Aula sobre Programação em Python: Matrizes e Variáveis Compostas

Programação Computação Prof Joelmir José Lopes Programação Computação Esta aula tem por finalidade tratar o assunto Programação Computação usando a linguagem Python Python Python Matrizes Variável composta multidimensional É equivalente a uma lista contudo permite a utilização de diversas dimensões acessadas via diferentes índices Pode ser pensada como uma lista onde cada elemento da lista é outra lista Python Exemplo motivacional Assumindo que um aluno é avaliado com cinco notas seria necessária uma lista de cinco posições para guardar as notas de um aluno notas 100 70 90 55 60 Contudo assumindo que uma turma tem três alunos seria necessária uma matriz bidimensional para guardar as notas de todos os alunos de uma turma Figura 1 Fonte BRAGANHOLO Vanessa Instituto de Computação Universidade Federal Fluminense Python Programando os dados da Figura 1 acima em Python ficaria turma 50 45 70 52 61 21 65 80 70 67 86 70 91 87 93 printturma Observe que cada posição índice da lista contém uma sublista Assim para eu acessar a sublista correspondente ao aluno armazenado na posição zero eu faço printturma0 5 notas do aluno 1 Da mesma forma para eu acessar a sublista correspondente ao aluno armazenado na posição um eu faço printturma1 5 notas do aluno 2 Python turma 50 45 70 52 61 21 65 80 70 67 86 70 91 87 93 printturma E se eu quiser acessar a terceira nota do aluno 1 Ou seja a nota armazenada na posição dois da sublista armazenada na posição zero printturma02 nota armazenada na sublista 0 posição 2 A última nota ou seja a nota 5 do aluno 3 está armazenada na posição 24 Python Dada uma matriz de 3x4 ou seja três linhas e quatro colunas abaixo t 4 7 2 5 5 1 9 2 8 3 6 6 printt Cada elemento dessa matriz seria acessado como mostrado na Figura 2 Python Até este ponto não há nada realmente de novo aqui vimos na aula sobre listas que uma lista poderia conter outra lista O que é especial é que cada elemento da lista tem o mesmo tamanho Agora como acessamos lemos ou escrevemos itens individuais na matriz t 4 7 2 5 5 1 9 2 8 3 6 6 Um item em uma matriz bidimensional normalmente é acessado usando suas coordenadas ou seja seu índice de linha e índice de coluna Por exemplo o valor 8 na matriz está na linha 2 e coluna 0 Em outras palavras 8 está localizado no índice 0 da lista t2 ou em t20 Python t 4 7 2 5 5 1 9 2 8 3 6 6 Em geral o item localizado na linha i e coluna j de uma lista bidimensional t é acessado com a expressão tij Para atribuir um valor à entrada na linha i e coluna j simplesmente usamos a instrução de atribuição Por exemplo t23 7 A entrada na linha 2 e coluna 3 de t é agora 7 printt vai resultar em 4 7 2 5 5 1 9 2 8 3 6 7 Python Voltando ao exemplo da matriz 3x4 três linhas por quatro colunas t 4 7 2 5 5 1 9 2 8 3 6 6 printt0 irá mostrar a lista armazenada na posição 0 printt1 irá mostrar a lista armazenada na posição 1 printt2 irá mostrar a lista armazenada na posição 2 Python Usar três print para exibir três linhas é simples mas vamos supor que essa matriz tenha 1000x4 mil linhas e quatro colunas cada Usar mil print já fica mais complexo Posso usar uma estrutura de repetição para me ajudar por exemplo t 4 7 2 5 5 1 9 2 8 3 6 6 for i in t em i armazenarei os itens da lista ou seja uma lista printi já que cada item da lista é uma outra lista ou for i in rangelent lent retornará 3 printti Python Observe nos exemplos acima que eu estou exibindo as linhas da matriz Suponha que em vez de exibir cada linha completa da matriz como uma lista quiséssemos exibir os itens individuais em t Usamos o padrão de laço aninhado O laço for externo é usado para gerar as linhas enquanto o laço for interno percorre os itens nas colunas t 4 7 2 5 5 1 9 2 8 3 6 6 for linha in range3 for coluna in range4 printtlinhacoluna end print Python ou Se eu fizer t 4 7 2 5 5 1 9 2 8 3 6 6 printlent 3 printlent0 4 for linha in rangelent 3 for coluna in rangelent0 4 Todas linhas mesmo tamanho printtlinhacoluna end print Python Vamos considerar mais um exemplo Suponha que precisemos incrementar em um o valor de cada número da matriz t 4 7 2 5 5 1 9 2 8 3 6 6 printt for linha in rangelent 3 for coluna in rangelent0 4 tlinhacoluna tlinhacoluna 1 printt Python O padrão de laço aninhado é usado nesse programa para acessar os itens da lista bidimensional t linha por linha da esquerda para a direita de cima para baixo Python Vamos fazer um programa para calcular a média da turma turma 50 45 70 52 61 21 65 80 70 67 86 70 91 87 93 media 0 calcula a média for i in rangelenturma percorre as linhas for j in rangelenturma0 percorre as colunas media media turmaij printturmaij end print media media 15 printmedia Python Até agora declaramos uma matriz com os elementos já inseridos E se quiséssemos que o usuário inserisse elementos em uma matriz 3x3 por exemplo Uma lista pode conter outra lista Se você parar para pensar uma matriz é exatamente isso Uma matriz 3 x 4 possui três sublistas cada uma com 4 elementos Python Preencher a matriz por leitura turma cria lista vazia linha for i in range3 cria linha vazia notas cria lista vazia colunas for j in range3vai adicionando as notas na lista notas notasappendfloatinputfDigite a nota ij turmaappendnotas 1º for printturma Python Faça um programa no qual o usuário diga o tamanho da matriz e informe os seus elementos Matriz de notas ou seja matriz com x linhas e y colunas Após mostre a matriz com os elementos preenchidos x intinputDigite a dimensão n da matriz y intinputDigite a dimensão m da matriz matriz for i in rangex 0123 linha for j in rangey 0123 linhaappendfloatinputfDigite a nota ij matrizappendlinha imprimir em formato de matriz for i in rangelenmatriz x linhas printmatrizi Python Faça um programa que cria uma matriz n x m preenchida com zeros Programa que cria uma matriz n x m preenchida com zeros n intinputDigite a dimensão n da matriz m intinputDigite a dimensão m da matriz matriz for i in rangen linha linha 0m matrizappendlinha imprimir em formato de matriz for i in rangelenmatriz printmatrizi Faça um programa que lê uma matriz mxn digitada pelo usuário e conta quantos números pares existem na matriz imprimindo na tela o resultado e a matriz o usuário preenche a matriz com os elementos m intinputDigite a quantidade de linhas n intinputDigite a quantidade de colunas contador 0 matrizA for i in rangem linha for j in rangen linhaappendintinputfDigite o termo ij matrizAappendlinha mostra a matriz preenchida printMatriz A for i in matrizA printi verifica se um elemento é par for i in range3 for j in range3 if matrizAij 2 0 contador contador 1 mostra a quantidade de elementos pares printcontador Bibliografia Bibliografia PERKOVIC Ljubomir Introdução à Computação Usando Python Um foco no desenvolvimento de aplicações Editora LTC Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda 2016 BRAGANHOLO Vanessa Matrizes Disponível em httpwww2icuffbrvanessamaterialprogpython07Matrizespdf Acessado em dezembro 2020