Mudanças entre as edições de "AULA 13 - Programação 1 - Engenharia"
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Implementar uma função que retorne o módulo de um número complexo. | Implementar uma função que retorne o módulo de um número complexo. | ||
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Edição das 14h43min de 22 de maio de 2019
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
1. Criar um tipo estrutura que permita representar um retângulo. Criar duas variáveis retângulo e mostrar como as áreas destes retângulos poderiam ser somadas.
#include <stdio.h>
struct tipo_retang{
float lado1;
float lado2;
};
main()
{
struct tipo_retang x,y;
float area_final;
x.lado1=5.5;
x.lado2=6.7;
y.lado1=2.3;
y.lado2=7.9; /* poderia entrar com scanf: scanf("%f",&y.lado2); etc */
area_final = x.lado1*x.lado2 + y.lado1*y.lado2;
printf("Área total dos dois retângulos = %f \n", area_final);
}
2. Criar um tipo estrutura que permita armazenar os coeficientes de uma equação do segundo grau. Implementar um código para calcular o DELTA da equação.
solução Ex. 2 |
---|
//Autor : Victor Cesconetto De Pieri
#include <stdio.h>
struct Equacao {
float delta,a,b,c;
} eq;
main()
{
printf("Entre com o 'a' da equação\n");
scanf("%f", &eq.a);
printf("Entre com o 'b' da equação\n");
scanf("%f", &eq.b);
printf("Entre com o 'c' da equação\n");
scanf("%f", &eq.c);
eq.delta = (eq.b*eq.b) - 4*eq.a*eq.c;
printf("delta : %f\n", eq.delta);
}
|
3. Criar um programa que define uma struct para armazenamento do nome e das notas bimestrais de um aluno. Atualizar a estrutura usando o scanf.
solução Ex. 3 |
---|
#include <stdio.h>
#define NUM_MAX 3
struct TAluno {
char nome[30];
char matricula[11];
float b1,b2,b3,b4;
} Turma[NUM_MAX];
int 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);
}
return 0;
}
|
4. Acrescentar um código no final da função main para calcular a média da turma para cada um dos bimestres.
solução Ex. 4 |
---|
#include <stdio.h>
#define NUM_MAX 3
struct TAluno {
char nome[30];
char matricula[11];
float b1,b2,b3,b4;
} Turma[NUM_MAX];
int main(){
int i;
float soma_b1=0,soma_b2=0,soma_b3=0,soma_b4=0
float media_b1=0,media_b2=0,media_b3=0,media_b4=0;
for(i=0;i<NUM_MAX;i++){
printf("Entre com o nome do aluno: ");
scanf("%s", Turma[i].nome);
printf("Entre com a matrícula do aluno: ");
scanf("%s", Turma[i].matricula);
printf("Entre com a nota do bimestre 1: ");
scanf("%f", &Turma[i].b1);
printf("Entre com a nota do bimestre 2: ");
scanf("%f", &Turma[i].b2);
printf("Entre com a nota do bimestre 3: ");
scanf("%f", &Turma[i].b3);
printf("Entre com a nota do bimestre 4: ");
scanf("%f", &Turma[i].b4);
}
for(i=0;i<NUM_MAX;i++) {
soma_b1 = (soma_b1+Turma[i].b1); /* usando media_b1 para soma acumulada */
soma_b2 = (soma_b2+Turma[i].b2);
soma_b3 = (soma_b3+Turma[i].b3);
soma_b4 = (soma_b4+Turma[i].b4);
}
media_b1 = (media_b1/NUM_MAX);
media_b2 = (media_b2/NUM_MAX);
media_b3 = (media_b3/NUM_MAX);
media_b4 = (media_b4/NUM_MAX);
printf("A media do B1 => %.2f\n",media_b1);
printf("A media do B2 => %.2f\n",media_b2);
printf("A media do B3 => %.2f\n",media_b3);
printf("A media do B4 => %.2f\n",media_b4);
return 0;
}
|
5. Repensar a estrutura TAluno para que as notas bimestrais sejam representadas como um vetor de floats. Fazer um código para calcular a média anual de cada aluno. Armazenar as médias anuais da turma em um vetor de floats.
solução Ex. 5 |
---|
#include <stdio.h>
#define NUM_MAX 3
struct TAluno {
char nome[30];
char matricula[11];
float b[4];
} 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.b[0]);
printf("Bimestre 2 -> %f\n", aux.b[1]);
printf("Bimestre 3 -> %f\n", aux.b[2]);
printf("Bimestre 4 -> %f\n", aux.b[3]);
}
main()
{
int i,j;
float media[NUM_MAX]={0,0,0};
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);
for(j=0;j<4;j++) {
printf("Entre com a nota do bimestre %d\n", j+1);
scanf("%f", &Turma[i].b[j]);
}
}
/* calculo das médias bimestrais da turma */
/* separado do primeiro for para caracterizar a diferença de entrada de dados do processamento ... */
for(i=0;i<NUM_MAX;i++) {
for(j=0;j<4;j++)
media[i]=media[i]+Turma[i].b[j]; /* usando media_b1 para soma acumulada */
media[i]=media[i]/4;
}
}
|
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.
solução |
---|
#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_cidadao(struct TCidadao aux)
{
printf("Nome: %s - CPF: %s\n", aux.nome, aux.cpf);
printf ("Rua %s Número %s\n", aux.endereco.rua, aux.endereco.numero);
printf("Numero de filhos %d\n", aux.num_filhos);
}
int main(void){
struct TCidadao Cidadao;
printf("Entre com o nome\n");
scanf ("%s",Cidadao.nome);
getchar();
printf("Entre com o cpf\n");
scanf ("%s",Cidadao.cpf);
getchar();
printf("Entre a rua\n");
scanf ("%s",Cidadao.endereco.rua);
getchar();
printf("Entre a numero\n");
scanf ("%s",Cidadao.endereco.numero);
getchar();
printf("Entre com o número de filhos\n");
scanf ("%d",&Cidadao.num_filhos);
print_cidadao(Cidadao);
return 0;
}
|
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.
Solução Ex. 1 -
Implementar uma função que retorne o módulo de um número complexo.
Observação: Quando utilizar a biblioteca matemática <math.h> deve-se compilar o código com a opção -lm. Por exemplo: "gcc -o arquivo arquivo.c -lm"
Solução Ex. 2 -
Implementar um programa que cria duas matrizes 2X2 de números complexos no formato retangular. Adicionalmente, implementar uma função para somar estas matrizes. Reusar a função de soma de número já implementada.
Solução Ex. 3 -
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 4 -
Implementar uma função que retorne a multiplicação de dois números complexos fornecidos como parâmetro.
Solução 5
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. A função strcmp da BIBLIOTECA DO C para comparação de strings. Ela retorna 0 caso as strings a serem comparadas sejam iguais. Note que deve ser incluído string.h
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/**********************************************/
/***PROGRAMA DE CONTROLE DE ACESSO**/
/**********************************************/
/** 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 (menos 1)(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();
}
}
}
Exercícios:
- 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.
Solução - Exercício 01 |
---|
- Implementar uma funcionalidade do administrador para desbloquear o usuário bloqueado.
Solução - Exercício 02 |
---|
- 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!
Solucão - Exercício 03 |
---|
- Implementar na função administrar a inserção da mensagem no exercício anterior.
Solução - Exercício 04 |
---|
Referências
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