CCO 016 Fundamentos de Programação

Transcrição

1 CCO 016 Fundamentos de Programação Prof. Roberto Affonso da Costa Junior Universidade Federal de Itajubá

2 AULA 09 Agregados Homogêneos Variáveis Indexadas Vetores

3 EXEMPLO 1 Um programa deve calcular quem é o menor entre 3 números dados. A resolução deste problema pode ser obtida, atribuindo-se uma variável para cada um dos 3 números solicitados e em seguida faz-se as comparações entre eles;

4 Exemplo com 3 variáveis Exemplo com 3 variáveis se ( a < b ) entao se ( a < c ) entao imprima ( a é o menor ) senao imprima ( c é o menor ) fim_se senao se ( b < c ) entao imprima ( b é o menor ) senao imprima ( c é o menor ) fim_se fim_se

5 Esta pode não ser a melhor solução visto que, se aumentarmos a quantidade de números a quantidade de comparações cresce progressivamente, tornando a escrita do programa quase impossível pois é sempre dependente da quantidade de valores dados;

6 Uma outra solução, que resolve o problema das comparações, é aquele onde se utiliza uma variável auxiliar para armazenar o primeiro numero dado e todos os demais números são comparados com o conteúdo desta variável auxiliar; toda vez que um numero for menor que o conteúdo da variável auxiliar esta recebe o valor deste numero;

7 Portanto, o numero de comparações é igual à quantidade de valores dados; No entanto, esta solução ainda não resolve o problema da dependência da quantidade de valores dados, ou seja, o programa deve fazer tantas comparações quantos forem os valores dados;

8 Portanto, em ambas as soluções, não se tem um programa que possa resolver o problema para um número indeterminado de valores dados;

9 Exemplo 2 Um programa deve fazer os cálculos referentes ao mapa escolar de uma determinada disciplina; Para isto o programa deve receber, para cada aluno da disciplina, pelo menos as seguintes informações:

10 Numero de matricula Nota do trabalho 1 Nota do trabalho 2 Nota da prova 1 Nota do trabalho 3 Nota da prova 2 Nota do exame

11 Tem-se duas soluções para este problema: Na primeira solução, os dados de cada aluno são armazenados numa correspondente variável; Quando outro aluno é lido, as mesmas variáveis utilizadas para armazenar as informações do aluno anterior, são agora utilizadas para armazenar as informações deste novo aluno; O problema desta solução está no fato de que não é possível fazer mais nada após a entrada dos dados de outro aluno, pois estes são perdidos;

12 Por exemplo, se desejarmos calcular quais alunos tiveram desempenho superior à média da classe, temos que ler novamente todos os dados, pois só é possível conhecerse a média da turma após todos os alunos terem sido lidos, mas como a cada nova leitura, os dados são perdidos, ao final do processo não se tem as informações lidas anteriormente.

13 Uma segunda solução, que resolveria este problema, seria criar variáveis diferentes para cada novo aluno fornecido na entrada dos dados;

14 Obviamente esta solução não é possível de ser executada, pois na prática, um programa deste tipo é utilizado em várias disciplinas, as quais têm numero diferentes de alunos, o que já tornaria impossível de resolver o problema; e mesmo assim, a quantidade de variáveis necessárias para armazenar as informações individuais dos alunos seria astronômica, o que inviabiliza de vez a execução de tal solução.

15 Agregados Homogêneos São aqueles que agregam informações de tipos iguais.

16 O conceito que fundamenta o uso de tais agregados baseia-se no fato de que informações que tenham a mesma finalidade num programa, ao invés de serem armazenadas em diversas variáveis diferentes, poderiam ser armazenadas numa única variável, mas de tal forma que os valores para cada uma das instâncias desta variável fiquem disponíveis para o programa;

17 Agregados Homogêneos Podemos definir um Vetor como uma variável dividida em vários "pedaços", em várias "casinhas", onde cada pedaço desses é identificado através de um número, referente à posição de uma determinada informação no vetor em questão. O número de cada posição do vetor é chamado de índice. Conceito: Vetor é um conjunto de variáveis, onde cada uma pode armazenar uma informação diferente, mas todas compartilham o mesmo nome. São associados índices a esse nome, que representam as posições do vetor, permitindo assim, individualizar os elementos do conjunto. 17

18 Agregados Homogêneos Podemos imaginar que na memória do computador o vetor seja mais ou menos da seguinte forma: Índice (posição) V Elementos (conteúdo) 18

19 Agregados Homogêneos Exemplos de Manipulação de Vetores: 1) Escrever V [3] Esta instrução escreve na tela, o conteúdo da Posição 3 do Vetor chamado V, ou seja, escreve a palavra 12. ATENÇÃO: Sempre que estivermos nos referindo a um Vetor, devemos colocar o Nome do Vetor e a Posição (o Índice) correspondente entre colchetes. 2) V [5] '8' Esta instrução armazena (atribui) a palavra '8' na posição 5 do Vetor chamado Nomes. 19

20 Agregados Homogêneos 3) Escrever V [X] Esta instrução escreve o conteúdo da posição X do Vetor V, ou seja, é possível utilizarmos variáveis para indicar a posição (o índice) do Vetor. Neste exemplo 4, o que será escrito depende do valor da variável X. Por exemplo, se antes da instrução Escrever, tivéssemos a instrução: X 4. Então seria escrito o conteúdo da posição 4 do Vetor Nomes, neste caso, seria escrita a palavra

21 Agregados Homogêneos 4) Escrever V [X-2] Esta instrução é para mostrar que também pode-se utilizar cálculos (expressões) para indicar a posição (o índice). Digamos que o X tenha recebido o valor 4, como no exemplo 3 acima, então, neste caso, seria escrita a palavra 5. 21

22 Agregados Homogêneos 5) Como LER um Vetor (Preencher) Para Ler um vetor, ou seja, para preencher um vetor com informações (dados) é necessária uma estrutura de repetição, pois um vetor possui várias posições e temos que preencher uma a uma. A estrutura de repetição normalmente utilizada para vetores é o Para-Até-Faça. Veja no exemplo a seguir como preencher (ler) um vetor de 10 posições: 22

23 Agregados Homogêneos inteiro cont real v[10] inicio para cont 1 até 10 passo 1 faça leia (v [cont]) fim-para fim 23

24 Agregados Homogêneos INICIO cont 1 até 10 passo 1 v [cont] FIM 24

25 Agregados Homogêneos Anteriormente está demonstrado como preencher um vetor chamado v de 10 posições, ou seja, serão lidas 10 informações (valores reais) e cada uma armazenada em uma posição do vetor v. Sendo que utiliza-se a própria variável da repetição para variar a posição (índice) do vetor. 25

26 Agregados Homogêneos 5)Como ESCREVER um Vetor Para Escrever um vetor, ou seja, para escrever o conteúdo de cada posição de um vetor, também precisamos utilizar uma estrutura de repetição, já que os vetores possuem mais de um conteúdo (mais de uma posição). Como explicado anteriormente, normalmente utiliza-se a estrutura Para-Até-Faça também para escrever o vetor. Veja no exemplo a seguir, como escrever um vetor de 10 posições, isto é, como escrever o conteúdo de cada uma das 10 posições do vetor: 26

27 inteiro cont real v[10] Agregados Homogêneos inicio para cont 1 até 10 passo 1 faça imprima (v [cont]) fim-para fim 27

28 Agregados Homogêneos INICIO cont 1 até 10 passo 1 v [cont] FIM 28

29 Agregados Homogêneos Anteriormente está demonstrado como escrever um vetor chamado v de 10 posições, ou seja, ao executar essa instrução seria escrito o conteúdo de cada uma das 10 posições do vetor v na tela do computador. 29

30 Exemplo 2 Escreva um algoritmo para ler a nota de 30 alunos, calcule a média geral da turma e escreva quantos alunos tiveram a nota acima da média calculada. 30

31 Exemplo 2 inteiro cont, i real nota[30], soma, media inicio cont 0 soma 0 para i 1 até 30 passo 1 faça leia (nota[i]) soma soma + nota [i] fim-para media soma / 30 31

32 Exemplo 2 para i 1 até 30 passo 1 faça se nota[i] > media então cont cont + 1 fim-se fim-para escreva ( Número de alunos acima da média é:, cont) fim 32

33 INICIO cont 0 soma 0 i 1 até 30 passo 1 nota [i] soma soma + nota [i] media soma /

34 1 i 1 até 30 passo 1 nota[i] > media V cont cont + 1 F Número de alunos acima da média é:, cont FIM 34

35 Exemplo 3 Deseja-se deseja obter o menor entre 10 números dados; A primeira solução seria armazenar os 10 números dados em 10 variáveis diferentes; Sabe-se que esta não é uma boa solução, pelos motivos já expostos e também pelo fato de se aumentarmos a quantidade de valores, a quantidade de variáveis também deverá ser aumentada, impossibilitando ainda mais a execução do programa.

36 A solução seria a utilização de uma única variável; Seja por exemplo a variável: numeros de tal forma que o programa possa acessar os diferentes valores que a variável pode armazenar.

37 Como isto pode ocorrer?

38 A utilização de agregados homogêneos Ao definir-se uma variável do tipo agregado homogêneo, na verdade está se definindo uma variável do tipo conjunto, ou seja, uma variável subdividida em várias outras variáveis; Estas outras sub variáveis recebem o nome de células da variável principal; possuem o mesmo nome e o mesmo tipo dela; Daí o nome AGREGADO HOMOGÊNEO;

39 Definindo um agregado homogêneo Em linguagem C, agregado homogêneo é definido da seguinte forma: tipo NOME DA VARIAVEL [ dimensao ]; Onde : dimensao = quantidade de células do agregado deve ser sempre maior que zero deve ser sempre inteiro tem que ter um valor especificado ( não pode ser variável )

40 Esta declaração deve iniciar o programa, pois só a partir dela é que o programa vai saber quais são as variáveis agregadas homogêneas e com quantas células elas foram definidas; Este tipo de variável é também chamado: Conjunto Vetor

41 Exemplo 4 Seja a seguinte declaração: int idade[30]; Esta declaração define uma variável agregado homogênea, pois agrega 30 células que podem armazenar um valor inteiro cada uma;

42 Exemplo 5 Seja a seguinte declaração: float media_notas[100]; Esta declaração define uma variável agregado homogênea, pois agrega 100 células que podem armazenar um valor flutuante cada uma;

43 Exemplo 6 Seja a seguinte declaração: char nome[80]; Esta declaração define uma variável agregado homogênea, pois agrega 80 células que podem armazenar um caractere cada uma;

44 Acesso à variável agregado O acesso a este tipo de variável é realizado através da definição do valor da posição da célula desejada na variável; Exemplo: Sejam as declarações: int idade[30]; float media_notas[100];

45 idade: media_notas: Estas são as formas que as variáveis IDADE e MEDIA_NOTAS são armazenadas na memória do computador, ou seja, um conjunto de células seqüenciais e adjacentes;

46 O números representados acima dos conjuntos indicam as posições das células no conjunto; Eles são chamados de índices, e daí o nome destas variáveis de: indexadas Observar que o valor inicial de um índice é zero e portanto, seu valor final é igual ao valor da sua dimensão menos um;

47 A declaração: idade[5] = 30; atribui à célula 5 ou 6 a posição do vetor idade, o valor Idade: 30

48 As declarações: numero = 45; k = 10; media_notas[k] = numero; estas declarações atribuem à variável k o valor 10 e à variável numero o valor 45; como k é utilizada como índice da variável media_notas, a posição k de media_notas, ou seja, 10, recebe o valor da variável numero, no caso 45; media_notas: 45

49 Conceitos A declaração responsável pela definição da quantidade de células que uma variável indexada terá no programa é chamada declaração de dimensionamento da variável indexada; Como já explanado antes, o dimensionamento da variável indexada deve ser feito sempre no inicio do programa; O objetivo do dimensionamento de uma variável indexada é indicar quantas células estarão disponíveis para aquela variável durante a execução do programa;

50 Ao se dimensionar uma variável não significa que todas suas células vão ser utilizadas durante a execução do programa; Por outro lado, quanto mais células forem reservadas para uma variável indexada, mais memória o computador gastará com esta variável; O valor da dimensão de uma variável indexada uma vez estabelecido no inicio do programa, não varia mais até o fim do mesmo; Daí o nome de DIMENSIONAMENTO ESTÁTICO dado a este tipo de evento num programa;

51 É responsabilidade do programador o gerenciamento na utilização dos índices de uma variável indexada, ou seja, se um índice for violado, tanto no lado inferior quanto no lado superior, os resultados são totalmente imprevisíveis, levando muitas vezes ao travamento do programa; exemplo: int valores[10]; valores[11] = valor; ERRO O grande problema neste tipo de erro é que ele não é detectado pelo compilador, sendo considerado então um dos mais difíceis de serem achados;

52 Exemplo 7 Obter o menor dentre os valores de um conjunto de 50 números dados;

53 1) Definição das variáveis inteiro k, numeros[50], menor INICIO 1) Entrada dos dados imprima ( entre com 50 numeros inteiros ) para k = 0 até 49 passo 1 faça leia ( numeros[k]) fim_para 1) Inicializando variáveis menor numeros[0]

54 4) Buscando o menor valor para k = 1 até 49 passo 1 faça se ( numeros[k] < menor ) então menor numeros[k] fim_se fim_para 5) Mostrando os resultados 5.1 ) mostrando os dados de entrada imprima ( numeros dados ) para k = 0 até 49 passo 1 faça imprima ( numeros[k]) fim_para

55 5.2) mostrando o menor valor imprima ( menor valor :, menor ) FIM

56 #include <stdio.h> int main ( ) { // definicao das variaveis Programa C int k, t, r, numeros[50], menor; // Entrada dos dados printf ( entre com 50 numeros inteiros\n ); for ( k = 0; k < 50; k++ ) scanf ( %d, &numeros[k] ); // Inicializando variáveis menor = numeros[0];

57 // Buscando o menor valor for ( t = 1; t <= 49; t++ ) { if ( numero[t] < menor ) menor = numero[t]; } // Mostrando os resultados // mostrando os dados de entrada printf ( numeros dados\n ); for ( r = 0; r < 50; r++ ) printf ( %4d\n, numeros[r] ); } // mostrando o menor valor printf ( menor valor : %4d\n, menor );

58 Treinamento 1)Em uma escola um professor tem que preenche o mapa da sua disciplina, que contém: Numero de matricula Nota do trabalho 1 (NT1) Nota do trabalho 2 (NT2) Nota da prova 1 (NP1) Nota Final 1 (NF1) Nota do trabalho 3 (NT3) Nota da prova 2 (NP2) Nota Final 2 (NF2) Nota do exame (NE) Condição (Aprovado/Reprovado)

59 Treinamento - O calculo da Nota Final 1 é: NF1= NT1+NT2+NP O calculo da Nota Final 2 é: NF2= NT3 2+NP1 8 10

60 Treinamento - O calculo da condição é: se (NF1 + NF2)/2 > 60 então APROVADO se não se (NF1 + NF2 + NE)/3 > 60 então APROVADO se não REPROVADO fim_se fim_se

61 Treinamento Ajude o professor e faça um programa que leia e armazene os dados do número da matricula, da nota do trabalho 1, 2 e 3, da nota da prova 1, 2 e de exame. Na saída mostre o número da matricula, as notas finais 1 e 2, a nota de exame e se o aluno tá APROVADO ou REPROVADO.

62 Treinamento 2) Um determinado almoxarifado de uma fábrica contém as seguintes informações para cada um de seus produtos armazenados: Código do produto constituído de letras e números ( com no máximo 7 caracteres ); Os dois primeiros caracteres deste código indicam o departamento onde o produto é consumido; O terceiro caractere indica se o produto é novo ou recuperado ( N ou R ); Os quatro últimos caracteres indicam o ano de validade do produto. Peso unitário do produto ( valor flutuante );

63 Preço de custo unitário do produto por unidade de dimensão ( valor flutuante ); Tipo da dimensão do produto : 1 produto liquido (LT) 2 produto sólido - (MT) 3 produto sólido em grãos (KG) 4 produto em caixa (CX) Data da compra na forma : dd mm aaaa Quantidade adquirida; Os dados destes produtos encontram-se armazenados num arquivo de dados, de tal forma que cada registro deste arquivo, contem as informações de um produto do almoxarifado.

64 Exemplo de registros de dados 88N KG : : : 10R CX : : flag

65 Treinamento Faça um programa que leia os dados do arquivo e imprima: a) Total da venda de 2012; b) Quantos produtos foram comprados entre 12/01/2012 a 12/12/2012;

66 Treinamento 3) Elaborar um programa que leia dois vetores (vet1 e vet2) de números inteiros e, em seguida, calcule e imprima vet3 = 2 * vet1 3 * vet2 4) Elaborar um programa que leia n valores reais (n<=100) e armazene-os em um vetor, em seguida, calcule e imprima a média aritmética. 5) Usando o exercício 4, imprima todos os valores que são maiores que a média aritmética. 6) Usando o exercício 4, imprima todos os valores que são menor que a média aritmética. 7) Elaborar um programa que leia n valores inteiros (n<=100) e armazene-os em um vetor. Em seguida, crie dois vetores, um com os números pares e outro com os números impares. Diga qual dos vetores tem mais elementos e qual tem a soma total menor.