O conceito da Máquina de Turing é o fundamento da programação imperativa.
A essência da programação imperativa se resume a três conceitos:
- Máquina abstrata de estados, com valores de um certo conjunto de variáveis;
- Expressões compostas por relações ou resultados de operações entre valores.
- Comandos de atribuição e de controle.
A execução de um programa imperativo se assemelha à simulação da operação de uma máquina física. Cada estado da máquina leva à uma sequência de ações. Essas ações alteram o estado da máquina até atingir um "estado final", concluindo a tarefa.
Vinculação de tipos:
- Estática
- As variáveis precisam ser declaradas antes de serem utilizadas;
- O tipo da variável é determinada quando a variável é declarada;
- Uma variável não pode ser declarada mais de uma vez;
- O tipo da variável éúnico, fixo e determinado ao longo de todo o programa;
- Atribuições à variáveis deve respeitar compatibilidade com o tipo;
- A verificação de tipos pode ocorrer em tempo de compilação;
- Programas mais eficientes, código executável mais compacto.
- Dinâmico fortes
- Valores de diferentes tipos podem ser armazenados numa variável;
- Expressões e comandos devem ser coerentes ao tipo da variável;
- Verificação de tipos pode ser feita em compilação, mas deve haver verificações adicionais em tempo de execução;
- Compiladores e interpretadores mais simples de programar.
- Dinâmico fraco
- LP não verifica tipos dos valores atribuídos à variável;
- Verificação em tempo de execução.
Comandos e expressões são classificados como:
-
Operações - dependentes de tipo São subexpressões dos comandos de atribuição.
Aciona operação correspodente ao tipo dos valores envolvidos na expressão.
Soma entre inteiros, primeiro elemento de uma lista.
-
Operações - testes São subexpressões dos comandos de controle.
Verifica a validade de uma operação, retornando um valor booleano verdadeiro ou falso
-
Atribuições Atualiza o valor de uma variável.
Por convenção, o comando de atribuição é único em LPs imperativas.
A verificação de consistência de tipos depende se a LP usa tipos estáticos, dinâmicos fortes ou dinâmicos fracos.
-
Controle Reconhece o estado da máquina e determina a sequência de execução de comandos. Há duas categorias de comandos de controle:
-
Seleção Composto por um teste, um comando ou bloco/executado se o teste for verdadeiro e um comando/bloco executado se o teste for falso.
Condicinal if else
-
Iteração Composto por um teste, comando/bloco executado enquanto o teste for verdadeiro.
Laço while
-
Modularidade em um programa permite:
- Restringir o escopo de variáveis;
- Associar nomes à trechos de programas que podem ser chamados através desses nomes (funções ou procedimentos);
- Separar programas em trechos menores, que podem ser compilados separadamente e até executados de forma concorrente.
Uma unidade de programa (blocos, funções e procedimentos) pode ser composta por:
- Uma interfaço, com nome do módulo e especificação dos parâmetros de entrada e saída;
- Declaração de intens de escopo local ao módulo (variáveis, constantes e tipos locais);
- Sequência de comandos.
Sequência de comandos delimitado por um marcador de INÍCIO e um marcador de FIM do bloco.
Essencialmente, os blocos não tem nomes ou parâmetros de entrada/saída (essas são as funções e procedimentos). São os subprogramas associados aos comandos de seleção e iteração (ou seja, if else e while).
Similares aos blocos, porém possuem nome e parâmetros.
Usados pelas funções e procedimentos.
Parâmetros de entrada são os valores passados na chamada da função e que são utilizados dentro da mesma.
Parâmetros de saída são os valores resultados da função/procedimento.
- Parâmetros formais => parâmetros que aparecem na declaração do módulo;
- Parâmetros atuais => parâmetros passados na ativação da função.
Existem 2 maneiras de relacionar parâmetros formais e atuais:
- Relacionamento por palavra-chave => mesmo nome de variável para relacionar formal e atual.
- Relacionamento posicional (mais comum!) => posição do parâmetro formal e atual (na ativação) determina o relacionamento
Há diversos métodos de passagem de parâmetros para funções e procedimentos. Os mais comuns são:
-
Passagem por valor => o dos parâmetros atuais são passados para os parâmetros formais, que passam a atuar como variáveis locais dentro do escopo da função.
-
Passagem por referência => os valores dos parâmetros atuais são referências ao local onde estão armazenados. Assim, os valores podem ser acessados e alterados através dos parâmetros formais, independente do escopo do módulo (os valores podem ser alterados dentro da função).
Por exemplo, ponteiros em C.
LP imperativa desenvolvida Niklaus Wirth para o ensino de programação, apresentada em 1970.
Utiliza tipos estáticos e relacionamento posicional entre parâmetros.