Programação: Vetores

Transcrição

1 Programação de Computadores I Aula 09 Programação: Vetores José Romildo Malaquias Departamento de Computação Universidade Federal de Ouro Preto /62

2 Motivação Problema Faça um programa que leia as notas dos alunos de uma turma de 5 alunos, determine e mostre a média aritmética das notas, e o número de alunos com notas inferiores à média. 2/62

3 Motivação (cont.) # include <stdio.h> int main ( void ) { double nota ; double soma = 0.0; for ( int i = 0; i < 5; i ++) { printf (" nota %d: ", i +1); scanf ("%lf", & nota ); soma = soma + nota ; } double media = soma / 5; printf (" média : %2f\n", media ); // e agora... como acessar as notas já digitadas? } return 0; 3/62

4 Motivação (cont.) Este programa utiliza uma única variável para armazenar a nota digitada pelo usuário. Toda vez que o usuário digita uma nova nota, o valor anteriormente digitado é perdido. Após ler todas as notas e calcular a média, não é mais possível comparar cada nota com a média. Solução? Usar uma variável diferente para armazenar cada nota. 4/62

5 Motivação (cont.) # include <stdio.h> int main ( void ) { double n1, n2, n3, n4, n5; printf (" nota 1: "); scanf ("%lf", &n1 ); printf (" nota 2: "); scanf ("%lf", &n2 ); printf (" nota 3: "); scanf ("%lf", &n3 ); printf (" nota 4: "); scanf ("%lf", &n4 ); printf (" nota 5: "); scanf ("%lf", &n5 ); double media = ( n1 + n2 + n3 + n4 + n5) / 5; printf (" média : %2f\n", media ); int cont = 0; if ( n1 < media ) cont ++; if ( n2 < media ) cont ++; if ( n3 < media ) cont ++; if ( n4 < media ) cont ++; if ( n5 < media ) cont ++; printf (" abaixo da média : %d\n", cont ); return 0; } 5/62

6 Motivação (cont.) O problema foi resolvido. Porém o fato de usarmos uma variável diferente para cada nota impossibilita o uso de comando de repetição. Assim foi necessáro escrever scanf 5 vezes, e if 5 vezes. 6/62

7 Motivação (cont.) Estenda o problema para trabalhar com uma turma de 100 alunos. É possível, porém esta será uma tarefa enfadonha e sujeita a erros, pois serão necessários: 100 variáveis distintas, cada uma com um nome diferente. 100 comandos scanf 100 comandos if Pergunta: Existe outra maneira de trabalhar com as 100 variáveis sem usar 100 nomes diferentes? Resposta: Sim, utilizando vetor. 7/62

8 Motivação (cont.) Estenda o problema para trabalhar com um número de alunos que somente será conhecido em tempo de execução. Com este esquema não é possível. Pergunta: Existe uma maneira de trabalhar com um número desconhecido (pelo programador) de variáveis? Resposta: Sim, utilizando vetor. 8/62

9 Vetor Vetor é uma variável composta homogênea unidimensional. Um vetor é formado por uma sequência de variáveis, todas do mesmo tipo de dados. Dizemos que cada variável componente é um elemento do vetor. As variáveis que compõem um vetor são todas identificadas por um mesmo nome. Estas variáveis são alocadas sequencialmente na memória. 9/62

10 Vetor (cont.) 10/62

11 Declaração de uma variável vetor tipo identificador [tamanho]; Primeiro o tipo de dado dos componentes do vetor: int, float, double, char,... Segundo o nome da variável vetor: usando as mesmas convenções de um identificador comum: array, vetor, variaveldenumeros, vet,... E por fim, o tamanho do vetor (isto é, a quantidade de elementos que formam o vetor) escrito entre colchetes: [5], [10], [3],... 11/62

12 Declaração de uma variável vetor (cont.) Exemplos: int vet [6]; // um vetor de 6 inteiros double notas [100]; // um vetor de 100 doubles char texto [256]; // um vetor de 256 caracteres double medias [2* n]; // um vetor de 2* n doubles 12/62

13 Declaração de uma variável vetor (cont.) Todo vetor é um espaço linear na memória dividido em várias variáveis componentes de acordo com o tamanho declarado. Ao declaramos int vet [4] é alocado na memória um espaço linear para 4 variáveis inteiras, representadas da seguinte forma: Assim vet é uma variável vetor formada por 4 espaços de memória. 13/62

14 Acessando elementos de um vetor Os componentes de um vetor são numerados sequencialmente começando com zero. Para identificar cada componente usamos o nome do vetor juntamente com o número que indica a posição do componente na sequência. A posição de um componente é chamada de índice. Exemplo: double Notas [ 10]; 14/62

15 Acessando elementos de um vetor (cont.) Sintaxe: vetor[índice] Primeiramente escreve-se o vetor. Depois escreve-se o índice (uma expressão inteira) entre colchetes. 15/62

16 Acessando elementos de um vetor (cont.) Exemplo: double Notas [ 10]; Notas [1] = 9. 35; printf ("%f", Notas [1]); Notas[1] refere-se ao componente na posição 1 do vetor Notas, ou seja, o segundo elemento do vetor. 16/62

17 Acessando elementos de um vetor (cont.) Uma vez que as variáveis que compõem o vetor têm o mesmo nome, o que distingue cada uma delas é o seu índice, que referencia sua localização dentro da estrutura. 17/62

18 Acessando elementos de um vetor (cont.) 18/62

19 Acessando elementos de um vetor (cont.) A primeira posição de um vetor tem índice 0. A última posição de um vetor tem índice tamanho - 1. Importante: O sistema de execução não verifica se o índice usado para acessar um componente do vetor é válido. É responsabilidade do programador garantir que o índice usado para acessar um elemento de um vetor é válido. 19/62

20 Acessando elementos de um vetor (cont.) Não esqueça: Para acessar uma posição específica de um vetor basta indicar a posição desejada entre colchetes A posição é chamada de índice. A faixa de índices válidos inicia em 0 e termina com o tamanho - 1. Exemplo: os índices válidos para um vetor de tamanho 4 são 0, 1, 2 e 3. 20/62

21 Acessando elementos de um vetor (cont.) Exemplo: Declarar um vetor de tamanho 4 e atribuir o valor 540 na posição 1 e o valor 8456 na posição 3. int vetor [4]; vetor [1] = 540; vetor [3] = 8456; 21/62

22 Acessando elementos de um vetor (cont.) O limite do vetor é sempre o seu tamanho menos 1. No exemplo anterior o vetor é de tamanho 4, a posição máxima é 3, pois 4 1 = 3. Se um valor for atribuído fora dos limites do vetor ocorrerá um erro muito grave, pois o valor estará sendo armazenado em um espaço de memória que não pertence ao vetor. Ainda no exemplo anterior, não se deve fazer vetor [4] = 200; 22/62

23 Exemplo: ler e mostrar um vetor Inserir 5 notas em um vetor, depois disso visualizar as notas inseridas. 23/62

24 Exemplo: ler e mostrar um vetor (cont.) # include <stdio.h> int main ( void ) { double notas [ 5]; // um vetor de 5 elementos int j; // índice no vetor // entrada dos dados for ( j = 0; j < 5; j ++) { printf (" Inserir nota %d: ", j +1); scanf ("%d", & notas [j ]); } // visualizaç~ao dos dados for ( j = 0; j < 5; j ++) printf ("%d ", notas [j ]); return 0; } 24/62

25 Exemplo: ler e mostrar um vetor (cont.) 25/62

43 Exemplo: média de 5 notas Faça um programa que leia as notas dos alunos de uma turma de 5 alunos, determine e mostre a média aritmética das notas, e o número de alunos com notas inferiores à média. 43/62

44 Exemplo: média de 5 notas (cont.) # include <stdio.h> int main ( void ) { double notas [5]; int indice ; // leitura dos dados for ( indice = 0; indice < 5; indice ++) { printf (" nota %d: ", indice + 1); scanf ("%lf", & notas [ indice ]); } // cálculo e exibiç~ao da média double soma = 0; for ( indice = 0; indice < 5; indice ++) soma = soma + notas [ indice ]; 44/62

45 Exemplo: média de 5 notas (cont.) double media = soma /5; printf (" média : %2f\n", media ); // cálculo e exibiç~ao da quantidade // de notas abaixo da média int cont = 0; for ( indice = 0; indice < 5; indice ++) if ( notas [ indice ] < media ) cont = cont + 1; printf (" abaixo da média : %d\n", cont ); } return 0; 45/62

46 Exemplo: preenchendo um vetor Colocar os números de 1 a 5 em Vetor. 46/62

47 Exemplo: preenchendo um vetor Colocar os números de 1 a 5 em Vetor. for ( int i = 0; i < 5; i ++) Vetor [i] = i + 1; 46/62

48 Exemplo: preenchendo um vetor Colocar os números de 1 a 5 em Vetor. for ( int i = 0; i < 5; i ++) Vetor [i] = i + 1; Colocar os números de 5 a 1 em Vetor. 46/62

49 Exemplo: preenchendo um vetor Colocar os números de 1 a 5 em Vetor. for ( int i = 0; i < 5; i ++) Vetor [i] = i + 1; Colocar os números de 5 a 1 em Vetor. for ( int i = 0; i < 5; i ++) Vetor [i] = 5 - i; 46/62

50 Uso de constantes com vetores Geralmente é melhor usar um nome representando um valor constante do que usar a própria constante em um programa. Para tanto define-se a constante no início do programa, e no restante do programa usa-se o nome definido. Se for necessário redefinir o valor da constante no texto do programa, o local a ser alterado é somente na declaração da constante. Além disto, o uso de um nome pode ser uma dica do significado da constante. 47/62

51 Uso de constantes com vetores (cont.) Geralmente é melhor definir e usar uma constante para representar o tamanho de um vetor do que escrever o valor do tamanho explicitamente em todas os locais que precisamos do tamanho. 48/62

52 Uso de constantes com vetores (cont.) Uma constante pode ser definida como uma macro do pré-processador usando a diretiva #define. No início da compilação, o pré-processador substitui todas as ocorrências no nome da macro pela definição dada. Este procedimento é apenas manipulação do texto do programa. Não é feita nenhuma checagem de tipo com o nome da macro. Exemplo: # define TAMANHO 5 double VetReais [ TAMANHO ]; // coloca 5,4,3,2,1 no vetor for ( i = 0; i < TAMANHO ; i ++) VetReais [ i] = TAMANHO + i; 49/62

53 Uso de constantes com vetores (cont.) Uma constante pode ser definida no nível da linguagem através do especificador const colocado em uma declaração de variável, antes no nome do tipo. A variável assim definida é similar às outras variáveis, exceto pelo fato de que o seu valor não pode ser alterado. Portanto não é possível fazer uma atribuição a ela. Exemplo: const int TAMANHO = 20 double VetReais [ TAMANHO ], VetCopia [ TAMANHO ]; // copia os dados de um vetor para outro for ( i = 0; i < TAMANHO ; i ++) VetCopia [i] = VetReais [i]; 50/62

54 Exemplo: ordem inversa Construa um algoritmo que leia 300 números inteiros e imprima esses números na ordem inversa de entrada. 51/62

55 Exemplo: ordem inversa (cont.) # include <stdio.h> # define QUANTIDADE 300 // definiç~ao de macro int main ( void ) { int vet [ QUANTIDADE ]; int i; // leitura dos dados for ( i = 0; i < QUANTIDADE ; i ++) { printf (" número %d: ", i + 1); scanf ("%d", & vet [i ]); } // impress~ao na ordem inversa printf ("\ nordem inversa :\n"); for ( i = QUANTIDADE - 1; i >= 0; i - -) printf (" número %d: %d\n", i + 1, vet [i ]); } return 0; 52/62

56 Inicialização de vetores Quando declaramos um vetor, os seus elementos não são inicializados. Neste caso os seus elementos são desconhecidos (lixo) e só deverão ser utilizados após atribuição. Porém é possível fazer a inicialização de um vetor com os valores iniciais desejados. Os valores inicias são colocados entre chaves {}. Exemplo: int v [5] = { 16, 36, 3, 8, 26 }; 53/62

57 Inicialização de vetores (cont.) A quantidade de valores entre chaves não deve ser maior que o tamanho do vetor. A fim de facilitar a inicialização, C permite omitir o número de elementos (tamanho): []. Neste caso, o compilador assume que o tamanho do vetor é igual ao número de valores especificados na inicialização (entre chaves). Exemplo: int v[] = { 16, 36, 3, 8, 26 }; 54/62

58 Busca Dada uma coleção de n elementos, pretende-se saber se um determinado valor x está presente nessa coleção. Para efeitos práticos, vamos supor que essa coleção é implementada como sendo um vetor de n elementos inteiros: v[0]..v[n-1]. 55/62

59 Pesquisa seqüêncial Utilizamos uma variável encontrado para sinalizar se o valor já foi encontrado. Inicialmente o seu valor é falso (representando como 0 no C). Percorremos o vetor desde a primeira posição até a última, ou até o valor ser encontrado: Para cada posição i, comparamos v[i] com o valor x: se forem iguais sinalizamos que o valor foi encontrado atribuindo verdadeiro (representado como 1 no C) à variável encontrado se chegarmos ao fim do vetor sem sucesso concluímos que o valor não existe no vetor 56/62

60 Pesquisa seqüêncial (cont.) Passos: 1. Inicialização int i = 0; int encontrado = 0; /* falso */ 57/62

61 Pesquisa seqüêncial (cont.) 2. Pesquisa while ( i < TAMANHO &&! encontrado ) { if ( vetor [i] == x) encontrado = 1; /* verdadeiro */ else i ++; } 58/62

62 Pesquisa seqüêncial (cont.) 3. Tratamento do resultado if ( encontrado ) printf (" Valor %d encontrado na posiç~ao %d\n", vetor [i], i); else printf (" Valor %d n~ao encontrado \n", vetor [i ]); 59/62

63 Pesquisa seqüêncial (cont.) Exemplo: # include <stdio.h> # define TAMANHO 4 int main ( void ) { int vet [ TAMANHO ]; int i; // leitura dos dados printf (" Digite %d números :\n", TAMANHO ); for ( i = 0; i < TAMANHO ; i ++) scanf ("%d", & vet [i ]); // leitura do valor a ser pesquisado int valor ; printf (" Valor procurado :\n"); scanf ("%d", & valor ); 60/62

64 Pesquisa seqüêncial (cont.) // realiza a pesquisa int encontrado = 0; /* falso */ for ( i = 0; i < TAMANHO &&! encontrado ; i ++) encontrado = ( vet [ i] == valor ); // exibe resultado if ( encontrado ) printf (" encontrado na posiç~ao % d\ n", i - 1); else printf (" n~ao encontrado \n"); } return 0; 61/62

65 FIM Créditos: Baseado no material preparado pelo Prof. Guillermo Cámara-Chávez. 62/62