1

Eu estou com um exercício pra fazer e estou com um problema no while. A condição pro while terminar seria quando passasse por 20 números pares e 20 números ímpares, mas quando ele atinge a primeira condição (contImpar == 20, ou seja, chega no 39), ele para de repetir. Onde está o erro? Segue o trecho do código e o enunciado:

Crie um algoritmo que some os primeiros 20 números inteiros impares e imprima a soma destes. Mostre também o produto dos primeiros 10 números pares.

int contPar=0, contImpar=0, somaPar=0, somaImpar=0, aux=1;

while( (contImpar<20) && (contPar<20) ) {
    printf("%d: ", aux);
    if(aux % 2 == 0) {
        contPar++;
        printf("%d + %d = ", somaPar, aux);
        somaPar += aux;
        printf("%d   qtd par: %d\n", somaPar, contPar);
    } else {
        contImpar++;
        printf("%d + %d = ", somaImpar, aux);
        somaImpar += aux;
        printf("%d   qtd impar: %d\n", somaImpar, contImpar);
    }
    aux++;
}
2
  • Sua interpretação do exercício está errada. Tem algo que indique que tem que usar apenas um while? É uma lógica complicada a toa.
    – Maniero
    Commented 19/09/2017 às 0:29
  • 1
    troque && por ||
    – Felipe
    Commented 19/09/2017 às 0:38

2 Respostas 2

4

Sobre condição de parada, while, semântica da linguagem e o título da pergunta

Como o @Maniero falou, o erro está na sua interpretação e em como expressar ela na linguagem de programação.

Em , expressamos condição de continuidade, não de parada. Então, se a condição de parada é:

contImpar >= 20 && contPar >= 20

se negarmos ela teremos a condição de continuidade:

!(contImpar >= 20 && contPar >= 20)

Aplicando De Morgan:

!(contImpar >= 20) || !(contPar >= 30)

Sabendo que "menor-que" é o complemento de "maior-igual":

contImpar < 20 || contPar < 20

Conforme o comentário do @Felipe.

Portanto, para fazer a mágica,

while (contImpar < 20 || contPar < 20)

Sobre o problema contido na questão e busca dos primeiros números

(Créditos ao @Maniero por notar a falta dessa explicação).

Primeiramente, sobre o texto da questão:

Crie um algoritmo que some os primeiros 20 números inteiros impares e imprima a soma destes. Mostre também o produto dos primeiros 10 números pares.

Em nenhum momento é especificado qual tipo de iteração será usada. Também não fala que deve ser realizado em uma única iteração. Nem que a iteração deva ser feita de maneira incremental. (Na verdade, nem precisa de iteração, só verificar a resposta do @AndersonCarlosWoss para a fórmula do somatório).

Vamos resolver essa questão de diversas maneiras? Mas, antes, vamos analisar algumas propriedades de somatórios e produtórios.

Sobre o número 0 e sua paridade

O número 0 é um número par, pois 0 % 2 == 0. Assim, considerando o número dos naturais a partir do 0, ele seria o primeiro número par. Porém, como ele é o elemento absorvente da multiplicação, o resultado de qualquer produtório que o inclua seria trivialmente 0.

Como isso é entediante, o resultado não deve ser trivialmente 0.

(Créditos ao @AndersonCarlosWoss por notar a falta dessa explicação).

Somatórios e produtórios

Um somatório é uma soma sobre um conjunto de itens. Isso pode ser definido de maneira recursiva:

somatório(lista):
  se lista.tamanho() == 0:
    retorne 0
  senão:
    último_elemento = lista.cauda()
    lista.remove_cauda()
    retorne somatório(lista) + último_elemento

Note que o somatório de um conjunto vazio é 0. Isso é útil porque zero é o elemento neutro da soma. Foi necessário criar esse caso para que a recursão chegue ao fim.

Porém, isso pode ser feito de maneira iterativa, não necessita ser feito recursivamente. Para tratar isso de maneira iterativa, precisamos dar um jeito de acumular o valor da soma, como se fosse a recursão.

Antes, vamos tentar expressar matematicamente a chamada para somatório({a, b, c, d}), abrindo a recursão conforme necessário:

somatório({a, b, c, d}) =
somatório({a, b, c}) + d =
(somatório({a, b}) + c) + d =
((somatório({a}) + b) + c) + d =
(((somatório({}) + a) + b) + c) + d =
((((0) + a) + b) + c) + d

Note como começamos do 0, então acumulamos com o primeiro elemento, então o segundo, até o último elemento. Isso poderia ser descrito algoritmicamente da seguinte maneira:

somatório(lista):
  acc = 0
  para i = 0; i < lista.tamanho(); i++:
    acc += lista.elemento(i)
  retorne acc

Para o produtório, basta mudar a operação e o elemento neutro. No caso, o elemento neutro é 1:

produtório(lista):
  se lista.tamanho() == 0:
    retorne 1
  senão:
    último_elemento = lista.cauda()
    lista.remove_cauda()
    retorne produtório(lista) * último_elemento

Fazendo o mesmo desmembramento da recursão que fizemos anteriormente, temos o seguinte:

produtório({a, b, c, d}) =
produtório({a, b, c}) * d =
(produtório({a, b}) * c) * d =
((produtório({a}) * b) * c) * d =
(((produtório({}) * a) * b) * c) * d =
((((1) * a) * b) * c) * d

De modo semelhante, podemos fazer a seguinte acumulação para o produtório:

produtório(lista):
  acc = 1
  para i = 0; i < lista.tamanho(); i++:
    acc *= lista.elemento(i)
  retorne acc

Iteração separada, for, iterando sobre índice de multiplicidade

Para pegar os primeiros 20 números ímpares, devemos começar com o número 1, e o seguinte será 1 (+2) = 3, e o seguinte 1 (+2+2) = 5 etc. Se analisar, a fórmula do x-ésimo número ímpar é ímpar(x) = 1 + 2*x. Como queremos os primeiros 20 números ímpares, podemos fazer a seguinte iteração:

int i;
for (i = 0; i < 20; i++) {
  int impar = 1 + 2*i;
  printf("%d-esimo numero impar: %d\n", i + 1, impar);
}

Os números pares seguem uma fórmula semelhante, porém começa com 2. Portanto, par(x) = 2 + 2*x. Portanto, os 10 primeiros números pares seria assim:

int i;
for (i = 0; i < 10; i++) {
  int par = 2 + 2*i;
  printf("%d-esimo numero par: %d\n", i + 1, par);
}

Portanto, para fazer o somatório dos 20 primeiros números ímpares e o produtório dos primeiros 10 números pares:

int i;
int acc_soma = 0;
int acc_produto = 1;
for (i = 0; i < 20; i++) {
  acc_soma += 1 + 2*i;
}
for (i = 0; i < 10; i++) {
  acc_produto *= 2 + 2*i;
}
printf("soma dos primeiros 20 impares: %d\n", acc_soma);
printf("produto dos primeiros 10 pares: %d\n", acc_produto);

Iteração separada, for, iterando sobre o conjunto de números

A opção anterior é a mais óbvia para mim. Porém, eu posso fazer a iteração de maneira distinta. No lugar de iterar sobre o índice para só depois calcular o número, posso iterar diretamente sobre os números.

Assim, os primeiros 20 ímpares seria iterado assim:

int i;
for (i = 1; i < 1 + 20*2; i += 2) {
  int impar = i;
  printf("novo impar: %d\n", impar);
}

Para os pares:

int i;
for (i = 2; i < 2 + 10*2; i += 2) {
  int par = i;
  printf("novo par: %d\n", par);
}

Assim, a resposta seria desse jeito:

int i;
int acc_soma = 0;
int acc_produto = 1;
for (i = 1; i < 1 + 20*2; i += 2) {
  acc_soma += i;
}
for (i = 2; i < 2 + 10*2; i += 2) {
  acc_produto *= i;
}
printf("soma dos primeiros 20 impares: %d\n", acc_soma);
printf("produto dos primeiros 10 pares: %d\n", acc_produto);

Iteração unificada, while, iterando incrementalmente

Bem, aqui vamos fazer usar a condição de parada que você colocou na pergunta. Como na linguagem não descrevemos condição de parada, mas de continuidade. Então, vamos usar o while descrito na primeira seção desta resposta:

while (contImpar < 20 || contPar < 20)

Para marcar que serão necessários apenas 10 números pares, vou usar o while da seguinte maneira:

while (contImpar < 20 || contPar < 10)

Para fazer a iteração completa, comecemos do número 1 e incrementemos. Basicamente, o mesmo que você usou, vou começar por ele. Só que vou usar i no lugar de aux. Também vou garantir que só irá para o acumulador se estiver dentro dos intervalos necessários (isto é, pares até o décimo, ímpares até o vigésimo).

int contPar = 0;
int contImpar = 0;
int produtoPar = 1;
int somaImpar = 0;
int i = 1;

while (contImpar < 20 || contPar < 10) {
  if (i % 2 == 0) {
    if (contPar < 10) {
      contPar++;
      produtoPar *= i;
    }
  } else {
    if (contImpar < 20) {
      contImpar++;
      somaImpar += i;
    }
  }
  i++;
}
printf("soma dos 20 impares: %d\n", somaImpar);
printf("produto dos 10 pares: %d\n", produtoPar);

Iteração unificada, while (1), iterando incrementalmente, fim da iteração com break

Agora, mais para uma questão de academicismo. Não podemos colocar uma condição de parada no while, não tem como fugir disso. Em compensação, podemos colocar uma condicional com um break.

int contPar = 0;
int contImpar = 0;
int produtoPar = 1;
int somaImpar = 0;
int i = 1;

while (1) {
  if (contImpar >= 20 && contPar >= 10) {
    break;
  }
  if (i % 2 == 0) {
    if (contPar < 10) {
      contPar++;
      produtoPar *= i;
    }
  } else {
    if (contImpar < 20) {
      contImpar++;
      somaImpar += i;
    }
  }
  i++;
}
printf("soma dos 20 impares: %d\n", somaImpar);
printf("produto dos 10 pares: %d\n", produtoPar);
8
  • 1
    Um jeito diferente de mostrar. Espero que o AP saiba De Morgan +1
    – user5299
    Commented 19/09/2017 às 2:41
  • @Amadeus você me deu a ideia de linkar a alguma referência. Não posso tomar por garantia que o AP saiba de tudo, né? Ou quem parar por aqui depois? Commented 19/09/2017 às 2:43
  • 1
    Ainda assim o código não faz o que o enunciado pede. Mas dei +1 porque resolve o que ele pergunta.
    – Maniero
    Commented 19/09/2017 às 12:31
  • @bigown o AP tinha focado muita energia na parte do laço, então acabei por me focar apenas nisso; vou editar e por o resto que faça o desejado. Obrigado pelo feedback Commented 19/09/2017 às 12:40
  • 1
    Talvez seja interessante colocar que o número zero é um número inteiro par, porém foi desconsiderado apenas por pedir o produto dos números e não fazer muito sentido, uma vez que sempre daria zero. O enunciado correto indicaria "números inteiros pares positivos".
    – Woss
    Commented 21/09/2017 às 2:21
1

Aproveitando todo o empenho que o Jefferson teve em sua resposta, proponho uma análise mais matemática do problema. Como comentado por ele, o próprio enunciado no problema não fala explicitamente que deve ser utilizado laços de repetição na solução. Essa geralmente é a primeira solução a ser considerada, mas não a única.

Sabemos que um número inteiro positivo ímpar pode ser representado como:

x = 2*i-1, para i = 1, 2, 3, ...

Assim, podemos dizer que se considerarmos N números ímpares, o último será 2*N-1 e a soma destes ficaria:

S = 1 + 3 + 5 + 7 + ... + (2*N-1)

Analisando matematicamente a sequência, podemos perceber que esta soma nada mais é que a soma de elementos de uma progressão de números inteiros que crescem em uma razão igual a 2. Na matemática, chamamos-na de progressão aritmética (PA) e a soma de elementos finitos de uma PA possui uma fórmula conhecida e fácil de demonstrar:

S = N*(a1+aN)/2

Sendo N o número de elementos, a1 o primeiro elemento da sequência e aN o último. Substituindo os valores:

S = N*(1 + 2*N-1)/2
  = N²

Ou seja, a soma dos N primeiros números ímpares será igual ao quadrado de N. Em C, um programa simples para efetuar esse cálculo seria:

int main(void) {

  int N = 20;

  printf("A soma dos %d números ímpares é %d\n", N, N*N);

  return 0;

}

Veja funcionando no Ideone.

Porém, o cálculo do produto não é tão simplificado quanto a soma. Considerando apenas os números pares (e desconsiderando o zero por conveniência), o produto dos N primeiros números pares é dado por:

P = 2*4*6*...*(2*N)

Se analisarmos, por definição, todos os N valores são divisíveis por 2, então podemos colocá-los em evidência. Desta forma, o produto é simplificado para:

P = 2^N * (1*2*3*...*N)
  = 2^N * N!

Ou seja, para calcular o produto dos N primeiros números pares ainda se faz necessário calcular o valor de N!, que em C não seria possível (creio eu) fugir de um laço de repetição.

#include <math.h>

int main(void) {

  int N = 10;
  int i;
  int fat = 1;

  for (i = 1; i <= N; i++) fat *= i;

  printf("O produto dos %d números pares é %f\n", N, pow(2, N)*fat);

  return 0;

}

veja funcionando no Ideone.

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