Mudanças entre as edições de "PRG029003 - Programação II - 2023-2"
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A memória de um computador pode ser vista como um vetor de bytes. Neste espaço vimos a utilização de variáveis diversas que podem armazenar valores que podem ser obtidos do usuários, serem resultados de ariméticas e muitas outras operações. O ponteiro nada mais é que um tipo de dado igualmente armazenado em memória, porém este dado se refere a um endereço da memória, ou seja, a um outro objeto. | A memória de um computador pode ser vista como um vetor de bytes. Neste espaço vimos a utilização de variáveis diversas que podem armazenar valores que podem ser obtidos do usuários, serem resultados de ariméticas e muitas outras operações. O ponteiro nada mais é que um tipo de dado igualmente armazenado em memória, porém este dado se refere a um endereço da memória, ou seja, a um outro objeto. | ||
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Edição das 13h19min de 15 de agosto de 2023
Dados importantes
Professor
- Professor da Disciplina: Cleber Jorge Amaral e Roberto Wanderley da Nóbrega
- Email: cleber.amaral@ifsc.edu.br e roberto.nobrega@ifsc.edu.br
- Atendimento paralelo / agenda do professor: Agenda IFSC
Turma virtual
- Acesse o sigaa bucando a disciplina PRG029003 - PROGRAMAÇÃO II (2023 .2 - T01)
Aulas síncronas presenciais
- Horários
- terças-feiras das 13:30 às 15:20
- sextas-feiras das 13:30 às 15:20
- Mais informações ver SIGAA
- Local
- Laboratório de Programação (LabProg)
Organização curricular
Plano de ensino
A unidade curricular se compõe de conhecimentos relacionados às estruturas de dados, com ênfase em sua utilização na escrita de programas.
- Usar as estruturas de dados fila, pilha, lista, tabela de dispersão e árvore binária na escrita de programas;
- Identificar as situações e necessidades em que cada estrutura de dados é apropriada;
- Conhecer o custo computacional das operações elementares das estruturas de dados, e de algoritmos de busca e ordenamento, para que se possam utilizá-los de forma eficiente;
- Conhecer o custo computacional das operações elementares das estruturas de dados, e de algoritmos de busca e ordenamento, para que se possam utilizá-los de forma eficiente;
Ementa
Metodologia
Os estudos serão guiados por leituras, exercícios, e projetos. O conteúdo da unidade curricular será apresentado por meio de aulas expositivas e aulas práticas de maneira articulada com aplicações do conhecimento.
Recursos auxiliares
- Utilização do sistema acadêmico SIGAA para avisos e registro de frequência
- Utilização do moodle para atividades complementares e registros de participação em aula.
Referências bibliográficas
Básica
- CORMEN, Thomas H. et al. Algoritmos: teoria e prática. LTC, 2012. (link para minha biblioteca - necessário logar via SIGAA primeiro)
- LORENZI, Fabiana; MATTOS, Patrícia de; CARVALHO, Tanisi de. Estruturas de dados. Cengage Learning, 2006. ISBN 978-8522105564.
Complementar
- BACKERS, André. Linguagem C: completa e descomplicada. Grupo GEN, 2023. (link para minha biblioteca - necessário logar via SIGAA primeiro)
- KERNIGHAN, Brian W.; RITCHIE, Dennis M. C. A Linguagem de Programação Padrão Ansi. Elsevier, 1989. ISBN 978-8570015860.
Material de apoio
- Slides Prof. Emerson Mello
- Apostila de C - UFMG
Tópicos de Aula
Ferramentas e revisão da linguagem C
| Introdução ao C e funções de saída e entrada de dados |
|---|
|
| Condicionais em C |
|---|
|
| Exercícios - C (série 0) |
|---|
|
| Estruturas de repetição em C |
|---|
|
| Estruturas |
|---|
Assim como o vetor a estrutura é um conjunto de dados, mas traz uma vantagem: a possibilidade de possuir "campos" de diferentes tipos de variáveis. Por exemplo, a struct TPessoa poderia ter os campos nome (char[40]) e idade (int). A declaração genérica da estrutura é: struct TNome_do_tipo {
//variável 1
//variável 2
//variável N
} nome_instancia;
#include <stdio.h>
struct TUsuario /* struct TUsuario é o nome do tipo que está sendo criado */
{
char userID[20];
char senha[20];
} Usuario; /* aqui é definida uma variável do tipo struct TUsuario */
struct TUsuario TabelaUsuario[20];
main()
{
scanf("%s", Usuario.userID);
scanf("%s", Usuario.senha);
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.
#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]);
}
}
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);
}
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);
}
Como toda variável, é possível dar valores para uma variável do tipo struct definida no programa: #include <stdio.h>
struct TEndereco {
char rua[50];
int numero;
};
struct TCidadao{
char nome[50];
char cpf[20];
struct TEndereco endereco;
};
int main(void)
{
//Inicializando com parâmetros em sequencia (ordem tem que ser respeitada)
struct TCidadao CidadaoMaria = {"Maria","42342342234",{"Rua AlfaBeta",145}};
//Inicializando com parâmetros via campo (não é necessário respeitar qualquer ordem)
struct TCidadao CidadaoJose = {.cpf = "1234567890", .endereco.numero = 541,.nome = "Jose",.endereco.rua = "Rua GamaDelta"};
printf("Rua do cidadao %s = %s\n", CidadaoMaria.nome, CidadaoMaria.endereco.rua);
printf("Rua do cidadao %s = %s\n", CidadaoJose.nome, CidadaoJose.endereco.rua);
}
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);
}
|
| Exercícios - C (série 5) |
|---|
|
| Unions |
|---|
Union é um recurso do C que permite declarar um conjunto de dados que irá ocupar um mesmo espaço. É bastante empregado quando se deseja economizar espaço ou não se tem certeza sobre qual tipo de dado deve ser armazenado para determinada instancia. No exemplo a seguir é criada uma struct chamada TProduto e dentro destra estrutura há uma área de detalhamento do produto que é de uso genérico, para alguns produtos há campos específicos para preenchimento e outros não se tem ao certo os detalhes, portanto fica um campo de uso geral.
#include <stdio.h>
struct TRoupeiro{
char cor[20];
int volume;
float peso;
};
struct TProduto{
int id;
char nome[20];
union {
struct TRoupeiro roupeiro;
char descricao_generica[sizeof(int)+sizeof(float)+20];
};
};
int main(void)
{
struct TProduto vaso_decorativo = {
.id = 2,.nome = "Vaso decorativo 1",
.descricao_generica = "em vidro - peça única"
};
struct TProduto guarda_roupas_solteiro = {
.id = 1,.nome = "Roupeiro 3 portas",
.roupeiro.cor = "CZ", .roupeiro.volume = 304,.roupeiro.peso = 50.0
};
printf("nome = %s, \ndescrição = %s, \ncor = %s, \nvolume = %d, \npeso = %f\n\n\n",
guarda_roupas_solteiro.nome,
guarda_roupas_solteiro.descricao_generica,
guarda_roupas_solteiro.roupeiro.cor,
guarda_roupas_solteiro.roupeiro.volume,
guarda_roupas_solteiro.roupeiro.peso
);
printf("nome = %s, \ndescrição = %s, \ncor = %s, \nvolume = %d, \npeso = %f\n\n\n",
vaso_decorativo.nome,
vaso_decorativo.descricao_generica,
vaso_decorativo.roupeiro.cor,
vaso_decorativo.roupeiro.volume,
vaso_decorativo.roupeiro.peso
);
}
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| Ponteiros |
|---|
|
A memória de um computador pode ser vista como um vetor de bytes. Neste espaço vimos a utilização de variáveis diversas que podem armazenar valores que podem ser obtidos do usuários, serem resultados de ariméticas e muitas outras operações. O ponteiro nada mais é que um tipo de dado igualmente armazenado em memória, porém este dado se refere a um endereço da memória, ou seja, a um outro objeto. Este recurso é muito útil para diversos propósitos, basta pensar na própria aplicação do conceito "endereço", imagine como seria localizar uma casa em uma cidade sem haver uma forma de endereçar e armazenar os endereços das casas. Explorando esta analogia, cada lote possui um endereço e pode ter um conteúdo de diferentes tipos como uma casa, um prédio ou um conjunto de lojas, enfim, trazendo para o C seria como os tipos int, char, vetores diversos, etc. Assim é a memória, cada byte possui um endereço. O tamanho da memória é definido pelo tamanho do barramento de endereços usado para acessá-la. Uma variável ocupa uma área da memória. Tipicamente uma variável to tipo char se utiliza de um byte. Já uma variável do tipo int pode (dependendo do sistema) usar 4 bytes contíguos.
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 10;
int *p;
long int li;
p = &i;
printf("Conteúdo de i: i = %d\n",i);
printf("Endereço de i: &i = %p\n",&i);
printf("Conteúdo de p: p = %p\n",p);
printf("Endereço de p: &p = %p\n",&p);
printf("Conteúdo apontado: *p = %d (conteúdo do endereço apontado por p)\n",*p);
printf("Tamanho do ponteiro = %li bytes\n",sizeof(p));
printf("Tamanho do lont int = %li bytes\n",sizeof(li));
printf("Tamanho do int = %li bytes\n",sizeof(i));
return 0;
}
Resposta obtida através do gcc em uma máquina Linux Ubuntu: Conteúdo de i: i = 10 Endereço de i: &i = 0x7ffeb25859e4 Conteúdo de p: p = 0x7ffeb25859e4 Endereço de p: &p = 0x7ffeb25859e8 Conteúdo apontado: *p = 10 (conteúdo do endereço apontado por p) Tamanho do ponteiro = 8 bytes Tamanho do lont int = 8 bytes Tamanho do int = 4 bytes
Conteúdo de i: i = 10 Endereço de i: &i = 0xbfadc2b8 Conteúdo de p: p = 0xbfadc2b8 Endereço de p: &p = 0xbfadc2bc Conteúdo apontado: *p = 10 (conteúdo do endereço apontado por p) Tamanho do ponteiro = 4 bytes Tamanho do lont int = 4 bytes Tamanho do int = 4 bytes
Observe o programa abaixo. A variável p é um ponteiro para inteiro. Isto significa que ela pode armazenar um endereço de um inteiro. #include <stdio.h>
main()
{
int x;
int *p;
x=5;
printf("Valor de x antes = %d\n", x);
p = &x;
*p=10;
printf("Valor de x depois = %d\n", x);
printf("Valor de p = %p\n", p);
}
Observe que para se referenciar o conteúdo da posição de memória apontada por p deve-se usar o asterisco: *p
main()
{
int x=10;
int y, *p;
}
Complete o código para copiar o conteúdo de x para y, sem que qualquer variável apareçam no lado esquerdo de um sinal de atribuição. Ou seja, sem envolver diretamente x e y.
main()
{
int x,y,w,*p1,*p2;
x = 20;
w = 30;
p1 = &x;
p2 = &w;
y = *p1 + *p2;
}
main()
{
int x,y,w,*p1,*p2, *p3;
x = 20;
w = 30;
p1 = &x;
p2 = &w;
y = *p1 + w;
p3 = &y;
*p3 = *p3 + 10;
y = *p1 + *p2 + *p3;
}
#include <stdio.h>
void main()
{
int x,y;
int *p;
y=0;
p=&y;
x=*p;
x=4;
(*p)++;
x--;
(*p) += x;
printf("\ny=%d x=%d\n",y,x);
}
Os ponteiro para char são muito utilizados pois permitem apontar para strings. A ideia é que ele aponte para o primeiro caracter (char) da string. Veja o exemplo abaixo. #include <stdio.h>
main()
{
char x[10]="ifsc";
char *p;
p = &x[2];
printf("x[2] = %c\n", *p);
p = x;
printf("string %s\n", p);
while (*p!=0) {
printf("Endereco %p conteúdo %c\n", p,*p);
p++;
}
}
Neste foi usado o incremento de um ponteiro, o que implica em adicionar ao endereço armazenado em p uma quantidade relativa ao tamanho do tipo apontado. No caso é 1 (tamanho de um char é um byte).
main()
{
char x[10]="ifsc";
char *p, y;
p = x + 2;
y= *p;
}
#include <stdio.h>
main()
{
int x[10]= {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int *p;
int i;
p = x;
i=0;
while (i<10) {
printf(" endereco %p e conteudo %d\n", p, *p);
p++;
i++;
}
}
OBSERVE que p++ incrementa em 4 unidades.
Ponteiros podem apontar para qualquer "objeto" de qualquer tipo. Vamos verificar como é possível apontar para uma estrutura: #include <stdio.h>
struct TRegistro {
char nome[20];
int idade;
} Tabela[4] = {
{"joao",18,},
{"maria",18,},
{"jose",19,},
{"lara",17,},
};
struct TRegistro *p;
main()
{
p = &Tabela[3]; /*p aponta para o registro 3 da tabela */
printf("O nome na posição 3 é %s e idade = %d\n", p->nome,p->idade);
}
NOTE que o uso de p->nome é uma alternativa ao uso de (*p).nome No primeiro caso pode-se ler: o campo nome do objeto que é apontado por p.
#include <stdio.h>
struct TRegistro {
char nome[20];
int idade;
} Tabela[4];
struct TRegistro *p;
main()
{
int i;
p = &Tabela[0]; /*p aponta para o registro 0 da tabela */
for (i=0;i<4;i++,p++)
{
printf("Digite o nome e idade da pessoa %d\n", i+1);
scanf("%s %d",p->nome,&(p->idade));
printf("\n\n>>>> O nome e idade da pessoa %d é: %s, %d \n\n\n", i+1, p->nome, p->idade);
}
}
No exemplo a abaixo a função RetornarStruct() retorna um ponteiro para uma estrutura. O cuidadado que se deve ter é que a função não deveria apontar para uma estrutura que foi criada localmente na função! #include <stdio.h>
struct TRegistro {
char nome[20];
int idade;
} Tabela[4] = {
{"joao",18,},
{"maria",18,},
{"jose",19,},
{"lara",17,},
};
struct TRegistro *p;
struct TRegistro * RetornarStruct(int indice)
{
return &Tabela[indice];
}
main()
{
p = RetornarStruct(2); /*p aponta para o registro 3 da tabela */
printf("O nome na posição 2 é %s e idade = %d\n", p->nome,p->idade);
}
#include <stdio.h>
struct TRegistro {
char nome[20];
int idade;
} Tabela[4] = {
{"joao",18,},
{"maria",18,},
{"jose",19,},
{"lara",17,},
};
struct TRegistro *p;
void MudarStruct(struct TRegistro *p1, int indice)
{
Tabela[indice] = *p1;
}
main()
{
struct TRegistro aux = {"luisa",16};
MudarStruct(&aux,2);
p = &Tabela[2];
printf("O nome na posição 2 é %s e idade = %d\n", p->nome,p->idade);
}
A função main() pode ter parâmetros formais, mas o programador não pode escolhores quais serão eles. A declaração que se pode ter para a função main() é: int main (int argc, char *argv[]); Exemplo: Escreva um programa que faça uso dos parâmentros argv e argc. O programa deverá receber da linha de comando o dia, mês e ano correntes (dd/mm/aaaa), e imprimir a data em formato apropriado. Veja o exemplo, supondo que o executável se chame data: $ data 04 11 2016 O programa deverá imprimir: $ 04 de novembro de 2016#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void main(int argc, char *argv[])
{
int mes;
char *nomemes [] = {"janeiro","fevereiro","março","abril","maio","junho","julho","agosto","setembro","outubro","novembro","dezembro"};
if(argc == 4) /* Testa se o numero de parametros fornecidos esta' (nome do programa, o dia, o mes e os dois ultimos algarismos do ano */
{
/* argv contem strings. A string referente ao mes deve ser
* transformada em um numero inteiro. A funcao atoi esta sendo
* usada para isto: recebe a string e transforma no inteiro equivalente
*/
mes = atoi(argv[2]);
if (mes<1 || mes>12) /* Testa se o mes e' valido */
printf("Erro!\nUso mes: mm, deve ser de 1 a 12.\n");
else
printf("\n%s de %s de %s\n\n", argv[1], nomemes[mes-1],argv[3]);
}
else
printf("Erro!\nUso: dd/mm/aaaa, devem ser inteiros, ou estão faltando.\n");
}
|
| Usando ponteiros como parâmetros de entrada saída de funções |
|---|
Enviar um ponteiro a uma função tem diversas aplicações, uma delas é a de evitar redundância de dados e realizar a leitura de informações "diretas da fonte". Estas informações quando são de grande volume também poderiam requisitar um grande volume de memória para copiar, então mais um motivo para se passar a referência (ponteiro). Observe como podemos usar ponteiros na passagem de parâmetros: #include <stdio.h>
void str_cpy(char *pdest, char *pfonte)
{
while (*pfonte!=0) {
*pdest++ = *pfonte++;
}
*pdest = 0;
}
int str_len (char *p)
{
int i=0;
while (*p++!=0)
i++;
return i;
}
main()
{
char fonte[10]="ifsc";
char destino[10];
str_cpy(destino, fonte);
printf("string destino = %s\n", destino);
printf("tamanho de dest = %d\n", str_len(destino));
}
#include <stdio.h>
void alfa(int *p)
{
*p=10;
}
main()
{
int x;
x =5;
printf("Valor de x antes da chamada de alfa = %d\n", x);
alfa(&x);
printf("Valor de x depois da chamada de alfa = %d\n", x);
}
|