Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões Campus Frederico Westphalen Departamento de Engenharias e Ciência da Computação Algoritmos e Estrutura de Dados I informática I

9.Subalgoritmos

Sempre é possível dividir problemas grandes e complicados em problemas menores e de solução mais simples. Assim, pode-se solucionar cada um destes pequenos problemas separadamente, criando algoritmos para tal (subalgoritmos). Posteriormente, pela justaposição destes subalgoritmos elabora-se “automaticamente” um algoritmo mais complexo e que soluciona o problema original. Esta metodologia de trabalho é conhecida como Método de Refinamentos Sucessivos, cujo estudo é assunto de cursos avançados sobre técnicas de programação.

Um subalgoritmo é um nome dado a um trecho de um algoritmo mais complexo e que, em geral, encerra em si próprio um pedaço da solução de um problema maior – o algoritmo a que ele está subordinado. Este conceito é essencial numa ciência bastante recente: a Engenharia de Software.

Em resumo, os subalgoritmos são importantes na:

• 
  subdivisão de algoritmos complexos, facilitando o seu entendimento;
  
• 
  estruturação de algoritmos, facilitando principalmente a detecção de erros e a documentação de sistemas; e
  
• 
  modularização de sistemas, que facilita a manutenção de softwares e a reutilização de subalgoritmos já implementados.
  

Muitas vezes os subalgoritmos podem ser úteis para encerrar em si uma certa seqüência de comandos que é repetida várias vezes num algoritmo. Nestes casos, os subalgoritmos proporcionam uma diminuição do tamanho de algoritmos maiores. Antigamente, esta propriedade era tida como a principal utilidade dos subalgoritmos.

9.1Mecanismo de Funcionamento

O corpo do algoritmo principal é sempre o último trecho do pseudocódigo de um algoritmo. As definições dos subalgoritmos estão sempre colocadas no trecho após a definição das variáveis globais e antes do corpo do algoritmo principal:

Durante a execução do algoritmo principal, quando se encontra um comando de invocação de um subalgoritmo, a execução do mesmo é interrompida. A seguir, passa-se à execução dos comandos do corpo do subalgoritmo. Ao seu término, retoma-se a execução do algoritmo que o chamou (no caso, o algoritmo principal) no ponto onde foi interrompida (comando de chamada do subalgoritmo) e prossegue-se pela instrução imediatamente seguinte.

Note, também, que é possível que um subalgoritmo chame outro através do mesmo mecanismo.

9.2Definição de Subalgoritmos

• 
  um cabeçalho, onde estão definidos o nome e o tipo do subalgoritmo, bem como os seus parâmetros e variáveis locais;
  
• 
  um corpo, onde se encontram as instruções (comandos) do subalgoritmo.
  

O corpo do subalgoritmo contém as instruções que são executadas cada vez que ele é invocado.

O tipo de um subalgoritmo é definido em função do número de valores que o subalgoritmo retorna ao algoritmo que o chamou. Segundo esta classificação, os algoritmos podem ser de dois tipos:

• 
  funções, que retornam um, e somente um, valor ao algoritmo chamador;
  
• 
  procedimentos, que retornam zero (nenhum) ou mais valores ao algoritmo chamador.
  

9.3Funções

A sintaxe da definição de uma função é dada a seguir:

Temos que:

• 
  <nome> é o nome simbólico pelo qual a função é invocada por outros algoritmos;
  
• 
  <parâmetros> são os parâmetros da função;
  
• 
  <tipo de dado> é o tipo de dado da informação retornado pela função ao algoritmo chamador;
  
• 
  <variáveis locais> consiste na definição das variáveis locais à função. Sua forma é análoga à da definição de variáveis num algoritmo;
  
• 
  <comando composto> é o conjunto de instruções do corpo da função.
  

A invocação de uma função é feita pelo simples aparecimento do nome da mesma, seguido pelos respectivos parâmetros entre parênteses, dentro de uma expressão. A função é executada e, ao seu término, o trecho do comando que a invocou é substituído pelo valor retornado pela mesma dentro da expressão em que se encontra, e a avaliação desta prossegue normalmente.

Dentro de uma função, e somente neste caso, o comando Retorne <expressão> é usado para retornar o valor calculado pela mesma. Ao encontrar este comando, a expressão entre parênteses é avaliada, a execução da função é terminada neste ponto e o valor da expressão é retornado ao algoritmo chamador. Vale lembrar que uma expressão pode ser uma simples constante, uma variável ou uma combinação das duas por meio de operadores. Esta expressão deve ser do mesmo tipo que o valor retornado pela função.

O algoritmo a seguir é um exemplo do emprego de função para calcular o valor de um número elevado ao quadrado.

Z := w * w

Y := Quad(X)

Do exemplo anterior é importante notar que:

– a função Quad toma W como parâmetro do tipo real, retorna um valor do tipo real e possui Z como uma variável local real;

– o comando de invocação da função Quad aparece no meio de uma expressão, no comando de atribuição dentro do algoritmo principal.