Python ::: NumPy Python Library (Biblioteca Python NumPy) ::: Passos Iniciais

Machine Learning para iniciantes - Como usar a biblioteca NumPy em seus programas Python

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Criada em 2005 por Travis Oliphant, a biblioteca NumPy é uma biblioteca Python que, embora escrita parcialmente em código Python, possui trechos de código C ou C++, principalmente as partes que requerem processamento ou computação mais veloz.

Estudiosos, entusiastas e desenvolvedores de soluções envolvendo Data Science, Deep Learning, Machine Learning e Inteligência Artificial (IA) em geral, encontram nessa biblioteca muitas funções úteis para a criação e manipulação de vetores e matrizes, além de funções para trabalhar no domínio de algebra linear e transformação fourier.

A biblioteca NumPy (Numerical Python) é um projeto open source e pode ser usada livremente em qualquer programa Python. Uma das razões para a sua adoção é a substituição das listas Python pelos vetores e matrizes NumPy, já que estes últimos são 50 vezes mais rápidas que as listas Python, que muitas vezes fazem o papel de arrays.

Minha instalação do Python já possui a biblioteca NumPy?

A melhor forma de descobrir se a NumPy já está disponível para os seus códigos Python é rodando o seguinte trecho de código:

# importamos a bibliteca NumPy
import numpy as np
 
def main():
  # construimos um vetor de cinco elementos
  vetor = np.array([20, 3, 87, 4, 120])
  # imprimimos seu conteúdo
  print(vetor)

if __name__== "__main__":
  main()

Se você vir o resultado abaixo:

[ 20   3  87   4 120]

então sua instalação do Python já contém a biblioteca NumPy e você está pronto(a) para experimentar as demais dicas e truques dessa seção.

Porém, se você ainda não tiver a NumPy, a seguinte mensagem de erro será exibida:

Exception has occurred: ModuleNotFoundError
No module named 'numpy'
  File "C:\estudos_python\estudos.py", line 2, in <module>
    import numpy as np

Não se desespere. Basta abrir uma janela de prompt e disparar o comando abaixo:

pip install numpy

Aguarde alguns minutos para que o Pip baixe e instale a biblioteca. Em seguida tente executar o código acima novamente.

Agora é só aproveitar tudo que a biblioteca NumPy tem a nos oferecer.

Java ::: Dicas & Truques ::: Arrays e Matrix (Vetores e Matrizes)

Como somar os valores dos elementos de um vetor de inteiros em Java

Quantidade de visualizações: 27160 vezes

Nesta dica eu mostro como podemos usar um laço for para obter a soma dos valores dos elementos de um vetor (ou matriz) de inteiros em Java. Veja que aqui eu criei um método que recebe o vetor e retorna um valor int contendo a soma de todos os elementos.

Veja o código completo para o exemplo:

package arquivodecodigos;
 
public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    int[] valores = new int[5];
  
    // inicializa os elementos do array
    valores[0] = 23;
    valores[1] = 65;
    valores[2] = 2;
    valores[3] = 87;
    valores[4] = 34;
     
    // obtém a soma
    int soma = soma(valores);
     
    System.out.println("A soma dos valores é: " + soma);
   
    System.exit(0);
  }
 
  public static int soma(int[] a){
    int total = 0;
    for(int i = 0; i < a.length; i++){
      total += a[i];  
    }
     
    return total;
  }
}

Ao executarmos este código nós teremos o seguinte resultado:

A soma dos valores é: 211

VB.NET ::: Dicas & Truques ::: Strings e Caracteres

Como declarar e inicializar uma string em VB.NET usando o operador New

Quantidade de visualizações: 8531 vezes

Nesta dica mostrarei como podemos usar o operador New para criar e inicializar um novo objeto da classe String em VB.NET.

Veja o código completo para o exemplo:

Imports System

Module Program
  Sub Main(args As String())
    ' declara uma variável do tipo String
    Dim frase As String

    ' inicializa a string usando New
    frase = New String("Você já conhece o site Arquivo de Códigos?")
    ' vamos mostrar o resultado
    Console.WriteLine("A frase é: " & frase)

    Console.WriteLine(vbCrLf & "Pressione qualquer tecla para sair...")
    ' pausa o programa
    Console.ReadKey()
  End Sub
End Module

Ao executar este código VB.NET nós teremos o seguinte resultado:

A frase é: Você já conhece o site Arquivo de Códigos?

C# ::: Coleções (Collections) ::: ArrayList

Como percorrer os elementos de uma ArrayList do C# usando o laço for

Quantidade de visualizações: 13565 vezes

Este trecho de código mostra como usar o laço da linguagem C# for para percorrer todos os elementos de uma ArrayList de inteiros. Veja como usamos o valor da variável de controle i como índice para o elemento que queremos obter durante uma determinada iteração do laço.

Não se esqueça de importar o namespace System.Collections.

Eis o código completo para o exemplo:

using System;
using System.Collections;

namespace Estudos {
  class Program {
    static void Main(string[] args) {
      // Cria o ArrayList
      ArrayList lista = new ArrayList();

      // Adiciona 5 inteiros
      lista.Add(30);
      lista.Add(2);
      lista.Add(98);
      lista.Add(1);
      lista.Add(9);

      // Percorre os elementos da ArrayList
      // usando o laço for
      for (int i = 0; i < lista.Count; i++) {
        Console.Write("{0} ", lista[i]);
      }

      Console.WriteLine("\n\nPressione uma tecla para sair...");
      Console.ReadKey();
    }
  }
}

Ao executar este código C# nós teremos o seguinte resultado:

30 2 98 1 9

C ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística

Como elevar uma base a um determinado expoente usando a função pow() da linguagem C

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Em algumas situações nós precisamos efetuar cálculos de potenciação em C, ou seja, elevar um número (uma base) a um determinado expoente e obter sua potência. Veja a figura a seguir:

Veja que aqui o valor 5 foi elevado ao cubo, ou seja, ao expoente 3 e obtemos como resultado sua potência: 125.

A linguagem C nos fornece a função pow(), presente no header math.h que recebe como argumentos a base e o expoente e nos retorna a potência (como um valor double). Veja um exemplo de seu uso no código abaixo:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(int argc, char *argv[]){
  int base = 4;
  int expoente = 5;
  double potencia = pow(4, 5);
  printf("A base %d elevada ao expoente %d é igual à potência %f\n\n",
	  base, expoente, potencia);
  
  system("PAUSE");  
  return 0;
}

Ao executarmos este código C nós teremos o seguinte resultado:

A base 4 elevada ao expoente 5 é igual à potência 1024.000000

Note que a função pow() da linguagem C retorna um valor double.

JavaScript ::: Dicas & Truques ::: Geometria, Trigonometria e Figuras Geométricas

Como calcular a equação reduzida da reta em JavaScript dados dois pontos pertencentes à reta

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Nesta dica de JavaScript veremos como calcular a equação reduzida da reta quando temos dois pontos pertencentes à esta reta. Não, nessa dica não vamos calcular a equação geral da reta, apenas a equação reduzida. Em outras dicas do site você encontra como como isso pode ser feito.

Para relembrar: a equação reduzida da reta é y = mx + n, em que x e y são, respectivamente, a variável independente e a variável dependente; m é o coeficiente angular, e n é o coeficiente linear. Além disso, m e n são números reais. Com a equação reduzida da reta, é possível calcular quais são os pontos que pertencem a essa reta e quais não pertencem.

Vamos começar então analisando a seguinte figura, na qual temos dois pontos que pertencem à uma reta:

Note que a reta da figura passa pelos pontos A(5, 5) e B(9, 2). Então, uma vez que já temos os dois pontos, já podemos calcular a equação reduzida da reta. Veja o código JavaScript completo para esta tarefa:

<!doctype html>
<html>
<head>
  <title>Equação da Reta em JavaScript</title>
</head>
<body>

<script type="text/javascript">
  // vamos ler as coordenadas do primeiro ponto
  var x1 = parseFloat(
    window.prompt("Coordenada x do primeiro ponto: "));
  var y1 = parseFloat(
    window.prompt("Coordenada y do primeiro ponto: "));	
  
  // vamos ler as coordenadas do segundo ponto
  var x2 = parseFloat(
    window.prompt("Coordenada x do primeiro ponto: "));
  var y2 = parseFloat(
    window.prompt("Coordenada y do primeiro ponto: "));
    
  var sinal = "+";
  // vamos calcular o coeficiente angular da reta
  var m = (y2 - y1) / (x2 - x1);
  // vamos calcular o coeficiente linear
  var n = y1 - (m * x1);
 
  // coeficiente linear menor que zero? O sinal será negativo
  if (n < 0){
    sinal = "-";
    n = n * -1;
  }
  
  // mostra a equação reduzida da reta
  document.write("Equação reduzida: y = " + m + "x" 
    + " " + sinal + " " + n);	
</script>
  
</body>
</html>

Ao executar este código JavaScript nós teremos o seguinte resultado:

Coordenada x do primeiro ponto: 5
Coordenada y do primeiro ponto: 5
Coordenada x do segundo ponto: 9
Coordenada y do segundo ponto: 2
Equação reduzida: y = -0,75x + 8,75

Para testarmos se nossa equação reduzida da reta está realmente correta, considere o valor 3 para o eixo x da imagem acima. Ao efetuarmos o cálculo:

>> y = (-0.75 * 3) + 8.75
y = 6.5000

temos o valor 6.5 para o eixo y, o que faz com que o novo ponto caia exatamente em cima da reta considerada na imagem.

jQuery ::: Dicas & Truques ::: AJAX

Quais os parâmetros que podem ser usados com o método ajax() da biblioteca jQuery

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O método ajax() do jQuery aceita um mapa de opções para a requisição HTTP a ser realizada. Boa parte destas opções possuem valores padrões e, portanto, não precisam ser especificadas. A lista a seguir mostra os parâmetros disponíveis para o método ajax() na versão 1.2.3:

url: Uma string contendo a URL para a qual a requisição HTTP será feita.

type (opcional): Uma string definindo o método HTTP a ser usado na requisição (GET ou POST). O valor padrão é GET.

dataType (opcional): Uma string definindo o tipo de dados aguardados como resposta do servidor (xml, html, json ou script).

ifModified (opcional): Um valor Boolean indicando se o servidor deverá verificar se a página foi modificada antes de responder à requisição.

timeout (opcional): O número de milisegundos após o qual a requisição sofrerá timeout e apresentará uma falha.

global (opcional): Um valor Boolean indicando se gerenciadores de eventos AJAX globais serão disparados por esta requisição. O valor padrão é true.

beforeSend (opcional): Uma função de callback que será executada antes da requisição HTTP ser feita.

error (opcional): Uma função de callback que é executada se a requisição falhar.

success (opcional): Uma função de callback que será executada se a requisição for feita com sucesso.

complete (opcional): Uma função de callback que é executada quando a requisição finalizar.

data (opcional): Um mapa ou string que será enviado ao servidor junto com a requisição.

processData (opcional): Um valor boolean indicando se a conversão dos dados enviados em um formato objeto para o formato query-string deverá ser feita. O valor padrão é true.

contentType (opcional): Uma string contendo o tipo de conteúdo MIME a ser definindo para a requisição. O valor padrão é application/x-www-form-urlencoded.

async (opcional): Um valor Boolean indicando se a requisição deverá ser feita de forma assíncrona. O valor padrão é true.

Nesta seção você encontra vários exemplos de uso da função ajax() do jQuery.

C++ ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: STL Vector C++

Exercício Resolvido de C++ - Escreva um programa C++ com uma função chamada possui_numeros() que recebe um Vector de strings como argumento

Quantidade de visualizações: 361 vezes

Pergunta/Tarefa:

Escreva um programa C++ com uma função chamada possui_numeros() que recebe um Vector de strings como argumento e retorna outro Vector contendo apenas as strings que possuem um ou mais números. Se nenhuma das strings recebidas passar no teste, retorne um Vector vazio.

Sua saída deverá ser parecida com:

Elementos do Vector original:
livro  mesa7  cami45sa  porta

Palavras que possuem um ou mais números:
mesa7  cami45sa

Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício em C++:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

// função que recebe um vetor de strings e retorna
// outro vector contendo apenas as strings que possuem
// um ou mais números
vector<string> possui_numeros(vector<string> palavras) {
  // para guardar o resultado
  vector<string> resultado;
  
  // vamos percorrer os itens do vector recebido
  for(string palavra : palavras) {
    // agora percorremos os caracteres de cada string
    for(char carac : palavra) {
      // é um caractere?	
      if(isdigit(carac)) {
        // adicionamos no segundo vector
        resultado.push_back(palavra);
        break;
      }
    }   
  }
 
  // retorna o vector obtido			
  return resultado;
}

// função principal do programa
int main(int argc, char *argv[]){
  // vamos criar um vector de palavras
  vector<string> palavras = {"livro", "mesa7", "cami45sa", "porta"};

  // vamos mostrar o conteúdo do vector original
  cout << "Elementos do Vector original:\n";
  for (string palavra : palavras) {
    cout << palavra << "  ";
  }

  // agora obtemos um vector com as palavras que contenham um ou mais
  // números
  vector<string> resultado = possui_numeros(palavras);
  
  // e mostramos o resultado
  cout << "\n\nPalavras que possuem um ou mais números:\n";   
  for (string palavra : resultado) {
    cout << palavra << "  "; 
  }

  cout << "\n\n";
  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}

JavaScript ::: Dicas & Truques ::: Strings e Caracteres

Como substituir uma substring em uma string JavaScript usando a função replace()

Quantidade de visualizações: 579 vezes

Nesta dica mostrarei como podemos substituir parte de uma palavra, frase ou texto em JavaScript usando a função replace() do objeto String. Esta função recebe a substring a ser substituida e a substring que ocupará o seu lugar e retorna uma nova string.

Veja a página HTML para o nosso primeiro exemplo:

<!doctype html>
<html>
<head>
  <title>Strings em JavaScript</title>
</head>
<body>

<script type="text/javascript">
  // vamos criar uma frase
  var frase = "Gosto de Java, Java e mais Java";  
  document.write("A frase é: " + frase + "<br>");
  
  // e agora vamos substituir a substring na string
  var resultado = frase.replace("Java", "Python");

  // e mostramos o resultado
  document.write("Depois da substituição: " +
    resultado);  
</script>
  
</body>
</html>

Ao executar este código JavaScript nós teremos o seguinte resultado:

A frase é: Gosto de Java, Java e mais Java
Depois da substituição: Gosto de Python, Java e mais Java

Note que apenas a primeira ocorrência da substring "Java" foi substituída por "Python". Para que todas as ocorrências sejam substituídas, temos que usar o sinalizador global. Veja:

<script type="text/javascript">
  // vamos criar uma frase
  var frase = "Gosto de Java, Java e mais Java";  
  document.write("A frase é: " + frase + "<br>");
  
  // e agora vamos substituir a substring na string
  var resultado = frase.replace(/Java/g, "Python");

  // e mostramos o resultado
  document.write("Depois da substituição: " +
    resultado);  
</script>

Agora o resultado será:

A frase é: Gosto de Java, Java e mais Java
Depois da substituição: Gosto de Python, Python e mais Python

Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Estruturas de Dados - Árvores Binárias e Árvores Binárias de Busca

Exercícios Resolvidos de Java - Como pesquisar um valor em uma árvore binária de busca usando uma função recursiva

Quantidade de visualizações: 4299 vezes

Pergunta/Tarefa:

Escreva uma função recursiva em Java que permite pesquisar um valor em uma árvore binária de busca (BST). Se o valor for encontrado, uma referência ao nó da árvore (um objeto da classe NoArvore, por exemplo) deverá ser retornado. Caso contrário, o valor null deverá ser retornado para indicar que não há nós na árvore contendo tal valor.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe um valor inteiro: 7
Informe um valor inteiro: 1
Informe um valor inteiro: 8
Informe um valor inteiro: 10
Informe um valor inteiro: 4

Informe o valor a ser pesquisado: 3
O valor não foi encontrado na árvore

Informe um valor inteiro: 8
Informe um valor inteiro: 2
Informe um valor inteiro: 35
Informe um valor inteiro: 4
Informe um valor inteiro: 7

Informe o valor a ser pesquisado: 4
O valor foi encontrado na árvore

Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Java:

Código para NoArvore.java:

package estudos;

public class NoArvore {
  int valor; // valor armazenado no nó
  NoArvore esquerdo; // filho esquerdo
  NoArvore direito; // filho direito

  // construtor do nó
  public NoArvore(int valor){
    this.valor = valor;
  }
}

Código para ArvoreBinariaBusca.java:

package estudos;

public class ArvoreBinariaBusca {
  private NoArvore raiz; // referência para a raiz da árvore
  
  // método usado para inserir um novo nó na árvore
  // retorna true se o nó for inserido com sucesso e false
  // se o elemento
  // não puder ser inserido (no caso de já existir um 
  // elemento igual)
  public boolean inserir(int valor){
    // a árvore ainda está vazia?
    if(raiz == null){
      // vamos criar o primeiro nó e definí-lo como a raiz da árvore
      raiz = new NoArvore(valor); // cria um novo nó
    }
    else{
      // localiza o nó pai
      NoArvore pai = null;
      NoArvore noAtual = raiz; // começa a busca pela raiz
 
      // enquanto o nó atual for diferente de null
      while(noAtual != null){
        if(valor < noAtual.valor) {
          pai = noAtual;
          noAtual = noAtual.esquerdo;
        }
        else if(valor > noAtual.valor){
          pai = noAtual;
          noAtual = noAtual.direito;
        }
        else{
          return false; // um nó com este valor foi encontrado
        }
      }
       
      // cria o novo nó e o adiciona ao nó pai
      if(valor < pai.valor){
         pai.esquerdo = new NoArvore(valor);
      }
      else{
        pai.direito = new NoArvore(valor);
      }
    }

    return true; // retorna true para indicar que o novo nó
    // foi inserido
  }
  
  // método que permite pesquisar na árvore binária de busca
  public NoArvore pesquisar(int valor){
    return pesquisar(raiz, valor); // chama a versão recursiva
    // do método
  }

  // sobrecarga do método pesquisar que recebe dois 
  // parâmetros (esta é a versão recursiva do método)
  private NoArvore pesquisar(NoArvore noAtual, int valor){
    // o valor pesquisado não foi encontrado....vamos retornar null
    if(noAtual == null){
      return null;
    }
 
    // o valor pesquisado foi encontrado?
    if(valor == noAtual.valor){
      return noAtual; // retorna o nó atual
    }  
    // ainda não encontramos...vamos disparar uma nova 
    // chamada para a sub-árvore da esquerda
    else if(valor < noAtual.valor){
      return pesquisar(noAtual.esquerdo, valor);
    }
    // ainda não encontramos...vamos disparar uma nova 
    // chamada para a sub-árvore da direita
    else{
      return pesquisar(noAtual.direito, valor);
    }
  }
}

E aqui está o código para a classe que permite testar a árvore:

package estudos;

import java.util.Scanner;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);  
      
    // vamos criar um novo objeto da classe ArvoreBinariaBusca
    ArvoreBinariaBusca arvore = new ArvoreBinariaBusca();
   
    // vamos inserir 5 valores na árvore
    for(int i = 0; i < 5; i++){
      System.out.print("Informe um valor inteiro: ");
      int valor = Integer.parseInt(entrada.nextLine());
      
      // vamos inserir o nó e verificar o sucesso da operação
      if(!arvore.inserir(valor)){
        System.out.println("Erro. Um elemento já contém este valor.");  
      }
    }
    
    // vamos pesquisar um valor na árvore
    System.out.print("\nInforme o valor a ser pesquisado: ");
    int valorPesquisa = Integer.parseInt(entrada.nextLine());
    // obtém um objeto da classe NoArvore a partir do 
    // método pesquisar() da classe ArvoreBinariaBusca
    NoArvore res = arvore.pesquisar(valorPesquisa);
    // o valor foi encontrado?
    if(res != null){
      System.out.println("O valor foi encontrado na árvore");
    }
    else{
      System.out.println("O valor não foi encontrado na árvore");  
    }
    
    System.out.println("\n");
  }
}

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E-Book 350 Exercícios Resolvidos de Java - PDF com 500 páginas

Domine lógica de programação e a linguagem Java com o nosso E-Book 350 Exercícios Exercícios de Java, para você estudar onde e quando quiser.

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