Programação 1 - Engenharia - Arrays Multidimensionais
Objetivos
- Definindo matrizes no C
- Operações com matrizes e passagem de parâmetros tipo matriz
- Matrizes com caracteres
- Exercícios
Como definir e operar com matrizes no C
De forma similar ao vetor, basta definir a matriz usando colchetes para indicar a dimensão da variável.
Exemplo: Definir duas matrizes 2x3 já inicializadas e computar a soma das mesmas:
#include <stdio.h>
#define MAX_LIN 2
#define MAX_COL 3
void main()
{
int mA[MAX_LIN][MAX_COL]={ 11,12,13,
21,22,23},
mB[MAX_LIN][MAX_COL]={1,2,3,
1,2,3},
mC[MAX_LIN][MAX_COL];
int i,j;
for(i=0;i<MAX_LIN;i++){
for(j=0;j<MAX_COL;j++) {
mC[i][j] = mA[i][j] + mB[i][j];
}
}
}
Exercício
- Implementar um programa para calcular a média de todos elementos da matriz C do exemplo acima.
- Implementar um programa para ler uma matriz quadrada NxN pelo teclado e armazená-la em uma matriz matA. Defina matA com um tamanho máximo matA[N_MAX][N_MAX].
Passando matrizes como parâmetro
#include <stdio.h>
#define TAM_LIN 2
#define TAM_COL 3
void somar_mat(int aA[TAM_LIN][TAM_COL],int aB[TAM_LIN][TAM_COL], int cC[TAM_LIN][TAM_COL])
{
int i,j;
for(i=0;i<TAM_LIN;i++){
for(j=0;j<TAM_COL;j++) {
cC[i][j] = aA[i][j] + aB[i][j];
}
}
}
void main()
{
int mA[TAM_LIN][TAM_COL]={ 11,12,13,
21,22,23},
mB[TAM_LIN][TAM_COL]={1,2,3,
1,2,3},
mC[TAM_LIN][TAM_COL];
somar_mat(mA,mB,mC);
}
OBSERVE que matrizes são sempre passadas como referência.
Exercícios
- Fazer uma função que recebe duas matrizes 2x3 como parâmetros e retorna a média entre todos elementos da matriz soma destas matrizes.
- Implementar uma programa para calcular o determinante de uma matriz 3x3 (de reais) a ser fornecida pelo teclado.
- Implementar um programa para ler duas matrizes (matA e matB) e multiplicá-las, colocando o resultado em uma matriz matC. Assumir dimensões de matA e matB de 2x3 e 3x4 respectivamente.
-
Vamos implementar um jogo similar a batalha naval da seguinte forma.
- Crie uma matriz de inteiros global chamada ZonaDeGuerra com 10x10 posições (iniciada com 0). Construa uma função para gerar randomicamente a posição de 1 porta-aviões (colocando 1 na sua posição), 5 fragatas (número 2) e 5 submarinos (número 3). Assuma que a cada casa onde o inimigo alvejar será somado 10 ao número da casa.
- Crie um contador global de tiros iniciado com 0.
- Crie uma função de tiro. Esta função deve ler a posição de tiro, verificar se a casa ainda não foi alvejada. Se alvejada pergunta novamente a posição. Se a posição for válida e tiver um navio então o usuário ganha pontos da seguinte forma: 10 para o porta aviões, 5 para o submarino e 3 para fragata. A função deve retornar 0 se o jogo continua, 1 se o usuário atingiu todos os navios ou 2 se o usuário teve um número máximo de tiros ultrapassado (assumir 30 tiros).
- Ao final do jogo é mostrado o nome do jogador, o número de tiros dados e a pontuação obtida.
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> /**********************************/ /***** DEFINIÇÕES DESTE MÓDULO ****/ /**********************************/ #define TAM_MAT 10 #define MAX_TIROS 30 #define MAX_NOME 30 /**********************************/ /***** VARIÁVEIS GLOBAIS **********/ /**********************************/ int ZonaDeGuerra[TAM_MAT][TAM_MAT];/* Matriz do espaço de batalha */ int ContadorTiros=0; int PontuacaoFinal; /* acumula a pontuação do jogador */ char nome[MAX_NOME]; int x_sorteado; int y_sorteado; /***********************************/ /**** FUNÇÕES DESTE MÓDULO ********/ /***********************************/ /***** FUNÇÕES DE INICIALIZAÇÃO ****/ void ZerarMatriz() { int i,j; for (i=0;i<TAM_MAT;i++) for(j=0;j<TAM_MAT;j++) ZonaDeGuerra[i][j]=0; } void SortearCasa() { do { /* generate secret number: */ x_sorteado = rand() % TAM_MAT; y_sorteado = rand() % TAM_MAT; } while (ZonaDeGuerra[x_sorteado][y_sorteado]!=0); } PosicionarFragatas() { int i; for(i=0;i<5;i++){ SortearCasa(); ZonaDeGuerra[x_sorteado][y_sorteado]=2; } } PosicionarSubmarinos() { int i; for(i=0;i<5;i++){ SortearCasa(); ZonaDeGuerra[x_sorteado][y_sorteado]=3; } } void PosicionarPortaAvioes() { SortearCasa(); ZonaDeGuerra[x_sorteado][y_sorteado]=1; } void PosicionarNavios() { /* initialize random seed: */ srand ( time(NULL) ); PosicionarPortaAvioes(); PosicionarFragatas(); PosicionarSubmarinos(); } /*** FUNÇÕES DE IMPRESSÃO NA TELA **/ void ImprimeLinha(int linha) { int j; printf(" "); for(j=0;j<TAM_MAT;j++) { printf("| %2d ",ZonaDeGuerra[linha][j]); } printf("|\n"); printf(" +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+\n"); } void ImprimeLinhaEscondida(int linha) { int j; printf(" "); for(j=0;j<TAM_MAT;j++) { if (ZonaDeGuerra[linha][j]>=0 && ZonaDeGuerra[linha][j]<=3) printf("| -- "); else printf("| %2d ",ZonaDeGuerra[linha][j]); } printf("|\n"); printf(" +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+\n"); } void ImprimeMatrizTudo() { int i; printf(" +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+\n"); for(i=0;i<TAM_MAT;i++) ImprimeLinha(i); } void ImprimeMatrizEscondida() { int i; printf(" +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+\n"); for(i=0;i<TAM_MAT;i++) ImprimeLinhaEscondida(i); } int Tiro() { /* usar um switch */ } main() { int situacao; ZerarMatriz(); PosicionarNavios(); ImprimeMatrizEscondida(); do { situacao = Tiro(); } while (situacao==0); }
Matrizes de caracteres e vetores de strings
Um vetor de strings pode ser construído usando matrizes de char. Cada string será armazenada em uma linha do vetor. Exemplo
#include <stdio.h>
main()
{
char TabelaUsuarios[4][10] = {
"joao",
"maria",
"jose",
"lara",
};
int i;
for (i=0;i<4;i++)
printf("%s\n",&TabelaUsuarios[i][0]);
}
Note a forma como é realizada a inicialização da matriz.
Exercícios
- Implementar um programa para "abrir uma porta" para um usuário que se encontra na tabela acima. <\li>
-
Implementar uma tabela adicional com senhas dos usuários. O acesso deve ser concedido somente se o usuário for validado e a senha. Defina as tabelas como variáveis globais.
<\li>
3. Implementar uma modificação do exercício anterior que permite ao programa ficar em loop até que se entre com userID igual a "fim".
4. No exercício anterior, acrescente uma tabela de contadores que permite armazenar o número de tentativas seguidas de um usuário, no caso de erro de senha. Se o número de tentativas for maior que 3 a porta não deverá mais ser aberta para o usuário (usuário bloqueado).
5. No exercício anterior, acrescente a figura do administrador (armazenado separadamente como user "admin" e senha "12345". Ao logar o administrador será questionado por um usuário a ser desbloqueado. O administrador entra com o usuário a ser desbloquedo e o sistema volta a perguntar por um userID.
6. Implementar um gerador de apostas para megasena. O programa deve armazenar 10 sugestões de jogos a serem armazenados em uma matriz.
Os números devem ser armazenados em ordem crescente. Sugestão: criar uma matriz global:
int matriz_megasena[10][6];
Solução - Exercicio 06 //Autor:Victor Cesconetto De Pieri #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define NUM_JOGOS 10 # define NUMS_MEGA 6 int matriz_jogos[NUM_JOGOS][NUMS_MEGA]; int gerar_num_al() { return (rand() % 60 + 1); } int testar_num(int numero, int vetor[NUMS_MEGA], int limite) //testa o numero a ser colocado no vetor do jogo { int i = 0; for (i = 0; i < limite; i++) { if (vetor[i] == numero) //testa se o numero anterior é igual ao proximo sorteado, se sim, retorna 1 se nao retorna 0 return 1; } return 0; } void ordenar_vetor(int vetor[NUMS_MEGA]) // ordena o vetor do jogo em ordem crescente { int i, j; int aux = 0; for (i = 0; i < NUMS_MEGA; i++) { for (j = 0; j < NUMS_MEGA; j++) { if (vetor[i] < vetor[j]) { aux = vetor[i]; vetor[i] = vetor[j]; vetor[j] = aux; } } } } void imprimir_matriz() //imprime a matriz dos jogos { int i, j; for (i = 0; i < NUM_JOGOS; i++) { for (j = 0; j < NUMS_MEGA; j++) printf("%d ", matriz_jogos[i][j]); printf("\n"); } } int gerar_jogo(int num_jogo) //gera o jogo numero por numero { int i, num_al; matriz_jogos[num_jogo][0] = gerar_num_al(); for (i = 1; i < 6; i++) { do { num_al = gerar_num_al(); } while (testar_num(num_al, matriz_jogos[num_jogo], i)); //faz o teste se retorna 1 continua o sorteio ate aparecer um numero diferente do anterior matriz_jogos[num_jogo][i] = num_al; } } main() { int i; srand(time(NULL)); //pega o numero randomico usando como seed o relogio for (i = 0; i < NUM_JOGOS; i++) { gerar_jogo(i); ordenar_vetor(matriz_jogos[i]); } imprimir_matriz(); }
7. Melhorar o exercício anterior para evitar que dois jogos sejam iguais.
Solução - Exercicio 07 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define NUM_JOGOS 10 # define NUMS_MEGA 6 int matriz_jogos[NUM_JOGOS][NUMS_MEGA]; int gerar_num_al() { return (rand() % 60 + 1); } int testar_num(int numero, int vetor[NUMS_MEGA], int limite) //testa o numero a ser colocado no vetor do jogo { int i = 0; for (i = 0; i < limite; i++) { if (vetor[i] == numero) //testa se o numero anterior é igual ao proximo sorteado, se sim, retorna 1 se nao retorna 0 return 1; } return 0; } int testar_jogo_igual() { int i, j; int contador = 0; for (i = 0; i < NUM_JOGOS; i++) { for (j = 0; j < NUMS_MEGA; j++) { if (matriz_jogos[i][j] == matriz_jogos[i + 1][j]) { if (contador < 6) { contador++; } else { printf("tem jogo igual"); return 1; break; } } } } } void ordenar_vetor(int vetor[NUMS_MEGA]) // ordena o vetor do jogo em ordem crescente { int i, j; int aux = 0; for (i = 0; i < NUMS_MEGA; i++) { for (j = 0; j < NUMS_MEGA; j++) { if (vetor[i] < vetor[j]) { aux = vetor[i]; vetor[i] = vetor[j]; vetor[j] = aux; } } } } void imprimir_matriz() //imprime a matriz dos jogos { int i, j; for (i = 0; i < NUM_JOGOS; i++) { for (j = 0; j < NUMS_MEGA; j++) printf("%d ", matriz_jogos[i][j]); printf("\n"); } } int gerar_jogo(int num_jogo) //gera o jogo numero por numero { int i, num_al; matriz_jogos[num_jogo][0] = gerar_num_al(); for (i = 1; i < 6; i++) { do { num_al = gerar_num_al(); } while (testar_num(num_al, matriz_jogos[num_jogo], i)); //faz o teste se retorna 1 continua o sorteio ate aparecer um numero diferente do anterior matriz_jogos[num_jogo][i] = num_al; } } main() { int i,mac; srand(time(NULL)); //pega o numero randomico usando como seed o relogio for (i = 0; i < NUM_JOGOS; i++) { gerar_jogo(i); ordenar_vetor(matriz_jogos[i]); } mac = testar_jogo_igual(); printf("%d\n",mac); imprimir_matriz(); }
8. Melhorar o exercício anterior para evitar que uma aposta tenha dois números na mesma dezena.
Solução - Exercicio 08 //Autor: Victor Cesconetto De Pieri #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define NUM_JOGOS 10 #define NUMS_MEGA 6 int matriz_jogos[NUM_JOGOS][NUMS_MEGA]; int gerar_num_al() { return (rand() % 60 + 1); } int testar_num(int numero, int vetor[NUMS_MEGA], int limite) //testa o numero a ser colocado no vetor do jogo { int i = 0; for (i = 0; i < limite; i++) { if (vetor[i] == numero || (vetor[i] / 10) == (numero / 10)) //testa se o numero anterior é igual ou existe dezena igual ao proximo sorteado, se sim, retorna 1 se nao retorna 0 return 1; } return 0; } void ordenar_vetor(int vetor[NUMS_MEGA]) // ordena o vetor do jogo em ordem crescente { int i, j; int aux = 0; for (i = 0; i < NUMS_MEGA; i++) { for (j = 0; j < NUMS_MEGA; j++) { if (vetor[i] < vetor[j]) { aux = vetor[i]; vetor[i] = vetor[j]; vetor[j] = aux; } } } } void imprimir_matriz() //imprime a matriz dos jogos { int i, j; for (i = 0; i < NUM_JOGOS; i++) { for (j = 0; j < NUMS_MEGA; j++) printf("%d ", matriz_jogos[i][j]); printf("\n"); } } int gerar_jogo(int num_jogo) //gera o jogo numero por numero { int i, num_al; matriz_jogos[num_jogo][0] = gerar_num_al(); for (i = 1; i < 6; i++) { do { num_al = gerar_num_al(); } while (testar_num(num_al, matriz_jogos[num_jogo], i)); //faz o teste se retorna 1 continua o sorteio ate aparecer um numero diferente do anterior matriz_jogos[num_jogo][i] = num_al; } } main() { int i; srand(time(NULL)); //pega o numero randomico usando como seed o relogio for (i = 0; i < NUM_JOGOS; i++) { gerar_jogo(i); ordenar_vetor(matriz_jogos[i]); } imprimir_matriz(); }
9. Melhorar o exercício anterior para evitar que uma mesma aposta tenha números consecutivos.
Solução - Exercicio 09 //Autor:Victor Cesconetto De Pieri #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define NUM_JOGOS 10 #define NUMS_MEGA 6 int matriz_jogos[NUM_JOGOS][NUMS_MEGA]; int gerar_num_al() { return (rand() % 60 + 1); } int testar_num(int numero, int vetor[NUMS_MEGA], int limite) //testa o numero a ser colocado no vetor do jogo { int i = 0; for (i = 0; i < limite; i++) { if (vetor[i] == numero || vetor[i] == (numero+1) || vetor[i] == (numero-1) ) //testa se o numero anterior é igual ou consecutivo ao proximo sorteado, se sim, retorna 1 se nao retorna 0 return 1; } return 0; } void ordenar_vetor(int vetor[NUMS_MEGA]) // ordena o vetor do jogo em ordem crescente { int i, j; int aux = 0; for (i = 0; i < NUMS_MEGA; i++) { for (j = 0; j < NUMS_MEGA; j++) { if (vetor[i] < vetor[j]) { aux = vetor[i]; vetor[i] = vetor[j]; vetor[j] = aux; } } } } void imprimir_matriz() //imprime a matriz dos jogos { int i, j; for (i = 0; i < NUM_JOGOS; i++) { for (j = 0; j < NUMS_MEGA; j++) printf("%d ", matriz_jogos[i][j]); printf("\n"); } } int gerar_jogo(int num_jogo) //gera o jogo numero por numero { int i, num_al; matriz_jogos[num_jogo][0] = gerar_num_al(); for (i = 1; i < 6; i++) { do { num_al = gerar_num_al(); } while (testar_num(num_al, matriz_jogos[num_jogo], i)); //faz o teste se retorna 1 continua o sorteio ate aparecer um numero diferente do anterior matriz_jogos[num_jogo][i] = num_al; } } main() { int i; srand(time(NULL)); //pega o numero randomico usando como seed o relogio for (i = 0; i < NUM_JOGOS; i++) { gerar_jogo(i); ordenar_vetor(matriz_jogos[i]); } imprimir_matriz(); }
10. Melhorar o exercício anterior colocando um switch para o usuário colocar as opções acima.