Introduziremos agora à linguagem C++ (e também um pouco da linguagem C), normalmente utilizada em programação competitiva pela sua eficiência e simplicidade.
Antes de começar, é bom dizer que o que fazemos em C (e que estará mais a frente) também pode ser feito em C++. Para as aplicações que utilizaremos, se simplesmente pegarmos um código em C, salvarmos com a extensão .cpp e compilarmos, tudo será executado normalmente.
As partes de código precedidas de // são comentários. Eles são ignorados no processo de compilação e execução do código, mas facilitam o entendimento do programador e de outras pessoas que possam vir a ler o código.
Recomendamos que, durante a leitura, você tente fazer os códigos ou pelo menos executar os exemplos mostrados.
Antes de mais nada, vamos aprender como podemos executar nossos códigos.
Se você usa Windows, pode utilizar uma IDE para desenvolver os códigos (como CodeBlocks, DevC++...). Após escrevê-lo, basta salvar com a extensão .cpp. Para executar, primeiro clique no "build and run". O "build" serve para compilar o código, ou seja, transformá-lo numa linguagem que o computador consegue executar. O "run" roda o código. basicamente é isso. Cada IDE é um pouco diferente, então para informações mais específicas é só pesquisar na internet ou peguntar para um de nós =).
Se usa Linux, pode usar uma IDE (ler parágrafo acima) ou previamente instalar o g++, que é um compilador de c++. Compilar é transformar o código que nós escrevemos numa linguagem que a máquina entende e sabe como executar. Para instalá-lo, primeiro é preciso abrir o terminal (utilizando as teclas ctrl+alt+t) e digitar o comando:
sudo apt install build-essentialFalaremos mais a frente sobre como utilizá-lo
Uma vez tendo o g++, podemos escrever o código. Na hora de salvá-lo, deve-se utilizar a extensão .cpp. O terminal é aberto por padrão na pasta home do usuário. Para chegar na pasta na qual o código está salvo, precisamos navegar por ele utilizando o comando cd. Ele serve para entrar e sair das pastas, e é preciso especificar o caminho para chegar no arquivo desejado. Se, por exemplo, meu código tem o caminho Documents -> CompetitiveProgramming -> Aula1, o comando ficaria:
cd Documents/CompetitiveProgramming/Aula1 #(linux)Se você entrar numa pasta sem querer, para voltar para a pasta anterior é só usar cd ... Agora que estamos na pasta certa, podemos compilar o código. Para compilar, utilizamos o g++ (que instalamos previamente) e a sintaxe é a seguinte:
g++ nome_do_arquivo.cpp -o nome_do_executavelE, por fim, para executá-lo, podemos utilizar:
./nome_do_executavelint main() { //função principal do código, a partir da qual a execuço é iniciada
// aqui voce escreve seu código
}Falaremos agora sobre variáveis.
Variáveis são tipos de dados, que podem armazenar determinados valores, de acordo com suas especificações. Os principais tipos de dados são:
- int - armazena números inteiros, no intervalo de -2^31 até +(2^31) - 1 (da ordem de -10^9 para 10^9).
- char - armazena números pequenos (-128 a 127) ou caracteres do tipo ASCII.
- float - armazena valores reais.
- double - armazena valores reais, com maior capacidade de precisão.
Para declarar uma variavel, deve-se fazer o seguinte:
#include <stdio.h>
int main() {
//tipo_da_variavel nome_da_variavel
int x; //tipo int e nome x
char c;
x = 10; //atribuição de valor à variável
c = 'a'; // caracteres são representados por aspas simples
int n = 23; //também é possível atribuir um valor à variável na sua inicialização
return 0;
}Nesse código apenas declaramos algumas variáveis e assinalamos algum valor à elas. Podemos, porém, melhorá-lo. Para isso, importaremos e utilizaremos bibliotecas, que são como códigos que possuem funções já implementadas, por exemplo, para a entrada e saída de dados.
#include <stdio.h> //biblioteca "standart input and output"
int main() {
printf("Hello World\n");
return 0;
}O código acima imprime a mensagem "Hello World", com uma quebra de linha no final (o \n pula a linha da saída - falaremos mais sobre as chamadas 'máscaras' do printf mais a frente). Portanto, o comando printf() serve para imprimir coisas na tela. Mas e se quisermos ler uma entrada (input) do usuário?
#include <stdio.h>
int main() {
int x;
printf("Digite um número: ");
scanf("%d", &x); //lendo o valor de x
printf("O número lido foi: %d\n", x); //imprime uma frase com o valor de x, com uma quebra de linha no final
return 0;
}Essas funções podem parecer confusas no começo, mas elas são bastante úteis e comumente utilizadas. Tanto o scanf quanto o printf funcionam com "máscaras", que dizem à função qual tipo de valor será lido/escrito. No código acima vemos o %d no printf e scanf. Isso representa um sinal à função, que saberá que deve imprimir um valor do tipo inteiro naquela parte do código. Essas são as principais máscaras:
- %d tipo inteiro
- %f tipo float
- %lf tipo double (long float)
- %c tipo char
Também é possível ler e imprimir mais de uma variável ao mesmo tempo:
#include <stdio.h>
int main() {
int x, y; //cria uma variavel x e outra y - poderia ser em duas linhas separadas, mas podemos separar por vírgulas também.
scanf("%d%d", &x, &y); //lendo o valor de x e de y
printf("Você digitou %d e %d\n", x, y);
return 0;
}Sem crise até aqui, certo? Vamos falar agora sobre operações que podemos fazer com variáveis. As principais são:
- a + b, soma a e b
- a - b, subtrai b de a
- a * b, multiplica a e b
- a / b, divide a por b
- a % b, resto da divisão de a por b
int main() {
int x = 15, y = 2;
int soma = x + y; //a = 15+2, ou seja, soma = 17
int subt = x - y; //subt = 13
int mult = x * y; //mult = 30
int div = x / y; //div = 15/2, ou seja, div = 7 (hm... blz né, é inteiro...)
float div_real = x / y; //div_real = 7 (eita, mas agora é float... não deveria ser 7.5??)
int resto = x % y; //resto = 15%2, ou seja, resto = 1 (pois 15 dividido por 2 temos resto 1)
return 0;
}Simples, não? Agora, por que 15/2 é igual a 7 mesmo com a variável div_real sendo do tipo float?
Estamos falando de operações com números inteiros. Ou seja, não podemos considerá-los números reais. Quando vamos mexer com variáveis inteiras em C ou em C++, todas as operações envolvidas com elas resultarão valores inteiros. Portanto, se quisermos que 15/2 resulte algo como 7.5, devemos converter algum número inicial (15 ou 2) para um tipo real (float ou double) ou fazer o chamado "casting", ou seja, forçar uma variável a atuar como se fosse de outro tipo. Desse jeito:
int main() {
int x = 15;
double y = 2;
double a = x / y; //agora sim, a = 7.5
//também seria possível fazer o casting:
int xx = 15, yy = 2;
double aa = xx / (double)yy;
return 0;
}Outros comandos muito úteis são os condicionais. Isto é, fazemos linhas de código que apenas executam caso alguma condição seja satisfeita. Desse jeito:
#include <stdio.h>
int main() {
int x;
scanf("%d", &x);
if (x == 1) {
printf("Você digitou o valor 1\n");
} else {
printf("Você digitou algum valor que não é 1\n");
}
return 0;
}Deu pra ter uma base, certo? Caso a condição dentro dos parenteses seja satisfeita (verdadeira), serão executados os comandos que estão dentro das chaves após o if. Caso contrário (se a condição for falsa), poderemos adicionar também um comando else (senão). Essa condição é estabelecida de acordo com alguns operadores:
- a == b -> a expressão é verdadeira caso a seja igual a b (importante notar que caso queiramos fazer uma comparação, devemos utilizar '=='. Apenas um '=' significa uma atribuição, como já vimos)
- a != b -> a expressão é verdadeira caso a seja diferente de b
- a < b -> a expressão é verdadeira caso a seja menor que b
- a > b -> a expressão é verdadeira caso a seja maior que b
- a <= b -> a expressão é verdadeira caso a seja menor ou igual a b
- a >= b -> a expressão é verdadeira caso a seja maior ou igual a b
No código abaixo vemos também um novo comando: "else if". Ele vem logo após um if e só será executado caso sua condição seja verdadeira e a condição do if anterior não tenha sido satisfeita. Sugerimos que você brinque um pouco com o código a seguir, testando comandos, valores e operadores diferentes.
#include <stdio.h>
int main() {
int a, b;
scanf("%d%d", &a, &b);
if (a + b == 10) {
printf("A soma é 10\n");
} else if (a + b == 15) {
printf("A soma é 15\n");
} else {
printf("A soma não dá isso não\n");
}
if (a * b == 32)
printf("A multiplicação dá 32.\n");
return 0;
}Podemos também aprimorar as condições com as cláusulas and e or. Para o and (&&), o if será executado apenas se ambas as condições forem satisfeitas. Já utilizando o or (||), basta que no mínimo uma delas seja verdadeira, como pode ser observado a seguir.
#include <stdio.h>
int main() {
int x, y;
scanf("%d%d", &x, &y);
if (x == 1 && y == 1) { // && é o comando de AND em C
printf("Tanto x quanto y são 1.\n");
} else if (x == 1 || y == 1) { // || é OR em C
printf("Algum dos dois vale 1\n");
} else {
printf("Nenhum valor vale 1.\n");
}
return 0;
}É comum cometer erros lógicos ao se lidar com condicionais. Dentre eles, tentar comparar uma variável com diversos valores da seguinte forma:
if(x == 1 || 2 || 3 || 4)Lembre-se sempre que comparações sempre são interpretadas pelo computador em pares: no caso anterior, x está sendo comparado com (1 || 2 || 3 || 4), e essa não era a nossa intenção. Portanto, a forma correta seria:
if(x == 1 || x == 2 || x == 3 || x == 4)Outro erro recorrente é trocar a comparação de igualdade == com a atribuição =:
if(x = 1){
...
}Bom, essa é foi introdução à programação em C. Agora, vamos ver algumas coisas que podemos fazer em C++, e que ajudarão na maratona de programação.
Como foi dito no início, podemos usar em C++ os mesmos comandos que utilizamos em C. Mas também podemos fazer as coisas de um jeito um pouco diferente. Podemos, por exemplo, utilizar os comandos 'cin' e 'cout' para substituir o scanf e o printf, uma vez que, com eles, não precisamos das máscaras para os diferentes tipos de variáveis.
#include <bits/stdc++.h> //em vez de usar bibliotecas específicas, vamos usar essa aqui que tem tipo TUDO
using namespace std; //indicaremos que estamos usando o namespace std, mas não precisa entender isso agora. Só aceita por enquanto
int main() {
int x;
cin >> x; //equivalente à scanf("%d", &x);
cout << "X vale: " << x << "\n"; //equivalente ao printf("X vale %d\n", x);
int a;
double b;
cin >> a >> b; //lendo a e b mesmo sendo de tipos diferentes
if (a == 2 and b == 3.0) { //em C++, podemos também usar "and" e "or"
printf("a é 2 e b é 3.\n");
}
return 0;
}Bom, como foi dito anteriormente, cada tipo de variável possui um limite para os valores que pode armazenar. Isso se dá devido a quantidade de bits e bytes que uma variável reserva na memória. Portanto, se eu digitar um valor muito grande (ou muito pequeno) em algum dos tipos citados anteriormente, acontece o chamado overflow - a sua variável não possui bits necessários para representar o valor inserido, e fica com um valor totalmente diferente do esperado.
Esses valores dependem da arquitetura utilizada, mas, por exemplo, um tipo int possui, normalmente, 32 bits (4 bytes). Isso quer dizer que ele pode armazenar 2^32 números. Podemos calcular esse valor com aquele esquema de combinatória, uma vez que temos 32 "espaços" que podem ser preenchidos com 0 ou 1, a fim de representar número desejado. Se quiser saber mais sobre o sistema binário é só clicar aqui.
Portanto, um int suporta valores até aproximadamente 2 * 10^9. Se precisarmos utilizar valores maiores, existe o tipo long long, que possui 64 bits (8 bytes). Portanto, ele pode suportar o dobro de valores de um int, valores, estes, que vão até aproximadamente 9.10^18, normalmente o necessário para as contas em programação competitiva. Mesmo assim, em alguns exercícios específicos, isso pode não ser o suficiente, sendo necessário o tipo BigInt - mas não precisa se preocupar com isso (ainda).
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
long long x;
cin >> x; //lendo o valor de x - pode ser bem grande
cout << x << endl; //imprimindo o valor de x do jeito c++
printf("%lld\n", x); //imprimindo o valor de x do jeito C (a mascara do printf é %lld ou %I64d)
return 0;
}Existe também outro tipo de variável interessante que é bastante utilizado. Esse é o tipo bool, que tem apenas um byte, ou seja simplesmente armazena dois valores - true ou false (1 ou 0). Em C, é preciso adicionar uma biblioteca para poder utilizá-los, mas em C++ ele é um tipo nativo. Ele é útil, dentre outras coisas, para armazenar alguma informação que depois será usada em um comando condicional (if e else). Abaixo, um exemplo (um tanto quanto inútil) de funcionamento:
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
bool flag = false;
int x;
cin >> x;
if (x == 5)
flag = true;
if (flag == true)
cout << "hmm é true hein" << endl;
else
cout << "hmm é false hein" << endl;
}Aqui vai um problema que aborda alguns dos principais conceitos vistos nessa aula:
Um grande restaurante em São Carlos, conhecido por muitos como podrão, está fazendo uma formidável promoção: serão distribuídos N litros de óleo para o primeiro grupo de pessoas que chegar lá, com a seguinte condição: o óleo sera dividido pelo grupo, e cada pessoa do grupo deverá receber quantidades iguais de óleo. Ou seja, os N litros de óleo deverão ser repartidos igualmente entre todos os integrantes do grupo. Vendo essa inigualável promoção, a famosa esportista Limora decide, rapidamente, formar um grupo de K pessoas para ir ao podrão. Porém, no meio do caminho até lá, teve uma dúvida: será que eles conseguirão ganhar a promoção?
Dados a quantidade N de litros de óleo e K de pessoas no grupo, informe se Limora ganhará a promoção.
Entrada: N e K, 2 <= N <= 100, 2 <= K <= N.
Saída: se for possível para Limora ganhar a promoção, apresente "MENOS CINCO ANOS DE VIDA" (sem aspas). Caso contrário, informe "NÃO VAI TER HIPERTENSAO".
Código com a solução para o problema
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
int n, k; //declaracao das variaveis
cin >> n >> k; //leitura delas
if (n%k == 0) // se k divide n, o resto da divisao eh 0
cout << "MENOS CINCO ANOS DE VIDA\n"; //ganharam a promocao
else
cout << "NAO VAI TER HIPERTENSAO\n"; //nao ganharam a promocao
return 0; //fim do codigo
}