Matrizes em C. Lucas Ferrari de Oliveira Professor Adjunto. Universidade Federal do Paraná

Transcrição

1 em C Lucas Ferrari de Oliveira Professor Adjunto Universidade Federal do Paraná

2 Uma matriz é uma coleção de variáveis do mesmo tipo que é referenciada por um nome comum; Em C todas as matrizes consistem em posições contíguas na memória: o endereço mais baixo corresponde ao primeiro elemento; o endereço mais alto corresponde ao último elemento; Um elemento específico da matriz pode ser acessado por meio de um índice; Matrizes podem ter de uma a várias dimensões. 2

3 Matrizes Unidimensionais Forma geral de se declarar uma matriz unidimensional: tipo nome_da_variavel[tamanho]; Como qualquer variável, as matrizes precisam ser declaradas para que o compilador possa alocar espaço na memória para elas; Tipo declara o tipo de base da matriz; Tamanho define a quantidade máxima de elementos que a matriz poderá armazenar 3

4 Matrizes Unidimensionais: Exemplos int valor[100]; Declara uma matriz de 100 elementos do tipo int, chamada valor 4

5 Matrizes Unidimensionais: Exemplos Em C, o índice de uma matriz inicia em 0 (zero) e termina em tamanho-1 Então, para acessar o primeiro elemento da matriz valor: valor[0] = 0; Para acessar o último elemento da matriz nota1: valor[99] = 0; 5

6 Matrizes Unidimensionais: Exemplos double balance[20]; Declara uma matriz de 20 elementos do tipo double, chamada balance 6

7 Matrizes Unidimensionais: Exemplos float nota1[100]; Declara uma matriz de 100 elementos do tipo float, chamada nota1 7

8 Matrizes Unidimensionais: Exemplos char linha[80]; Declara uma matriz de 80 elementos do tipo char, chamada linha Mas para que serve isso?? Resposta: Para armazenar e poder manipular cadeias de caracteres (strings) de interesse (palavras, frases etc) 8

9 Matrizes Unidimensionais: Mas como o compilador calcula a quantidade de memória a ser alocada para uma dada matriz? total em número de elementos bytes = sizeof (tipo) * da matriz Sizeof é um operador unário, em tempo de compilação, que retorna o tamanho, em bytes, da variável ou especificador de tipo entre parêntesis 9

10 Matrizes Unidimensionais: Mas o cálculo do tamanho é feito automaticamente, em tempo de compilação, para cada matriz declarada no programa. Assim Não é preciso se preocupar com a alocação da quantidade de memória suficiente para as matrizes declaradas! 10

11 Matrizes Unidimensionais: 1000 m[0] m[1] m[2] 1003 m[3] m[4] m[5] m[6] 1007 m[7] Armazenamento: exemplo 1 Supondo char m[8]; palavra de memória de 1 byte char ocupando 1 byte (mínimo, segundo padrão ANSI)

12 Matrizes Unidimensionais: 1000 v[0] v[0] v[1] 1003 v[1] v[2] v[2] v[3] 1007 v[3] v[4] v[4] 1010 v[5] v[5] v[6] 1013 v[6] v[7] 1015 v[7] Armazenamento: exemplo 2 Supondo int v[8]; palavra de memória de 1 byte int ocupando 2 bytes (mínimo, segundo padrão ANSI) 12

13 Lendo uma Matriz Unidimensional Usar laço, sempre!! float nota1[50]; int i; for( i=0; i<50; i++) { printf( digite a nota do %d.o aluno\n, i+1); scanf( %f, &nota1[i]); } 13

14 Matrizes Unidimensionais: Atenção: C não tem verificação dos limites de matrizes. Isto significa que pode-se escrever valores para além do final da matriz, sobre outras variáveis ou mesmo sobre o próprio código do programa! 14

15 Matrizes Unidimensionais: Exemplo: o que ocorrerá com o código a seguir?? float nota1[50] int i; for( i=0; i<100; i++) { printf( digite a nota do %d.o aluno\n, i+1); scanf( %f, &nota1[i]); } Como programador, assegure-se que isto nunca ocorra nos seus programas!!! 15

16 Exercício 1 Faça um programa que lê n números e calcula a média aritmética. Após, o programa conta quantos números estão acima da média e imprime esta informação. Pergunta: é necessário usar matriz? Por quê? 16

17 Exercício 1: Solução 1 #include <stdio.h> main() { float valor[1000], media=0.0; int i,n, conta=0; printf( digite o numero de valores\n ); scanf( %d, &n); if( n>1000 n<1 ) printf( erro: o tamanho deve estar entre 1 e %d\n, 1000); else { for( i=0; i<n; i++) { printf( digite o %d.o valor\n, i+1); scanf( %f, &valor[i]); media+=valor[i]; } media/=n; for( i=0; i<n; i++) if( valor[i] > media ) conta++; printf( media= %f \n%d valores acima da media\n, media, conta); } } 17

18 Exercício 1: Solução 2 Usando define #include <stdio.h> #define TAM 1000 main() { float valor[tam], media=0.0; int i,n, conta=0; printf( digite o numero de valores\n ); scanf( %d, &n); if( n>tam n<1 ) printf( erro: o tamanho deve estar entre 1 e %d\n, TAM); else { for( i=0; i<n; i++) { printf( digite o %d.o valor\n, i+1); scanf( %f, &valor[i]); media+=valor[i]; } media/=n; for( i=0; i<n; i++) if( valor[i] > media ) conta++; printf( media= %f \n%d valores acima da media\n, media, conta); } } 18

19 Matrizes Bidimensionais: C suporta matrizes multidimensionais. Uma matriz bidimensional é a forma mais simples Exemplos de declaração: int d[10][20]; Declara uma matriz do tipo int, com 10 linhas e 20 colunas, chamada d 19

20 Lendo uma Matriz Bidimensional: main() { float num[3][4]; int i,j; for(i=0; i<3; i++) for( j=0; j<4; j++) { printf( digite o elemento da linha %d, coluna %d\n, i+1, j+1); scanf( %f, &num[i][j]); } } Usar dois laços aninhados!! 20

21 Matrizes Bidimensionais Organização da Matriz n[3][4] 21

22 Matrizes Multidimensionais: C suporta matrizes com mais de 2 dimensões. O limite de dimensões é definido pelo compilador usado (alguns compiladores não limitam) Exemplo de declaração: int m[10][20][4][100]; 22

23 Exercício 2 Faça um programa que lê n x m valores decimais, armazenando-os em uma matriz com n linhas em colunas. Após, para cada linha da matriz, o algoritmo calcula a média e conta quantos elementos estão acima da média calculada, imprimindo estas informações. 23

24 Inicialização de Matrizes: C permite que a inicialização de matrizes no momento da declaração. Foma geral: tipo nome_da_variavel[tam1][tam2]...[tamn] = {lista_de_valores}; 24

25 Inicialização de Matrizes: Exemplos: int m[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 }; float aux[5] = { 0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 }; int matriz[10] = { 0 }; Os elementos são inicializados com os valores da lista, seguindo a ordem da esquerda para a direita Se não houver inicializadores suficientes, os elementos faltantes são inicializados com 0 (zero) 25

26 Inicialização de Matrizes: Muitas vezes é possível inicializar uma matriz dentro de um laço (vantajoso quando o laço já existe) int m[100], i; float aux[1000], i; for( i=0; i<100; i++) for( i=0; i<1000; i++) m[i]=i; aux[i]=0.0; 26

27 Inicialização de Matrizes: Matrizes de caracteres: char linha[80] = { E, u,, g, o, s, t, o,, d, e,, C, \0 }; Ou simplesmente char linha[80] = { Eu gosto de C }; 27

28 Matrizes Unidimensionais de caracteres: Usadas para armazenar cadeias de caracteres de interesse (strings) C provê uma biblioteca para o tratamento de strings Convenção: cada string deve terminar com o caractere especial \0 28

29 Matrizes de caracteres: '\0': Serve para delimitar o final de uma cadeia de caracteres (strings) Com ele se pode usar as bibliotecas de tratamento strings de Sua existência deve sempre ser levada em conta no tamanho de uma matriz de caracteres Permite que se armazene uma string com número caracteres menor do que o tamanho-1 da matriz de 29

30 Matrizes de caracteres: Lendo uma string main() { char linha[100]; int i; i=0; while((c=getchar())!= \n ) { linha[i]=c; i++; } linha[i]= \0 ; //ultima posicao recebe o caractere de final de string } 30

31 Matrizes de caracteres: Imprimindo uma string main() { i=0; while( linha[i]!= \0 ) { putchar(linha[i]); i++; } } 31

32 Funções para E/S de Caracteres: Da biblioteca stdio.h getchar(): lê um caractere do teclado. Espera que um a tecla seja pressionada e devolve seu valor (como int) putchar(): escreve um caractere na tela Problema com getchar(): após a tecla ser pressionada, fica esperando que se tecle enter (compatível com o buffer do sistema Unix) 32

33 Funções para E/S de Caracteres: Alternativas para getchar: na maioria dos comipladores, elas estão na biblioteca conio.h getch(): lê um caractere do teclado. Espera que um a tecla seja pressionada e retorna imediatamente (como int) getche(): igual a getch, porém mostra na tela a tecla pressionada 33

34 Funções para E/S de Caracteres: Da biblioteca stdio.h gets(): lê uma string do teclado puts(): escreve uma string na tela 34

35 Funções para Manipulação de Strings: Da biblioteca string.h strcpy(s1,s2) strcat(s1,s2) strlen(s1) strcmp(s1,s2) strcasecmp(s1,s2) strchr(s1,ch) strstr(s1,s2)... 35