Mudanças entre as edições de "AULA 13 - Programação 1 - Engenharia"
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Implementar uma função converte_para_polar que recebe como parâmetro um número complexo na forma retangular (uma struct). A função deve retornar uma struct contendo o número complexo na forma polar.Usar as funções sqrt[http://www.elook.org/programming/c/sqrt.html] e atan [http://www.elook.org/programming/c/atan.html] da biblioteca matemática. [http://www.teacherschoice.com.au/maths_library/coordinates/polar_-_rectangular_conversion.htm Como converter]: | Implementar uma função converte_para_polar que recebe como parâmetro um número complexo na forma retangular (uma struct). A função deve retornar uma struct contendo o número complexo na forma polar.Usar as funções sqrt[http://www.elook.org/programming/c/sqrt.html] e atan [http://www.elook.org/programming/c/atan.html] da biblioteca matemática. [http://www.teacherschoice.com.au/maths_library/coordinates/polar_-_rectangular_conversion.htm Como converter]: | ||
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Edição das 15h59min de 21 de maio de 2018
Objetivos
- Definição de estruturas;
- Estruturas como parâmetros;
- Inicialização de estruturas;
- Cópia de estruturas;
- Exercícios com estruturas.
Estruturas
No C é possível criar tipos de dados que representam uma estrutura. Veja o exemplo seguinte
#include <stdio.h>
struct TUsuario /* struct TUsuario é o nome do tipo que está sendo criado */
{
char userID[20];
char senha[20];
int num_acessos;
} Usuario; /* aqui é definida uma variável do tipo struct TUsuario */
/* aqui uma tabela/vetor de estruturas */
struct TUsuario TabelaUsuario[20];
main()
{
/* acessando os campos da estrutura Usuario */
scanf("%s", Usuario.userId);
scanf("%s", Usuario.senha);
Usuario.num_acessos=0;
/* acessando o campo 10 da tabela de estruturas */
scanf("%s", TabelaUsuario[10].userID);
scanf("%s", TabelaUsuario[10].senha);
}
Neste exemplo, foi definido um tipo (modelo) para o registro (struct TUsuario) e foi criada uma variável chamada Usuario a partir deste tipo. Na sequência foi criada mais uma variável (um vetor de estruturas) chamada TabelaUsuario. Note que basta usar as palavras chave struct Usuario para criar novas variáveis. O tipo completo é definido uma única vez no início.
Exercícios
- Criar um programa que define uma struct para armazenamento do nome e das notas bimestrais de um aluno. Atualizar a estrutura usando o scanf.
#include <stdio.h>
#define NUM_MAX 3
struct TAluno {
char nome[30];
char matricula[11];
float b1,b2,b3,b4;
} Turma[NUM_MAX];
void print_aluno(struct TAluno aux)
{
printf("Nome -> %s\n", aux.nome);
printf("Matrícula -> %s\n", aux.matricula);
printf("Bimestre 1 -> %f\n", aux.b1);
printf("Bimestre 2 -> %f\n", aux.b2);
printf("Bimestre 3 -> %f\n", aux.b3);
printf("Bimestre 4 -> %f\n", aux.b4);
}
main()
{
int i;
for(i=0;i<NUM_MAX;i++) {
printf("Entre com o nome do aluno\n");
scanf("%s", Turma[i].nome);
printf("Entre com a matrícula do aluno\n");
scanf("%s", Turma[i].matricula);
printf("Entre com a nota do bimestre 1\n");
scanf("%f", &Turma[i].b1);
printf("Entre com a nota do bimestre 2\n");
scanf("%f", &Turma[i].b2);
printf("Entre com a nota do bimestre 3\n");
scanf("%f", &Turma[i].b3);
printf("Entre com a nota do bimestre 4\n");
scanf("%f", &Turma[i].b4);
}
for(i=0;i<NUM_MAX;i++) {
printf("=========== Aluno %d ============\n", i);
print_aluno(Turma[i]);
}
}
Copiando structs
O exemplo a seguir demonstra como se pode copiar uma variável struct para outra do mesmo tipo.
#include <stdio.h>
struct THoras{
int hora;
int minuto;
int segundo;
};
struct THoras Ontem = {2,10,57};
void main()
{
struct THoras Hoje;
Hoje = Ontem;
printf("Hora hoje = %d, Minuto hoje = %d e Segundo hoje %d\n", Hoje.hora, Hoje.minuto, Hoje.segundo);
}
Estruturas dentro de estruturas
Vamos ver um exemplo com estruturas definidas dentro de estruturas:
#include <stdio.h>
struct TEndereco{
char rua[50];
char numero[10];
};
struct TCidadao{
char nome[50];
char cpf[20];
struct TEndereco endereco;
int num_filhos;
};
void main()
{
struct TCidadao Cidadao;
printf("Entre com o nome\n");
scanf ("%s",Cidadao.nome);
printf("Entre com o cpf\n");
scanf ("%s",Cidadao.cpf);
printf("Entre a rua\n");
scanf ("%s",Cidadao.endereco.rua);
printf("Entre a numero\n");
scanf ("%s",Cidadao.endereco.numero);
printf("Entre com o número de filhos\n");
scanf ("%d",&Cidadao.num_filhos);
}
Exercício: Faça um código adicional para imprimir o conteúdo lido na estrutura.
#include <stdio.h>
struct TEndereco{
char rua[50];
char numero[10];
};
struct TCidadao{
char nome[50];
char cpf[20];
struct TEndereco endereco;
int num_filhos;
};
void print_endereco(struct TEndereco aux)
{
printf ("Rua %s Número %s\n", aux.rua, aux.numero);
}
void print_cidadao(struct TCidadao aux)
{
printf("Nome: %s CPF: %s ", aux.nome, aux.cpf);
print_endereco(aux.endereco);
printf("Numero de filhos %d\n", aux.num_filhos);
}
void main()
{
struct TCidadao Cidadao;
printf("Entre com o nome\n");
scanf ("%s",Cidadao.nome);
printf("Entre com o cpf\n");
scanf ("%s",Cidadao.cpf);
printf("Entre a rua\n");
scanf ("%s",Cidadao.endereco.rua);
printf("Entre a numero\n");
scanf ("%s",Cidadao.endereco.numero);
printf("Entre com o número de filhos\n");
scanf ("%d",&Cidadao.num_filhos);
}
Iniciando structs na definição
Como toda variável, é possível dar valores para uma variável do tipo struct definida no programa:
#include <stdio.h>
struct TEndereco{
char rua[50];
char numero[10];
};
struct TCidadao{
char nome[50];
char cpf[20];
struct TEndereco endereco;
int num_filhos;
};
void main()
{
struct TCidadao Cidadao = {"Maria",
"42342342234",
{"Rua AlfaBeta","145"},
5;
};
printf("Rua do cidadao = %s\n", Cidadao.endereco.rua);
}
Passando estruturas como parâmetro e retornando estruturas
Se não for usado o operador "&" , um parâmetro que é estrutura será passado por cópia. Não apresentaremos agora a passagem por endereço pois necessita do conceita de ponteiro. Observe o exercício abaixo.
#include <stdio.h>
struct TEndereco{
char rua[50];
char numero[10];
};
struct TCidadao{
char nome[50];
char cpf[20];
struct TEndereco endereco;
int num_filhos;
};
void print_struct (struct TCidadao aux)
{
printf("nome=%s cpf=%s\n", aux.nome, aux.cpf);
printf("endereço inicial do aux %p\n", &aux);
}
void main()
{
struct TCidadao Cidadao;
printf("Entre com o nome\n");
scanf ("%s",Cidadao.nome);
printf("Entre com o cpf\n");
scanf ("%s",Cidadao.cpf);
printf("Entre a rua\n");
scanf ("%s",Cidadao.endereco.rua);
printf("Entre a numero\n");
scanf ("%s",Cidadao.endereco.numero);
printf("Entre com o número de filhos\n");
scanf ("%d",&Cidadao.num_filhos);
print_struct(Cidadao);
printf("endereço inicial do Cidadao %p\n", &Cidadao);
}
O que podemos concluir com os endereços que foram mostrados??? Vamos a mais um exemplo.
#include <stdio.h>
struct TEndereco{
char rua[50];
char numero[10];
};
struct TCidadao{
char nome[50];
char cpf[20];
struct TEndereco endereco;
int num_filhos;
};
struct TCidadao ler_struct()
{
struct TCidadao aux;
printf("Entre com o nome\n");
scanf ("%s",aux.nome);
printf("Entre com o cpf\n");
scanf ("%s",aux.cpf);
printf("Entre a rua\n");
scanf ("%s",aux.endereco.rua);
printf("Entre a numero\n");
scanf ("%s",aux.endereco.numero);
printf("Entre com o número de filhos\n");
scanf ("%d",&aux.num_filhos);
return aux;
}
void print_struct (struct TCidadao aux)
{
printf("nome=%s cpf=%s\n", aux.nome, aux.cpf);
printf("endereço inicial do aux %p\n", &aux);
}
void main()
{
struct TCidadao Cidadao;
Cidadao = ler_struct();
print_struct(Cidadao);
printf("endereço inicial do Cidadao %p\n", &Cidadao);
}
Aplicação de estruturas - Representação de números complexos
Um número complexo possui dois componentes reais que podem ser representados por duas variáveis float ou double. Observe que a declaração separada destes componentes prejudica a legibilidade do código e a construção de algoritmos eficientes para o tratamento destes números. Na sequência apresentamos exercícios que representam números complexos em estruturas.
-
Implementar uma estrutura que permita representar um número complexo no formato retangular. Em adição, implemente uma função que permita somar
dois números complexos retornando um número complexo com o valor da soma.
#include <stdio.h> struct tcomplexo { float x; /* parte real */ float y; /* parte imaginária */ }; struct tcomplexo add_complex(struct tcomplexo num_A, struct tcomplexo num_B) { struct tcomplexo temp; temp.x = num_A.x + num_B.x; temp.y = num_A.y + num_B.y; return temp; } main() { struct tcomplexo num_1, num_2, num_3; num_1.x = 1.5; num_1.y = 2.5; num_2.x = 3.5; num_2.y = 1.5; num_3 = add_complex(num_1, num_2); /* implementar aqui m printf para mostrar o valor de num_3...*/ }
-
Implementar uma função que retorne o módulo de um número complexo.
solução #include <stdio.h> #include <math.h> struct tcomplexo { float x; float y; }; float calc_mod_complex(struct tcomplexo num_A) { float temp; temp = sqrtf(num_A.x*num_A.x + num_A.y * num_A.y); return temp; } main() { struct tcomplexo num_1; float result_mod; num_1.x = 1.5; num_1.y = 2.5; result_mod = calc_mod_complex(num_1); }
- Implementar uma estrutura que permita representar uma matriz 2X2 de números complexos no formato retangular. Adicionalmente, implementar uma função para somar estas matrizes. Reusar a função de soma já implementada.
-
Implementar uma função converte_para_polar que recebe como parâmetro um número complexo na forma retangular (uma struct). A função deve retornar uma struct contendo o número complexo na forma polar.Usar as funções sqrt[1] e atan [2] da biblioteca matemática. Como converter:
- ou
solução #include <math.h> struct TComplexoRet { float x,y; }; struct TComplexoPolar { float mod,ang; }; struct TComplexoPolar convert_polar(struct TComplexoRet a) { struct TComplexoPolar aux; aux.mod = sqrtf(powf(a.x,2)+powf(a.y,2)); aux.ang = atan(a.y/a.x); return aux; } main() { struct TComplexoRet w; struct TComplexoPolar y; w.x = 11.5; w.y = 4.6; y = convert_polar(w); }
- Implementar uma função que retorne a multiplicação de dois números complexos fornecidos como parâmetro.
Aplicação no Controle de Acesso
O exemplo a seguir implementa uma parte do programa de controle de acesso usando estruturas. Neste exemplo a tabela de usuários já vem inicializada nos campos UserID e Senha. Neste exemplo usamos uma função strcmp da BIBLIOTECA DO C para comparação de strings. Note que deve ser incluído string.h
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/**********************************************/
/*** PROGRAMA DE CONTROLE DE ACESSO **/
/** Autor: TurmaENG.TELECOM - 2012.2 */
/**********************************************/
/** VARIÁVEIS GLOBAIS DESTE MÓDULO ****/
struct TRegistroUsuario {
char UserId[10];
char Senha[10];
};
/* Tabela de Usuários */
struct TRegistroUsuario TabelaUsuarios[4] = {
{"joao","abcd"},
{"maria","xxxx"},
{"jose","yyyy"},
{"lara","zzzz"},
};
char userID[20];
/** FUNÇÔES DESTE MÓDULO ****/
void mostrar_menu_entrada_usuario()
{
printf("*******************************\n");
printf("Entre com o seu USERID para ter acesso\n");
printf("*******************************\n");
}
/** Função que implementa as tarefas do administrador **/
void administrar()
{
}
/** Função que valida um usuário e abre a porta **/
void tratar_usuario()
{
char senha[10];
int userEncontrado=1;
int i;
/*
Loop para encontrar o usuário na tabela.
Ao final do loop a variavel i conterá o índice do usuário (se ele estiver
na tabela
*/
for (i=0;i<4 && userEncontrado; i++) {
if( strcmp(userID, TabelaUsuarios[i].UserId)==0)
userEncontrado=0;
}
/* se usuário encontrado abre a porta */
if (userEncontrado==0) {
printf("Bom dia %s! Entre com a senha\n", userID);
scanf("%s",senha);
i--; /* o indice do sujeito é i-1 */
if(strcmp(senha,TabelaUsuarios[i].Senha)==0)
printf("Abrir porta!!!\n");
else
printf("Senha Inválida\n");
}
}
void main()
{
for(;;) {
mostrar_menu_entrada_usuario();
scanf("%s",userID);
if (strcmp(userID, "admin")==0) {
administrar();
} else {
tratar_usuario();
}
}
}
Exercício:
- Implementar um contador de acesso que permita bloquear o usuário após 3 tentativas seguidas. Note que caso o usuário acerte a senha, este contador deverá ser zerado.
- Implementar uma funcionalidade do administrador para desbloquear o usuário bloqueado.
solução |
---|
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/**********************************************/
/*** PROGRAMA DE CONTROLE DE ACESSO **/
/** Autor: Turma ENG.TELECOM - 2013.1 */
/**********************************************/
/** VARIÁVEIS GLOBAIS DESTE MÓDULO ****/
struct TRegistroUsuario {
char UserId[10];
char Senha[10];
int contador;
};
/* Tabela de Usuários */
struct TRegistroUsuario TabelaUsuarios[4] = {
{"joao","abcd",0},
{"maria","xxxx",0},
{"jose","yyyy",0},
{"lara","zzzz",0},
};
char userID[20];
/** FUNÇÔES DESTE MÓDULO ****/
void mostrar_menu_entrada_usuario()
{
printf("*******************************\n");
printf("Entre com o seu USERID para ter acesso\n");
printf("*******************************\n");
}
/** Função que implementa as tarefas do administrador **/
void administrar()
{
char aux_senha[10];
int userEncontrado=1;
int i;
printf("Entre com a senha do admin \n");
scanf ("%s", aux_senha);
if(strcmp(aux_senha,"123456")==0) {
/* senha valida do admin - agora entre com userid a ser desbloqueado */
printf("Entre com userdID a ser desbloqueado\n");
scanf("%s",userID);
for (i=0;i<4 && userEncontrado; i++) {
if( strcmp(userID, TabelaUsuarios[i].UserId)==0)
userEncontrado=0;
}
if (userEncontrado==0) {
i--;
TabelaUsuarios[i].contador=0;
}
}
}
/** Função que valida um usuário e abre a porta **/
void tratar_usuario()
{
char senha[10];
int userEncontrado=1;
int i;
/*
Loop para encontrar o usuário na tabela.
Ao final do loop a variavel i conterá o índice do usuário (se ele estiver
na tabela
*/
for (i=0;i<4 && userEncontrado; i++) {
if( strcmp(userID, TabelaUsuarios[i].UserId)==0)
userEncontrado=0;
}
/* se usuário encontrado abre a porta */
if (userEncontrado==0) {
i--; /* o indice do sujeito é i-1 */
if (TabelaUsuarios[i].contador<3){
printf("Bom dia %s! Entre com a senha\n", userID);
scanf("%s",senha);
if(strcmp(senha,TabelaUsuarios[i].Senha)==0) {
printf("Abrir porta!!!\n");
TabelaUsuarios[i].contador=0;
}
else {
TabelaUsuarios[i].contador++;
printf("Senha Inválida\n");
printf("Tentativas restantes %d\n", 3-TabelaUsuarios[i].contador);
}
} else {
printf("Usuário bloqueado\n");
}
} else {
printf("Usuário não encontrado\n");
}
}
void main()
{
for(;;) {
mostrar_menu_entrada_usuario();
scanf("%s",userID);
if (strcmp(userID, "admin")==0) {
administrar();
} else {
tratar_usuario();
}
}
}
|
- No programa de controle de senha inserir um campo na estrutura do usuário de forma a acomodar uma mensagem de boas vindas particularizada para cada usuário. A mensagem "DEFAULT" é Bom dia!
- Implementar na função administrar a inserção da mensagem no exercício anterior.
- Na solução acima criar uma função que procura usuário na tabela (já que este código é utilizado em mais do que um luga). A função deve receber o UserID a ser procurado e deve retornar um inteiro correspondente ao índice do usuário encontrado ou -1 se não for encontrado.
Referências
https://fresh2refresh.com/c-programming/c-structure-padding/
https://www.geeksforgeeks.org/memory-layout-of-c-program/
https://docs.cs50.net/2017/fall/notes/5/lecture5.html#data-structures
http://www.mathwarehouse.com/programming/passing-by-value-vs-by-reference-visual-explanation.php