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Aula 3 - Funções, escopo e loops

Nesta aula vamos tratar de mais conceitos importantes de lógica de programação com JavaScript. Procure ler com calma e testar livremente os exemplos para internalizar bem!

Funções

Escopos

Loops

Funções

O que é uma função? Uma função é um bloco de código/instruções. Usando funções, podemos "chamar" o código que queremos executar, quando queremos executar, e dando para o código as informações que ele precisa. Por exemplo:

//uma função que receba dois números e faça uma soma

//primeiro momento: declarar a função - ou seja, escrever o que ela faz
function soma(numero1, numero2) {
  return numero1 + numero2
}

//segundo momento: "chamar" a função quando queremos que ela seja executada
soma(1, 1)
//resultado: 2

Essa é a estrutura de uma função "clássica". Existem outros jeitos de declarar funções mas vamos entender esse primeiro.

  • function nomeDaFuncao(parametro1, parametro2): A palavra-chave function avisa o JS que vamos começar a escrever uma função aqui. Em seguida, nomeDaFuncao é o nome que vamos dar para ela. Você pode dar o nome que quiser, só não esqueça de seguir a convencaoDeNomesCamelCase 🐪 e de dar pra função um nome que faça sentido - ou seja, que diga o que a função faz.
  • O trecho entre parênteses são os parâmetros (parametro1, parametro2). Você pode dar o nome que quiser também, desde que façam sentido. Os parâmetros são muito importantes pois é através deles que a função recebe as informações que precisa para fazer o que queremos. Importante também: as funções podem não receber parâmetro nenhum, caso não precise, ou receber quantos precisar. Não tem número mínimo nem máximo.
  • A palavra-chave return também é muito importante: é ela que "manda pra fora" da função a informação que queremos. Sem o retorno, a função pode fazer várias tarefas, mas nenhum dado que ela processar vai poder ser acessado pelo restante do código.
  • Os "momentos": Lembra que usamos funções para que certos trechos de código só sejam executados no momento certo? Então a função também tem dois momentos. No primeiro, quando ela é declarada, escrevemos tudo: nome, o que faz, o que retorna. No segundo momento, quando "chamamos" a função passando os valores que ela precisa, é que ela é executada. A função não vai ser nunca executada se não chamarmos!

Abaixo temos mais exemplos para entendermos melhor cada caso.

  1. Função sem retorno e sem parâmetro:
function olar(){
  console.log('oi gente!')
}

olar()
  1. Função sem retorno, com parâmetro:
function olarPessoa(pessoa){
  console.log(`oi, ${pessoa}!`)
}

olarPessoa('Helena')
  1. Função com retorno, sem parâmetro:
function escreverOlar(){
  return 'oi gente!'
}

function escreverOlarPraAlguem(nomePessoa) {
  console.log(`${escreverOlar()} Meu nome é ${nomePessoa}`)
}

escreverOlarParaAlguem('Helena')
  1. Função com mais de um parâmetro:
function operacaoMatematica(numero1, numero2, numero3) {
  return numero1 + numero2 + numero3
}

operacaoMatematica(1, 1, 1)

Return x Console

Qual a diferença entre return e console.log()?

O console.log significa, traduzindo do inglês, "registro no console". Ou seja, é somente um registro pra gente que está desenvolvendo obter alguma informação do código, mas o console.log() não influencia no código, é só pra dar informação!

Já o return é o comando que usamos quando realmente precisamos que a função "mande pra fora dela" algum dado que precisamos usar em outra parte do código. Ele deve ser sempre a última coisa a ser escrita na última linha antes de fechar a função, pois tudo que vem depois desse comando é ignorado pelo JS.

Em alguns dos casos acima (casos 1 e 3), a própria função já define console.log() então a informação já vai ser exibida no console. Já no caso 4, se quisermos conferir o retorno da função no console, devemos chamá-la no formato: console.log(operacaoMatematica(1, 1, 1)).

Declaração de Função x Expressão de função

A forma que acabamos de ver (que chamei de "clássica") é a que chamamos de declaração de função, com a palavra-chave function e depois o nome que damos pra função.

Outra forma de escrever funções:

const olar = function() {
  console.log('oi gente!')
}

olar()

Ou, utilizando parâmetros:

const soma = function(numero1, numero2) {
  return numero1 + numero2
}

console.log(soma(1, 1)) //resultado: 2

Qual a diferença?

Nessa versão, a função em si não tem nome (é uma função anônima) e chamamos através de uma variável. De resto, escrevemos de forma parecida.

A diferença está num comportamento do JS chamado içamento, ou hoisting. Quando o arquivo JS é carregado, todas as funções declaradas (que têm nome) são içadas, ou puxadas para o topo do contexto.

O que? Traduzindo, é como se, quando o arquivo fosse carregado, o JS puxasse para o começo do código todas as funções que têm nome e já gravasse todas elas. Então não importa em que parte do código elas são chamadas, o JS já sabe o que elas fazem.

Já as expressões (esse último caso que vimos) são anônimas, então o JS não sabe o que elas fazem até que chegue na linha certa. Na prática:

funcaoDeclarada()

function funcaoDeclarada() {
  console.log('essa função já foi carregada!')
}

Você pode tranquilamente chamar a função antes de declarar o que ela faz, pois o JS quando carregar o arquivo vai primeiro puxar pro topo as funções nomeadas, ler o que elas fazem e aí então executar o código.

Já no caso das expressões de função:

expressaoDeFuncao()

const expressaoDeFuncao = function() {
  console.log('será que funcionou?')
}

Se você rodar o código como está, vai receber um erro do tipo expressaoDeFuncao is not defined ("expressaoDeFuncao não está definido") porque o JS não consegue chamar uma função antes de ler o que ela faz, e uma coisa está depois da outra. Troque as linhas de lugar e tudo volta a funcionar!

Arrow Functions (função seta)

Por fim, uma última forma (por enquanto!) de se escrever funções. Essa forma veio com as implementações mais recentes do JS, o tal ES6 ou JS2015 e é chamada de arrow function, por ser caracterizada pela => (arrow, ou seta/flecha).

Essa forma pode a princípio parecer um pouco estranha de escrever, mas você vai se acostumando! Comece pela forma que acha mais confortável.

A arrow function é uma outra forma de se escrever somente expressões de função.

O jeito tradicional de escrever:

const soma = function (num1, num2) { 
  return num1 + num2
}
console.log(soma(1, 1)) //2

Utilizando arrow function:

const soma = (num1, num2) => num1 + num2
console.log(soma(1, 1)) //2

Nessa versão:

  • não utilizamos a palavra-chave function
  • a seta => que indica função vai depois dos (parâmetros)
  • como o código da função só tem uma linha, não precisamos abrir e fechar chaves {} e nem escrever return (fica implícito)

Caso a função tenha mais de uma linha, aí sim precisamos abrir chaves e escrever return, mesmo usando a =>:

const imprimirSomaEPessoa = (num1, num2, nome) => {
  const resultadoSoma = num1 + num2
  return `resultado: ${resultadoSoma}, pessoa: ${nome}`
}
console.log(imprimirSomaEPessoa(1, 1, 'Helena'))

iife

IIFE (Immediately Invoked Function Expression), ou funções imediatas

É uma forma de declarar uma função e já executá-la em seguida, sem precisar chamar a função em uma outra linha de código. Pode funcionar tanto com expressões ou com funções declaradas. Basta envolver toda a função com parênteses e incluir parênteses vazios no final:

const imprime = (function () { 
    let nome = 'Helena' 
    return nome; 
})()
console.log(imprime)

Nesse exemplo, a variável imprime não guarda a função e sim somente seu resultado. O que está sendo exibido no console em console.log(imprime) é justamente esse resultado.

Vamos ver outro exemplo:

(function imprime() { 
    let nome = 'Helena' 
    console.log(nome)
})()

Também vai funcionar com funções nomeadas, mas o normal é utilizar com expressões. Você também pode escrever com os parênteses vazios para dentro, dessa forma.

const imprime = (function () { 
    let nome = 'Helena' 
    return nome; 
}())

Dicas

Algumas dicas de funções que você pode levar pra vida:

Listamos alguns princípios que te vão te ajudar a escrever funções melhores:

  • Don't Repeat Yourself (DRY): É muito comum que a gente identifique um padrão que se repete ao longo de nosso código.

Uma vez identificado um padrão - por exemplo, se você escreveu dois pedaços de código muito parecidos, é hora de escrever uma função que faça um "modelo" do padrão encontrado para que seja reutilizado facilmente.

  • Do One Thing (DOT): Cada função deve fazer somente uma coisa e fazê-la o melhor possível. Seguindo este princípio, você escreverá funções mais reutilizáveis, legíveis e fáceis de debugar.

  • Keep It Simple Stupid (KISS): Se as funções devem fazer somente uma coisa, quanto mais claro e mais simples, melhor. Nem sempre é fácil fazer isso, especialmente quando estamos começando. Praticar sempre!

  • Less Is More: Para serem o mais legíveis possível e reduzir a tentação de fazer mais de uma coisa, as funções devem ser tão pequenas quanto for possível. Se a função fica muito longa, é melhor considerar separá-la.

Links

Alguns links e referências. Esses links têm bastante conteúdo, vá se familiarizando aos pouquinhos!

Escopos

Escopo é como chamamos o contexto onde as coisas acontecem no código. Ou seja, onde cada trecho de código é lido, interpretado e pode ser acessado.

Antes, no JavaScript podíamos apenas criar um novo escopo quando criavamos uma nova função. Mas desde a atulização do ES6 (ES2015) temos a let e a const, que introduziram o conceito de escopo de bloco no JavaScript. Um bloco de código é definido por estar entre chaves {}.

O tema de escopo é complexo, então vamos ver um exemplo prático:

const exemplo = () => {
  let x = 1
}
exemplo()
console.log(x)

Aqui, o escopo direto de x é a função exemplo. A variável x poderá ser acessada apenas dentro do bloco da função exemplo, mas não fora dela. Faça o teste com esse código, vai ver o erro x is not defined. Isso acontece porque let x foi criada dentro do escopo de bloco da função exemplo e só consegue ser acessada (ou visível) dentro da função - ou seja, entre as chaves {}.

Vamos ver de novo:

const exemplo = () => {
  let x = 1
  console.log(x)
}
exemplo()

Agora sim.

Nested Scopes (escopos aninhados)

Se o escopo está aninhado dentro do escopo direto de uma variável, a variável será acessível a todos os escopos:

function textoExterno(texto) {
  console.log(texto)
  function textoInterno() {
    const frase = 'texto da função aninhada'
    console.log(frase)
  }
  textoInterno()
}
textoExterno('olar')

Sombreamento

É possível declarar uma variável com o mesmo nome em um escopo interno de uma função, com isso o acesso à variável externa é bloqueado no escopo interno e todo os escopos aninhados dentro dela. Mudanças nas variáveis internas não afetam a variável externa, que é acessível fora do escopo interno. Exemplo:

let variavel = 'global';
function exemplo() {
  let variavel = 'local';
  console.log(variavel); // local
}
exemplo();
console.log(variavel); // global

Dentro da função exemplo, a variável global variavel é "sombreada" pela variável local variavel.

Declaração de variáveis no escopo local com let

A "palavra" let declara uma variável de alcance local. Ela pode, opcionalmente, ser iniciada com algum valor e pode ser reatribuída (diferente de const).

O alcance da let é local ao bloco, a declaração ou expressão onde se está usando. O que diferencia a palavra let da palavra var é que var não respeita o escopo de bloco e pode "escapar" quando menos esperamos (causando bugs).

Alguns exemplos:

(function () {
  if (true) {
    let frase = 'Olar mundo';
  }
  console.log(frase);
})()

O exemplo acima vai dar erro, porque let só existe dentro do escopo de bloco do if (lembrando que um bloco de código é definido pelas {} e não precisa ser necessariamente uma função!).

Se tentarmos novamente com var:

(function () {
  if (true) {
    var frase = 'Olar mundo';
  }
  console.log(frase);
})()

Agora a função roda normalmente e exibe a mensagem, pois var, ao contrário de let e const não liga muito pra escopo.

Bom, então var é melhor né? Não! Nós normalmente não queremos esse comportamento, pois quanto mais "cercadas" as variáveis estiverem no código, menor a chance de comportamentos inesperados e de encontrarmos valores que não esperamos dentro das variáveis.

Então, nada de var! As variáveis let e const surgiram justamente pra atender a essa necessidade de maior organização no código.

Links

  • Uma geral sobre escopos na Wikipedia

Loops ou laços de repetição

Os loops são estruturas repetitivas, que permitem executar um código várias vezes, dependendo se uma condição continua sendo verdadeira.

Imagine um programa que imprima todos os números pares do 1 ao 12. Uma maneira de escrevê-lo seria assim:

console.log(0)
console.log(2)
console.log(4)
console.log(6)
console.log(8)
console.log(10)
console.log(12)
//   … etcetera

Isso funciona, mas a ideia de escrever um programa é trabalhar menos, e não mais. E se fosse uma lista com 1000 números? Ficaria impossível.

O que precisamos aqui é dar um jeito de repetir partes de código. Esta forma de controle de fluxo é chamada de loop. Os loops permitem voltar a certo ponto no programa em que estivemos antes e repetir qualquer operação a partir do estado em que estamos.

while

Loop while

O loop mais simples é o loop while (que significa "enquanto" em português). Um loop while executa repetidamente uma série de instruções até que uma condição particular deixe de ser verdadeira. Ao escrever um loop while, você está dizendo: "Continue fazendo isto enquanto esta condição seja verdadeira. Pare quando a condição se tornar falsa."

while (condição) {
  // Conjunto de sentenças, onde
  // se inclui algo que "muda" para
  // que a condição eventualmente seja FALSA
}

O loop executa o comando enquanto a condição produza um valor que seja true. Por isso é muito importante que o conjunto de comandos inclua algo que "modifique" para que a condição eventualmente seja falsa. Do contrário, vai gerar o que chamamos de "loop infinito", e vai dar ruim (travar seu terminal ou seu computador).

Vamos voltar agora ao problema de imprimir todos os números pares do 1 ao 12, agora com while:

let numero = 0;
while (numero <= 12) {
  console.log(numero);
  numero = numero + 2;
}

Vamos ver o que acontece aqui:

  • Criamos uma variável numero, inicializamos com o valor 0, e a utilizamos na condição. Lendo a condição, podemos traduzir para "enquanto (while) o valor da variável numero for menor ou igual a 12.
  • O bloco do while inclui duas sentenças: a primeira imprime o número (com console.log) e a segunda incrementa numero em 2 (porque queremos imprimir só os pares).
  • A variável numero demonstra a forma em que uma variável pode dar seguimento ao progresso de um programa. Cada vez que o loop se repete, numero se incrementa em 2. Então, no início de cada repetição, o valor da variável numero é comparado com o número 12 para decidir se o programa fez todo o trabalho que deveria fazer.

É importante entender que, se não modificamos o valor de numero com a segunda sentença, a condição (numero <=12) sempre será true e teremos um loop infinito.

do

Loop do

O loop do é uma estrutura similar ao loop while. A diferença está em um só ponto: um loop do sempre executa o que está dentro do bloco pelo menos uma vez e começa a verificar se devería parar somente depois da primeira execução. Assim, a condição aparece depois do bloco do loop:

let numero = 2
do {
 console.log(numero)
} while (numero < 2)

A palavra do significa "fazer" em inglês, então podemos ler o bloco acima dessa forma: "faça {o que está no bloco} enquanto a variável numero for menor que 2". Teoricamente esse bloco não deveria fazer nada, pois a variável numero já começa declarada com valor 2, mas como o loop do sempre roda o que está dentro do bloco pelo menos uma vez, vai imprimir 2 no console pelo menos uma vez antes de ver o que tem no "enquanto" (while).

For

O for é um loop mais completo e é bastante utilizado para situações mais complexas, quando precisamos fazer um controle mais "refinado" do que acontece em cada loop (ou iteração).

Vamos ver a estrutura do for "clássico" com o mesmo caso de imprimir números pares de 1 a 12:

for (let numero = 0; numero <= 12; numero = numero + 2){
  console.log(numero);
}
//0
//2
//etc

Hora de ver com calma o que acontece em cada parte desse código:

  • O primeiro trecho dentro do parênteses (let numero = 0) inicia o loop, normalmente definindo uma variável que vai ser alterada durante a execução do código.
  • O segundo trecho (numero <= 12) é a expressão que verifica se o loop tem que continuar. Cada vez que o JS chega ao fim do bloco for ele volta nesse trecho pra verificar se a condição ainda é true.
  • O último trecho atualiza o estado do loop antes de cada nova iteração.
  • Os três trechos dentro do parêntese devem sempre ser separados por ponto-e-vírgula (;).

Toda vez que vamos pensar em um for, pensamos em três perguntas:

  1. O que queremos que seja repetido a cada loop?
  2. Que valor(es) queremos alterar a cada loop?
  3. Quando queremos que o loop pare?

Agora vamos ver um código que calcula 2^10 (2 exponencial 10), usando for:

let resultado = 1
for (let contador = 0; contador < 10; contador++){
  resultado = resultado * 2
}
console.log(resultado)
// → 1024

A representação geral do loop for é a seguinte:

for (inicial; condição; incremento){
  Bloco de código a executar
}

O inicial (por exemplo: let contador = 0) se executa antes de que se inicie o loop. Geralmente se usa para criar uma variável que rastreia o número de vezes que foi executado o loop.

A condição (contador < 10) é verificada antes de cada execução do bloco do loop. Se a condição é verdadeira, o bloco é executado; se é falsa, o loop se detém. Neste caso, o loop se deterá uma vez que counter já não seja inferior a 10.

O incremento (contador++) é executado depois de cada execução do bloco do loop. Geralmente se utiliza para atualizar a variável do loop. No nosso exemplo, utilizamos para incrementar em 1 (usando o operador ++) ao contador cada vez que se executa o loop.

Lembrando que, se não damos ao loop uma condição de parada (por exemplo, incrementando a variável contador até que chegue ao valor de 10) vamos cair no loop infinito!

Break

Fazer com que a condição do loop produza false não é a única forma de finalizar um loop. Podemos usar a sentença especial break, utilizada no switch, que tem o efeito de sair imediatamente do loop.

Vamos usar o break para encontrar o primeiro número que é maior ou igual a 20 e divisível por 7.

for (let numAtual = 20; ; numAtual++) {
  if (numAtual % 7 === 0) {
    console.log(numAtual);
    break
  }
}
// → 21

Usar o operador de resto ou módulo (%) é uma forma fácil de provar se o número é divisível por outro. Se for, o resto da divisão é zero.

O for neste exemplo não tem a parte que verifica se o loop deve terminar. Isso significa que o loop não vai parar até que a sentença break que está dentro seja executada.

Como já estamos aprendendo, se você deixasse fora essa sentença break ou acidentalmente escrevesse uma condição que sempre produza true, o seu programa ficaria travado em um loop infinito.

A palavra chave continue é parecida com o break pois influencia o progresso do loop. Quando continue é lido no bloco de um loop, o controle sai do bloco do loop imediatamente e continua na próxima iteração do loop.

Diferenças entre for e while

Resumidamente, usamos o for quando sabemos quantas repetições vão ser realizadas e o while quando não sabemos.

Por exemplo, se queremos dar o comando específico "gire as pás do ventilador 10 vezes", você já sabe que vamos girar o ventilador 10 vezes, então pode usar o for.

Mas, se queremos dar uma instrução do tipo "enquanto estiver calor gire as pás do ventilador", não sabemos quantas vezes vamos girar o ventilador até a temperatura baixar, então nesse caso é melhor usar o while.

Links

Arrays

O que acontece quando precisamos trabalhar com várias informações? Por exemplo, por enquanto estamos fazendo cálculos ou operações com poucos dados, então podemos fazer:

let num1 = 3
let num2 = 45
let num3 = 12
console.log(num1 + num2 + num3)

Mas na vida real não costuma ser assim. E se nosso sistema tivesse que imprimir o valor total de uma compra de 100 ítens? Para isso usamos estruturas de dados, e a array é uma delas: uma array é uma lista ordenada de dados. Usando arrays, podemos guardar e também manipular uma quantidade qualquer de dados que estão guardados em uma única variável.

O caso acima, então, ficaria da seguinte forma:

const numeros = [3, 45, 12]

A array é caracterizada pelos colchetes [], e todos os dados que vão dentro delas são separados por vírgulas ,. Vamos ver por partes:

  • Os colchetes [] indicam onde a array começa e termina.
  • Todos os dados que estão dentro da array devem ser separados por vírgula ,.
  • Cada posição dentro da array (chamamos essas posições de índices - guarde esse nome!) é fixa e numerada, começando em zero.

Como assim? A array é uma lista ordenada, isso significa que cada dado que está dentro dela ocupa uma determinada posição. Assim:

// índice        0  1   2   3    4    5  6   7  8  9
const numeros = [3, 45, 12, 456, 656, 3, 55, 2, 6, 888]

Então podemos dizer que o número 12 está no índice 2 da array numeros. É muito importante lembrar sempre que a a contagem começa a partir do índice zero!

Então, se quisermos acessar determinado dado que está dentro da array, devemos dizer em qual índice ele se encontra, usando os colchetes para informar o número do índice:

console.log(numeros[2])  // 12

Para saber quantos elementos (ou seja, quantos dados separados por vírgulas) temos em uma array, usamos .length:

console.log(numeros.length) //10

Ou seja, a array numeros tem 10 elementos, e para cada um é atribuído um índice que vai de 0 a 9. Cuidado para não se confundir ;) Você talvez tenha se perguntado por que .length, que usamos para ver qual a quantidade de caracteres em uma string, também funcionou na array. É porque, "por baixo dos panos", dados do tipo string entram na memória do computador da seguinte forma:

const palavraString = "banana" // ['b', 'a', 'n', 'a', 'n', 'a']

Ou seja, para o JavaScript (e também as outras linguagens) uma string nada mais é do que uma array de caracteres. Faça o teste!

const x = 'banana'
console.log(x[2]) //'n'

Finalizando por enquanto, vamos ver duas características de arrays que são específicas do JavaScript:

  1. Cada array pode conter dados de diferentes tipos em cada índice. Por exemplo:
const arrayMista = [1, "banana", true, {chave: "valor"}, [1, true, "gatinho"], 55.6]

Essa é uma particularidade do JavaScript. As linguagens de programação normalmente só permitem arrays do mesmo tipo de dado, ou seja:

const arrayNums = [1, 4, 73, 55, 43]
const arrayStrings = ["banana", "gatinho", "olar"]
const arrayBool = [true, true, false, true, false]
const arrayObj = [{chave: "valor"}, {chave: "valor"}, {chave: "valor"}]
  1. O comprimento da array (ou seja, a quantidade de elementos que tem dentro) é calculado dinamicamente e cresce automaticamente. Ou seja, diferente de outras linguagens, quando criamos uma array com JavaScript não precisamos dizer quantos elementos ela terá e podemos adicionar elementos dentro de uma array a qualquer hora, indefinidamente (enquanto a memória aguentar!).

Por enquanto é só por esta aula. Na próxima veremos como utilizar e modificar arrays.

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Funções, escopo e for

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