Cell arrays e estruturas: exemplos

Transcrição

1 Cell arrays e estruturas: exemplos Cell arrays e estruturas: Comparação entre os dois tipos de dados; Exemplos. Instituto Superior Técnico, Dep. de Engenharia Mecânica - ACCAII

2 Cell arrays e estruturas (structures) Os diferentes tipos de dados em MATLAB: MATLAB Data Types double single int8, unit8 int16, uint16 logical char int16, uint16 int32, unit32 uint32 int64, unint64 logical data character strings double precision (real and complex) single precision (real and complex) int8, uint8 int64, uint64 integer and unsigned integer data types cell structure user classes function handles cell arrays structures objects function handles Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

3 Cell arrays e estruturas (structures) Comparação: As células são mais indicadas que as estruturas nas seguintes aplicações: 1. Quando é necessário aceder a vários campos dos dados numa única instrução. 2. Quando se quer aceder a subconjuntos dos dados, como listas separadas por vírgulas. 3. Quando o conjunto de nomes de campos não é fixo. 4. Quando se retiram campos da estrutura de forma frequente. Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

4 Exemplo 1 estruturas Defina a estrutura ponto contendo dois campos, x e y. O campo x, contém a posição x do ponto e o campo y a posição y do ponto. Escreva uma função distancia que aceita dois pontos, e retorna a distância entre eles no plano cartesiano. A função deve verificar se ambos os argumentos são do tipo estrutura. Caso um ou ambos não o sejam, deve abortar com a respectiva mensagem de erro. A função também deve verificar se os campos se designam x e y. Caso um ou ambos não o sejam, deve abortar com a respectiva mensagem de erro. Teste a função com um script. Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

5 Exemplo 1 (cont.) function dist = distancia(ponto1, ponto2) % A função DISTANCIA aceita dois pontos, % em que cada ponto é uma estrutura. % A função calcula a distância entre eles. % Os campos da estrutura que representa o ponto % devem ser os seguintes: % % x -- posição x do ponto % y -- posição y do ponto % % Chamada: dist = distancia(ponto1, ponto2); % Verifica o tipo de argumentos Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

6 Exemplo 1 (cont.) if ( ~isstruct(ponto1) ~isstruct(ponto2) ) error('um dos argumentos não é uma estrutura!!'); elseif ( ~isfield(ponto1,'x') ~isfield(ponto1,'y')... ~isfield(ponto2,'x') ~isfield(ponto2,'y') ) error('um dos campos das estruturas não se denomina x ou y!!'); else % Calcula a distância dist = sqrt( (ponto1.x - ponto2.x).^ (ponto1.y - ponto2.y).^2 ); end Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

7 Exemplo 1 (cont.) script de teste % Pede dados ao utilizador % Por simplificação, assume-se % que este introduz valores admissíveis! ponto_1 = input('introduza as coordenadas do ponto 1 [x1, y1]: '); ponto_2 = input('introduza as coordenadas do ponto 2 [x2, y2]: '); % Cria as estruturas dos pontos p1.x = ponto_1(1); p1.y = ponto_1(2); p2.x = ponto_2(1); p2.y = ponto_2(2); % Calcula a distancia d = distancia(p1,p2); Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

8 Exemplo 1 (cont.) script de teste % Apresenta o resultado fprintf( \nponto 1 = (%.2f,%.2f) \n\n', p1.x, p1.y); fprintf('ponto 2 = (%.2f,%.2f) \n\n', p2.x, p2.y); fprintf('distância = %.2f\n\n', d); Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

9 Exemplo 1 (cont.) testes >>exemplo1 Introduza as coordenadas do ponto 1 [x1, y1]: [1 1] Introduza as coordenadas do ponto 2 [x2, y2]: [2 2] Ponto 1 = (1.00,1.00) Ponto 2 = (2.00,2.00) Distância = 1.41 Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

10 Exemplo 1 (cont.) testes >> s.x=0; >> s.y=0; >> r.x=1; >> r.y=1; >> res = distancia(s,r) res = Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

11 Exemplo 1 (cont.) testes >> s.x=0; >> s.y=0; >> r.x=1; >> r.y=1; >> res = distancia(s,r) res = >> s.xx=0; >> s.y=0; >> r.x=1; >> r.y=1; >> res = distancia(s,r) res = Porquê? Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

12 Exemplo 1 (cont.) testes >> s s = x: 0 y: 0 xx: 0 >> clear all; >> s.xx=0; >> s.y=0; >> r.x=1; >> r.y=1; Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

13 Exemplo 1 (cont.) testes >> s s = xx: 0 y: 0 >> res = distancia(s,r)??? Error using ==> distancia at 20 Um dos campos das estruturas não se denomina x ou y!! Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

14 Exemplo 2 array de estruturas Considere um array de estruturas, denominado OsMeusCDs, que possui em cada posição uma estrutura com os seguintes dados de um CD: Genero Artista Titulo Ano Escreva uma função, denominada procuracds, para procurar neste array todos os CDs mais recentes que um dado ano (inclusive) e que retorne os seus dados num cell array. Teste a função com um script. Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

15 Exemplo 2 (cont.) function arr_cells = procuracds(coleccaocds, anoaprocurar ) % comentários... if (~all(isstruct(coleccaocds)) ~isnumeric(anoaprocurar)... ~(anoaprocurar == round(anoaprocurar)) ) error('atenção: O 1º arg não é uma array de estruturas ou 2º arg não é um inteiro!!'); else arr_cells ={}; indice = 1; Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

16 Exemplo 2 (cont.) for k = 1:length(coleccaoCDs) umcd = coleccaocds(k); if umcd.ano >= anoaprocurar end end end arr_cells(indice,:)={umcd.genero, umcd.artista,... indice = indice + 1; umcd.titulo, umcd.ano}; Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

17 Exemplo 2 (cont.) script de teste % Este script auxiliar cria uma array de estruturas % para o exemplo 2 OsMeusCDs(1) = struct('genero','rock',... 'Artista','Xutos e Pontapés',... 'Titulo','Circo de Feras',... 'Ano', 1987); OsMeusCDs(2) = struct('genero','rock',... 'Artista','Metallica',... 'Titulo','Black Album',... 'Ano', 1991); OsMeusCDs(3) = struct('genero','cubana',... 'Artista','Eliades Ochoa',... 'Titulo','Grandes Éxitos',... 'Ano', 2000); OsMeusCDs(4) = struct('genero','rock progressivo',... 'Artista','Marillion',... 'Titulo','Misplaced Childhood',... 'Ano', 1985); Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

18 Exemplo 2 (cont.) script de teste % Script de teste para o exemplo2 clc; clear all; close all; % cria array de estuturas exemplo2_cria_array_estruturas; %% ver slide anterior!! % Assume-se que o valor é um inteiro!!!(cilo while para robustez!!) ano = input('\nintroduza o ano mínimo de procura: '); arr_cells = procuracds(osmeuscds, ano); [lin,col]=size(arr_cells); fprintf('\nrsultados da procura:\n') for k=1:lin fprintf('\n%-20s%-25s%-25s%4d',arr_cells{k,:}); end fprintf('\n') Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

19 Exemplo 2 (cont.) testes >>exemplo2 Introduza o ano mínimo de procura: 1986 Rsultados da procura: Rock Xutos e Pontapés Circo de Feras 1987 Rock Melallica Black Album 1991 Cubana Eliades Ochoa Grandes Éxitos 2000 >>exemplo2 Introduza o ano mínimo de procura: 1980 Rsultados da procura: Rock Xutos e Pontapés Circo de Feras 1987 Rock Melallica Black Album 1991 Cubana Eliades Ochoa Grandes Éxitos 2000 Rock progressivo Marillion Misplaced Childhood 1985 Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

20 Exemplo 2 (cont.) testes >>exemplo2 Introduza o ano mínimo de procura: 4.5??? Error using ==> procuracds at 6 Atenção: O 1º arg não é uma array de estruturas ou 2º arg não é um inteiro!! Error in ==> exemplo2 at 11 arr_cells = procuracds(osmeuscds, ano);misplaced Childhood 1985 Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

21 Exemplo 3 cell arrays Considere um cell array, denominado OsMeusCDs_2, que possui em cada posição (2º índice) os seguintes dados de um CD: Genero Artista Titulo Ano Escreva uma função, denominada procuracds_2, para procurar neste array todos os CDs mais recentes que um dado ano (inclusive) e que retorne os seus dados num cell array. Teste a função com um script. Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

22 Exemplo 3 (cont.) function arr_cells = procuracds_2(coleccaocds, anoaprocurar ) % comentários... if (~iscell(coleccaocds) ~isnumeric(anoaprocurar)... else ~(anoaprocurar == round(anoaprocurar)) ) error('atenção: O 1º arg não é um cell array ou 2º arg não é um inteiro!!'); indice = 1; [lin, col] = size(coleccaocds); Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

23 Exemplo 3 (cont.) for k = 1:lin umcdano = coleccaocds{k,4}; if umcdano >= anoaprocurar end end end arr_cells(indice,:)=coleccaocds(k,:); indice = indice + 1; Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

24 Exemplo 3 (cont.) script de teste % Este script auxiliar cria um array de células % para o exemplo 3 OsMeusCDs(1,:) = {'Rock',... 'Xutos e Pontapés',... 'Circo de Feras', }; OsMeusCDs(2,:) = {'Rock',... 'Melallica',... 'Black Album', }; OsMeusCDs(3,:) = {'Cubana',... 'Eliades Ochoa',... 'Grandes Éxitos', }; OsMeusCDs(4,:) = {'Rock progressivo',... 'Marillion',... 'Misplaced Childhood', }; Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

25 Exemplo 3 (cont.) script de teste % Script de teste para o exemplo3 clc; clear all; close all; % cria array de células exemplo3_cria_array_celulas; % ver script anterior % Assume-se que o valor é um inteiro!!!(cilo while para robustez!!) ano = input('\nintroduza o ano mínimo de procura: '); arr_cells = procuracds_2(osmeuscds, ano); [lin,col]=size(arr_cells); fprintf('\nrsultados da procura:\n') for k=1:lin fprintf('\n%-20s%-25s%-25s%4d',arr_cells{k,:}); end fprintf('\n') Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

26 Exemplo 3 (cont.) testes >>exemplo3 Introduza o ano mínimo de procura: 1986 Resultados da procura: Rock Xutos e Pontapés Circo de Feras 1987 Rock Melallica Black Album 1991 Cubana Eliades Ochoa Grandes Éxitos 2000 Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

27 Exemplo 4: Array de estruturas e cell arrays Considere o 1º trabalho de CP: Mediante as estruturas de dados compostas que conhece, sugira possíveis implementações para armazenar os dados relativos aos alunos. Discuta as vantagens e desvantagens de cada implementação. Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

28 Exemplo 4: (cont.) Considere a seguinte implementação: Os dados dos alunos são armazenados num array de estruturas em que: O 1º campo de cada estrutura possui a identificação do aluno: Este campo é uma estrutura composta por: Número Nome O 2º campo de cada estrutura possui as notas do aluno: Este campo é uma estrutura composta por: Trabalhos Testes Exames Cada um destes campos é um cell array Especifique, em MATLAB esta implementação! Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

29 Exemplo 4 (cont.) % Script do exemplo4 % Os dados dos alunos são armazenados num array de estruturas em que: % O 1º campo de cada estrutura possui a identificação do aluno: % Este campo é uma estrutura composta por: % Número % Nome % O 2º campo de cada estrutura possui as notas do aluno: % Este campo é uma estrutura composta por: % Trabalhos % Testes % Exames % Cada um destes campos é um cell array clear all;clc;close all; aluno = struct('identificacao',struct('numero',31391,'nome','antónio Silva'),... 'notas',... struct('trabalhos',{{12.4, 14.1}},... 'testes',{{8.5, ''}},... 'exames',{{13.5, 15.2}})); Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

30 Exemplo 4 (cont.) aluno(2).identificacao.numero=21101; aluno(2).identificacao.nome='maria Pereira'; aluno(2).notas.trabalhos(1)={18.4}; aluno(2).notas.trabalhos(2)={15.5}; aluno(2).notas.testes(1)={''}; aluno(2).notas.testes(2)={''}; aluno(2).notas.exames(1)={14.2}; aluno(2).notas.exames(2)={16.1}; Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

31 Exemplo 4 (cont.) >> disp(aluno) 1x2 struct array with fields: identificacao notas >> disp(aluno(2)) identificacao: [1x1 struct] notas: [1x1 struct] >> disp(aluno(2).identificacao) numero: nome: 'Maria Pereira' >> disp(aluno(2).notas) trabalhos: {[ ] [ ]} testes: {'' ''} exames: {[ ] [ ]} Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /

32 Referências Capítulo 7 de Stormy Attaway (2009), Matlab: A Practical Introduction to Programming and Problem Solving, Elsevier. Getting started with MATLAB: matlab/getstart.pdf Miguel Pedro Silva José Borges Computação e Programação 2009 /