Java: variáveis, entrada e saída

1. Visão geral

Neste material estudaremos os algoritmos de sequência simples, ou seja, aqueles que envolvem um conjunto de entradas, processamento e um conjunto de saídas. Faremos a implementação desses algoritmos utilizando a linguagem Java. Para tanto, veremos também declaração de variáveis e métodos de entrada e saída.

O que você vai aprender

• Como compilar e executar um programa Java com javac e java
• Boas práticas de escrita de código Java (indentação, nomes, CamelCase)
• A estrutura entrada – processamento – saída
• Variáveis e os tipos primitivos int, double e boolean
• Entrada e saída de dados com JOptionPane.showInputDialog e JOptionPane.showMessageDialog
• Os operadores aritméticos da linguagem Java

O que você vai precisar

• JDK instalado
• Um IDE ou editor de código (por exemplo, o VS Code)

2. Meu primeiro programa em Java

Nosso primeiro programa em Java será aquele exibido no Bloco de Código 2.1.1.

HelloWorld.java · Bloco de Código 2.1.1

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World");
    }
}

O código de um programa de computador escrito na linguagem Java é compilado para uma forma intermediária de código denominada bytecode, que é interpretada pelas Máquinas Virtuais Java. Para isso, utilizamos o comando javac ou acionamos o item do IDE que o invoca. A sintaxe do comando é

Terminal

javac arquivo.java

Pronto, agora o nosso bytecode está pronto para ser interpretado pela JVM. Eles estão armazenados em um arquivo de extensão .class que foi gerado pelo compilador. Para colocar o programa em execução, use

Terminal

java arquivo

Mais precisamente, esse comando coloca uma instância da máquina virtual Java em execução e ela se encarrega de interpretar os bytecodes, explicando para o computador o que ele deve fazer a cada instrução. Repare que não colocamos extensões quando ela é colocada em execução.

O arquivo HelloWorld.java

O exemplo mostra que a classe HelloWorld tem um método main que é quase sempre escrito da forma apresentada. Ele também admite algumas variações que veremos conforme aprofundamos os estudos. O método println exibe uma mensagem em tela de comando. Vamos praticar algumas variações, utilizando a classe JOptionPane, por exemplo.

Observações importantes e boas práticas de programação

• Blocos são delimitados por {}, a menos que tenham uma única instrução. Neste caso, o uso de {} é opcional.
• Uma boa prática de programação é indentar sempre programas.
• Classes têm nomes iniciados por letra em caixa alta.
• Variáveis e métodos têm nome iniciados por letras em caixa baixa.
• Métodos sempre têm parênteses para parâmetros, mesmo que fiquem vazios.
• Para quaisquer nomes, respeitamos o padrão conhecido como CamelCase.

3. Algoritmos básicos

Um algoritmo básico ou de sequência simples tem a seguinte estrutura:

entrada – processamento – saída

A Figura 2.4.1 ilustra um fluxograma para essa estrutura.

Figura 2.4.1 – Fluxograma de um algoritmo de sequência simples.

Um exemplo simples

Somar 2 números escolhidos pelo usuário e exibir o resultado.

Entrada: informações que são fornecidas ao programa para que ele seja executado. Nesse primeiro exemplo, são os 2 números escolhidos pelo usuário. Nesta fase, o programa irá:

• ler os valores digitados pelo usuário
• armazenar os valores em variáveis denominadas primeiroValor e segundoValor

Processamento: aquilo que o programa faz com a entrada para obter a saída desejada. Nesta fase, o programa irá:

• calcular a soma entre primeiroValor e segundoValor
• armazenar o resultado calculado em uma variável chamada resultado

Saída: entrega do resultado obtido. Neste exemplo, o programa irá:

• exibir o valor resultante na saída padrão

4. Variáveis e tipos primitivos

Variável

Uma área reservada na memória RAM, identificada por um nome, que pode armazenar valores de um determinado tipo.

Um tipo de dado define um conjunto de valores e um conjunto de operações válido. Pelo fato de especificarmos os tipos de nossas variáveis ainda em tempo de compilação, ou seja, entregarmos essa informação ao compilador, dizemos que a linguagem Java é estaticamente tipada.

No Java temos vários tipos chamados primitivos. Veja alguns bastante comuns:

• int: é o tipo de dado capaz de armazenar 32 bits, ou seja, de representar um número inteiro qualquer entre -2.147.483.648 e 2.147.483.647.
• double: permite armazenar valores de ponto flutuante IEEE 754 de 64 bits e dupla precisão. Essa é a opção padrão para valores decimais.
• boolean: armazena um único byte de informação, que pode ser representado pelas palavras false (falso) ou true (verdadeiro).

O Bloco de Código 2.6.1 mostra o esqueleto da classe SomaDoisNumeros, com a definição do bloco do método main e a declaração das 3 variáveis, do tipo double. Perceba a indentação do código.

SomaDoisNumeros.java · Bloco de Código 2.6.1

public class SomaDoisNumeros {
    public static void main(String[] args) {
        double primeiroValor;
        double segundoValor;
        double resultado;
    }
}

5. Entrada de dados

O Java provê várias classes que podem realizar a entrada de dados. Vamos iniciar pela classe JOptionPane, que fornece, entre outros, métodos para entrada e saída. Essa classe está no pacote javax.swing, portanto, devemos importá-la para podermos usar. O método para entrada de dados é o showInputDialog.

O Bloco de Código 2.7.1 mostra agora a classe SomaDoisNumeros, com a linha de importação da classe JOptionPane e a leitura (entrada) dos valores que o usuário digita e são armazenados nas variáveis primeiroValor e segundoValor.

SomaDoisNumeros.java · Bloco de Código 2.7.1

import javax.swing.JOptionPane;

public class SomaDoisNumeros {
    public static void main(String[] args) {
        double primeiroValor;
        double segundoValor;
        double resultado;
        primeiroValor = Double.parseDouble(JOptionPane.showInputDialog("Digite o primeiro valor"));
        segundoValor = Double.parseDouble(JOptionPane.showInputDialog("Digite o segundo valor"));
    }
}

O método showInputDialog tem como parâmetro a mensagem que aparece para o usuário (sempre entre aspas). Note também que temos outro método: o parseDouble definido pela classe Double. Isso é necessário porque o método showInputDialog sempre devolve uma String, isto é, uma sequência de caracteres, portanto temos que transformá-la em valor numérico, neste caso em double.

6. Processamento

Estamos quase lá, a entrada está resolvida, vamos para o processamento. O programa tem por objetivo somar dois números. Utilizamos para isso o operador +. A Tabela 2.8.1 mostra os operadores aritméticos da linguagem Java.

Tabela 2.8.1

O Bloco de Código 2.8.1 mostra a implementação da fase de processamento.

SomaDoisNumeros.java · Bloco de Código 2.8.1

import javax.swing.JOptionPane;

public class SomaDoisNumeros {
    public static void main(String[] args) {
        double primeiroValor;
        double segundoValor;
        double resultado;
        primeiroValor = Double.parseDouble(JOptionPane.showInputDialog("Digite o primeiro valor"));
        segundoValor = Double.parseDouble(JOptionPane.showInputDialog("Digite o segundo valor"));
        resultado = primeiroValor + segundoValor;
    }
}

7. Saída

A saída é simples, uma caixa de diálogo para exibir mensagens. O método showMessageDialog se encarrega desta tarefa. Veja o Bloco de Código 2.9.1.

SomaDoisNumeros.java · Bloco de Código 2.9.1

import javax.swing.JOptionPane;

public class SomaDoisNumeros {
    public static void main(String[] args) {
        double primeiroValor;
        double segundoValor;
        double resultado;
        primeiroValor = Double.parseDouble(JOptionPane.showInputDialog("Digite o primeiro valor"));
        segundoValor = Double.parseDouble(JOptionPane.showInputDialog("Digite o segundo valor"));
        resultado = primeiroValor + segundoValor;
        JOptionPane.showMessageDialog(null, resultado);
    }
}

Note que o primeiro parâmetro é a palavra reservada null, sobre a qual discutiremos mais adiante. O segundo parâmetro é a expressão que resulta no valor que se deseja exibir.

É possível exibir um simples valor numérico, uma sequência de caracteres e, utilizando o operador de concatenação, podemos montar uma sequência textual interessante. Veja o exemplo do Bloco de Código 2.9.2. Repare no comentário que fizemos para que o programa produza a saída uma única vez.

SomaDoisNumeros.java · Bloco de Código 2.9.2

import javax.swing.JOptionPane;

public class SomaDoisNumeros {
    public static void main(String[] args) {
        double primeiroValor;
        double segundoValor;
        double resultado;
        primeiroValor = Double.parseDouble(JOptionPane.showInputDialog("Digite o primeiro valor"));
        segundoValor = Double.parseDouble(JOptionPane.showInputDialog("Digite o segundo valor"));
        resultado = primeiroValor + segundoValor;
        //JOptionPane.showMessageDialog(null, resultado);
        JOptionPane.showMessageDialog(null, "O resultado é " + resultado);
    }
}

8. Exercícios

1. Ler a cotação do dólar e a quantidade de dólares. Converter para real e mostrar o resultado.

2. Ler 4 números, calcular o quadrado para cada um, somar todos os quadrados e mostrar o resultado.

3. Calcular o pagamento de comissão de vendedores de peças, levando-se em consideração que sua comissão será de 5% do total da venda e que você tem os seguintes dados: preço unitário da peça e quantidade vendida.

4. Ler um valor inteiro e exibir seu antecessor.

5. Ler as dimensões de um retângulo (base e altura), calcular e escrever a área do retângulo.

6. Ler a idade de uma pessoa expressa em anos e exibir expressa em dias (considere que um ano tem 365 dias).

7. Ler a idade de uma pessoa expressa em anos, meses e dias e exibir a idade dessa pessoa expressa apenas em dias. Considerar ano com 365 dias e mês com 30 dias.

8. Ler o número total de eleitores de um município, o número de votos brancos, nulos e válidos. Calcular e escrever o percentual que cada um representa em relação ao total de eleitores.

9. Ler o salário mensal atual de um funcionário e o percentual de reajuste. Calcular e exibir o valor do novo salário.

10. O custo de um carro novo ao consumidor é a soma do custo de fábrica com a porcentagem do distribuidor e dos impostos (aplicados ao custo de fábrica). Supondo que o percentual do distribuidor seja de 28% e os impostos de 45%, ler o custo de fábrica de um carro, calcular e escrever o custo final ao consumidor.

11. Uma revendedora de carros usados paga a seus funcionários vendedores um salário fixo por mês, mais uma comissão também fixa para cada carro vendido e mais 5% do valor das vendas por ele efetuadas. Ler o número de carros por ele vendidos, o valor total de suas vendas, o salário fixo e o valor que ele recebe por carro vendido. Calcular e exibir o salário final do vendedor.

12. No plano cartesiano, a distância entre dois pontos $p_1(x_1, y_1)$ e $p_2(x_2, y_2)$ é definida como

    $dist(p_1, p_2) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$

    Escreva um programa que lê os valores x1, y1, x2 e y2 nesta ordem e exibe a distância entre p1 e p2. Utilize valores reais. Vasculhe a documentação da classe Math no link a seguir e encontre um método apropriado para o cálculo da raiz quadrada. https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/docs/api/java.base/java/lang/Math.html

13. A área de um círculo pode ser calculada da seguinte forma

    $A = \pi \cdot r^2$

    Faça um programa que lê o valor do raio e exibe a área calculada. Vasculhe a documentação da classe Math no link a seguir e utilize a sua constante que representa o valor de pi. https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/docs/api/java.base/java/lang/Math.html

14. Suponha que um aluno tem três notas: A, B e C. Para calcular a média final, seu professor aplica os pesos 2, 3 e 5, respectivamente. Escreva um programa que lê os valores A, B e C e seus respectivos pesos. O programa deve produzir a média ponderada conforme descrito.

15. Escreva um programa que lê dois valores inteiros A e B e exibe o texto "Soma: " seguido da soma de A e B. Se A = 2 e B = 3, por exemplo, o programa deve exibir Soma: 5.

16. Faça um programa que lê um número inteiro e calcula o menor número de notas suficiente para representar tal valor. Considere a existência de notas de valores 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2 e 1. Por exemplo, se o valor lido for 643, esse valor pode ser representado por:

    • 3 notas de 200
    • 2 notas de 20
    • 1 nota de 2
    • 1 nota de 1

    Assim, seu programa deve exibir o texto "7 notas". Dica: use os operadores / e %.

9. Encerramento

Você escreveu programas de sequência simples em Java: declarou variáveis de tipos primitivos, leu dados com showInputDialog, converteu textos em números com Double.parseDouble, fez cálculos com os operadores aritméticos e exibiu resultados com showMessageDialog.

Próximos passos

• Resolva o desafio e os exercícios deste codelab
• Siga para o codelab de estruturas de seleção, em que os programas passam a tomar decisões