Conteúdo Extra da aula scanf()

O scanf() é a forma mais comum de lermos dados em C. Seu funcionamento é parecido com o printf. Porém, é necessário que entendamos um pouco de variáveis e de endereços de memória para que fique mais fácil de utilizá-lo.
Siga o raciocínio com o seguinte código (vou evitar comentários já colocados no post do printf):

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#include <stdio.h>
 
int main() {
    int idade;
    printf("Digite sua idade: ");
    scanf("%d", &idade);
    return 0;
}

Linha 1: <stdio.h> é a informação de qual biblioteca que fornecerá as funções de entrada e saída. Nesse caso, o printf() (usado na linha 5 e o scanf() (usado na linha 6).

Linha 4: aqui ocorre a declaração da variável idade. O scanf() sempre vai ler um conteúdo para uma variável, por isso, devemos sempre declarar as variáveis necessárias que iremos trabalhar.

Ao declarar uma variável, utilizamos nomes reservados pela linguagem de programação. Esses nomes determinam que tipo de variável será. Nesse exemplo, utilizamos int.
A variável também informa ao compilador qual é o tamanho que deve ser alocado na memória para ela.
Nesse exemplo, é um inteiro e possui 4 bytes na arquitetura 64 bits (se quiser verificar isso, tem um programinha abaixo, no Extra 1).
Como o inteiro tem 4 bytes, sendo cada byte de tamanho 8 bits e esse tipo de dado int possui sinal (primeiro bit 0: positivo, primeiro bit 1: negativo), temos 4*8-1 bits para representar os números. Assim, como cada bit pode representar dois valores, temos:
\(2^{4*8-1} = 2147483648\), ou seja, ele consegue representar 2147483648 números sem contar o sinal.
Por isso, sua representação de números positivos é \([0, ..., 2147483647]\) (como o zero está no meio, são 2147483648 números).
Porém, note que não temos a representação do zero negativo (graças ao complemento de 2) e, por isso, a representação de números negativos é \([-2147483648, ..., -1]\).

Memória: ao ler a declaração dessa variável, o compilador toma conhecimento que você precisa de 4 bytes na memória para essa variável.
Para facilitar, pense da seguinte forma:

  1. são alocados 4 bytes na memória para essa variável;
  2. se o programa deseja escrever na memória, ele deve indicar qual é o endereço desejado.
    Para isso, deve-se colocar um & (e comercial) antes do identificador (no exemplo, idade, devemos colocar &idade) (exemplo no Extra 2).
  3. se o programa deseja ler da memória, ele deve indicar qual é o rótulo desejado (no exemplo, simplesmente utilizar idade).

Linha 5: o scanf() não foi feito para imprimir na tela. Por isso, devemos utilizar o printf() sempre que quisermos imprimir algo na tela.

Linha 6: o scanf() utiliza o formato e as variáveis da mesma forma que o printf(), sendo:
scanf("string com o formato", variavel1, ..., variavelN)

Por isso:

  • para ler um inteiro, deve utilizar %d;
  • para ler um float, deve utilizar %f;
  • etc.

Mas há diferenças, sendo as principais:

  • você não pode fazer a leitura para uma constante, só para uma variável.
  • você deve sempre informar qual é o endereço da variável, ou seja, sempre usar o &. Por isso, aqui, a variável idade veio escrita como &idade. Isso sempre deve ser feito com as variáveis do programa
    (obs.: no caso de vetores, que ainda será estudado, isso será um pouquinho diferente).

Agora, como exercício, tente fazer um programa para ler diferentes tipos de variáveis

Extra 1

O código explicado abaixo serve para verificar o tamanho e o limite de um inteiro int. Execute-o para conferir.

// adicionando a biblioteca de entrada e saída:
#include <stdio.h>
// adicionando a biblioteca de operações matemáticas:
// vamos usar o pow(), onde pow(2,3) = 2^3 = 8
#include <math.h>

int main()
{
    int numero;
    // verificando seu tamanho em bytes com a função sizeof()
    // e multiplicando por 4 para saber quantos bits tem (em %ld, o "l" significa longo):
    printf("Tamanho da variável 'numero': %ld bytes = %ld bits\n",
            sizeof(numero), sizeof(numero)*8);
    // atribuindo o maior valor possível para a variável numero:
    numero = (int) pow(2, 4*8-1);
    printf("Valor existente em 'numero':  %d\n", numero);
    // vamos incrementar com mais 1 o valor armazenado em numero:
    numero++;
    // vamos ver o que ocorreu:
    printf("Valor existente em 'numero': %d\n", numero);
}

Saída na tela:

Tamanho da variável 'numero': 4 bytes = 32 bits
Valor existente em 'numero':  2147483647
Valor existente em 'numero': -2147483648

Extra 2

O código explicado abaixo serve para que possamos ver o endereço e o valor das variáveis na memória do computador. Execute-o para conferir.

// adicionando a biblioteca de entarda e saída:
#include <stdio.h>

int main()
{
    // declarando que vamos utilizar um inteiro:
    int num_int;
    // decalrando que vamos utilizar um ponto flutuante:
    float num_float;

    printf("Tamanho da variável 'num_int'   na memória: %ld bytes\n"  , sizeof(num_int));
    printf("Tamanho da variável 'num_float' na memória: %ld bytes\n\n", sizeof(num_float));

    printf("Escreva um inteiro: ");
    scanf("%d", &num_int);

    printf("Escreva um float: ");
    scanf("%f", &num_float);

    printf("\nO 'um_int' está na:");
    printf("\n * posição de memória: %p", &num_int);
    printf("\n * valor dentro dessa posição de memória: %d", num_int);
    printf("\n");
    printf("\nO 'um_float' está na:");
    printf("\n * posição de memória: %p", &num_float);
    printf("\n * valor dentro dessa posição de memória: %.1f", num_float);
    printf("\n");
}
Tamanho da variável 'num_int'   na memória: 4 bytes
Tamanho da variável 'num_float' na memória: 4 bytes

Escreva um inteiro: 10
Escreva um float: 10.7

O 'um_int' está na:
 * posição de memória: 0x7ffc2b110160
 * valor dentro dessa posição de memória: 10

O 'um_float' está na:
 * posição de memória: 0x7ffc2b110164
 * valor dentro dessa posição de memória: 10.7