Algoritmos e Estruturas de Dados I (DCC/003) Variável Indexada Vetor

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1 Algoritmos e Estruturas de Dados I (DCC/003) Variável Indexada Vetor 1

2 Vetores Iremos aprender como armazenar e trabalhar com um grande conjunto de valores no computador Existem várias formas de armazenar diversos valores: Vetores Pilhas Listas

3 Vetores Os vetores são a forma mais simples de armazenamento Armazenamento em forma sequencial Armazena valores do mesmo tipo Quantidade de elementos máximo não muda Acessamos um elemento pelo seu índice: décimo elemento, quinto elemento, primeiro elemento

4 Vetores em C Declarando um vetor de 10 inteiros int x[10]; Colchetes indicam o número máximo de elementos O valor deve ser uma constante! Não podemos fazer x[tamanho], onde tamanho é uma variável No C, os índices sempre começam em zero, ou seja, o primeiro elemento é o zeroézimo

5 Vetores em C Inicializando valores Por padrão, os valores começam com qualquer coisa (lixo), como em qualquer outra variável do C Temos que inicializar os valores, ex: 1. x[0] = 5; 2. x[1] = 11; 3. x[4] = 0; 4. x[9] = 3;

6 Vetores em C Também podemos declarar valores e já inicializá-los: int v[5] = {1, 3, 5, 7, 9}; Acesso: indicamos o índice do valor que queremos imprimir

7 Exemplo: impressão de valores de um vetor Podemos acessar os elementos indicando o índice dos mesmos: 1. #include<stdio.h> 2. int main() { 3. int i; 4. double v[6] = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5, 6.6}; 5. for(i=0;i<6;i++) { 6. printf( %lf\n,v[i]); 7. } 8. return 0; 9. }

8 Média de valores entrados via teclado Iremos desenvolver um programa que irá calcular a média dos valores entrados por teclado. Definimos um número máximo de elementos de 100, e pedimos ao usuário que digite o número máximo de elementos. Como fazemos isso?

9 Média de valores entrados via teclado 1. #include<stdio.h> 2. int main() { 3. double valores[100]; 4. int total, i; 5. printf( Digite o numero de valores:\n ); 6. scanf( %d,&total); 7. printf( Agora digite os numeros:\n ); 8. for(i=0;i<total;i++) { 9. printf( Digite numero %d:\n,i); 10. scanf( %lf,&valores[i]); 11. } 12. double soma = 0.0; 13. for(i=0;i<total;i++) 14. soma += valores[i]; 15. printf( A media dos %d numeros eh %lf,total,soma/((double)total)); 16. return 0; 17. }

10 Cálculo de números primos Crivo de Erastótenes Algoritmo para encontrar primos Mais rápido que o método que vimos anteriormente 1. Dados X números, assuma que todos são primos 2. Dado um número primo, elimine os números múltiplos deste 3. Termine até passar por toda a lista Imagem:

11 Cálculo de números primos Crivo de Erastótenes Iremos criar um vetor onde o índice define o número a ser considerado. Vamos marcar com 1 os números primos, e com 0 os números compostos. Iremos ignorar a posição zero, para simplificar o uso dos ponteiros.

12 Crivo de Erastótenes C 1. #include<stdio.h> 2. int main() { 3. int v[1001], i, primo, contaprimo; 4. contaprimo = 0; 5. for(i=1;i<1001;i++) 6. v[i] = 1; 7. primo = 2; 8. while(primo <= 1000) { 9. if(v[primo] == 1) { 10. int composto = 2*primo; 11. while(composto <= 1000) { 12. v[composto] = 0; 13. composto += primo; 14. } 15. } 16. primo++; 17. } 18. for(i=1;i<1001;i++){ 19. if (v[i]!= 0){ 20. printf("%d\t",i); 21. contaprimo++; 22. } 23. } 24. printf("\nquantidade de primos = %d\n",contaprimo); 25. return 0; 26. }

13 Cuidado (2)! Vetores em C possuem tamanho máximo, mas o C não controla acessos ilegais!!!! 1. #include <stdio.h> 2. int main() { 3. int sentinela1; 4. int vetor[10]; 5. int sentinela2, i; 6. sentinela1 = sentinela2 = -1; 7. for(i=0;i<11;i++) 8. vetor[i] = i; 9. printf("%d %d\n",sentinela1, sentinela2); 10. return 0; 11. }

14 Cuidado! Saída do programa (dependendo de S.O.): 10-1 O programa executa normalmente! Podemos acessar posições Acima do tamanho máximo Com índice negativo Outras linguagens terminam o programa se você tentar acessar posição inexistente, por exemplo, Java

15 Passando vetores para funções Em C, ao passarmos vetores como parâmetros para funções, nós estamos passando um ponteiro Ou seja, ao passarmos um vetor para uma função, a função acessa os mesmos valores que a função que declarou o vetor.

16 Recapitulando void teste(int x) { 2. x *= 2; 3. } int main() { 6. int x = 10; 7. printf( Valor de x=%d\n,x);//x=10 8. teste(x); 9. printf( Valor de x=%d\n,x);//x= return 0; 11. } Neste código, x sempre será 10

17 Vetores passados como parâmetro 1. void teste(int x[], int t) { 2. while(t >= 0) 3. x[--t] *= 2; 4. } int main() { 7. int x[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; 8. printf( Valor de x=%d\n,x[2]);//x[2] = 3 9. teste(x,5); 10. printf( Valor de x=%d\n,x[2]);//x[2] = return 0; 12. }

18 Vetores passados como parâmetro Podemos definir, no cabeçalho da função, um vetor com tamanho indefinido: int vetor[] Como não sabemos o tamanho do vetor, é de praxe passarmos um outro parâmetro que indica seu tamanho. Porque podemos passar vetores de tamanho indefinido? Porque vetores são ponteiros no C!

19 Vetores passados como parâmetro Vetores são, na verdade, ponteiros para uma variável do tipo do vetor void teste(int x[], int t); void teste(int *x, int t); São a mesma coisa!

20 Vetores e ponteiros x[t] significa: Acesse o dado deslocado t unidades da posição inicial de x Por isso o índice zero no C: primeiro elemento é igual ao ponteiro inicial. Dado um vetor v: Escrever &v[i] é igual a (v+i) Escrever v[i] é igual a *(v+i)

21 Vetores e ponteiros Imprimindo os valores de um vetor 1. void imprime(int v[], int t) { 2. int *p = v; 3. int i; 4. for(i=0;i<t;i++) { 5. printf("%d ",*p); 6. p++; //p = p + x, x = tam. do inteiro. 7. } 8. } 9. int main() { 10. int v[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; 11. int tamanho = 10; 12. imprime(v,tamanho); 13. return 0; 14. }

22 Texto em C Strings

23 Strings Na maioria das linguagens, um texto é um vetor de caracteres O C não é diferente Quatro formas para representar a mesma coisa: char nome[] = daniel ; char *nome = daniel ; char nome[] = { d, a, n, i, e, l, \0 }; char *nome = { d, a, n, i, e, l, \0 };

24 Strings no C Podemos, como nos vetores, modificar elementos especificos: 1. char nome = daniel ; 2. printf( %s,nome);//imprime daniel 3. nome[2] = N ; 4. printf( %s,nome);//imprime daniel 5. nome[3]= \0 ; 6. printf( %s,nome);//imprime dan

25 Strings no C Toda String no C é terminada por um caractere de valor zero, que escrevemos como \0. Esse caractere é muito útil porque é uma sentinela, que é usada para marcar o fim da string. A sentinela permite que passemos uma string para uma função, sem saber o seu tamanho.

26 Strings no C Assim, quando criamos a nossa string em um vetor, SEMPRE devemos colocar uma sentinela, senão as funções da biblioteca string.h (e todas as bibliotecas do C que usam strings) não irão funcionar com a nossa string.

27 Imprimindo/lendo strings Usamos o %s no printf e scanf para ler strings: char *texto[20]; 1. printf( Digite o seu nome:\n ); 2. scanf( %s,texto); 3. printf( O nome digitado: %s\n,texto);

28 Imprimindo/lendo strings É importante lembrar que você passou um ponteiro para o scanf, assim pode acontecer da sua string ser maior que o espaço alocado. Para evitar tal fato, usamos um delimitador de tamanho no scanf: 1. char texto[20]; 2. printf( Digite o seu nome:\n ); 3. scanf( %19s,texto); 4. printf( O nome digitado: %s\n,texto);

29 Scanf detalhes importantes O scanf para após encontrar o primeiro caractere de espaço : tabulação, enter ou espaço. Para ler uma linha completa, o melhor é usar a função getline().

30 Vetores - avançado

31 Vetores de tamanho definido durante a execução Suponhamos que não sabemos quantos dados o usuário vai digitar Ao invés de fazer um chute e criar um vetor muito grande, podemos esperar que o usuário digite um valor de tamanho e então criamos o vetor Iremos usar ponteiros

32 Alocação dinâmica de memória Para poder criar um vetor de tamanho desconhecido, precisamos reservar um espaço de memória que só será conhecido no momento de execução. Usamos, no C, a função malloc para reservar memória para esse espaço

33 Malloc void *malloc(size_t size); Retorna um ponteiro para nada Se não tiver espaço suficiente, retorna zero. Tamanho definido em bytes Uso: int *vetor = (int *)malloc(sizeof(int)*100);

34 Malloc int *vetor = (int *) malloc(sizeof(int)*100); Devemos converter o ponteiro para nada para um ponteiro para inteiro sizeof(tipo) é uma função do compilador que retorna o tamanho em bytes do tipo Compilador substitui sizeof(int) pelo tamanho do inteiro no código

35 Malloc e free A memória alocada usando o malloc não é liberada quando terminamos a execução do bloco Precisamos liberar a memória explicitamente, usando a função free.

36 Malloc e free exemplo 1. void teste(int x[], int t) { 2. while(t > 0) 3. x[--t] *= 2; 4. } int main() { 7. int *x = (int *)malloc(sizeof(int)*5); 8. for(int i=0;i<5;i++) 9. x[i] = i+1; 10. printf( Valor de x=%d\n,x[2]);//x[2] = teste(x,5); 12. printf( Valor de x=%d\n,x[2]);//x[2] = free(x); 14. return 0; 15. }