Programação de Computadores

Viviane Torres da Silvaviviane.silva@ic.uff.br

http://www.ic.uff.br/~viviane.silva/progIII

Variáveis Compostas

Exemplo motivacional: Ler as notas de 3 alunos. Calcular a média da turma. Informar quantos alunos tiveram nota acima da média.

program notas implicit none

real nota1, nota2, nota3, media

integer maior

read *, nota1, nota2, nota3

maior = 0

media = (nota1 + nota2 + nota3)/3

if (nota1 .GT. media) then

maior = maior + 1

end if

if (nota2 .GT. media) then

maior = maior + 1

end if

if (nota3 .GT. media) then

maior = maior + 1

end if

print *, ‘Média: ’, media

print *, ‘Maiores: ’, maior 

end

E se fossem 40 alunos?

Variáveis Compostas

É possível definir variáveis que guardam mais de um valor de um mesmo tipo. Essas variáveis são conhecidas como variáveis compostas, variáveis subscritas ou arranjos (array).

Existem dois tipos principais de variáveis compostas:– Vetores– Matrizes

Vetores

Um vetor é uma variável composta unidimensional. Ela contém espaço para armazenar diversos valores, e é acessada via um índice.

A idéia de vetor é comum na matemática, com o nome de variável subscrita: x1, x2, ..., xn

O que vimos até agora são variáveis com somente um valor: x = 7. No caso de vetores, uma mesma variável guarda ao mesmo tempo múltiplos valores: x1 = 7, x2 = 10, x3= 5

7 10 5 …

1 2 3 4 5 6 7

posição

valorX =

Declaração de Vetor

Feita junto com as demais declarações de variáveis, no início do programa.

Forma geral: <tipo> <nome>(< início>: <fim>)

Caso o início do vetor seja omitido, o Fortran assume início igual a 1.

Ex: Real x (5)– Vetor de 5 posições onde os valores são do tipo Real

X =

1 2 3 4 5

Exemplos: Integer a(10)

Integer b(3:8)

Integer c

Character*20 nome(-2:2)– (em cada posição do vetor ficará um string de 20 caracteres)

a =

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

b =

3 4 5 6 7 8

c =

1

nome = -2 -1 0 1 2

Utilização

Uma posição do arranjo é acessada pelo seu índice, seja para atribuir ou recuperar o valor.

Exemplo:

Integer nota(5) nota(1) = 1 nota(3) = 8 nota(2) = nota(1) + nota(3) print *, nota(2)

1 ? 8nota =

1 2 3 4 5

Utilização

Exemplo:

Character*3 texto(5) texto (1) = ‘abc’ texto (2) = ‘def’ texto (3) = ‘ghi’ texto (4) = ‘jkl’ texto (5) = ‘mno’

abc def ghi jkl mnotexto =

1 2 3 4 5

Faça um programa que lê a nota de 40 alunos, calcula a média e calcula quantas notas estão acima da média. No final o programa informa estes dois valores.

Retornando ao exemplo dos 40 alunos…

nota =

1 2 3 4 5 …. 37 38 39 40

program notas2 implicit none real nota(40), soma, media integer maior, i soma = 0 do i = 1, 40 read *, nota(i) soma = soma + nota(i) end do....

Faça um programa que lê a nota de 40 alunos, calcula a média e calcula quantas notas estão acima da média. No final o programa informa estes dois valores.

Retornando ao exemplo dos 40 alunos… program notas2

implicit none

real nota(40), soma, media

integer maior, i

soma = 0

do i = 1, 40

read *, nota(i)

soma = soma + nota(i)

end do

  media = soma/40

maior = 0

do i = 1, 40

if (nota(i) > media) then

maior = maior + 1

end if

end do

print *, ‘Média: ’, media

print *, ‘Maiores: ’, maior

end

nota =

1 2 3 4 5 …. 37 38 39 40

Exercício 1

Faça um programa em Fortran que lê dois vetores inteiros de tamanho 3 e soma cada posição uma a uma armazenando os resultados em outro vetor .

program soma vetores implicit none integer vetorA(3), vetorB(3), i, vetorC(3) do i=1, 3 print *, 'digite o vetorA(', i, ') e o vetorB(', i, ')' read *, vetorA(i), vetorB(i) vetorC (i) = vetorA (i) + vetorB (i) print *, 'vetorC(', i, '): ', vetorC(i) end do end

Exercício 2 Faça um programa em Fortran que lê dez números inteiros e

listar esses números em ordem crescente. program ordenacao implicit none integer numero(10), aux, i, j do i=1, 10 read *, numero(i) end do do j=1, 10 do i=1, 10 if (numero(i) .GT. numero (j)) then aux = numero (j) numero(j) = numero(i) numero(i) = aux end if end do end do do i=1, 10 print *, numero(i) end do end

Exercício 3 Faça um programa em Fortran que lê=eia dois vetores inteiros

v1 e v2 de 10 posições. Um terceiro vetor é calculado da seguinte maneira:

Para cada posição i de s, o usuário deve informar um valor n. Peque o valor M armazenado na posição v2(n) e some as M primeiras posições de v1 e armazene este valor em s(i).

Parte II

Melhorando o programa

O Fortran fornece alguns comandos que podem ajudar na manipulação de variáveis compostas:– Parameter– DO implícito

Parameter permite criar constantes que podem ser utilizadas para definir o tamanho de variáveis compostas. Desta forma, a alteração do tamanho consiste em alterar em somente um lugar.

Antes

real nota(40) do i = 1, 40 read *, nota(i)end do...

Depois

integer tnotaparameter (tnota=40)real nota(tnota) do i = 1, tnota read *, nota(i)end do...

DO implícito

Permite combinar de forma resumida o comando “do” com os comandos “print” ou “read”.

Antes

integer tnotaparameter (tnota=40)real *,nota(tnota) do i = 1, tnota read *, nota(i)end do...

do i = 1, tnota print *, nota(i)end do...

Depois

integer tnotaparameter (tnota=40)real *,nota(tnota) read *, (nota(i), i = 1, tnota)...

print *, (nota(i), i = 1, tnota)...

Exercício 1

Faça um programa em Fortran usando “parameter” e “do implícito” que lê o nome e a nota de dez alunos e informe: O nome do aluno que obteve menor nota e a sua nota O nome do aluno que obteve maior nota e a sua nota A média da turma Nome de alunos com nota acima de 9,0

program ordenacao idade implicit none integer nPessoas, j, i parameter (nPessoas=10) real nota(nPessoas), aux character*20 nome(nPessoas), aluno read *, (nome(i), i = 1, nPessoas) read *, (nota(i), i = 1, nPessoas)

aux = 10 do j=1, nPessoas if (nota(j) .LT. aux) then aux = nota(j) aluno = nome(j) end if end do print *, aluno, 'foi quem obteve a menor nota: ', aux

aux = 0 do j=1, nPessoas if (nota(j) .GT. aux) then aux = nota(j) aluno = nome(j) end if end do print *, aluno, 'foi quem obteve a maior nota: ', aux

aux = 0 do j=1, nPessoas aux = aux + nota(j) end do aux = aux / nPessoas print *, 'a m‚dia ‚: ', aux ...

... aux = 0 do j=1, nPessoas if (nota(j) .GT. 9) then print *, nome(j) ,'obteve nota acima de 9.0' end if end do end

Exercício 2

Faça um programa em Fortran usando “parameter” e “do implícito” que lê o nome e a idade de dez pessoas e lista as pessoas em ordem decrescente de idade.

program ordenacao idade  implicit none  integer nPessoas, j, i, aux parameter (nPessoas=10) integer idade(nPessoas) character*20 nome(nPessoas), aux2 read *, (nome(i), i = 1, nPessoas) read *, (idade(i), i = 1, nPessoas) do j=1, nPessoas do i=1, nPessoas if (idade(i) .GT. idade (j)) then aux = idade(j) idade(j) = idade(i) idade(i) = aux aux2 = nome(j) nome(j) = nome(i) nome(i) = aux2 end if end do end do print *, (nome(i), idade(i), '; ', i = 1, nPessoas) end

Exercício 3

Faça um programa em Fortran usando “parameter” e “do implícito” que lê duas listas de nomes de tamanho 10 e informe quais nomes ocorrem nas duas listas. OBS. Não permita que o programa repita a mesma informação

program ordenacao idade

implicit none

integer nPessoas, j, i, k, l, aux

parameter (nPessoas=3)

character*20 lista1(nPessoas), lista2(nPessoas), lista3(nPessoas)

print*, 'entre com os nomes da lista 1'

read *, (lista1(i), i = 1, nPessoas)

print*, 'entre com os nomes da lista 2'

read *, (lista2(i), i = 1, nPessoas)

l=1

aux=0

do j=1, nPessoas

do i=1, nPessoas

if (lista1(i) .EQ. lista2(j)) then

do k=1, nPessoas

if (lista1(i) .EQ. lista3(k)) then

aux=1

end if

end do

if (aux .EQ. 0) then

lista3(l) = lista1(i)

l=l+1

print*, 'este nome aparece nas duas listas:', lista1(i)

end if

aux=0

end if

end do

end do

read*

end

Parte III

Matrizes

Uma matriz é uma variável composta multidimensional.

Ela é equivalente a um vetor, contudo permite a utilização de diversas dimensões acessadas via diferentes índices.

Em diversas situações matrizes são necessárias para correlacionar informações.

Matrizes podem ser vistas como tabelas

Matriz 3x4

Exemplo

Assumindo que um aluno é avaliado com 3 notas, seria necessário um vetor de três posições para guardar as notas de cada aluno...

Contudo, assumindo que uma turma tem 5 alunos, seria necessária uma matriz bidimensional para guardar as notas de todos os alunos de uma turma...– Nota(2,3) = 7.5 (terceira nota do segundo aluno foi 7,5)

7,5

Nota 1 Nota 2 Nota 3

Nota 1 Nota 2 Nota 3

Aluno1

Aluno2

Aluno3

Aluno4

Aluno5

Exemplo

Ainda, assumindo que um curso tem duas turmas, seria necessária uma matriz tridimensional para guardar as notas de todos os alunos de todas as turmas do curso...– Nota(2,3,1) (2a linha, 3a coluna, 1a profundidade)– Nota do aluno 2 na prova 3 da turma A foi 7.5

7.5

Turma A

Turma B

N1 N2 N3

Aluno1

Aluno2

Aluno3

Aluno4

Aluno5

Declaração

x y z x: linha, y: coluna e z: profundidade Real nota(5, 3, 2)

– Matriz tridimensional Integer matriz(10:15, 1:3)

– Matriz bidimensional– posições de 10 a 15 , de 1 a 3

Exemplo:Integer nota(2,2)

Nota(1,1) = 5

Nota(2,2) = 3

Nota(2,1) = nota(1,1) + nota(2,2)

Nota(1,2) = nota(1,1) * nota(2,2)

Print *, nota(1,2) – nota(2,1)

DO implícito para matrizes

Matriz A tem 2 linhas e três colunas e serão lidos primeiro os elementos por colunas e depois por linhas, i.e., A(1,1); A(1,2); A(1,3);A(2,1); A(2,2); A(2,3)

read *, (( A(i,j), j=1, 3) , i=1, 2 )

Exercício 1

Faça um programa em Fortran que lê uma matriz quadrada 3x3, calcule a sua transposta (at(i, j) = a(j, i)) e exiba para o usuário o resultado.

Exercício 2

Faça um programa em Fortran que lê uma matriz de entrada(3,3) e calcule a matriz de saída(3,3) da seguinte maneira:

se (i=j) então saída(i,j) = 0 se (i<>j) então saída(i,j) = entrada (j,i)

Exercício 3

Faça um programa em Fortran que lê o nome e as 3 notas para cada aluno de cada turma de um curso. Cada turma tem 2 alunos e o curso tem 2 turmas. Ao final, o programa deve permitir que o usuário informe: A) o nome de um aluno e o programa liste a média desse aluno B) o usuário informe uma média e o programa liste todos os alunos

que têm médias acima desse valor.

nota (numAluno, numNota, numTurma); numero de alunos = 2, número de notas = 3 e número de

turmas = 2

Exercício 4

Faça um programa em Fortran que lê duas matrizes tamanho 2x3 e 3x2 e multiplica essas matrizes

Dica: c(i, j) = somatório de a(i,k) * b(k,j) para todo k.

Exercício 5

Faça um programa que receba o nome, a idade, a renda salariam e a quantidade de anos de contribuição para a previdência dos 10 funcionários de uma empresa. O programa deve ser capaz de informar:

a) o salário mais alto e o nome do empregadob) a média salarial e quantos empregados ganham acima da

médiac) quais são os empregados que estão prestes a se aposentar,

i.e., quais possuem mais 30 anos de contribuiçãod) Idade do empregado mais novo e do empregado mais velho

que estão prestes a se aposentar