Estruturas de Dados Homogêneas (Vetores e Matrizes) e Ponteiros em C

Transcrição

1 Estruturas de Dados Homogêneas (Vetores e Matrizes) e Ponteiros em C 2015/1 Programação Básica de Computadores (INF 09325) Archimedes Detoni archimedesdetoni@inf.ufes.br

2 Agenda Tipos de dados compostos homogêneos (Arrays) 1- Vetores ou Arrays Unidimensionais 2- Strings arrays de caracteres; 3- Matrizes ou Arrays Bidimensionais Ponteiros tipo referência para endereço da memória 2

3 Retrospecto Tipos primitivos de dados char, int, float... Usamos variáveis para acessar uma posição da memória por meio de seu identificador (nome simbólico), onde está armazenado um valor do tipo primitivo int matricula; matricula = ; Usamos estruturas de controle de fluxo e subprogramas para organizar e controlar a ordem de execução das instruções dos programas Tratar problemas mais complexos e úteis 3

4 Introdução Estruturas de Dados = Tipos de Dados Compostos Estruturas de Dados X Estruturas de Controle Usadas para organizar e controlar o armazenamento dos dados nos programas Diferentes estruturas de dados são adequadas a diferentes tipos de aplicação e algumas são destinadas a tarefas específicas. Estrutura de Dados Homogêneas X Heterogêneas Estrutura de Dados Estáticas X Dinâmicas Estrutura de Dados Lineares X Não-lineares 4

5 Arrays Estruturas de dados homogêneas, estáticas, lineares e indexadas Vetor - Array Unidimensional Matriz Array Bidimensional Estrutura indexada Acesso aos elementos da estrutura através de índices; Vetor: um índice; Matriz: dois índices. Número dimensões (índices) - Não há limites Raro uma dimensão maior que

6 Declaração de Arrays Forma geral: <tipo> <nomevetor> [tamanho]; <tipo> <nomematriz> [qtlinhas] [qtcolunas]; Exemplos: float vetor[4]; float matriz[3][4];

7 Operações com Arrays Operações individuais Não há operações sobre todo o conjunto Linguagens de programação podem ter funções específicas Ordenar um vetor; Comparar um vetor com outro; Multiplicar duas matrizes. Neste curso não abordaremos funcionaliades específicas para operar sobre matrizes e vetores Existem diversas disponíveis na internet 7

8 Acesso aos Elementos do Array tamanho = 10 vnotas Primeiro elemento: índice zero Último elemento: tamanho 1 Uso de [ ] para indexação float vnotas[10], primeiranota, segundanota;... // O 1o elemento tem índice zero. primeiranota = vnotas[0]; // O 2o tem índice 1, etc. segundanota = vnotas[1]; 8

9 Acesso aos Elementos do Array Quando individualizados, funcionam como variáveis normais: float matriz [3][4]; 0 matriz[1][2] = 1.4; scanf("%d", &vnotas[8]); printf("%f", matriz[0][0]);

10 Acesso aos Elementos do Array Cuidado para não acessar índices inválidos: O compilador não emitirá um erro Erro na hora da execução do programa matriz[1][5] = 1.5; scanf("%d", &vnotas[10]);

11 Exemplo 1 Como armazenar 10 números em um vetor? #include <stdio.h> main() { int ind, vnumeros[10]; declaração for (ind = 0; ind < 10; ind++){ printf( vnumeros[%d]: ", ind); scanf("%d", &vnumeros[ind]); acesso 11

12 Exemplo 2 Como armazenar n números em um vetor? #include <stdio.h> main() { int ind, tam; printf( Informe tam: ); scanf( %d, &tam); int vnumeros[tam]; for (ind = 0; ind < tam; ind++){ printf( vnumero[%d]: ", ind); scanf("%d", &vnumeros[ind]); Como imprimir os elementos do vetor na ordem inversa e multiplicados por 2? 12

13 Strings Como vimos Uma String é um array de char de tamanho n char nome[50]; Strings possuem funções específicas (string.h) strcpy, strlen, strcmp... (string.h) gets - lê Strings com espaços e tabulações (stdio.h) Mesmo tratamento que vetores Também podemos percorrer uma String, caractere a caractere 13

14 Inicialização estática Até agora vimos como inicializar cada posição do Array (vetor ou matriz) usando de um for Podemos inicializar de uma única vez float vetor[4] = { 1.3, 4.5, 2.7, 4.1 ; int matriz[2][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 ; char umnome[10] = {'J','o','a','o','\0'; char outronome[10] = "Joao"; char vetorstrings[3][10] = { "Joao", "Maria", "Jose" ; 14

15 Exemplo 3 Como percorrer uma matriz? #include <stdio.h> main() { int matriz[2][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 ; int lin, col; for(lin = 0; lin < 2; lin++){ for(col = 0; col < 3; col++){ printf("%d\t", matriz[lin][col]); printf("\n"); 15

16 Exercícios Fixaremos o tamanho por meio de constantes #define <NomeConstante> <valor> Exemplo: #define PI Elabore um algoritmo para realizar a soma de dois vetores, A e B, de números reais e de tamanho Elabore um algoritmo para realizar a soma de duas matrizes, A e B, de números reais e de dimensão 3 x 5. 16

17 Exercício 1 #include <stdio.h> #define Tam 5 main() { float veta[tam], vetb[tam], vetc[tam]; int ind; for(ind = 0; ind < Tam; ind++){ vetc[ind] = veta[ind] + vetb[ind]; 17

18 Exercício 2 #include <stdio.h> #define QtLin 3 #define QtCol 5 main() { float mata[qtlin][qtcol], matb[qtlin][qtcol], matc[qtlin][qtcol]; int lin, col; for(lin = 0; lin < QtLin; lin++){ for(col = 0; col < QtCol; col++){ matc[lin][col] = mata[lin][col] + matb[lin][col]; 18

19 Estruturas Dinâmicas e Ponteiros Estrutura Estática (número fixo de elementos no momento da declaração) - int matricula[40]; Estrutura Dinâmica (alocação dinâmica de memória utilizando ponteiros) Ponteiros Tipos especiais de variáveis que não armazenam um dado diretamente (char, int, float...) Variáveis que apontam para uma posição de memória onde um dado se encontra;

20 Ponteiros Declaração - como variáveis normais de um tipo especí-fico, porém usando um * para indicar que é um ponteiro: int *pointerint; Inicialização de um ponteiro: Atribui-se um endereço de memória a ele; Como não sabemos o endereço das variáveis, utilizamos o operador & (como visto no scanf): int varint = 100; int *pointerint = &varint; ATENÇÃO: ponteiro não inicializado possui um valor qualquer (lixo de memória) e, portanto, aponta para um local desconhecido. 20

21 Exemplo 4 (uso ponteiro) Para acessar o valor apontado pelo ponteiro, utilizamos novamente o *, que é o operador de resolução de referências: int varint = 100; int *pointerint = &varint; printf("%d\n", *pointerint); // Imprime 100. *pointerint = *pointerint * 2; // Note os dois usos de * printf("%d\n", varint); // Imprime 200! printf("%p\n", pointerint); // Imprime o endereço. Modificar o valor apontado pelo ponteiro modifica também o valor da variável original, cujo endereço colocamos no ponteiro. 21

22 Ponteiros e Arrays Podemos, usar ponteiros para acessar elementos de arrays. Apontando para o primeiro de uma sequência de valores de um determinado tipo, e navegando através dos demais elementos: int ind; float vetor[6] = { 1.3, 4.5, 2.7, 4.1, 0.0, ; float *ponteiro = vetor; for (ind = 0; ind < 6; ind++) { printf("%.1f\n", *ponteiro); ponteiro++; // ou *ponteiro = &vetor[0]; O ponteiro recebe o valor de vetor, sem usar o &. Isso ocorre porque vetores e ponteiros são tratados de forma semelhantes (vetores são ponteiros); ponteiro++ faz com que o ponteiro aponte para o próximo elemento do array. Sabendo que é um ponteiro para float, pode-se calcular o endereço do próximo elemento. 22

23 Ponteiros e Subprogramas Subprogramas com passagem de parâmetro por referência Diferente da passagem por valor (ou por cópia); Necessidade do uso de ponteiros; É passado como parâmetro a posição de memória onde a variável está armazenada (chamada de referência à variável); As alterações realizadas dentro do subprograma irão certamente alterar o valor contido nessa variável referenciada (passada como parâmetro). 23

24 Exemplo (Ponteiros e Subprogramas) #include<stdio.h> void troca(int *a, int *b){ int temp; temp = *a; *a = *b; *b = temp; main(){ int num1 = 2, num2 = 3; printf("antes de chamar a função :\n num1 = %d\nnum2 = %d\n", num1, num2); troca(&num1, &num2); printf("depois de chamar a função:\n num1 = %d\nnum2 = %d\n", num1, num2); 24

25 Exemplo 4 - Vetores e funções #include <stdio.h> #define Tam 5 void imprimevetor(int vetor[tam]){ int ind; for(ind = 0; ind < Tam; ind++){ printf("[%d] => %d\n", ind, vetor[ind]); main(){ int vetor[tam] = {1, 2, 3, 4, 5; imprimevetor(vetor); 25

26 Exemplo 5 - Matrizes e funções #include <stdio.h> #define TamLinhas 2 #define TamColunas 3 void imprimematriz(int matriz[tamlinhas][tamcolunas]){ int lin, col; for(lin = 0; lin < TamLinhas; lin++){ for(col = 0; col < TamColunas; col++){ printf("%d\t", matriz[lin][col]); printf("\n"); main(){ int matriz[tamlinhas][tamcolunas] = {1, 2, 3, 4, 5, 6; imprimematriz(matriz); 26