Linguagem C funções e registrosdainf.ct.utfpr.edu.br/~leonelo/cursos/if71a-s83-2016-01/linguagemC_… · Linguagem C – funções e registros IF61A/IF71A - Computação 1 Prof

Linguagem C – funções e registros

IF61A/IF71A - Computação 1

Prof. Leonelo Almeida

Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Até agora ...

• Introdução à linguagem C

▫ ...

▫ Operadores aritméticos, de comparação e lógicos

▫ Entrada e saída de dados

▫ Estruturas condicionais

▫ Estruturas de repetição

▫ Vetores

▫ Matrizes

▫ Funções

Aula de hoje

Crie uma função que recebe 100 variáveis inteiras e retorna a média de seus valores

Tentativa:

float media (int val1, int val2,

int val3, ..., int valn)

Funciona, mas cansativo, não?

Ainda hoje

• Declare uma (coleção de) variável(is) que contenha:

▫ Nome da pessoa

▫ Altura

▫ 3 cores preferidas

Ainda hoje

• Declare uma (coleção de) variável(is) que contenha:

▫ Nome da pessoa

▫ Altura

▫ 3 cores preferidas

Posso usar um vetor ou uma

matriz?

Aula de hoje

Vetores e matrizes como parâmetros em funções

Recursão

Coleções de variáveis heterogêneas

Passagem de vetores como parâmetros

de funções • Vetores unidimensionais

▫ Não precisa passar o tamanho do vetor na declaração da função

• É diferente da passagem de parâmetros de variáveis normais ▫ Quando uma variável simples é passada como

parâmetro, seu valor é atribuído para uma nova variável local da função

▫ No caso de vetores, não é criado um novo vetor!

▫ Os valores de um vetor são alterados dentro de uma função!

Declaração

tipo identificador (tipo vetor[],

tipo vetor2[TAM], ...) {

... }

• Exemplo: float funcVets (int veti[], float vetf[10]) {

... }

Exemplo - Passagem de vetores como

parâmetros de funções #include <stdio.h>

void fun1(int vet[], int tam){

int i;

for(i=0;i<tam;i++)

vet[i]=i+1;

}

int main(void){

int x[10];

int i;

for(i=0;i<10;i++)

x[i]=8;

fun1(x,10);

for(i=0;i<10;i++)

printf(“%d\n”, x[i]);

return;

}

O que será impresso?

Passagem de vetores

multidimensionais como parâmetros • Também são alterados pelas funções

• Somente a primeira dimensão pode ser omitida

• Declaração tipo identificador (tipo vetor[][TAM1][TAM2], ...)

• Exemplos int getDateCountry (int vet[][31][12][3000])

int getPotMat (int pot, float mat[2][3])

Retorno de funções

• Vetores não podem ser retornados por funções • No entanto, como eles são alterados pelas

funções o efeito é parecido

• Contraexemplo:

#include <stdio.h>

int[] leVet(void) {

int i, vet[100];

for (i = 0; i < 100; i++) {

printf("Digite um numero:");

scanf("%d", &vet[i]);

}

} ...

Esse código está incorreto!

Exemplo

#include <stdio.h>

void leVet(int vet[], int tam){

int i;

printf("Digite %d numeros: ",tam);

for(i=0; i<tam; i++)

scanf("%d",&vet[i]);

}

void escreveVet(int vet[], int tam){

int i;

for(i=0; i<tam; i++)

printf("vet[%d] = %d\n",i,vet[i]);

}

Exemplo - continuação

int main(){

int vet1[10], vet2[20];

leVet(vet1,10);

leVet(vet2,20);

escreveVet(vet1,10);

escreveVet(vet2,20);

return 0;

}

Exemplo – Operações em matrizes

• Faça um programa com operações básicas em matrizes quadradas. Onde o tamanho n é informado pelo usuário:

▫ Soma de 2 matrizes com dimensões nxn.

▫ Subtração de 2 matrizes com dimensões nxn.

▫ Calculo da transposta de uma matriz de dimensão nxn.

▫ Multiplicação de 2 matrizes com dimensões nxn.


• Leitura da matriz

void leMatriz(double mat[][MAX], int n){

int i, j;

printf(“Lendo dados da matriz

(linha por linha)\n”);

for(i=0; i<n; i++){

for(j=0; j<n; j++){

scanf(“%lf”, &mat[i][j]);

}

}

}


• Escrita da matriz

void imprimeMatriz(double mat[][MAX], int n){

int i, j;

printf(“dados da matriz

(linha por linha)\n”);

for(i=0; i<n; i++){

for(j=0; j<n; j++){

printf(“%.2lf”, mat[i][j]);

}

printf("\n");

}

}


• Multiplicação de matrizes

void multiplica(double mat1[][MAX], double mat2[][MAX], double resp[][MAX], int n){

int i, j, k;

for(i=0; i<n; i++){

for(j=0; j<n; j++){

resp[i][j] = 0;

for(k=0; k<n; k++){

resp[i][j] = resp[i][j] + (mat1[i][k]*mat2[k][j]);

}

}

}

}

Exemplo – Operações em matrizes #include <stdio.h>

#define MAX 100

void leMatriz(double mat[][MAX], int n);

void imprimeMatriz(double mat[][MAX], int n);

void multiplica(double mat1[][MAX], double mat2[][MAX], double

resp[][MAX], int n);

int main() {

double mat1[MAX][MAX], mat2[MAX][MAX], mat3[MAX][MAX];

int n;

printf("Qual dimensão das matrizes: ");

scanf("%d", &n);

leMatriz(mat1, n);

leMatriz(mat2, n);

multiplica(mat1, mat2, mat3, n);

imprimeMatriz(mat1, n);



return 0;

}

Atividades

• Agora complete o programa de operações básicas sobre matrizes quadradas:

▫ Pergunte ao usuário que operação deseja realizar

▫ Crie funções para as demais operações

Atividades

• Crie uma função double media(int vet[], int tam) que recebe como parâmetros um vetor e

seu tamanho e devolve a media dos valores armazenados no vetor.

• Crie uma função char ordenado(int vet[], int tam) que recebe como parâmetros um vetor

e seu tamanho e devolve ‘C’ se os valores no vetor estão em ordem crescente, ‘D’ se decrescente, e ‘N’ caso esteja desordenado.

Atividades

• Crie uma função int verifica(int vet[], int tam, int C) que recebe como parâmetros um

vetor, seu tamanho e um inteiro C. A função deve retornar 1 caso existam dois elementos distintos do vetor tal que a multiplicação destes e C.

Recursão

Baseado no material: http://www.lis.ic.unicamp.br/~mc102/files/mc102jk-a18-4pp.pdf

Recursão

Para compreender o que é recursão ...

... é preciso compreender o que recursão.

Recursão

• Uma função é recursiva se ela chama a si mesma direta ou indiretamente

• Organização de uma recursão

▫ Processo de indução

Definir a solução para os caso(s) básico(s)

Definir as chamadas recursivas. O objeto define em termos de si mesmo.

Exemplo de recursão

• Soma dos n primeiros inteiros

▫ Se n = 1 então a soma é 1

▫ Se n > 1 então a soma é:

O próprio n + soma dos n-1 primeiros

Em outras palavras ...

• Já terminou o cálculo?

▫ Se sim então retorne o resultado

▫ Senão simplifique o problema. Para tanto, calcule o problema em termos mais simples e encaixe os resultados para compor a solução final.

• Sem a condição de parada, a recursão executaria infinitamente

Voltando ao exemplo

• Caso base: somar 1 elemento (resultado = 1)

• Chamada recursiva:

▫ Soma de n elementos: n + soma de n-1 elementos

▫ Soma de n-1 elementos: n -1 + soma de n-2 elementos

▫ Soma de n-2 elementos: n-2 + soma de n-3 elementos

▫ ...

▫ Soma de 2 elementos: 2 + soma de 1 elemento

▫ Soma de 1 elemento: 1 (caso base)

Exemplo

• Como seria o código dessa função?

int soma(int n) {

if (n <= 1)

return n;

else

return (n + soma(n-1));

}

Exemplo

• Como seria o código dessa função?

int soma(int n) {

if (n <= 1)

return n;

else

return (n + soma(n-1));

}

Caso base

Chamada recursiva

Como fica a execução? • Chamada para soma (4)


• n = 4

• resultado = 4 + soma (3)

▫ Chamada para soma(3)


• n = 4



▫ n = 3

▫ resultado = 3 + soma(2)

Chamada para soma(2)


• n = 4



▫ n = 3



n = 2

resultado = 2 + soma(1)

Chamada para soma (1)


• n = 4



▫ n = 3



n = 2



n = 1

resultado = 1

Chegamos ao caso base!


• n = 4



▫ n = 3



n = 2

resultado = 2 + soma(1) //2 + 1


n = 1

resultado = 1


• n = 4



▫ n = 3

▫ resultado = 3 + soma(2) //3 + 3


n = 2



n = 1

resultado = 1


• n = 4

• resultado = 4 + soma (3) // 4 + 6 =


▫ n = 3



n = 2



n = 1

resultado = 1

10

Exemplo 2

• Somar todos os inteiros no intervalo entre [m, n]

• Caso base: se n=m retorna m (ou n)

• Chamada recursiva:

▫ Se n > m, n + soma do intervalo [n-1, m]

▫ Senão n + soma do intervalo [n+1, m]

Exemplo 2

• Somar todos os inteiros no intervalo entre [m, n] int soma_mn (int m, int n) {

if (n == m)

return m;

else

if (m < n)

return n + soma_mn(m, n-1);

else

return n + soma_mn(m, n+1);

}

Caso base

Chamada recursiva

Exemplo 3 #include <stdio.h>

void imprime(int v[], int i, int n);

int main(){

int vet[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

imprime(vet, 0, 9);

printf("\n");

}

void imprime(int v[], int i, int n){

if(i==n)

printf("%d, ", v[i]);

else {

imprime(v,i+1,n);

printf("%d, ", v[i]);

}

}

O que será impresso após executar esse

programa?

Atividades

• Crie uma função recursiva que calcula o fatorial de um número n (n!)

• Crie uma função recursiva que calcula a potência p de um número n.

• A série de fibonacci é a seguinte:

▫ 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ...

• Qual é o n-ésimo (fibo(n)) número da série?


(Registros)


• Mais conhecidos como registros

• Agrupam várias variáveis que podem ser de tipos de dados diferentes, mas que compartilham um contexto comum

• Exemplo:

▫ Registro de alunos: nome, RA, notas das provas, etc

▫ Registro de veículos: modelo, ano, tamanho do tanque, cor, etc

Declaração de registros

struct identificador_do_tipo {

tipo_1 nome_1;

tipo_2 nome_2;

tipo_3 nome_3;

...

tipo_n nome_n;

};

• Exemplo: struct Aluno {

char nome[45];

int idade;

char genero;

}

Declaração de registros

#include <stdio.h>

struct Aluno {

char nome[45];

int idade;

char genero;

}

int main() {

struct Aluno a, b;

}

São variáveis do tipo “struct aluno”.

Usando uma struct

• Para acessar uma das variáveis de um registro basta: ▫ nome_registro.nome_variavel

• A partir daí o funcionamento de operações sobre as variáveis são os mesmos que de variáveis comuns do mesmo tipo.

Exemplo #include <stdio.h>

#include <string.h>

struct Aluno{

char nome[45];

int idade;

char genero;

};

int main(){

struct Aluno a, b;

strcpy(a.nome, “Helen”);

a.idade = 18;

a.genero = ‘F’;

strcpy(b.nome, “Dilbert”);

b.idade = 34;

b.genero = ‘M’;

printf(“A nome = %s, idade = %d, gênero = %c\n”, a.nome, a.idade, a.genero);

printf(“B nome = %s, idade = %d, gênero = %c\n”, b.nome, b.idade, b.genero);

}

Atribuição de registros

• É possível atribuir um registro ao outro.

• Exemplo: int main(){

struct Aluno a, b;

printf(“Digite o nome:”);

scanf(“%[^\n]”, a.nome);

printf(“Digite a idade:”);

scanf(“%d”, &a.idade);

printf(“Digite o gênero:”);

scanf(“%c”, &a.genero);

b = a;

printf(“B nome = %s, idade = %d, genero = %c\n”, b.nome, b.idade, b.genero);

}

Cada campo de “a” é copiado para “b”.

Mas os dois continuam

independentes.

Vetores de registros

• Para quando precisamos de várias instâncias do mesmo tipo de registro

• Exemplo:

▫ Declaração: struct Aluno turma[49];

▫ Para usar: turma[posicao].campo;

Atividade

• Encontre no projeto do curso e defina todos os registros que deverão ser criados.

Extras

Redefinição de tipos de dados

Tipos enumerados

Redefinição de tipo de dados

• Permite criar um tipo de dados, que se comporta da mesma maneira que um dos tipos de dados já existentes

• Na linguagem isso é feito com o comando typedef

• Declaração: typedef tipo_existente novo_tipo;

• Exemplo: typedef float nota;

nota n1, n2, n3, n4;

Typedef para registros

• Uso comum • Simplifica a declaração

• Exemplo: struct RegAluno {

int ra;

double nota;

};

typedef struct RegAluno Aluno;

Aluno turma[10];

turma[0].ra = 23456;

turma[0].nota = 5.4;

...

Tipos enumerados

• Quando queremos armazenar, por exemplo, o mês em uma variável, geralmente utilizamos um valor inteiro

• Exemplo:

▫ mes = 1;

• E se pudéssemos usar algo como:

▫ mes = janeiro;

• Não tornaria o código mais claro?

Tipos enumerados include <stdio.h>

//aqui criamos um novo tipo enumerado

//que pode ser usado por qualquer função

enum meses {jan = 1, fev, mar, abr, mai, jun, jul, ago, set,

out, nov, dec};

int main(){

//aqui criamos 2 variáveis do tipo "enum meses"

enum meses a, b;

a = jan;

b = jun;

if(a != b){

printf(“%d é um mês diferente de %d”, a, b);

}

}

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