem de Parâmetros
Se o tipo é primário (int, float, boolean, etc.) então a passagem
é feita por valor  se o parâmetro é uma variável o seu valor
nunca muda depois da execução do subprograma
Este programa imprime x = 70.
Apesar de durante a execução, o
subprograma muda alterar o valor do
parâmetro para 20, o valor de x
mantêm-se inalterável pois é o valor de
x que é passado ao subprograma e
não a própria variável x, pelo que a
instrução println provoca a escrita de
70 e não de 20.
import p1.*;
class Ex_6_4_par extends P1App {
public static void main(String args[]) {
int x = 70;
muda(x);
println(“x = " + x );
}
static void muda( int valor) {
valor = 20;
}
}
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Funções que não retornam nenhum
valor. A palavra reservada void
O conceito de função em Java é mais geral que as funções matemáticas.
Em Java podemos definir funções que não retornam nenhum valor.
Para isto usamos a palavra reservada void como tipo do valor de retorno
Esta função não retorna
nenhum valor.
Simplesmente executa uma
instrução de atribuição
import p1;
class Ex_6_4_par extends P1App {
public static void main(String args[]) {
int x = 70;
muda(x);
println(“x = " + x );
}
static void muda( int valor) {
valor = 20;
}
}
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Organização de um Programa em Java
Um programa é constituído por uma classe e contêm:

Declarações de variáveis (globais)

Um subprograma principal chamado main()

Um conjunto de subprogramas definidos pelo programador
Cada subprograma contem:

Declarações de variáveis (locais)

Instruções elementares (atribuição, selecção, repetição , etc.)

Chamadas de subprogramas

pré-definidos ou criados pelo programador
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Exemplo 5:
Um programa dividido em subprogramas
Este programa escreve no ecrã
os números inteiros entre 1 e um
número n fornecido pelo
utilizador.
O subprograma principal main
chama dois funções:
a função lerTotalNumeros
e a função escreverNumeros
A palavra reservada
void indica que esta
função não retorna
nenhum valor.
import p1.*;
class Ex_6_5_imprimirNumeros extends P1App {
public static void main(String args[]) {
int n = lerTotalNumeros();
escreverNumeros(n);
}
static int lerTotalNumeros() {
int n;
do
n = readInt(“Quantos números vai imprimir? ");
while (n <=0);
return n;
}
static void escreverNumeros (int n){
for (int i=1; i<=n; i++)
printf(4, i);
}
}
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Exemplo 5:
Variáveis Locais
As variáveis declaradas dentro de uma função são chamadas variáveis
locais e só existem enquanto essa função estiver a ser executada.
Esta variável n é uma
variável local ao
subprograma main e
apesar de ter o mesmo
nome, não tem nada
que ver com a variável
n declarada em
lerTotalNumeros
Esta variável n é
uma variável local
ao subprograma
lerTotalNumeros
import p1;
class Ex_6_5_imprimirNúmeros extends P1App {
public static void main(String args[]) {
int n = lerTotalNumeros();
}
static int lerTotalNumeros() {
int n;
do
n = readInt(“Quantos números vai imprimir? ");
while (n <=0);
return n;
}
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Exemplo 6:
Variáveis Locais
O resultado da execução
é o seguinte:
n = 5 antes da chamada
n =10 dentro de muda
n=5 depois da chamada
import p1.*;
class Ex_6_6_variaveisLocais extends P1App {
public static void main(String args[]) {
int n = 5; // variável local ao subprograma main
println(“n=“ + n +” antes da chamada”);
muda( );
println(“n=“ + n +” depois da chamada”);
}
}
static void muda() {
int n = 10; // variável local ao subprograma muda
println(“n=“ + n +” dentro de muda”);
}
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Exemplo 7:
Variáveis Globais
As variáveis declaradas fora de qualquer subprograma são
chamadas variáveis globais. São criadas no início da execução
do programa, só sendo destruídas quando o programa termina.
Esta variável global
aqui declarada é
visível a partir de
qualquer
subprograma
O resultado da execução
é o seguinte:
n = 5 antes da chamada
n =10 dentro de muda
n=10 depois da chamada
import p1.*;
class Ex_6_7_variaveisGlobais extends P1App {
static int n // variável global declarada no inicio
public static void main(String args[]) {
n = 5;
println(“n=“ + n +” antes da chamada”);
muda( );
println(“n=“ + n +” depois da chamada”);
}
static void muda() {
n =10;
println(“n=“ + n +” dentro de muda”);
}
}
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Esqueleto de um programa dividido
em subprogramas
class Exemplo {
// declaração de variáveis globais
public static void main(String args[]) {
// declaração de variáveis locais
// instruções elementares e/ou chamadas de subprogramas
} // fecha subprograma main
static tipo_valor_retorno_ou_void nome-da-função_1 (parametros) {
// declaração de variáveis locais;
// instruções elementares e/ou chamadas de subprogramas incluindo
// o comando return se tipo_valor_retorno não é void
} // fecha subprograma nome_da_função_1
…….
static tipo_valor_retorno_ou_void nome-da-função_n (parametros) {
// declaração de variáveis locais;
// instruções elementares e/ou chamadas de subprogramas incluindo
// o comando return se tipo_valor_do_retorno não é void
} // fecha subprograma nome_da_função_n
} // fecha programa
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Decomposição de um Programa
em Subprogramas

Em aulas anteriores foram desenvolvidos programas com um estilo
de programação “receita de bolo”.

Os programas estavam compostos por um único subprograma – o
subprograma “main” que podia ser executado passo a passo.

A partir de agora vamos a decompor um programa em
subprogramas segundo a seguinte metodologia:

utilizar as especificações completas e os algoritmos desenvolvidos
nas aulas anteriores.

cada operação do algoritmo de primeiro nível deve ser implementada
com um subprograma, sendo depois o programa principal constituído
pela invocação dos subprogramas.
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Vantagens da Utilização de Subprogramas

Os programas ficam mais legíveis e claros

Os programas ficam mais fácies de modificar e depurar

Os programas não repetem instruções que fazem
basicamente a mesma coisa
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Problema 1: Conversão de distâncias
(milhas para quilómetros)
Formulação do problema: ler uma distância expressa em milhas
a partir do teclado, convertê-la para quilómetros e apresentar o
resultado no ecrã.
Variável de entrada: MILHAS (distância expressa em milhas)
valor numérico positivo ou nulo
Variável de saída:
KM (distância expressa em quilómetros)
valor numérico positivo ou nulo
Solução:
KM = 1.6093 x MILHAS
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Problema 1: Conversão de distâncias
Algoritmo
(decomposição ao nível 1)
Nome: Conversão de distâncias em milhas para km
subprogramas
{
lerMilhas
Leitura e validação de uma distância em milhas (MILHAS);
converter
Conversão da distância de milhas para km (MILHAS,
imprimir
Impressão no ecrã da distância em km (KM);
KM);
}
Nome da
Função
Parâmetros
(entrada)
Tipo do valor
de retorno
lerMilhas
nenhum
double
converter
double milhas
double
imprimir
double km
void
(nenhum)
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Problema 1: Conversão de distâncias
Algoritmo
lerMilhas
(decomposição ao nível 2)
Nome: Leitura e validação de uma distância em milhas (MILHAS)
{
}
repetir {
impressão no ecrã da mensagem “Distância em milhas?”;
leitura do valor a partir do teclado (MILHAS);
} enquanto MILHAS < 0;
Nome: Conversão da distância de milhas para km (MILHAS, KM)
converter
{
}
KM = 1.6093 x MILHAS;
Nome: Impressão no ecrã da distância em kms (KM)
imprimir
{
}
escrita no ecrã da mensagem “Distância em kms= “;
escrita no ecrã do valor de KM;
mudança de linha
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Problema 1: Conversão de distâncias
Programa dividido em subprogramas (I)
main
import p1.*;
class Pr_6_1_MilhasAkm extends P1App {
public static void main(String args[]) {
double milhas, km;
milhas = lerMilhas();
km = converter(milhas);
imprimir(km);
}
leitura
static double lerMilhas() {
double milhas;
do
milhas = readInt(“Distância em milhas? ");
while (milhas <=0);
return milhas;
}
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Problema 1: Conversão de distâncias
Programa dividido em subprogramas (II)
converter
static double converter(double milhas) {
double km;
km = 1.6093 * milhas;
return(km);
}
imprimir
static void imprimir(double km) {
println(“Distância em kms= “ + km );
}
}
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Problema 2 (Aula 3)
Escrever um programa que lê do teclado uma data composta pelo
nº de mês e ano, calcula e imprime no ecrã o nº de dias desse mês.
 Implemente um procedimento para a leitura e validação da data do
teclado e um procedimento para a escrita do resultado
 Implemente uma função booleana para determinar se um ano é ou não
bissexto e uma função interna para calcular o número de dias do mês
Ano bissexto: de 4 em 4 anos, com excepção dos finais de século,
que são bissextos de 4 em 4 séculos.
Por exemplo, os anos 1600, 1996, 2000, 2004 são bissextos, mas os
anos 1700, 1800 ou 1900 não o são.
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Problema 2. Especificação
Variável de entrada: mes (número do mês)
valor numérico inteiro entre 1 e 12
ano (ano)
valor numérico positivo
Variável de saída:
dias (nº de dias desse mês)
valor numérico positivo ou nulo
Solução:
# Mes
# dias
1, 3, 5, 7, 8,
10, 12
31
4, 6, 9, 11
30
2
SE (ano bissexto)
dias = 29
caso contrario
dias = 28
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Problema 2: Dias de um mês
Algoritmo
(decomposição ao nível 1)
Nome: Dias de um mês {
Leitura e validação da data (mes, ano );
leitura
Calcular nº de dias (mes, ano, dias );
processamento
Impressão no ecrã do número de dias (dias);
escrita
}
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Problema 2: Dias de um mês
Algoritmo
(decomposição ao nível 2)
Nome: Dias de um mês {
subprogramas
Leitura e validação da data (mes, ano);
lerMes
Leitura e validação do mes (mes);
lerAno
Leitura e validação do ano (ano);
diasMes
Calcular nº de dias (mes, ano, dias );
SE (mes ==4) ou (mes == 6) ou (mes == 9) ou (mes == 11)
dias = 30
SENÃO
SE (mes ==2)
anoBissexto
Determinar se ano é bissexto (bissexto)
SE (bissexto)
dias = 29
CASO CONTRARIO
dias = 28
SENÃO // mes em {1, 3, 5, 7, 8, 10 e 12}
dias = 31
imprimir
Impressão no ecrã do número de dias (dias); }
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Problema 2: Dias de um mês
Subprogramas
Nome da
Função
Parâmetros
(entrada)
Tipo do valor de
retorno
lerMes
nenhum
int
lerAno
nenhum
int
diasMes
int mes,
int ano,
int
anoBissexto
int ano
boolean
imprimir
int dias
void
nenhum
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Problema 3 (Aula 3)
Escrever um programa que permita ao utilizador
seleccionar de um menu uma operação aritmética
(soma, resta, multiplicação ou divisão), introduzir
dois valores para os operandos, e que calcule e
mostre o resultado da operação seleccionada. As
diferentes operações deverão ser implementadas à
custa de procedimentos e funções.
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Bibliografia


António José Mendes, Maria José Marcelino. Fundamentos de
programação em JAVA 2.FCA – Editora de informática, 2003.
Aulas de Programação Imperativa. Funções
Prof. Fernando Lobos
http://www.deei.fct.ualg.pt/PI_flobo/
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