Programação 1 - Engenharia - Arrays Multidimensionais

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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>

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;

  for(i=0;i<2;i++){
     for(j=0;j<3;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. 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.
    /*
   Batalha Naval
   Versão Turma PRG2014-1-IFSC
*/

#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("| %d ",ZonaDeGuerra[linha][j]); 
  }
  printf("|\n");
  printf("     +---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+\n");
}


void ImprimeMatriz()
{
  int i;
  
  printf("     +---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+\n");
  for(i=0;i<TAM_MAT;i++)
  	ImprimeLinha(i);
}

int Tiro()
{
}

main()
{
  ZerarMatriz();
  PosicionarNavios();
  ImprimeMatriz();
  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.

    Exercício MEGASENA 

    #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define NUM_JOGOS 8
#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)
{
  int i=0;
  for (i=0;i<limite;i++) {
     if (vetor[i]==numero)
        return 1;
  }
  return 0;
}

void ordenar_vetor(int vetor[NUMS_MEGA])
{

}

void imprimir_matriz()
{
  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)
{
  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));
  	matriz_jogos[num_jogo][i]=num_al;
  }
}

main()
{
  int i;
 
  srand ( time(NULL) );
        
  for (i=0;i<NUM_JOGOS;i++)
      gerar_jogo(i);
  imprimir_matriz();
}
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