Conceitos de Linguagens de  
Programação  
Aula 07 Nomes, Vinculações, Escopos  
e Tipos de Dados  
Edirlei Soares de Lima  
<edirlei@iprj.uerj.br>  
Introdução  
Linguagens de programação imperativas são abstrações da  
arquitetura de Von Neumann:  
Memória: armazena instruções e dados;  
Processador: fornece informações para modificar o conteúdo da  
memória.  
As abstrações para as células de memória da máquina são as variáveis;  
Nomes  
Um nome (ou identificador) é uma cadeia de  
caracteres usado para identificar alguma entidade  
em um programa.  
Questões de projeto:  
Qual é o tamanho máximo de um nome?  
Caracteres especiais podem ser usados em nomes?  
Os nomes fazem distinção entre minúsculo e maiúsculo?  
As palavras especiais são palavras reservadas ou palavras-  
chave?  
Nomes: Formato dos Nomes  
Geralmente nomes devem iniciar com letras (a..z) ou _  
(underline) e seguidos por letra _ ou dígitos.  
Em algumas linguagens os nomes são case sensitive:  
Exemplo: iprj, Iprj e IPRJ são nomes distintos;  
Afeta a legibilidade;  
Nomes: Tamanho de Nomes  
Tamanhos para nomes estabelecidos por algumas  
linguagens de programação:  
FORTRAN: máximo 6;  
COBOL: máximo 30;  
FORTRAN 90 e ANSI C: máximo 31;  
Ada: sem limite*;  
C++: sem limite*;  
*
Implementadores frequentemente estabelecem limite.  
Nomes: Palavras Especiais  
Palavra-chave: palavra que é especial apenas em certos  
contextos  
Exemplo em FORTRAN:  
INTEGER REAL  
REAL INTEGER  
Palavra reservada: palavra que não pode ser usada como um  
nome definido pelo usuário  
Quanto maior a quantidade de palavra reservada, maior a dificuldade  
do usuário definir nomes para as variáveis  
Variáveis  
Variável é uma abstração de uma célula de memória;  
Surgiram durante a mudança das linguagens de programação  
de baixo para alto nível;  
Pode ser caracterizada por 6 atributos:  
Nome: identificador;  
Endereço: localização da memória a ela associado;  
Tipo: intervalo de possíveis valores e operações  
Valor: o que está armazenado na variável num determinado momento;  
Tempo de vida: tempo durante o qual a memória permanece alocada  
para a variável;  
Escopo: partes do programa onde a variável é acessível;  
Variáveis Escopo  
include <stdio.h>  
#
int res;  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
Escopo de f  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
Escopo de res  
}
int main(void)  
{
res = fat(3);  
printf("Fatorial = %d \n", res);  
return 0;  
}
Variáveis Tempo de Vida  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Variáveis Tempo de Vida  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Variáveis Tempo de Vida  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Variáveis Tempo de Vida  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Variáveis Tempo de Vida  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Variáveis Tempo de Vida  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Variáveis Tempo de Vida  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Variáveis Tempo de Vida  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Variáveis Tempo de Vida  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
O conceito de Vinculação  
Vinculação (binding): associação de um (nome) identificador a  
sua declaração no programa.  
Exemplo:  
const int z = 0;  
char c;  
int func()  
{
c: constante 3.14  
b: variável boleana  
z: constante 0  
func: função  
const float c = 3.14;  
bool b;  
...  
}
int main()  
{
c: variável char  
z: constante 0  
func: função  
...  
}
O conceito de Vinculação  
Funcionamento da vinculação: A = B + C  
1
2
3
4
. Obter os endereços de A, B e C;  
. Obter os dados dos endereços (memória) B e C;  
. Computar o resultado de B + C;  
. Armazenar o resultado na locação de A;  
Apesar da abstração de endereços em nomes, as  
linguagens imperativas mantém os 4 passos como  
uma unidade de programa padrão.  
Vinculação  
Dado objeto = (L, N, V, T), onde:  
L locação;  
N nome;  
V valor;  
T tipo;  
A vinculação é a atribuição de valor a um dos quatro componentes acima.  
As vinculações podem ocorrer em:  
Tempo de compilação;  
Tempo de loading (quando o programa gerado pelo compilador está sendo  
alocado à locações específicas na memória);  
Tempo de execução.  
Tipos de Vinculações  
Vinculações de locação: geralmente ocorrem em tempo de  
loading, mas também podem ocorrer em tempo de execução  
(variáveis em procedimentos e alocação dinâmica).  
Vinculações de nome: ocorrem tipicamente em tempo de  
compilação, quando uma declaração é encontrada.  
Vinculações de valor: ocorrem tipicamente em tempo de  
execução.  
Tipos de Vinculações  
Vinculações de tipo: ocorrem geralmente em tempo de  
compilação, através de declarações de tipo.  
Vinculações de tipo dinâmico: ocorre durante tempo de  
execução, não havendo declarações de tipo. O tipo do dado  
objeto é determinado pelo tipo do valor, e portanto, uma  
mudança de valor implica em nova vinculação.  
Tipos de Vinculações  
Exemplo: x = x + 5  
O tipo de x é vinculado em tempo de compilação;  
O conjunto de possíveis valores de x é vinculado em tempo  
de loading;  
O significado de + é vinculado em tempo de compilação,  
após a determinação dos tipos dos operandos;  
5 é vinculado em tempo de loading;  
Tipos de Vinculações  
Vinculação Estática: ocorre antes da execução e permanece  
inalterado durante a execução do programa;  
O tipo pode ser especificado por uma declaração explícita ou  
implícita:  
Uma declaração explícita é uma sentença declarativa para o tipo da  
variável:  
Exemplo: int x;  
Uma declaração implícita é um mecanismo padrão para a  
especificação de tipos acontece na primeira vez que uma variável é  
encontrada:  
Exemplo: em Fortran, se uma variável não for explicitamente declarada, usa-se a  
convenção para declará-la implicitamente: se a variável começar com I, J, K, L, M ou  
N, recebe tipo integer; caso contrario recebe tipo real.  
Tipos de Vinculações  
Vinculação Dinâmica: ocorre durante a execução ou pode ser  
alterado durante a execução do programa;  
O tipo de uma variável não é especificado por uma sentença  
de declaração, nem pode ser determinado pelo nome da  
variável;  
A variável é vinculada a um tipo quando é atribuído um valor  
a ela.  
Exemplo: PHP  
$
$
varA = 10; //variável int  
varA = "teste"; //passa a ser uma string  
Vinculações de Armazenamento  
Um caráter fundamental de uma linguagem de programação é  
determinando pelo projeto das vinculações de armazenamento  
para suas variáveis.  
É necessário definir como ocorrem essas vinculações:  
Célula de memória a qual uma variável é vinculada é obtida a partir das  
células de memória disponíveis alocação  
Quando a variável não necessita mais desta célula de memória, torna-se  
necessário devolvê-la ao conjunto de células disponíveis liberação  
Tempo de Vida  
O tempo de vida de uma variável é o tempo durante o qual  
ela está vinculada a uma célula de memória.  
Os tipos de variáveis são classificadas em:  
Variáveis estáticas;  
Variáveis dinâmicas na pilha;  
Variáveis dinâmicas no monte (heap) explícitas;  
Variáveis dinâmicas no monte (heap) implícitas;  
Variáveis Estáticas  
Vinculadas a células de memória antes da execução,  
permanecendo na mesma célula de memória durante toda a  
execução do programa.  
Exemplo: variáveis estáticas em C  
Vantagem:  
Eficiência (endereçamento direto);  
Não há sobrecarga em tempo de execução para alocação e liberação.  
Desvantagem:  
Falta de flexibilidade (sem recursão);  
Armazenamento não compartilhado entre variáveis.  
Variáveis Estáticas  
Exemplo em C:  
void func()  
{
static int x = 0;  
x++;  
printf("%d\n", x);  
}
int main()  
{
int cont;  
for (cont = 0; cont < 100; cont++)  
{
func();  
}
}
Variáveis Dinâmicas de Pilha  
Vinculações são criadas quando suas sentenças de declaração  
são efetuadas, mas o tipo é estaticamente vinculado.  
Exemplo: em C, as declarações de variáveis que aparecem no início de  
um método são elaboradas quando o método é chamado e as variáveis  
definidas por essas declarações são liberadas quando o método  
completa sua execução.  
Vantagem:  
Permitem recursão e otimizam o uso de espaço em memória.  
Desvantagens:  
Sobrecarga de alocação e liberação.  
Variáveis Dinâmicas de Pilha  
include <stdio.h>  
#
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Variáveis Dinâmicas na Heap (explícitas)  
Variáveis dinâmicas do monte (heap) explícitas são células de  
memória não nomeadas (abstratas), que são alocadas e  
liberadas por instruções explícitas, especificadas pelo  
programador, que tem efeito durante a execução.  
Variáveis referenciadas através de ponteiros.  
Vantagem:  
Armazenamento dinâmico.  
Desvantagens:  
O programador é responsável pelo gerenciamento da memória (não  
confiável).  
Variáveis Dinâmicas na Heap (explícitas)  
Exemplo em C:  
int *valor;  
valor = (int*) malloc(sizeof(int));  
..  
free(valor);  
.
Variáveis Dinâmicas na Heap (implícitas)  
Variáveis dinâmicas do monte implícitas são vinculadas ao  
armazenamento no monte (heap) apenas quando são  
atribuídos valores a elas.  
Exemplo em JavaScript:  
highs = [74, 84, 86, 90, 71];  
Vantagem:  
Flexibilidade.  
Desvantagens:  
Sobrecarga em tempo de execução.  
Verificação de Tipos de Variáveis  
Verificação ou Checagem de Tipo é uma atividade de garantia  
de que operandos e operadores são de tipos compatíveis  
Tipo compatível é um tipo que é permitido para um operando  
segundo as regras da linguagem. Pode ser que haja a conversão  
automática para garantir a compatibilidade.  
Uma linguagem é fortemente tipada se erros de tipo são  
sempre detectados.  
A linguagem C e C++ não é fortemente tipificada:  
Permitem funções cujos parâmetros não são verificados quanto ao tipo.  
A linguagem java é fortemente tipificada.  
Escopo  
O escopo de uma variável é a faixa de instruções na qual a  
variável é visível.  
Uma variável é visível em uma instrução se puder ser referenciada  
nessa instrução.  
Variáveis locais vs variáveis globais.  
É possível definir escopos através de blocos. Exemplo em C:  
int a, b;  
if (a > b){  
int temp;  
temp = a;  
a = b;  
b = temp;  
}
Blocos e Escopo  
Exemplo:  
void sub()  
{
int count;  
.
. .  
while (. . .)  
{
Válido em C e C++  
Ilegal em Java e C#  
int count;  
count++;  
.
. .  
}
.
. .  
}
Blocos e Escopo Implementação  
#include <stdio.h>  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Blocos e Escopo Implementação  
#include <stdio.h>  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Blocos e Escopo Implementação  
#include <stdio.h>  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Blocos e Escopo Implementação  
#include <stdio.h>  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Blocos e Escopo Implementação  
#include <stdio.h>  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Blocos e Escopo Implementação  
#include <stdio.h>  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Blocos e Escopo Implementação  
#include <stdio.h>  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Blocos e Escopo Implementação  
#include <stdio.h>  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Blocos e Escopo Implementação  
#include <stdio.h>  
int fat(int n)  
{
int f;  
if (n == 0)  
f = 1;  
else  
f = n * fat(n-1);  
return f;  
}
int main(void)  
{
int n = 3, r;  
r = fat(n);  
printf("Fatorial de %d = %d \n", n, r);  
return 0;  
}
Tipos de Dados  
Um tipo de dado define uma coleção de dados e um  
conjunto de operações predefinidas sobre esses dados.  
É importante que uma linguagem de programação forneça  
uma coleção apropriada de tipos de dados.  
Sistema de tipos:  
Define como um tipo é associado a uma expressão;  
Inclui regras para equivalência e compatibilidade de tipos;  
Entender o sistema de tipos de uma linguagem de  
programação é um dos aspectos mais importantes para  
entender a sua semântica.  
Tipos de Dados Primitivos  
Os tipos de dados primitivos são os tipos de dados não-  
definidos em termos de outros tipos.  
Praticamente todas as linguagens de programação oferecem  
um conjunto de tipos de dados primitivos.  
Usados com construções de tipo para fornecer os tipos  
estruturados. Os mais comuns são:  
Tipos numéricos;  
Tipos booleanos;  
Tipos caracteres;  
Tipos de Dados Primitivos: Inteiro  
O tipo de dados primitivo numérico mais comum é o inteiro.  
Atualmente, diferentes tamanhos para inteiros são suportados  
diretamente pelo hardware.  
Exemplo Java: byte, short, int, long  
Tipo  
byte  
short  
int  
Tamanho (Bits)  
8 (1 byte)  
Descrição  
Pode assumir valores entre -27= -128 e 27 = +128.  
Pode assumir valores entre -215 e 215  
Pode assumir valores entre -231 e 231  
Pode assumir valores entre -263 e 263  
16 (2 bytes)  
32 (4 bytes)  
64 (8 bytes)  
long  
Tipos de Dados Primitivos: Ponto Flutuante  
Tipos de dados de ponto flutuante modelam os números  
reais.  
A maioria das linguagens de programação de fins científicos  
suportam pelo menos dois tipos de ponto flutuante.  
Exemplo Java: float e double  
Tipo  
Tamanho (Bits)  
Descrição  
float  
32 (4 bytes)  
O menor valor positivo representável por esse tipo  
é 1.40239846e-46 e o maior é 3.40282347e+38.  
double 64 (8 bytes)  
O menor valor positivo representável é 4.94065645  
8
7
41246544e-324 e o maior é 1.797693134862315  
e+308.  
Tipos de Dados Primitivos: Ponto Flutuante  
Valores de ponto flutuante são representados como frações  
expoentes (máquinas mais antigas). Máquinas atuais usam o  
formato padrão IEEE Floating-Point Standard 754.  
Os valores que podem ser representados pelo tipo ponto  
flutuante é definido em termos de:  
Precisão: exatidão da parte fracionária de um valor (medida pela  
quantidade de bits);  
Faixa: combinação da faixa de frações e, o mais importante, de  
expoentes.  
Tipos de Dados Primitivos: Booleano  
Tipo mais simples de dado primitivo;  
Faixa de valores: dois elementos, um para “true” e um para  
“false”;  
Um inteiro poderia ser utilizado para representá-lo, porem  
dificulta a legibilidade.  
C não apresenta o tipo booleano: 0 = falso e 1 = verdadeiro  
Tipos de Dados Primitivos: Caracteres  
Armazenados como codificações numéricas;  
Tradicionalmente, a codificação mais utilizada era o ASCII de 8  
bits  
Faixa de valores entre 0 e 127 para codificar 128 caracteres diferentes.  
Uma alternativa, codificação de 16 bits: Unicode (UCS-2)  
Inclui caracteres da maioria das linguagens naturais  
Usado em Java;  
C# e JavaScript também suportam Unicode.  
Tipo Cadeia de Caracteres (Strings)  
Valores consistem em sequências de caracteres;  
Questões de projeto:  
É um tipo primitivo ou apenas um tipo especial de vetores de  
caracteres?  
As cadeias devem ter tamanho estático ou dinâmico?  
Tipo Cadeia de Caracteres (Strings)  
String de Tamanho Estático:  
Tamanho especificado na declaração;  
"Strings cheias", caso uma string mais curta for atribuída, os caracteres  
vazios são definidos como brancos (espaços).  
String de Tamanho Dinâmico Limitado:  
Possuem tamanhos variáveis até um máximo declarado e fixo  
estabelecido pela definição da variável;  
Tais variáveis podem armazenar qualquer número de caracteres entre  
zero e o máximo.  
String de Tamanho Dinâmico:  
Possuem tamanhos variáveis sem limites;  
Tal opção exige a alocação e desalocação dinâmica de armazenamento,  
mas proporciona máxima flexibilidade.  
Tipo Cadeia de Caracteres (Strings)  
Strings em C:  
Não são definidas como tipo primitivo  
Usam vetores char e uma biblioteca de funções que oferecem  
operações (string.h)  
Finalizadas por um caractere especial, nulo, representado com um  
caractere especial ('\0')  
Operações são realizadas até encontrar este caractere.  
Exemplo: char str[] = "teste";  
"teste\0"  
Biblioteca de funções:  
strcpy, strcmp, strlen, strcat...  
Tipo Cadeia de Caracteres Implementação  
Tamanho estático:  
Descritor em tempo de compilação;  
Tamanho dinâmico limitado:  
Podem exigir um descritor em tempo de execução para armazenar  
tanto o tamanho máximo como o tamanho atual;  
Tamanho dinâmico:  
Exigem um descritor em tempo de execução;  
Exigem um gerenciamento de armazenagem mais complexo;  
Alocação e desalocação.  
Leitura Complementar  
Sebesta, Robert W. Conceitos de Linguagens  
de Programação. Editora Bookman, 2011.  
Capítulo 5: Nomes, Vinculações, Verificação  
de Tipos e Escopos  
Capítulo 6: Tipos de Dados