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

1. Implementar um programa para calcular a média de todos elementos da matriz C do exemplo acima.

   solução
   #include <stdio.h> void main() { int mA[2][3]={ 11,12,13, 21,22,23}, mB[2][3]={1,2,3, 1,2,3}, mC[2][3]; int i,j, soma_ac=0; float media; for(i=0;i<2;i++){ for(j=0;j<3;j++) { mC[i][j] = mA[i][j] + mB[i][j]; soma_ac = soma_ac + mC[i][j]; } } media = soma_ac/6.0; }

2. 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].

   solução

   #include <stdio.h> #define N_MAX 50 void main() { int mA[N_MAX][N_MAX]; int i,j,dimN; /* Entrada da dimensão */ printf("Entre com a dimensao\n"); scanf ("%d",&dimN); /* Entrada de dados */ for (i=0;i<dimN;i++) { for (j=0;j<dimN;j++) { printf("Entre com mA[%d][%d]\n",i,j); scanf("%d",&mA[i][j]); } } /* impressao dos dados lidos */ for (i=0;i<dimN;i++) { for (j=0;j<dimN;j++) { printf("=> mA[%d][%d] => %d\n",i,j,mA[i][j]); } } }

Passando matrizes como parâmetro

#include <stdio.h>


void somar_mat(int aA[][3],int aB[][3], int cC[][3])
{
  int i,j;

  for(i=0;i<2;i++){
     for(j=0;j<3;j++) {
        cC[i][j] = aA[i][j] + aB[i][j];
     }
  }
}

void main()
{
  int mA[2][3]={ 11,12,13,
                 21,22,23},
      mB[2][3]={1,2,3,
                1,2,3},
      mC[2][3];

 somar_mat(mA,mB,mC);
  
}

OBSERVE que matrizes são sempre passadas como referência.

Exercício

1. Fazer uma função que recebe duas matrizes 2x3 como parâmetros e retorna a média entre todos elementos da matriz soma destas matrizes.
2. Implementar uma programa para calcular o determinante de uma matriz 3x3 (de reais) a ser fornecida pelo teclado.
3. Implementar um programa para ler duas matrizes (matA e matB) e multiplicá-las, colocando o resultado em uma matriz matC.
4. Vamos implementar um jogo similar a batalha naval da seguinte forma.
   1. 1. 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.
      2. Crie um contador global de tiros iniciado com 0.
      3. 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).
      4. Ao final do jogo é mostrado o nome do jogador, o númerode 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()
   {
   }
    
   main()
   {
     int situacao;
     ZerarMatriz();
     PosicionarNavios();
     ImprimeMatrizEscondida();
     do {
        situacao = Tiro();
        /* tratar aqui a situação - usar um switch */
     } 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

   1. Implementar um programa para "abrir uma porta" para um usuário que se encontra na tabela acima.

      #include <stdio.h>
      
      char tabelaUsuarios[4][10] = {
               "joao",
               "maria",
               "josefina",
               "lara",
      };
      
      int str_cmp(char str1[],char str2[])
      {
        int i=0;
       
        while(str1[i]!=0 && str2[i]!=0) {
           if (str1[i]!=str2[i])
              break; 
           i++;
        }
        if(str1[i]==0 && str2[i]==0) 
           return 0;
        else
           return 1;
        
      }
              
      main()
      {
      
        int i;
        char nome[10];
       
        printf("Entre com seu USERID\n");
        scanf("%s", nome);
        for (i=0;i<4;i++) {
             if (str_cmp(nome,&tabelaUsuarios[i][0])==0) {
             		break;
             }
        }
        if (i==4)
        	  printf("Usuário não existente!\n"); 
        else
            printf("abrir a porta\n");   
      }
      

   2. 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.
   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, acrecente 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 desbloquado e o sistema volta a perguntar por um userID.