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Linguagem C – Matrizes

 

Objetivos

Neste artigo estudaremos os conceitos relacionados as matrizes unidimensionais (vetores) e multidimensionais.

 

Pré-requisitos

Para um melhor aprendizado é necessário que o leitor tenha acompanhado o artigo anterior, pois os artigos obedecem a uma seqüência.

 

Nota: Este artigo faz parte do curso de “Linguagem C – Básico”.

 

Definição de Matrizes em Linguagem C

 

As matrizes em geral são caracterizadas por se tratarem de uma única variável de um determinado tamanho que guarda varias informações do mesmo tipo. Essas informações são gravadas na memória seqüencialmente e são referenciadas através de índices. As matrizes podem ser tanto unidimensionais (vetores) como multidimensionais.

 

Matrizes unidimensionais

 

São matrizes de uma única dimensão. Essas matrizes também são chamadas de vetores. A declaração de vetores em C deve obedecer a seguinte sintaxe:

 

Tipo nome_vetor[tamanho];

 

O tipo deve ser especificado conforme a tabela 2 do primeiro artigo. E o tamanho representa a quantidade de elementos que esta matriz irá conter. É importante dizer que na linguagem c as matrizes começam pelo índice 0 que guarda o primeiro elemento da matriz. Para entender melhor, considere que seja necessário declarar um vetor do tipo inteiro que contenha 10 elementos. Isto é feito da seguinte forma:

 

int vetor_exemplo[9];

 

Isso por que a matriz “vetor_exemplo” vai de 0 a 9, ou seja, contém 10 elementos. Também é possível inicializar o vetor no momento de sua declaração. Para isso veja a sintaxe abaixo:

 

Tipo nome_vetor[tamanho]={lista_de_valores};

 

Sendo que todos os elementos da lista de valores devem ser separados por virgula e serem todas do mesmo tipo de dados especificado. A seguir temos a declaração do “vetor_exemplo” com os valores atribuídos.

 

int vetor_exemplo[9]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

Exemplo de um programa completo utilizando vetores e outros conceitos estudados até o momento.

 

#include<stdio.h>

 

void main()

{

int vet1[5]={1,2,3,4,5}; /*declaração e inicialização do vetor vet1*/

int vet2[5]={6,1,2,2,5}; /*declaração e inicialização do vetor vet2*/

int vetSoma[5]; /*declaração do vetor vetSoma que vai guardar o resutado da soma dos dois vetores(vet1 e vet2).*/

int x;

 

printf("Este programa soma os dois vetores abaixo:\n");

printf("vet1={1,2,3,4,5}\n");

printf("vet2={6,1,2,2,5}\n");

printf("\n");

printf("vetor resultante da soma:\n");

 

for(x=0; x<5; x++)

{

  vetSoma[x]=vet1[x]+vet2[x]; /*soma os valores*/

  printf("vetSoma[%d]:%d\n",x,vetSoma[x]); /*exibe na tela*/

} /*fim do for*/

 

} /*fim do programa*/

 

O programa acima soma dois vetores (vet1 e vet2) e exibe sua resposta na tela. O objetivo deste exemplo é mostrar como declarar e inicializar um vetor. Veja a seguir a saída do programa:

 

Este programa soma os dois vetores abaixo:

vet1={1,2,3,4,5}

vet2={6,1,2,2,5}

 

vetor resultante da soma:

vetSoma[0]:7

vetSoma[1]:3

vetSoma[2]:5

vetSoma[3]:6

vetSoma[4]:10

 

Os vetores são muito usados para criar uma string de caracteres, pois em C não existe nenhum tipo de dados para definir uma string.A declaração de um vetor contendo uma string sempre deve ser maior que o número de caracteres, pois o compilador acrescenta automaticamente no final da string um espaço nulo que indica o seu término. Este segundo exemplo é muito simples, mostra apenas como podem ser feitas a declaração e inicialização de um vetor de string.

 

#include<stdio.h>

 

void main()

{

char c1 = 'a';

char vet1[30]="Aprendendo a mexer com string\n";

 

/*Imprimindo os dados na tela*/

printf("O tipo de dado char guarda apenas um caractere\n");

printf("A variavel c1 do tipo char contem o caractere: %c\n",c1);

printf("\n");

printf("Para trabalhar com uma string deve ser declarado um vetor do tipo char");

printf("\nO vetor do tipo char contem a string: %s",vet1);

 

} /*fim do programa*/

 

Saída do programa:

 

O tipo de dado char guarda apenas um caractere

A variavel c1 do tipo char contem o caractere: a

 

Para trabalhar com uma string deve ser declarado um vetor do tipo char

O vetor do tipo char contem a string: Aprendendo a mexer com string

 

Matrizes Bidimensionais

 

São matrizes linha-coluna, onde o primeiro índice indica a linha e o segundo a coluna. Esse tipo de matriz é considerado o caso mais simples de matrizes multidimensionais. Veja o programa abaixo:

 

#include<stdio.h>

 

void main()

{

int mat[2][2];

float det;

int x,y;

 

printf("Este programa calcula a determinante de uma matriz quadrada de ordem 2");

printf("\n\nEntre com os valores a da matriz:\n");

for(x=0;x<2;x++)

{

for(y=0;y<2;y++)

{

printf("mat[%d][%d]=",x+1,y+1);

scanf("%d",&mat[x][y]);

} /*fim do for*/

} /*fim do for*/

 

det=mat[0][0]*mat[1][1]-mat[1][0]*mat[0][1]; /*formula para calcular a determinante */

printf("Determinante da matriz = %f\n",det);

 

} /*fim do programa*/

 

 

Esse exemplo calcula a determinante de uma matriz de ordem 2 e através dele podemos ver como deve ser feita a declaração de uma matriz bidimensional.

 

int mat[2][2];

 

Que a forma geral é:

 

tipo nome_matriz[numero_linhas][numero_colunas];

 

Observe na formula que calcula a determinante que os valores são acessados através de seus índices (linhas e colunas). A seguir são apresentadas as saídas do programa, lembrando que os valores das matrizes são definidos pelo usuário através da função scanf que será explicada mais adiante.

 

Este programa calcula a determinante de uma matriz quadrada de ordem 2

 

Entre com os valores a da matriz:

Mat[1][1]=4

Mat[1][2]=-3

Mat[2][1]=6

Mat[2][2]=-1

Determinante da matriz = 14.0000

 

Matrizes multidimensionais

 

A linguagem c permite também utilizar matriz de três ou mais dimensões, porém não é freqüentemente usada, pois requer uma quantidade grande de memória e os acessos aos seus elementos são mais lentos. Por esses motivos este tipo de matrizes não serão abordados com detalhes

 

Declaração de matrizes multidimensionais:

 

Tipo nome [tamanho1][tamanho2][tamanho3]....[tamanho n]

 

Matrizes não-dimensionadas

 

As matrizes não-dimensionais são aquelas cujo tamanho não é especificado. Nesse caso o compilador cria uma matriz grande para conter todos os seus elementos. As declarações de matrizes unidimensionais com essa característica podem ser vista no programa abaixo:

 

#include<stdio.h>

 

void main()

{

char vet1[37]="Estou aprendendo a programar em C!!!";

char vet2[]="Estou aprendendo a programar em C!!!"; /*vetor não-dimensionado*/

 

printf("O vetor abaixo foi declarado com o seu tamanho especificado\n");

printf("%s\n",vet1);

printf("\n");

printf("E este outro foi declarado com o seu tamanho nao especificado\n");

printf("%s\n",vet2);

 

}

 

Observe na saída abaixo que os vetores (vet1 e vet2) declarados de forma diferentes obtiveram os mesmo efeitos. A diferença é que no vetor vet2 não foi especificado a quantidades de caracteres (vetor não-dimensionado).

 

O vetor abaixo foi declarado com o seu tamanho especificado

Estou aprendendo a programar em C!!!

 

E este outro foi declarado com o seu tamanho nao especificado

Estou aprendendo a programar em C!!!

 

As matrizes multidimensionais não-dimensionadas devem ter apenas seu primeiro índice não especificado, os outros devem ser indicados para que o compilador possa indexar de forma correta as matrizes. Desta forma pode-se criar tabelas com diversos tamanhos, sem a necessidade de mudar as dimensões da matriz.

 

#include<stdio.h>

 

void main()

{

int mat1[2][2]={4,5,-2,1};

int mat2[][2]={4,5,-2,1}; /*Matriz não-dimensionada*/

int x,y;

 

printf("Imprimindo a matriz mat1 cujo o tamanho foi especificado:\n");

for(x=0;x<2;x++)

{

for(y=0;y<2;y++)

{

printf("mat1[%d][%d]=%d",x,y,mat1[x][y]);

printf("\n");

} /*fim do for*/

} /*fim do for*/

 

printf("\n");

printf("Imprimindo a matriz mat2 cujo o tamanho nao foi especificado:\n");

for(x=0;x<2;x++)

{

for(y=0;y<2;y++)

{

printf("mat2[%d][%d]=%d",x,y,mat2[x][y]);

printf("\n");

} /*fim do for*/

} *fim do for*/ /

 

} /*fim do programa*/

 

 

Do mesmo modo verifica-se através da saída abaixo que tanto a matriz mat1 como a matriz mat2, obtiveram os mesmos resultados embora tenham sido declaradas de maneira diferente.

 

Imprimindo a matriz mat1 cujo o tamanho foi especificado:

mat1[0][0]=4

mat1[0][1]=5

mat1[1][0]=-2

mat1[1][1]=1

 

Imprimindo a matriz mat2 cujo o tamanho nao foi especificado:

mat2[0][0]=4

mat2[0][1]=5

mat2[1][0]=-2

mat2[1][1]=1

 

Conclusão

 

Conclui-se que as matrizes podem ser desde unidimensionais até multidimensionais e que seus tamanhos não necessitam serem obrigatoriamente especificados.

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