ATP-Aula06-EstruturasHerogêneas

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Algoritmos e Técnicas de 
Programação
Aula 05: 
VariVariááveis Compostas Heterogêneasveis Compostas Heterogêneas
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Plano de Aula
� Variáveis Compostas Heterogêneas
� Introdução
� Redução de dimensões de uma matriz
� Exercícios
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Indrodução
� Variável composta heterogênea é mais conhecida como 
registro ou estrutura:
� Influências de Pascal (record) e C (struct)
� Uma estrutura é um conjunto de variáveis (de tipos 
distintos, ou não) referenciadas por um nome comum.
� Pode ser vista com um contêiner de dados, comparável 
à um formulário de papel contendo vários campos de 
informação de um objeto ou entidade. 
� Referencia-se uma variável ou campo da estrutura 
através do nome da estrutura e do nome da variável, 
geralmente separados por “.” (ponto).
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Introdução
� As variáveis (campos ou membros) de uma 
estrutura têm uma forte relação lógica entre si: 
� Permitem modelar uma entidade concreta ou abstrata 
(livro, cliente, transação bancária, chamada telefônica etc.) 
� Modelar um objeto ou entidade tem o sentido de 
fazer uma abstração, na qual apenas os detalhes 
relevantes são considerados, enquanto os demais 
são ignorados ou abstraídos
� Com a abstração, conseguimos representar o 
“objeto” de interesse dentro de uma estrutura de 
dados mais enxuta e conveniente, sob o aspecto do 
processamento computacional.
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Introdução
� O Tamanho da estrutura é no mínimo igual à soma 
dos tamanhos das variáveis que a compõem.
� O compilador pode (opcionalmente) alinhar o 
endereço base de cada variável membro a 
endereços múltiplos de 4 (32bits) ou 8 (64 bits). Isso 
agiliza o acesso!
� Com isso os campos podem não ser adjacentes na 
memória e o tamanho da estrutura fica um pouco 
maior que a soma dos tamanhos dos campos
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Definição de Estruturas em C
� Definir uma estrutura para representar um automóvel 
considerando apenas modelo, ano e placa:
struct tcarro {
char modelo [12]; //nome com até 11 caracteres
int ano; //ano de fabricação
char placa [7]; //placa: 3 letras + 4 dígitos
};
� O código acima define o tipo “tcarro”, mas não declara 
qualquer variável.
� Uma variável do tipo tcarro pode ser declarada como:
struct tcarro carro;
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Definição de Estruturas em C
� Também é possível declarar uma ou mais 
variáveis logo após a definição da estrutura, 
seguindo o padrão (tipo nomeVar;):
struct tcarro {
char modelo [12];
int ano;
char placa [7];
} carro_trab, carro_passeio;
� Acima foram declaradas as variáveis 
“carro_trab”, “carro_passeio”, do tipo “tcarro”
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Definição de Estruturas em C
� Sintaxe Geral:
struct tipo {
tipo1 nomeVar1;
tipo2 nomevar2;
tipoN nomeVarN;
} NomeVar;
� “tipo” ou “nomeVar” pode ser omitido, mas nunca 
ambos! 
� De outro modo, ao menos um dos dois deve estar 
presente.
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Acesso às variáveis da estrutura
� Dada a declaração:
� É válido código:
carro_trab.ano = 2012;
printf("Modelo do carro: %s", carro_trab.modelo);
carro_passeio = carro_trab;
strcpy(carro_passeio.modelo, "Gol")
struct tcarro {
char modelo [12];
int ano;
char placa [7];
} carro_trab,
carro_passeio;
OU
struct {
char modelo [12];
int ano;
char placa [7];
} carro_trab,
carro_passeio;
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Acesso às variáveis da estrutura
� Os campos (variáveis) da estrutura são 
acessadas pelo nome da variável, seguida de “.”
(ponto) e do nome do campo.
struct tcarro {
char modelo [12];
int ano;
char placa [7];
} carro_trab
carro_trab . ano = 2012;
PONTO (seletor de campo)
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Pré-inicialização de variáveis do tipo 
estrutura :
� Variáveis do tipo estrutura podem ser inicializadas 
em tempo de compilação, com os valores dos 
campos separados por vírgula, na ordem dos 
mesmos dentro da estrutura e entre { } (bloco):
� Exemplo
struct tcarro carro = {"Gol", 2012,
"PQR1234"};
� Declara e inicializa a variável carro:
� carro.modelo com “Gol”
� carro.ano com 2012 
� carro.placa com “PQR1234”
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Composição de Estruturas Complexas
� Estruturas comportam campos de quaisquer 
tipos reconhecidos pelo compilador, incluindo 
estruturas e matrizes:
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Redução da Dimensão de uma Matriz 
através de Estruturas 
� As estruturas são uma boa maneira de evitar o uso 
de matrizes com muitas dimensões. 
� Exemplo: Um triângulo pode ser representado 
como um vetor de 3 vértices e cada vértice como 
um vetor de 2 números reais representando as 
coordenadas (x, y):
float tri[3][2]; //define um triângulo
� Assim, para atribuir o valor 8,5 à ordenada y do 3º
vértice do triângulo representado na variável “tri”
faz-se:
tri[2][1] = 8.5;
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Redução da Dimensão de uma Matriz 
através de Estruturas
� Em tempo de execução, cada índice associado a uma 
dimensão requer uma multiplicação para que o endereço seja 
calculado. 
� Em vez de usar um vetor de tamanho 2, pode-se usar uma 
estrutura com os campos x e y:
struct {float x; float y;} tri[3];
� Agora, a atribuição do valor 8,5 à ordenada y do 3º vértice do 
triângulo é simplificado para:
tri[2].y = 8.5;
� Em vez de uma matriz 2D, temos agora um vetor e o 
deslocamento de y (em relação ao início da estrutura ponto) 
é conhecida em tempo de compilação
� Com apenas um índice, o endereço de cada ponto (estrutura) 
no vetor é calculado; para chegar ao endereço de y, basta 
adicionar (mais rápido que multiplicar) o seu deslocamento.
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Redução da Dimensão de uma Matriz 
através de Estruturas
� Podemos melhorar ainda mais, substituindo o vetor de 3 
vértices por uma estrutura contendo 3 campos, 
representando o vértices a, b e c:
struct {
struct {float x; float y;} a;
struct {float x; float y;} b;
struct {float x; float y;} c;
} tri;
� Atribuir 8,5 à ordenada do 3º vértice do triângulo deve 
ser feito assim:
tri.c.y = 8.5;
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Redução da Dimensão de uma Matriz 
através de Estruturas
� a última opção é ainda mais eficiente, pois durante a compilação é
possível saber que o endereço c.y será o endereço tri acrescido de 
20 (a = 8 + b = 8 + c.x = 4) bytes.
� No quadro abaixo é possível ver como as três representações se 
equivalem na memória:
tri[0][0] tri[0][1] tri[1][0] tri[1][1] tri[2][0] tri[2][1]
tri[0].x tri[0].y tri[1].x tri[1].y tri[2].x tri[2].y
tri.a.x tri.a.y tri.b.x tri.b.y tri.c.x tri.c.y
tri.a tri.b tri.c
tri[0] tri[1] tri[2]
tri[2]tri[1]tri[0]
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Exercício 1
� Defina um tipo para uma estrutura que 
armazene as informações de uma matriz 
algébrica de números reais (float):
a)número de linhas (m)
b)número de colunas (n)
c) valores da matriz (a), com 100 elementos (10 
linhas x 10 colunas)
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Solução 1
#define MAXLIN 10
#define MAXCOL 10
typedef struct matriz {
int m; //número de linhas
int n; //número de colunas
//matriz MaxLin x MaxCol
float a [MAXLIN][MAXCOL];
};
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Exercício 2
� Considere o tipo “pessoa”, definido com base na 
estrutura abaixo:
� Implemente uma função que calcule a média salarial das 
pessoas com 40 anos ou mais, admitindo que a função receba 
com paramentos uma lista (vetor) de pessoas e o número de 
pessoas nela contidos. Utilize o protótipo: 
float MediaSal40(pessoa lista[], int n);
float MediaSal40(struct pessoa lista[], int n);
typedef struct
{
char nome[20];
float idade;
float salario;
} pessoa;
struct pessoa
{
char nome[20];
float idade;
float salario;
};
ou
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Solução 2
float MediaSal40(pessoa lista[], int n);
{
int i;
float med, soma = 0, k = 0;
for (i=0; i<n; i++)
if (pessoa[i].idade>=40)
{ k++;
soma = soma + pessoa[i].salario;
}
if (k>0) then
return soma / k;
else
return 0;
}
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Exercício 3
� Dada a definição do tipo matriz (Exercício 1), 
implemente uma função para processar a adição de 
duasmatrizes a e b, armazenando o resultado 
numa matriz c, se a operação for possível
#define MaxLin 10
#define MaxCol 10
typedef struct {
int m; //número de linhas 
int n; //número de colunas
float a [MaxLin][MaxCol]; //matriz MaxLin x MaxCol
} matriz;
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Solução 3
int SomaMatrizes(matriz x, matriz y, matriz * z){
int i, j;
if (x.m != y.m || x.n != y.n)
return 0;
for (i=0; i < x.m; i++)
for (j=0; i < x.n; j++)
(*z).a[i][j] = x.a[i][j] + y.a[i][j];
//a linha acima equivale a
//z->a[i][j] = x.a[i][j] + y.a[i][j];
return 1;
}
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Exercício 3
� Considere a última definição de um triângulo, 
exclusivamente baseada em estrutura. 
Implemente uma função que calcule o 
perímetro de um triangulo