Arranjos (arrays)

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Arranjos são estruturas de dados que permitem armazenar diversos valores de algum tipo sob um mesmo identificador, como se fossem múltiplas variáveis. Possuem diversas denominações como arranjo, array, variável indexada, vetor (quando unidimensional) e matriz (quando multidimensional).

Arranjos possuem tamanho fixo e acesso direto a cada elemento através de índices.

Arranjos unidimensionais (vetores)

Um vetor possui somente uma dimensão.

Exemplo 1:

int[] numeros = new int[3];
numeros[0] = 7;
numeros[1] = 5;
numeros[2] = 19;

• numeros é o identificador do arranjo;
• int[] indica o tipo: um arranjo de inteiros;
• new int[3] inicializa o arranjo com 3 espaços para inteiros;
• os elementos são numerados por um índice sequencial iniciado em 0 e terminado em tamanho -1;

• numeros[1] indica o segundo elemento da lista, no caso 5;
• numeros[7] indica o oitavo elemento da lista (que não existe), gerando um erro.

Exemplo 2:

int[] maisNumeros = new int[10];
maisNumeros[0] = 7;
maisNumeros[1] = 5;
maisNumeros[2] = 19;
maisNumeros[3] = 4;
maisNumeros[4] = -2;
maisNumeros[5] = 0;
maisNumeros[6] = 5;
maisNumeros[7] = 0;
maisNumeros[8] = 1;
maisNumeros[9] = 3;

• o arranjo maisNumeros possui 10 elementos;

• maisNumeros[7] indica o oitavo elemento da lista, o inteiro 0.

Podemos também definir o tamanho implicitamente:

string[] nomes = new string[] { "João", "Maria", "José", "Ana" };
string[] sobrenomes = { "Silva", "Souza" };

• nomes é um arranjo de strings com 4 elementos;
• sobrenomes é um arranjo de strings com 2 elementos;
• "${nomes[2]} {sobrenomes[0]}" retorna a string "José Silva".

Podemos obter o tamanho de um arranjo utilizando Length:

Console.WriteLine($"Nosso vetor possui {nomes.Length} nomes.");

Arranjos multidimensionais (matrizes)

Matrizes possuem múltiplas dimensões e podem ser regulares ou irregulares (jagged).

Exemplo 3 (matriz regular):

Exemplo 4 (matriz irregular):

Veja exemplos de código no programa da vídeo-aula.

Informações sobre um arranjo

Podemos coletar diversas informações sobre um arranjo. Algumas delas:

• Length retorna o tamanho do arranjo (número de elementos);
• Rank retorna o número de dimensões;
• GetLowerBound retorna o menor índice de uma dimensão (limite inferior);
• GetUpperBound retorna o maior índice de uma dimensão (limite superior).

Com essas informações (e o uso de contadores) podemos facilmente percorrer todos os itens de um arranjo utilizando laços de repetição.

---

Programa da vídeo-aula:

using System;

namespace AulaArranjos
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // Vetores: declaração, atribuição e acesso
            Console.WriteLine("-- Vetores: declaração, atribuição e acesso");
            int[] n = new int[3];
            n[0] = 17;
            n[1] = -5;
            n[2] = 0;
            
            int soma = n[0] + n[1] + n[2];

            Console.WriteLine($"soma = {soma}");

            string[] linguagens;
            linguagens = new string[4];

            linguagens[0] = "Python";
            linguagens[1] = "Java";
            linguagens[2] = "C#";
            linguagens[3] = "JavaScript";

            string linguagemUtilizada = linguagens[2];

            Console.WriteLine($"Utilizado: {linguagemUtilizada}");

            // Inicialização
            Console.WriteLine("-- Inicialização");
            string[] nomes = new string[] { "João", "Maria", "José", "Ana" };
            string[] nomes2 = { "João", "Maria", "José", "Ana" };

            // Tamanho de um arranjo
            Console.WriteLine("-- Tamanho de um arranjo");
            Console.WriteLine($"Nosso vetor possui {nomes.Length} nomes.");

            // Percorrendo matrizes com laços usando while
            Console.WriteLine("-- Percorrendo matrizes com laços usando while");
            int contador = 0;
            while (contador < linguagens.Length)
            {
                Console.WriteLine($"A {contador+1}ª linguagem é {linguagens[contador]}");
                contador++;
            }

            // Percorrendo matrizes com laços usando for
            Console.WriteLine("-- Percorrendo matrizes com laços usando for");
            for (int i = 0; i < linguagens.Length; i++)
            {
                Console.WriteLine($"A {i+1}ª linguagem é {linguagens[i]}");
            }
            
            // Percorrendo matrizes com laços usando for, reverso
            Console.WriteLine("-- Percorrendo matrizes com laços usando for, reverso");
            for (int i = linguagens.Length - 1; i >= 0; i--)
            {
                Console.WriteLine($"A {i+1}ª linguagem é {linguagens[i]}");
            }

            // Percorrendo matrizes com laços usando foreach
            Console.WriteLine("-- Percorrendo matrizes com laços usando foreach");
            foreach (string linguagem in linguagens)
            {
                Console.WriteLine(linguagem);
            }

            // Matrizes: arranjos multidimensionais
            Console.WriteLine("-- Matrizes: arranjos multidimensionais");
            int[,] a = new int[2, 4];
            a[0, 3] = 15;

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

            int itemDesejado = m[1,2];
            Console.WriteLine($"m[1,2] = {itemDesejado}");

            // Informações sobre uma matriz
            Console.WriteLine("-- Informações sobre uma matriz");
            Console.WriteLine($"Tamanho: {m.Length}");
            Console.WriteLine($"Número de dimensões: {m.Rank}");
            Console.WriteLine($"Limite inferior da dimensão 0: {m.GetLowerBound(0)}"); // 0
            Console.WriteLine($"Limite superior da dimensão 0: {m.GetUpperBound(0)}"); // 1
            Console.WriteLine($"Limite inferior da dimensão 1: {m.GetLowerBound(1)}"); // 0
            Console.WriteLine($"Limite superior da dimensão 1: {m.GetUpperBound(1)}"); // 3

            // Percorrendo uma matriz com for
            Console.WriteLine("-- Percorrendo uma matriz com for");
            for (int i0 = m.GetLowerBound(0); i0 <= m.GetUpperBound(0); i0++)
            {
                for (int i1 = m.GetLowerBound(1); i1 <= m.GetUpperBound(1); i1++)
                {
                    Console.WriteLine($"m[{i0}, {i1}] = {m[i0, i1]}");
                }
            }

            // Percorrendo uma matriz com foreach
            Console.WriteLine("-- Percorrendo uma matriz com foreach");
            foreach(int item in m)
            {
                Console.Write($"{item} ");
            }

            // Matrizes irregulares
            Console.WriteLine("\n-- Matrizes irregulares");
            string[] filmes = {
                "Matrix",
                "Senhor dos Anéis",
                "Titanic"
            };

            string[][] generosDosFilmes = {
                new string[2] { "Ação", "Ficção Científica"},
                new string[1] { "Fantasia" },
                new string[] { "Romance", "Baseado em fatos reais"}
            };

            string filme = filmes[0];
            string genero = generosDosFilmes[0][1];

            Console.WriteLine($"O filme {filme} é do gênero {genero}.");

            // Percorrendo uma matriz irregular com for
            Console.WriteLine("-- Percorrendo uma matriz irregular com for");
            for (int i0 = 0; i0 < generosDosFilmes.Length; i0++)
            {
                for (int i1 = 0; i1 < generosDosFilmes[i0].Length; i1++)
                {
                    Console.WriteLine($"{filmes[i0]} -> {generosDosFilmes[i0][i1]}");
                }
            }

            // Percorrendo uma matriz irregular com foreach
            Console.WriteLine("-- Percorrendo uma matriz irregular com foreach");
            foreach (string[] generosDoFilme in generosDosFilmes)
            {
                foreach (string generoDoFilme in generosDoFilme)
                {
                    Console.WriteLine(generoDoFilme);
                }
            }

            // Alterando um vetor "in-place"
            Console.WriteLine("-- Alterando um vetor \"in-place\"");
            Array.Sort(nomes);
            Array.Reverse(nomes);

            foreach (string nome in nomes)
            {
                Console.WriteLine(nome);
            }

            // Aplicação: entrada de itens em uma lista
            Console.WriteLine("-- Aplicação: entrada de itens em uma lista");
            string[] estadosCivis = { "Solteiro", "Casado", "Viúvo" };

            Console.WriteLine("1. Solteiro, 2. Casado, 3. Viúvo");
            Console.Write("Digite seu estado civil: ");

            int valorDigitado = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());

            string estadoCivilSelecionado = estadosCivis[valorDigitado - 1];

            Console.WriteLine($"Selecionado: {estadoCivilSelecionado}");

            // Aplicação: guardar muitos valores
            Console.WriteLine("-- Aplicação: guardar muitos valores");

            Console.Write("Digite a quantidade de números: ");
            int numeroDeItens = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());

            int[] rolagens = new int[numeroDeItens];

            Random gerador = new Random();

            for (int i = 0; i < numeroDeItens; i++)
            {
                rolagens[i] = gerador.Next(1, 7);
            }

            Array.Sort(rolagens);

            foreach (int rolagem in rolagens)
            {
                Console.Write($"{rolagem} ");
            }

            // Aplicação: sorteando valores em uma lista
            Console.WriteLine("\n-- Aplicação: sorteando valores em uma lista");
            string[] sobrenomes = {
                "Santos",
                "Gonçalves",
                "Carvalho",
                "Moura"
            };

            Console.Write("Quantos nomes? ");
            int quantidade = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());

            for (int i = 1; i <= quantidade; i++)
            {
                int sorteioNome = gerador.Next(nomes.Length);
                int sorteioSobrenome = gerador.Next(sobrenomes.Length);

                string nomeSorteado = $"{nomes[sorteioNome]} {sobrenomes[sorteioSobrenome]}";
                Console.WriteLine($"{i}º nome sorteado: {nomeSorteado}");
            }

        }
    }
}

Saída:

C:\Users\ermogenes\Documents\DevCs\AulaArranjos>dotnet run
-- Vetores: declaração, atribuição e acesso
soma = 12
Utilizado: C#
-- Inicialização
-- Tamanho de um arranjo
Nosso vetor possui 4 nomes.
-- Percorrendo matrizes com laços usando while
A 1ª linguagem é Python
A 2ª linguagem é Java
A 3ª linguagem é C#
A 4ª linguagem é JavaScript
-- Percorrendo matrizes com laços usando for  
A 1ª linguagem é Python
A 2ª linguagem é Java
A 3ª linguagem é C#
A 4ª linguagem é JavaScript
-- Percorrendo matrizes com laços usando for, reverso
A 4ª linguagem é JavaScript
A 3ª linguagem é C#
A 2ª linguagem é Java
A 1ª linguagem é Python
-- Percorrendo matrizes com laços usando foreach
Python
Java
C#
JavaScript
-- Matrizes: arranjos multidimensionais
m[1,2] = 7
-- Informações sobre uma matriz
Tamanho: 8
Número de dimensões: 2
Limite inferior da dimensão 0: 0
Limite superior da dimensão 0: 1
Limite inferior da dimensão 1: 0
Limite superior da dimensão 1: 3
-- Percorrendo uma matriz com for
m[0, 0] = 1
m[0, 1] = 2
m[0, 2] = 3
m[0, 3] = 4
m[1, 0] = 5
m[1, 1] = 6
m[1, 2] = 7
m[1, 3] = 8
-- Percorrendo uma matriz com foreach
1 2 3 4 5 6 7 8 
-- Matrizes irregulares
O filme Matrix é do gênero Ficção Científica.
-- Percorrendo uma matriz irregular com for
Matrix -> Ação
Matrix -> Ficção Científica
Senhor dos Anéis -> Fantasia
Titanic -> Romance
Titanic -> Baseado em fatos reais
-- Percorrendo uma matriz irregular com foreach
Ação
Ficção Científica
Fantasia
Romance
Baseado em fatos reais
-- Alterando um vetor "in-place"
Maria
José
João
Ana
-- Aplicação: entrada de itens em uma lista
1. Solteiro, 2. Casado, 3. Viúvo
Digite seu estado civil: 2
Selecionado: Casado
-- Aplicação: guardar muitos valores
Digite a quantidade de números: 15
1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 5 6 6 6 6
-- Aplicação: sorteando valores em uma lista
Quantos nomes? 10
1º nome sorteado: João Moura
2º nome sorteado: Maria Moura
3º nome sorteado: Maria Moura
4º nome sorteado: Maria Santos
5º nome sorteado: Maria Carvalho
6º nome sorteado: Ana Moura
7º nome sorteado: Maria Gonçalves
8º nome sorteado: José Carvalho
9º nome sorteado: José Carvalho
10º nome sorteado: Maria Santos