Vetores e Matrizes
Programação de Computadores II
Vetores e Matrizes
Prof. Antônio Augusto Chaves
Departamento de Matemática
Bloco VI - sala 23
http://www.feg.unesp.br/∼chaves
[email protected]
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Vetores e Matrizes
Comentários sobre a prova
Momento fala que eu te escuto
R. Sfair (FEG)
PC - Aula 17
16 de agosto de 2008
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Vetores e Matrizes
Avisos
I
Os exercícios realizados no laboratório deverão ser
entregues a partir da próxima aula prática (06/04/2010).
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Vetores e Matrizes
Importante
I
Só existe um jeito de aprender a programar:
Programando !!!
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Vetores e Matrizes
Objetivos
I
Ao final desta lição, o estudante será capaz de:
I
Declarar e criar vetores
I
Acessar elementos de um vetor
I
Determinar o numero de elementos em um vetor
I
Declarar e criar vetores multi-dimensionais
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Vetores e Matrizes
Revisão
Revisão
I
Como construir um objeto?
I
I
Encapsulamento
I
I
métodos construtores
métodos set e get
Escopo de variáveis
I
Variáveis estáticas e dinâmicas
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Vetores e Matrizes
Vetores
Introdução
I
Suponha que tenhamos três variáveis do tipo int com
diferentes identificadores para cada variável
int numero1;
int numero2;
int numero3;
numero1 = 1;
numero2 = 2;
numero3 = 3;
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Vetores e Matrizes
Vetores
3. Vetores e Matrizes
Introdução
•
A Java API contém diversas classes para a manipulação de estruturas
de dados. A estrutura de dados mais simples é o vetor ( array ).
•
Podemos
uma variável
para armazenar
e manipular
UmIvetor
é umutilizar
agrupamento
de valores
de um mesmo
tipo uma
primitivo
lista de dados de forma mais eficiente. Este tipo de variável é
ou um agrupamento de objetos de uma mesma classe.
•
Cada elemento de um vetor armazena um valor. Os elementos de um
I Um vetor armazena múltiplos itens de dados do mesmo tipo
vetor
são referenciados por meio de um índice. O primeiro elemento
(tipos primitivos ou objetos de uma mesma classe) em um bloco
tem sempre o índice 0 (zero). Portanto, para um vetor de n
continuo de memória, dividido-o em certa quantidade de casas
elementos, os índices variam de 0 a n-1.
chamada de vetor
v[0]
v[1]
v[2]
v[3]
v[4]
v[5]
v
•
Em Java, vetores têm tamanho fixo e, uma vez criados, não podem
ser redimensionados. O campo length contém o tamanho do vetor.
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Vetores e Matrizes
Vetores
Declarando Vetores
I
Escreve-se o tipo de dado seguido por colchetes [ ] e por
um identificador
int [] idades;
ou
int idades[];
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Vetores e Matrizes
Vetores
Criando Vetores
I
Criar o vetor e especificar seu tamanho com um parâmetro no
construtor
I
Escrever a palavra-chave new, definir o tipo de dado seguido
por colchetes contendo a quantidade de elementos do vetor:
// declaração
int idades[];
// construindo um objeto
idades = new int[100];
ou
// declarando e construindo um objeto
int idades[] = new int[100];
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Vetores e Matrizes
Vetores
Criando Vetores
[0]
[1]
[2]
[3]
[4]
idades
.
.
.
[99]
length
= 100
objeto vetor
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Vetores e Matrizes
Vetores
Criando Vetores
I
Pode-se, também, construir um vetor ao iniciá-lo diretamente
com dados
int vet[] = {1, 2, 3, 4, 5};
I
Este código declara e inicializa um vetor de inteiros com cinco
elementos (inicializados com os valores 1, 2, 3, 4, e 5)
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Vetores e Matrizes
Vetores
Exemplos
boolean resultados[] = {true, false, true, false};
double graus[] = {100, 90, 80, 75, 30};
String dias[] = {“Seg”, “Ter”, “Qua”, “Qui”,
“Sex”, “Sab”, “Dom”};
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Vetores e Matrizes
Vetores
Criando Vetores
I
Atenção: Um vetor pode ter exatamente o tamanho necessário,
ou seja, o tamanho do vetor pode ser lido, atribuído ou
calculado.
String nome[];
int n = 3;
nome = new String[n];
nome[0] = “Ze”;
nome[1] = “Jó”;
nome[2] = “Lu”
I
Neste código o tamanho do vetor é definido em tempo de
execução
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Vetores e Matrizes
Vetores
Exemplo
LerTamanhoVetor.java
1
import javax.swing.JOptionPane;
2
3
public class LerTamanhoVetor
4
{
5
public static void main(String[] args)
6
{
7
int v[];
8
String sTam;
9
int tam;
10
11
sTam = JOptionPane.showInputDialog("Tamanho do vetor");
12
tam = Integer.parseInt(sTam);
13
14
// Construir o vetor do tamanho desejado
15
v = new int[tam];
16
for (int i = 0; i < tam; i++)
17
v[i] = 2*(i + 1);
18
}
19
}
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Vetores e Matrizes
Vetores
Acessando Elementos do Vetor
I
Utilizar um número chamado de índice
I
Índice numérico
I
I
I
I
Atribuído a cada elemento do vetor
Permite o acesso individual a seus elementos
Iniciado com zero e progride sequencialmente até o fim do
vetor
Índices dentro de um vetor vão de 0 até (tamanhoVetor - 1)
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Vetores e Matrizes
Vetores
Acessando Elementos do Vetor
int idades[] = new int[100];
idades[0] = 10;
System.out.printf(“%d”,idades[99]);
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Vetores e Matrizes
Vetores
Acessando Elementos do Vetor
I
O valor armazenado de cada elemento do vetor será
inicializado com zero para vetores com o tipo de dado
numérico
I
Para referenciar os elementos em vetores de objetos,
como as Strings, estes NÃO serão inicializados com
brancos ou strings vazias “ ”. Em vez disso, deve-se
preencher explicitamente cada elemento deste vetor
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Vetores e Matrizes
Vetores
Acessando Elementos do Vetor
I
O seguinte código de exemplo mostra como imprimir todos
os elementos de um vetor
ExemploVetor.java
1
public class ExemploVetor
2
{
3
public static void main(String[] args)
4
{
5
int [] idades = new int[100];
6
for( int i=0; i<100; i++ )
7
{
8
System.out.print( idades[i] );
9
}
10
}
11
}
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Vetores e Matrizes
Vetores
Tamanho de um Vetor
ExemploVetor.java
1
public class ExemploVetor
2
{
3
public static void main(String[] args)
4
{
5
int [] idades = new int[100];
6
for( int i=0; i<idades.length; i++ )
7
{
8
System.out.print( idades[i] );
9
}
10
}
11
}
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Vetores e Matrizes
Vetores
Exercício Resolvido
I
Implementar a classe Vetor com os métodos apresentados
no diagrama UML abaixo:
Vetor
+ lerVetor(int v[ ] )
+ somarVetor(int v[ ] )
+ mostrarVetor(int v[ ] )
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Vetores e Matrizes
Vetores
Exercício Resolvido
Vetor.java
1
import java.util.*;
2
3
public class Vetor
4
{
5
public static void lerVetor(int v[])
6
{
7
Scanner in = new Scanner(System.in);
8
for (int i = 0; i < v.length; i++)
9
{
10
System.out.print("v[" + i + "] = ");
11
v[i] = in.nextInt();
12
}
13
}
14
15
public static int somarVetor(int v[])
16
{
17
int soma = 0;
18
for (int i = 0; i < v.length; i++)
19
{
20
soma = soma + v[i];
21
}
22
return soma;
23
}
24
public static void mostrarVetor(int v[])
25
{
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18
for (int i = 0; i < v.length; i++)
{
soma = soma + v[i];
}
return soma;
Vetores e Matrizes
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Vetores
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Exercício Resolvido
}
public static void mostrarVetor(int v[])
{
System.out.print("[");
for (int i = 0; i < v.length; i++)
{
System.out.print(v[i]);
if (i < v.length-1)
System.out.print(", ");
}
System.out.println("]");
}
public static void main (String [] args)
{
int n,x[];
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("Tamanho do vetor: ");
n = in.nextInt();
x = new int[n];
lerVetor(x);
mostrarVetor(x);
int s = somarVetor(x);
System.out.println("Soma = " + s);
}
}
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Vetores e Matrizes
Vetores
3. Vetores e Matrizes
Operações
com
Vetores
Operações com
Vetores
•I Após
SeSe
istoisto
Apósum
umvetor
vetor ter
ter sido
sidocriado
criadonão
nãoéépossível
possívelredimensioná-lo.
redimensioná-lo.
for
ee
for necessário,
necessário,deve-se
deve-secriar
criarum
umoutro
outrovetor
vetorda
dadimensão
dimensãodesejada
desejada
fazer
o
vetor
antigo
apontar
para
o
novo.
fazer o vetor antigo apontar para o novo.
•I A
arraycopy(),
que
A classe
classeSystem
Systemoferece
ofereceum
ummétodo
métodoespecial:
especial:
arraycopy(),
que permite
permite realizar cópias de vetores.
realizar cópias de vetores.
Exemplo:
// redimensionamento através de uma cópia
int v1[] = {1, 2, 3, 4, 5};
v1[5] = 10
// Erro: índice fora dos limites
int v2[] = new int[10];
System.arraycopy(v1, 0, v2, 0, v1.length);
v2[5] = 10;
// Ok, os índices de v2 vão de 0 a 9
arraycopy(v1, i1, v2, i2, n) - Copia n elementos do vetor v1 (a partir
do elemento de índice igual a i1) para posições do vetor v2 que iniciam
em i2. Após a cópia, novos elementos podem ser definidos para o novo
vetor.
© ELFS
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Vetores e Matrizes
Vetores
Operações com Vetores
3.IVetores
e Matrizes
Outra forma
de copiar um vetor é produzir um “clone” do vetor
•
Outra forma de copiar um vetor é produzir um "clone" do vetor.
TestaClone1.java
public class TestaClone1 {
public static void main(String[] args) {
int a1[] = {1, 2, 3, 4};
int a2[] = (int[])a1.clone();
System.out.println((a1 == a2));
a1[1]++;
System.out.println(a1[1]);
System.out.println(a2[1]);
}
Note que os componentes de um vetor e de um clone
}
desse vetor são variáveis diferentes.
public class TestaClone2 {
public static void main(String[] args) {
int m1[][] = {{1, 2}, {3, 4}};
int m2[][] = (int[][])m1.clone();
System.out.println((m1 == m2));
System.out.println(m1[0] == m2[0]);
A saída será:
false
3
2
TestaClone2.java
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Vetores e Matrizes
Matrizes
Vetores Multidimensionais: Matrizes
I Vetores podem ter diversas dimensões. Um vetor bidimensional é
conhecido como Matriz
I São implementados como vetores dentro de vetores
I São criados adicionando-se mais um conjunto de colchetes após o
nome do vetor declarado
// array inteiro de 512 x 128 elementos
int[][] twoD = new int[512][128];
// array de caracteres de 8 x 16 x 24
char[][][] threeD = new char[8][16][24];
// array de String de 4 linhas x 2 colunas
String[][] dogs = {{ “terry”, “brown” },
{ “Kris”, “white” },
{ “toby”, “gray”},
{ “fido”, “black”}
};
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3. eVetores
Vetores
Matrizes
e Matrizes
Matrizes
Vetores Multidimensionais
• Vetores podem ter diversas dimensões. Um vetor bidimensional é
também conhecido como matriz.
Vetores
Multidimensionais: Matrizes
• É possível construir vetores multidimensionais não-retangulares em
Java.
I É possível construir vetores multidimensionais não-retangulares
• Como
vetor pode conter qualquer objeto, para definir vetores
emum
Java
multidimensionais basta definir um vetor de vetores.
I Exemplos:
Exemplos:
© ELFS
int v[][] = new int[2][];
v[0] = new int[2];
v[1] = new int[2];
Vetor retangular 2x2 (ou matriz
de 2 linhas e 2 colunas).
int vet[][] = new int[3][];
vet[0] = new int[2];
vet[1] = new int[4];
vet[2] = new int[3];
Um vetor bidimensional não
retangular.
int m[][] = {{1,2},{3,4}};
Corresponde à matriz:
1
2
3
4
81
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Vetores e Matrizes
Matrizes
Vetores Multidimensionais: Matrizes
I
Acessar um elemento em um vetor multi-dimensional é idêntico
a acessar elementos de um vetor unidimensional
I
Acessando o primeiro elemento na primeira linha da matriz:
nomeMatriz[0][0];
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Vetores e Matrizes
Matrizes
Exercício Resolvido
I
Implementar a classe Matriz com os métodos
apresentados no diagrama UML abaixo:
Matriz
+ lerMatriz(int m[ ][ ] )
+ modificarMatriz(int m[ ][ ] )
+ somarMatrizes(int a[ ][ ], int b[ ][ ] )
+ mostrarMatriz(int m[ ][ ] )
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Vetores e Matrizes
Matrizes
Exercício Resolvido
ExemploMatriz.java
1
import java.util.*;
2
3
public class ExemploMatriz
4
{
5
public static void lerMatriz(int m[][])
6
{
7
Scanner in = new Scanner(System.in);
8
for (int i = 0; i < m.length; i++)
9
{
10
for (int j = 0; j < m[i].length; j++)
11
{
12
System.out.print("m[" + i + "," + j + "] = ");
13
m[i][j] = in.nextInt();
14
}
15
}
16
}
17
18
public static void modificarMatriz(int n, int m[][])
19
{
20
for (int i = 0; i < m.length; i++)
21
{
22
for (int j = 0; j < m[i].length; j++)
23
{
24
m[i][j] = n * m[i][j];
25
}
26
}
27
}
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20
for (int i = 0; i < m.length; i++)
{
22
for (int j = 0; j < m[i].length; j++)
Matrizes
23
{
Exercício
24 Resolvido
m[i][j] = n * m[i][j];
25
}
26
}
27
}
28
public static int[][] somarMatrizes(int a[][], int b[][])
29
{
30
int soma[][] = a;
31
for (int i = 0; i < a.length; i++)
32
{
33
for (int j = 0; j < a[i].length; j++)
34
{
35
soma[i][j] = a[i][j] + b[i][j];
36
}
37
}
38
return soma;
39
}
40
41
public static void mostrarMatriz(int m[][])
42
{
43
for (int i = 0; i < m.length; i++)
44
{
45
for (int j = 0; j < m[i].length; j++)
46
{
47
System.out.printf("%4d",m[i][j]);
48
}
49
System.out.println();
50
}
51
}
52
public static void main (String [] args)
53
{
Vetores e21
Matrizes
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46
{
Vetores e47
Matrizes
System.out.printf("%4d",m[i][j]);
}
System.out.println();
48
Matrizes
49
Exercício
50 Resolvido
}
51
52
53
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56
57
58
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60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
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77
78
}
public static void main (String [] args)
{
int numLins,numCols,mat1[][];
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("Número de linhas: ");
numLins = in.nextInt();
System.out.print("Número de colunas: ");
numCols = in.nextInt();
mat1 = new int[numLins][numCols];
lerMatriz(mat1);
System.out.println("\nMatriz 1:");
mostrarMatriz(mat1);
int mat2[][] = new int[numLins][numCols];
mat2 = (int[][])mat1.clone();
modificarMatriz(2,mat2);
System.out.println("\nMatriz 2:");
mostrarMatriz(mat2);
int mat3[][] = somarMatrizes(mat1,mat2);
System.out.println("\nMatriz 3:");
mostrarMatriz(mat3);
}
}
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Vetores e Matrizes
Exercícios
Exercícios
I
Construir um programa que simula o lançamento de dois
dados. O programa deve usar um objeto da classe
Random para lançar os dados. Como cada dado pode
mostrar um valor de 1 a 6, a soma dos dois dados varia de
2 a 12. O programa deve lançar os dados 30000 vezes.
Utilizar um vetor para guardar o número de vezes que
cada possível valor da soma ocorreu. Mostrar o valor da
soma mais frequente e o valor da soma menos frequente.
I
Qual deverá ser a soma mais frequente?
I
Qual deverá ser a soma menos frequente?
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Vetores e Matrizes
Exercícios
Exercícios
I
Construir uma classe que represente uma carta de
baralho. Construir um programa que simula a distribuição
de um conjunto de cartas.
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Vetores e Matrizes
Sumário
Revisando a aula de hoje
I
Vetores
I
I
I
I
I
I
Definição
Declaração
Visão sobre criação e construtores
Acessando um elemento
O atributo length
Vetores multi-dimensionais (Matrizes)
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Vetores e Matrizes
visos gerais - Sobre a aula de ontem
Sumário
Dúvidas???
O Grito (Edvard Munch, 1893)
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Vetores e Matrizes
Referências Bibliográficas
Referências Bibliográficas
I H.M. Deitel, P.J. Deitel. Java: Como Programar - 6a Edição. Bookman, 2006.
I B. Eckel. Thinking in Java - 3a Edição. Livro on-line:
http://mindview.net/Books/DownloadSites/
I C. Horstmann. Conceitos de Computação com o Essencial de Java - 3a Edição.
Bookman, 2005.
I J. Dean, R. Deam. Introduction to Programming with Java: A problem Solving
Approach. McGraw-Hill, 2008.
I R. Sedgewick, K. Wayne. Introduction to Programming in Java: An
Interdisciplinary Approach. Addison Wesley, 2008.
I H. Schildt, J. Holmes. A Arte do Java - 3a Edição. McGraw-Hill, 2003.
I R. Sedwick. Algorithms in Java - Parts 1-5: Fundamentals, Data Structures,
Sorting and Searching, Graph, 3rd Edition. Addison Wesley, 2003.
I A.V. Matos. Unified Modeling Language - UML Prático e Descomplicado, 2a
Edição. Érica, 2002.
I G.T.A. Guedes. UML: Uma abordagem prática, 3a Edição. Novatec, 2008.
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