tipos.tex

\documentclass[apostila.tex]{subfiles}


\begin{document}
\chapter{Especificadores e modificadores de
tipos}

\section{Casting}

Na linguagem C existem basicamente duas maneiras de converter uma variável de um tipo para outro:
implicitamente ou explicitamente. Uma conversão implícita é aquela que ocorre quando é realizada a
atribuição de uma variável de um determinado tipo para outra variável de um tipo diferente. O exemplo
abaixo ilustra uma conversão implícita.

\begin{lstlisting}
int x;
float y=10.53;
x=y; // aqui ocorre uma conversão implícita
\end{lstlisting}

Nem sempre a linguagem C aceita conversões implícitas, principalmente se os tipos de dados envolvidos
forem muito diferentes.

\begin{lstlisting}
struct prod {
	int code;
	char nome[15];
};

struct prod var b;
int i;
i = (var) b; // atribuição inválida!
\end{lstlisting}

Uma conversão explícita é quando o programador especifica qual o tipo que determinada variável deve
assumir, por exemplo, através de um casting.

\begin{lstlisting}
int x;
float y = 10.53;
x = (int) y; // o parênteses com o tipo é um casting
\end{lstlisting}

Assim como a conversão implícita, conversões explícitas entre tipos de dados muito diferentes também
não são válidas.

Basicamente, a única vantagem de um casting sobre uma conversão implícita é para determinar
exatamente qual o tipo de dado que uma determinada variável deve assumir.

Casting mudando resultados

\begin{lstlisting}
int a, b;
float c,d;

a=5; b=2;
c=a/b; // c divisão entre inteiros
d=(float)a/(float)b; // d divisão entre floats
\end{lstlisting}

No exemplo anterior, embora a variável $c$ seja do tipo float, as variáveis $a$ e $b$ são inteiras, portanto
o resultado da divisão será $2$ e não $2,5$.

Isso acontece porque operações que envolvem dois números inteiros sempre resultam em um valor
inteiro.

Por outro lado, a variável d assumirá o valor 2.5 porque foi especificado, através de casting, que as
variáveis a e b deveriam ser consideradas como float, o que obriga o programa a calcular a divisão entre
dois float's ao invés de dois números inteiros.

\section{Variáveis Static}

Variáveis static são variáveis cujo valor é preservado entre sucessivas chamadas à função em que foi
declarada. Elas diferem das variáveis locais porque o seu valor não é destruído quando a função termina
e diferem das variáveis globais porque somente são visíveis dentro do contexto da função em que foram
declaradas. Observe o código abaixo:

\begin{lstlisting}
#include <stdio.h>

int prox_par(void)
{
	static int pares = -2;
	pares += 2;
	return (pares);
}

void main(void)
{
	int i;
	
	printf ("Os numeros pares menores que 100 sao: ");
	
	for(i=0; i < 100; i++)

	printf ("%d ", prox_par());
}
\end{lstlisting}

Este programa imprime na tela números pares, iniciando por zero, enquanto a variável i for menor
que 100, utilizando apenas a sucessiva chamada da função \verb|prox_par|.

O segredo está na variável static declarada. Ela é inicializada com o valor $-2$ quando o programa inicia
a execução. Na primeira chamada à função, essa variável é acrescida de $2$, resultando no valor $0$, que é
devolvido pela função.

Na próxima chamada à função, o valor antigo da variável (zero) é preservado. Ela é então acrescida de
$2$, o valor $2$ $(0+2=2)$ é retornado e assim sucessivamente. Observe que se a variável não fosse declarada
como static, a função retornaria zero sempre.

\subsubsection{Exercício}

Escreva uma função capaz de armazenar uma string e imprimir seu conteúdo. A função deverá ter apenas
um parâmetro (int p) e funcionará de modo que se $p=0$ a função obtêm e armazena a string e se $p=1$ a
função deverá apenas imprimir a string armazenada.

\subsection{Variáveis Register}

Este modificador de tipo é tradicionalmente aplicado a variáveis do tipo int e char, embora possa ser
aplicado a outros tipos de dados também.

O modificador register requisita ao compilador que mantenha, se possível, o valor das variáveis
declaradas como register em registradores da CPU, ao invés de mantê-las na memória.

Isso significa que as operações com tais variáveis são muito mais rápidas, pois o valor já está na própria
CPU, economizando assim acessos à memória.

É importante observar que o ganho de desempenho só será significativo quando aplicado a 
variáveis muito utilizadas, como índices de matrizes e controladores de repetições.

Atualmente este modificador não é muito utilizado e tende a se tornar obsoleto, pois os compiladores
modernos vêm com recursos que analisam e otimizam automaticamente o código, de forma muito mais
eficiente (e rápida) que qualquer ser humano.

Exemplo de declaração:

\begin{lstlisting}
register int contador;
\end{lstlisting}

\subsection{typedef}

A linguagem C permite definir explicitamente novos nomes de tipos de dados usando-se a 
palavra reservada typedef. Não é criado um novo tipo de dado, apenas definido um novo 
nome (apelido) para um tipo de dado existente.

A forma geral da declaração typedef é:

\begin{lstlisting}
typedef tipo novo_nome;
\end{lstlisting}


onde tipo é qualquer tipo de dado válido e identificador é o novo nome para esse tipo. O novo nome
definido não substitui o nome do tipo, apenas é usado como um apelido para o mesmo.

Por exemplo:

\begin{lstlisting}
typedef float flutuante;
...
flutuante atraso;
\end{lstlisting}

O typedef é extremamente útil para simplificar nomes muito longos e complexos, como por exemplo,
nomes de estruturas.

Por exemplo:

\begin{lstlisting}
typedef struct cliente {
	float divida;
	int atraso;
	char nome[40];
} cliente;

cliente lista[50];
\end{lstlisting}

Nesse exemplo, cliente não é uma variável do tipo struct cliente, mas um outro nome para struct
cliente.

O código a seguir é equivalente ao anterior.
\begin{lstlisting}
struct cliente {
	float divida;
	int atraso;
	char nome[40];
};

typedef struct cliente cliente;

cliente lista[50];
\end{lstlisting}

\subsection{Campos de bit (bit fields)}

A linguagem C permite que sejam acessados os bits individuais dentro de um tipo de dados maior como,
por exemplo, um byte.

Campos de bit são campos de uma estrutura formatados de modo a ocuparem uma quantidade de
bits definível pelo programador.

Éssa propriedade é muito útil quando se deseja definir estruturas que vão conter dados que, 
normalmente, precisariam de menos que 8 bits (menor tamanho possível para um tipo de dado comum), ou
mesmo um dado que ocuparia uma quantidade de bits que não seja múltiplo de 8.

A forma genérica para se definir um campo de bit é:

\begin{lstlisting}
struct nome estrutura{
	tipo var var : nbits;
	...
};
\end{lstlisting}

Onde, além dos elementos tradicionais de uma estrutura, existe um novo elemento denominado nbits,
que determina o tamanho, em bits, que a variável deve ocupar.

Observe que nbits não pode ser maior que o tamanho normal do tipo de dado tipo var.

\begin{lstlisting}
struct pessoa {
	char nome[30];
	int sexo: 1; // 0-> feminino , 1-> masculino
	int idade: 7;
	int estado civil: 2;
	// 0 -> solteiro
	// 1 -> casado
	// 2 -> desquitado
	// 3 -> viuvo 
} pessoas[2];

int main ()
{
	pessoas[0].nome = "Jose Maria da Silva";
	pessoas[0].sexo = 1; // masculino 
	pessoas[0].idade = 34;
	pessoas[0].estado civil = 0; // solteiro
}
\end{lstlisting}

\subsection{Exercícios}

1. Defina uma estrutura para armazenar os seguintes campos:

\begin{itemize}
	\item produto: [10 caracteres]
	\item pago: (valores que pode assumir: s/n)
	\item código: (valores que pode assumir: 0-31)
	\item setor: (valores que pode assumir: 0-3)
\end{itemize}


Defina duas estruturas, uma sem campos de bits e outra com campos de bits de modo a ocupar o
menor tamanho possível.

Baseado na tabela abaixo, compare a diferença entre os tamanhos de uma estrutura normal (sem
campos de bits) e uma estrutura com campos de bits.

\begin{center}
	\begin{tabular}{|l|l|}
		\hline char & 1 \\
		\hline int & 4 \\
		\hline
	\end{tabular}
\end{center}

\end{document}