Bem-vindos, jovens estudantes! Hoje vamos aprender sobre estruturas de controle em programação de computadores. Estruturas de controle são como placas de sinalização para um programa de computador. Elas indicam o caminho a seguir e o que fazer em seguida. Assim como você segue regras em casa ou na escola, um computador segue estruturas de controle ao executar um programa.
Uma estrutura de controle é um conjunto de instruções que informa ao computador como escolher entre diferentes etapas ao executar um programa. Ela decide se o computador deve continuar na mesma ordem ou tomar a decisão de fazer algo diferente.
Imagine que você está seguindo uma receita. A receita descreve cada etapa: primeiro, misture a farinha e a água; depois, adicione um ovo; em seguida, mexa; e, por fim, asse a mistura. Em um computador, as estruturas de controle funcionam de maneira semelhante. Elas ajudam o computador a saber qual instrução vem a seguir e qual decisão tomar quando há opções.
Existem três tipos principais de estruturas de controle que você aprenderá hoje. São eles:
Estruturas de controle sequencial dizem ao computador para seguir instruções uma após a outra em uma ordem fixa. Não há tomada de decisão no controle sequencial. Cada passo acontece em sequência, assim como quando você segue um conjunto simples de instruções.
Por exemplo, pense na sua rotina matinal diária:
Cada atividade acontece uma após a outra em uma ordem clara. Em programação, isso é chamado de execução sequencial . O computador lê a primeira instrução, depois a segunda e, por fim, a terceira.
Se pensarmos em um pseudoprograma simples para fazer um sanduíche, ele poderia ser assim:
Passo 1: Pegue duas fatias de pão.
Passo 2: Espalhe manteiga em uma fatia.
Passo 3: Coloque o queijo sobre a manteiga.
Passo 4: Junte as duas fatias. Bom apetite!
Assim como o sanduíche que você faz, o computador executa as instruções uma por uma.
Estruturas de controle de seleção permitem que o computador faça escolhas. Elas funcionam como uma bifurcação na estrada ou um livro de "escolha sua própria aventura". O computador analisa uma condição ou regra e então decide qual caminho seguir.
Por exemplo, pense em escolher o que vestir pela manhã. Você pode decidir: "Se estiver chovendo, usarei uma capa de chuva. Se estiver ensolarado, usarei uma camiseta". Essa é uma decisão que ajuda você a se preparar para o clima. Na programação, o computador usa instruções if , else if e else para tomar decisões.
Um exemplo simples de código em linguagem simples se parece com isto:
Se estiver chovendo, então imprima "Leve um guarda-chuva".
Caso contrário , imprima "Não é necessário guarda-chuva".
Isso significa: se a condição (chovendo) for verdadeira, então execute a ação (pegar um guarda-chuva). Caso contrário, execute a outra ação.
Vamos usar outro exemplo. Imagine que você está jogando e há uma regra que diz: "Se você marcar 10 pontos, você ganha!". Essa regra é como uma estrutura de controle de seleção. O jogo verifica se seus pontos são iguais a 10. Em caso afirmativo, ele o declara vencedor. Caso contrário, ele continua jogando.
Estruturas de seleção ajudam os computadores a lidar com decisões que têm apenas algumas respostas possíveis. Elas dizem ao computador: "Faça isso se for verdade, e se não for, faça outra coisa."
Estruturas de controle de iteração dizem ao computador para fazer algo repetidamente. Isso é conhecido como looping ou ações repetitivas. Quando você precisa repetir uma tarefa muitas vezes, a iteração é usada.
Pense em quando você conta o número de maçãs em uma cesta. Você pode contar: 1, 2, 3, 4, 5 e assim por diante. Você começa com um número e continua contando até chegar ao final. Isso é semelhante a como um computador usa loops.
Existem dois tipos comuns de loops na programação:
Um loop for é usado quando você sabe quantas vezes deseja repetir algo. Por exemplo, se você quiser cantar o mesmo verso de uma música 5 vezes, pode usar um loop for:
Para (conte de 1 a 5) cante o verso: "Feliz Aniversário!"
O computador mostrará "Feliz Aniversário!" cinco vezes porque ele repete o passo 5 vezes.
Um loop "while" é usado quando o computador precisa continuar repetindo algo enquanto uma condição for verdadeira. Por exemplo, se você estiver enchendo um balão, pode continuar enchendo até que ele fique grande o suficiente. A regra pode ser: "Enquanto o balão não estiver grande, continue enchendo-o."
Isso é semelhante a dizer: Enquanto (o balão estiver pequeno), continue soprando. Quando o balão ficar grande o suficiente, pare o ciclo.
Aqui está outro exemplo simples usando uma ideia de loop: imagine que você adora bater palmas. Você decide bater palmas até ter batido 10 vezes. Você poderia dizer: Repita "Aplausos" 10 vezes. Em um programa, o computador contará cada palma e parará quando atingir 10 palmas.
Estruturas de controle são muito importantes na programação. Elas ajudam a organizar as tarefas de um programa para que ele funcione corretamente. Sem elas, um computador não saberia como tomar decisões ou repetir ações.
Aqui estão alguns motivos pelos quais as estruturas de controle são essenciais:
Vejamos alguns exemplos da vida cotidiana que espelham estruturas de controle na programação.
Exemplo de controle sequencial:
Imagine que você está se preparando para a escola. Primeiro, você acorda. Depois, lava o rosto. Em seguida, veste suas roupas. Por fim, toma café da manhã. Esta é uma sequência de ações que você executa uma após a outra. Na programação de computadores, o controle sequencial é usado quando cada instrução é seguida sem condições.
Exemplo de controle de seleção:
Considere a decisão que você toma ao escolher suas roupas. Se o tempo estiver frio, você usa um suéter quente. Se o tempo estiver quente, você usa uma camiseta. Esse processo de tomada de decisão é semelhante ao uso de uma instrução "se" por um computador. O computador verifica o tempo (a condição) e então escolhe a opção de roupa certa (a ação).
Exemplo de controle de iteração:
Imagine-se realizando uma tarefa, como guardar seus brinquedos. Você pode ter muitos brinquedos para recolher. Em vez de pensar em cada brinquedo individualmente, você simplesmente repete a mesma ação: pega um brinquedo, coloca-o na caixa e passa para o próximo até que todos tenham sido recolhidos. Esta é uma ação repetitiva, assim como um loop na programação.
Às vezes, estruturas de controle podem ser colocadas umas dentro das outras. Isso é chamado de estrutura de controle aninhada . Isso acontece quando uma decisão ou loop está dentro de outro. Imagine um jogo em que você faz escolhas em várias etapas. Por exemplo, você pode primeiro decidir se vai para a esquerda ou para a direita. Se escolher a esquerda, poderá se deparar com outra escolha: "Você sobe a colina ou anda ao redor dela?". Cada escolha é uma pequena decisão, e elas são aninhadas uma após a outra.
Na programação, o aninhamento permite que o computador lide com tarefas mais complexas. Até mesmo um jogo ou aplicativo simples pode ter várias camadas de decisões e loops. Quando essas camadas trabalham juntas, o programa pode tomar decisões mais inteligentes e realizar ações mais interessantes.
Por exemplo, imagine um programa que ajuda você a planejar um piquenique. Ele pode primeiro perguntar: "O tempo está bom?". Se a resposta for sim, o programa perguntará: "Você tem comida suficiente?". Se a resposta for sim novamente, ele dirá: "Ótimo! Hora de fazer um piquenique!". Se qualquer resposta for não, ele sugerirá outro plano. Essa tomada de decisão aninhada ajuda o computador a entender melhor suas escolhas.
Quando um programa de computador é executado, ele segue as instruções que você deu em uma ordem específica. Imagine um programa simples que exibe uma mensagem de boas-vindas na tela do computador. O programa pode fazer o seguinte:
Etapa 1: inicie o programa.
Etapa 2: verifique a hora do dia.
Etapa 3: se for de manhã, mostre "Bom dia!"
Passo 4: Se for à tarde, mostre "Boa tarde!"
Etapa 5: Se for à noite, mostre "Boa noite!"
Etapa 6: encerre o programa.
Neste programa, há uma sequência clara. Há também uma decisão sobre o que mostrar na tela. O computador usa uma estrutura de controle de seleção (as instruções if-else ) para tomar essa decisão.
Em seguida, imagine que você está jogando um jogo de computador simples, no qual precisa coletar moedas. O programa pode usar um loop para verificar cada vez que você coleta uma moeda. Ele contará suas moedas conforme você as coleta. Quando você coletar todas as moedas, o jogo termina. Aqui, o loop é a estrutura de controle de iteração que repete o processo de contagem.
Estruturas de controle não são usadas apenas em exercícios escolares ou pequenos programas. Elas são usadas em muitas aplicações reais que vemos todos os dias. Aqui estão alguns exemplos interessantes:
Esses exemplos mostram que as estruturas de controle estão em toda parte! Elas ajudam os dispositivos e programas modernos a funcionarem da forma mais fluida possível, tornando nossas vidas mais fáceis e divertidas.
Vamos escrever um exemplo simples de pseudocódigo. Pseudocódigo é uma maneira de planejar programas usando palavras simples que parecem código.
Exemplo: Um simples tomador de decisões para lanches
Imagine que você queira decidir se vai comer uma maçã ou uma banana como lanche. Você pode escrever as regras assim:
Se você estiver com fome e quiser algo doce, escolha uma maçã.
Caso contrário, se você estiver com fome e quiser algo macio, escolha uma banana.
Caso contrário , sente-se e pense no que você quer.
Este pseudocódigo diz ao computador: Verifique primeiro se você quer algo doce. Se sim, escolha uma maçã. Caso contrário, verifique se há outra coisa, como uma banana. Se nenhuma das opções corresponder, reserve um momento para decidir.
Pode ser útil pensar nas estruturas de controle como um mapa. Imagine um mapa do tesouro simples. O mapa tem um caminho marcado com os passos escritos em ordem. Quando você chega a uma bifurcação, o mapa indica qual caminho seguir com base em uma pista do tesouro. Às vezes, o mapa indica que você deve seguir o mesmo caminho várias vezes até chegar ao tesouro. Todas essas instruções ajudam você a encontrar o caminho certo.
Da mesma forma, um computador usa etapas sequenciais para seguir o mapa, seleção para escolher o caminho certo nas bifurcações e iteração para repetir tarefas até que um objetivo seja alcançado. Usando estruturas de controle, podemos dizer a um computador exatamente como alcançar seu "tesouro" – o resultado correto.
Vamos rever as ideias importantes que aprendemos hoje:
