TÉCNICAS DE PROGRAMAÇÃO. Estrutura de dados

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1 TÉCNICAS DE PROGRAMAÇÃO Estrutura de dados

2 O que são estrutura de dados? É a forma como os armazenamos tipos de dados, vistos dia a dia, ou seja, nada mais são do que a transformação de uma forma de armazenamento já conhecida e utilizada no mundo real adaptada para o mundo computacional. Por isso, cada tipo de estrutura de dados possui vantagens e desvantagens e cada uma delas tem sua área de atuação (massa de dados) otimizada. 2

3 O que são estrutura de dados? Os dados manipulados por um algoritmo podem possuir natureza distinta, isto é, podem ser números, letras, frases etc. Dependendo da natureza de um dado, algumas operações podem ou não fazer sentido quando aplicadas a eles. Por exemplo, não faz sentido falar em somar duas letras - algumas linguagens de programação permitem que ocorra a soma dos valores ASCII correspondentes de cada letra. 3

4 Tipos de dados Os tipos de dados manipulados por um algoritmo podem ser classificados em dois grupos: atômicos e complexos ou compostos. 4

5 Tipos de dados atômico Os tipos atômicos são aqueles cujos elementos do conjunto de valores são indivisíveis, por exemplo: o tipo inteiro, real, caractere e lógico 5

6 Tipos de dados complexos Os tipos complexos são aqueles cujos elementos do conjunto de valores podem ser decompostos em partes mais simples. Se um tipo de dado pode ser decomposto, então o tipo de dado é dito estruturado, e a organização de cada componente e as relações entre eles constituem a disciplina de Estrutura de Dados. 6

7 Dados homogêneos É uma estrutura de dados, que utiliza somente um tipo de dado, em sua definição é conhecida como dados homogêneos. Variáveis compostas homogêneas correspondem a posições de memória, identificadas por um mesmo nome, individualizado por índices e cujo conteúdo é composto do mesmo tipo. 7

8 Dados Heterogêneos Uma estrutura de dados é chamada de heterogênea quando envolve a utilização de mais de um tipo básico de dado (inteiro ou caractere, por exemplo) para representar uma estrutura de dados. Normalmente, este tipo de dado é chamado de registro. 8

9 Dados Heterogêneos Um registro é uma estrutura de dados que agrupa dados de tipos distintos ou, mais raramente, do mesmo tipo. Um registro de dados é composto por certo número de campos de dados, que são itens de dados individuais. Registros são conjuntos de dados logicamente relacionados, mas de tipos diferentes (numéricos, lógicos, caractere etc) [3, 21, 4]. 9

10 O que é um registro? Registros correspondem a conjuntos de posições de memória conhecidos por um mesmo nome e individualizados por identificadores associados a cada conjunto de posições. O conceito de registro visa facilitar o agrupamento de variáveis que não são do mesmo tipo, mas que guardam estreita relação lógica. 10

11 O que é um registro? O registro é um caso mais geral de variável composta na qual os elementos do conjunto não precisam ser, necessariamente, homogêneos ou do mesmo tipo. O registro é constituído por componentes. Cada tipo de dado armazenado em um registro é chamado de campo. 11

12 O que é um registro? A linguagem C utiliza as estruturas para representar um registro. Com a estrutura definida pode-se fazer atribuição de variáveis do mesmo tipo de maneira simplificada. Exemplo: 12

13 Exemplo de um registro Registro de um funcionário.

14 Vetor (Array)

15 O que é um Vetor (ARRAY) O vetor é uma estrutura de dados linear que necessita de somente um índice para que seus elementos sejam endereçados. É utilizado para armazenar uma lista de valores do mesmo tipo, ou seja, o tipo vetor permite armazenar mais de um valor em uma mesma variável. 15

16 Algumas características do tipo vetor([10]): Alocação estática (deve-se conhecer as dimensões da estrutura no momento da declaração) Estrutura homogênea Alocação sequencial (bytes contíguos) Inserção/Exclusão Realocação dos elementos Posição de memória não liberada 16

17 Exemplo de Vetor NOTAS Aluno

18 Vetor em C (ARRAY) É um grupo de posições contínuas na memória que possuem o mesmo nome e armazenam dados do mesmo tipo (int, char, double, etc). Para referir-se a uma localização ou elemento particular no vetor, especificamos o nome do vetor e o número da posição (ou índice) do elemento particular no vetor. 18

19 Vetor em C (ARRAY) Em C o índice de um vetor inicia em ZERO Exemplo do vetor Notas: Conteúdo do vetor Notas Índice do vetor Notas 19

20 Declaração de Vetor em C Sintaxe: <TIPO> <identificador> [tam]; Onde: <identificador> : nome do Vetor tam : tamanho do vetor <TIPO> : tipo do elemento armazenado (int, float, double, char, etc...) 20

21 Exemplos de Declaração double medias [4]; Será criado um vetor com 4 posições, numeradas de 0 a 3 Uso de inicializadores double Medias [ ] = {4.5,3.0,10.0,8.0}; 21

22 Exemplos de Declaração Declaração e inicialização de um Vetor de Idades int idade[] = { 18, 26, 21, 20 }; Qual o tamanho do vetor idade? Uma vez inicializado, o tamanho de um vetor não pode ser alterado! 22

23 Números randômicos A função rand() da biblioteca stdlib.h gera números aleatórios. Esta função gera números aleatórios entre 0 e RAND_MAX. Exemplo: int numero = rand() % 100; Para alterar a semente do rand, utilize a função rand(valor) da biblioteca stdlib.h

24 Comando continue O comando continue força a próxima iteração do laço e pula o código que estiver abaixo. Exemplo: x = 0; while(x!= 10){ x = rand() % 20; if (x >=10) continue; printf( %d\n, x); }

25 Comando goto O comando goto está disponível em C para fornecer alguma compatibilidade com outras linguagens de programação. Esse comando causa o desvio do controle do programa para a instrução seguinte ao rótulo com o nome indicado. O rótulo é um nome seguido de dois-pontos (:). if(x == 0) goto erro; else r = n/x; erro: printf( \nerro: divisão por zero );

26 Medição do tempo de processamento Para medir tempo de processamento em C no Windows, utilize a seguinte função: double gettime() { double final_time; LARGE_INTEGER perftime; LARGE_INTEGER perffreq; LONGLONG uperftime; LONGLONG uperffreq; if (QueryPerformanceFrequency(&perfFreq)) { QueryPerformanceCounter(&perfTime); uperftime = perftime.quadpart; uperffreq = perffreq.quadpart; final_time = (double)uperftime / (double)uperffreq; }else final_time = (double) GetTickCount() / (double)1000.0; return final_time; }

27 Medição do tempo de processamento Na aplicação do usuário, no início da medição, coloque: ini_t = gettime(); No fim da medição, coloque fim_t = gettime(); Para efetuar o cálculo tempo = fim_t ini_t; As variáveis init_t, fim_t e tempo são do tipo double Inluir as seguintes bibliotecas: #include <windows.h> #include <sys/timeb.h>

28 DÚVIDAS?

29 Exercícios

30 Problema 01 Leia 8 elementos em um vetor inteiro A. Construa um outro vetor B, de mesma dimensão de A, com seus elementos sendo a multiplicação dos elementos de A por 3. Mostre os elementos de B.

31 Problema 02 Leia um vetor V de tamanho 10. Construa mais outros 2 vetores P e I, separando em P os elementos pares de V e em I os elementos ímpares.

32 Problema 03 Leia dois vetores A e B reais (de tamanho 4).Construa um 3º vetor que seja a junção de A e B, ou seja, esse vetor deve ter dimensão do total de elementos (colocar os elementos de A seguidos dos elementos de B)

33 Problema 04 Leia 20 elementos em um vetor A e construa o vetor B com elementos de A, porém invertidos, ou seja, o primeiro elemento de A passa a ser o último elemento de B, e assim por diante. Mostre os 2 vetores.

34 Problema 05 A sequência de números de Fibonacci é a seguinte: os dois primeiros termos têm o valor 1 e cada termo seguinte é igual à soma dos dois anteriores. 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, Escreva um programa que solicite ao usuário o número do termo da sequência de Fibonacci e calcule o valor desse termo. Por exemplo, se o número fornecido pelo usuário for 7, o programa deverá encontrar e imprimir o valor 13.

35 Desafio Escreva um programa que solicite um número entre 3 e 18 e calcule a probabilidade que esse número tem de sair ao se jogar três dados ao mesmo tempo. A probabilidade é calculada pela seguinte fórmula: P = (n1 / n2) * Em que n1 é o número de casos no qual a soma dos dados é igual ao número dado pelo usuário, e n2 é o número total de casos possíveis. Por exemplo, se o número inserido for 6, o programa imprimirá: A probabilidade de sair 6 é de 4,63%.

36 Para o lar Eliminação de Duplicatas Escreva um aplicativo que insere 20 números, no intervalo fechado entre 10 e 40. Enquanto cada número é lido, exiba-o somente se ele não tiver uma duplicata de um número já lido. Ao final da inserção dos 20 números, exiba todos os números, sem duplicatas.

37 Eliminação de Duplicatas (Parte 2) Faça um algoritmo que elimine as duplicatas dos valores, sendo que os valores podem ser de 0 até Você deverá entrar com valores gerados aleatoriamente. Ao final, você deve imprimir a quantidade de valores diferentes gerados e o tempo total de processamento.