Python ::: Dicas & Truques ::: Ordenação e Pesquisa (Busca)

Como usar a busca binária em Python - Pesquisa binária na linguagem Python

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A busca binária, ou pesquisa binária, é um algoritmo eficiente para encontrar um item em uma lista (vetor ou array) ordenada. Sim, os itens devem, obrigatoriamente, estar ordenados.

O processo é bem simples. A busca binária começa a partir do meio da lista e compara o item nesta posição com o valor sendo pesquisado. Se o valor não for encontrado e for menor que o item no meio da lista, o algoritmo passa para a porção à esquerda da lista, eliminando, assim, metade dos elementos do vetor ou array (a porção maior que o valor pesquisado).

Se o valor não for encontrado e for maior que o item no meio da lista, então a busca reinicia a partir da metade da sub-lista à direita (os itens maiores que o valor pesquisado). Essa divisão continua até que o valor seja encontrado ou não seja mais possível dividir a lista pela metade.

Se um array ou vetor possuir 100 elementos e usarmos a busca binária nele, precisaremos efetuar no máximo 7 tentativas para encontrar o valor desejado. Se a lista possuir 4 bilhões de itens nós teremos que fazer no máximo 32 tentativas.

Isso acontece porque a pesquisa binária é executada em tempo logarítmico, ou seja, log2 n, onde n é a quantidade de itens no vetor. Dessa forma, se tivemos 1.000 itens em um array, log2 1000 = 10 tentativas. Lembre-se de que, na programação log e log2 retornam resultados diferentes: log(10) = 2.302585092994046 enquanto log2(10) = 3.321928094887362. Na análise da busca binária nós usamos sempre log2.

Vamos agora ver como podemos codificar a busca binária em Python. Veja o código a seguir:

# função principal do programa
def main():
  # vamos criar uma lista ordenada de inteiros
  valores = [3, 5, 7, 8, 9, 12, 43, 50, 52, 60]
  print("Os valores da lista são: {0}".format(valores))

  # vamos pedir o item a ser pesquisado
  numero = int(input("Informe o número a ser pesquisado: "))

  # agora vamos pesquisar o número no array usando a pesquisa
  # binária
  # a variável esquerda aponta para o primeiro elemento do vetor
  esquerda = 0
  # a variável direita aponta para o último elemento do vetor
  direita = len(valores) - 1
  # para indicar se o valor foi encontrado
  encontrado = False

  # enquanto houver mais de um elemento a ser comparado
  while esquerda <= direita:
    # obtemos o elemento na metade da lista
    meio = (esquerda + direita) // 2
    
    # fazemos a comparação
    if numero == valores[meio]:
      print("O número foi encontrado no índice {0}".format(
        meio))
      encontrado = True
      break # sai do laço  

    # o item atual é maior que o valor pesquisado?
    if valores[meio] > numero:
      direita = meio - 1
    # o item atual é menor que o valor pesquisado?
    else:
      esquerda = meio + 1

  # o valor foi encontrado?
  if not encontrado:
    print("O valor pesquisado não foi encontrado")  

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

Os valores da lista são: [3, 5, 7, 8, 9, 12, 43, 50, 52, 60]
Informe o número a ser pesquisado: 9
O número foi encontrado no índice 4


Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Java Básico

Exercícios Resolvidos de Java - Uma locadora de charretes cobra R$ 10,00 de taxa para cada 3 horas de uso destas

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Exercício Resolvido de Java - Uma locadora de charretes cobra R$ 10,00 de taxa para cada 3 horas de uso destas

Pergunta/Tarefa:

Uma locadora de charretes cobra R$ 10,00 de taxa para cada 3 horas de uso destas e R$ 5,00 para cada 1 hora abaixo destas 3 horas.

Faça um programa (algorítmo) Java que leia a quantidade de horas que a charrete foi usada, calcule e escreva o valor a ser pago pelo cliente.

Sua saída deverá ser parecida com:

Quantidade de horas que a charrete foi usada: 7
Valor total a ser pago: R$ 25,00
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Java console:

package exercicio;

import java.text.NumberFormat;
import java.util.Scanner;

public class Exercicio {
  public static void main(String[] args) {
    // vamos fazer a leitura usando a classe Scanner
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);
    
    // vamos ler a quantidade de horas que a charrete foi usada
    System.out.print("Quantidade de horas que a charrete foi usada: ");
    int horas = Integer.parseInt(entrada.nextLine());
    
    // vamos calcular o valor por 3 horas exatas
    int valor = horas / 3;
    
    // valor a ser pago para cada hora abaixo de 3
    int restante = horas % 3;
    
    // finalmente calculamos o valor total a ser pago
    double valor_total = (valor * 10.0) + (restante * 5);
    
    // e exibimos o resultado
    NumberFormat formato = NumberFormat.getCurrencyInstance();
    System.out.println("Valor total a ser pago: " + formato.format(valor_total));
  }
}



Portugol ::: Dicas & Truques ::: Cadeias e Caracteres

Como acessar os caracteres individuais de uma palavra ou frase em Portugol usando a função obter_caracter() da biblioteca Texto

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Em algumas situações nós precisamos acessar os caracteres individuais de uma palavra ou frase no Portugol Studio ou Portugol Web Studio. Para isso nós podemos usar a função obter_caracter() da biblioteca Texto.

Esta função pede, como primeiro argumento, a palavra ou frase a partir da qual o caractere será extraído e, como segundo argumento, o índice do caractere (sempre começando em 0 para o primeiro caractere).

Veja um programa Portugol completo no qual obtemos o primeiro caractere de uma palavra:

programa {
  // vamos importar a biblioteca Texto
  inclua biblioteca Texto --> tx
  
  funcao inicio() {
    cadeia palavra = "PORTUGOL"
    caracter letra = tx.obter_caracter(palavra, 0)
    escreva("A letra retornada é: ", letra)
  }
}

Ao executar este código Portugol nós teremos o seguinte resultado:

A letra retornada é: P

Veja agora como podemos usar o laço PARA para percorrer e exibir todos os caracteres individuais da palavra ou frase:

programa {
  // vamos importar a biblioteca Texto
  inclua biblioteca Texto --> tx
  
  funcao inicio() {
    cadeia palavra = "PORTUGOL"

    para (inteiro i = 0; i <= tx.numero_caracteres(palavra) - 1; i++) {
      caracter letra = tx.obter_caracter(palavra, i)
      escreva("A letra é: ", letra, "\n")
    }
  }
}

Ao executar o código novamente nós teremos o seguinte resultado:

A letra é: P
A letra é: O
A letra é: R
A letra é: T
A letra é: U
A letra é: G
A letra é: O
A letra é: L


C++ ::: Win32 API (Windows API) ::: Processos

Como usar a função EnumProcesses() da WinAPI em seus códigos C++ para obter os identificadores de cada processo ativo no Windows

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A função EnumProcesses() pode ser usada quando queremos obter os ids de todos os processos sendo executados no momento no Windows. Veja o protótipo desta função:

BOOL WINAPI EnumProcesses(
  DWORD* pProcessIds,
  DWORD cb,
  DWORD* pBytesReturned
);


Esta função possui três parâmetros:

a) DWORD* pProcessIds - Um ponteiro para uma matriz que receberá a lista de identificadores dos processos. É importante definir uma matriz um pouco grande, visto que não sabemos de antemão quantos processos serão retornados.

b) DWORD cb - O tamanho da matriz pProcessIds em bytes.

c) DWORD* pBytesReturned - O números de bytes retornados na matriz pProcessIds. Podemos facilmente saber quantos processos foram encontrados simplesmente dividindo o número de bytes retornados pela quantidade de bytes em um DWORD.

Veja um trecho de código no qual listamos os ids de todos os processos sendo executados atualmente.

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <windows.h>
#include <psapi.h>

/*
  Este exemplo usa o header <psapi.h>
  É necessário fazer uma referência à psapi.lib 
*/

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]){
  DWORD processos[1024]; // vamos listar até 1024 processos   
  DWORD pBytesReturned; // bytes retornados pela função EnumProcesses()
  
  // vamos listar os processos
  EnumProcesses(processos, sizeof(processos), &pBytesReturned);
  
  // quantidade de processos retornados
  int retornados = pBytesReturned / sizeof(DWORD);
  
  // agora vamos listar os ids dos processos retornados
  for(int i = 0; i < retornados; i++){
    if(!processos[i] == 0){
      cout << "Processo " << (i + 1) << ": " << processos[i] << endl;
    }          
  }
  
  system("PAUSE");
  return EXIT_SUCCESS;
} 

O id de um processo pode ser fornecido para muitas funções úteis do Windows, entre elas OpenProcess().

Veja um trecho de código no qual fechamos (forçadamente) um processo mediante o fornecimento de seu id:

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <windows.h>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]){
  // vamos fechar o processo com o id 3040
  
  // CUIDADO: Verifique o id do processo antes de fechá-lo
  // pode ser que você esteja fechando processos essenciais
  // para o bom funcionamento do Windows
  
  // vamos abrir o processo desejado
  // vai retornar ERROR_INVALID_HANDLE se o processo não
  // puder ser aberto
  HANDLE hProcesso = OpenProcess(PROCESS_TERMINATE, 0, 3040);

  // vamos fechar o processo
  if(TerminateProcess(hProcesso, 0)){
    cout << "Processo finalizado com sucesso." << endl; 
  }
  else{
    cout << "Erro ao finalizar o processo: " << 
      GetLastError() << endl;   
  }

  // vamos fechar o handle do processo
  CloseHandle(hProcesso);
  
  system("PAUSE");
  return EXIT_SUCCESS;
}



Delphi ::: Data Controls (Controles de Dados) ::: TDBGrid

Como usar a propriedade PickList para definir ou obter a lista de escolhas para uma determinada coluna do TDBGrid do Delphi

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A propriedade PickList, do tipo TStrings, é usada quando queremos fornecer uma lista de itens da qual um poderá ser escolhido como conteúdo da célula pertencente a uma determinada coluna. Em tempo de design podemos definir os itens da lista clicando no DBGrid e escolhendo a opção Columns Editor. Em seguida escolha a coluna desejada e dê duplo-clique na propriedade PickList. Imediatamente o String List Editor será exibido. Neste editor podemos inserir os itens, cada um em sua linha. Em tempo de execução a lista de itens será exibida quando a célula estiver em edição. Note que, isso só acontecerá se o valor cbsAuto estiver definido para a propriedade ButtonStyle da coluna.

Em tempo de execução podemos adicionar itens na propriedade PickList usando o seguinte trecho de código:

procedure TForm3.Button3Click(Sender: TObject);
begin
  // vamos adicionar um novo item na PickList da primeira coluna
  DBGrid1.Columns[0].PickList.Add('40');
end;

Veja agora um trecho de código no qual acessamos a propriedade PickList da coluna e exibimos seu conteúdo em um TMemo:

procedure TForm3.Button3Click(Sender: TObject);
var
  i: Integer;
begin
  // vamos adicionar o conteúdo da PickList da primeira coluna
  // a um TMemo
  for i := 0 to DBGrid1.Columns[0].PickList.Count - 1 do
    begin
      Memo1.Lines.Add(DBGrid1.Columns[0].PickList[i]);
    end;
end;

Como a propriedade PickList da classe TColumn é do tipo TStrings, podemos efetuar várias operações na lista de itens, tais como, adicionar novos itens, excluir, ordenar os itens, etc.

Esta dica foi escrita e testada no Delphi 2009.


Delphi ::: Dicas & Truques ::: Trigonometria - Funções Trigonométricas

Como calcular o cateto oposto dadas as medidas da hipotenusa e do cateto adjascente em Delphi

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Todos estamos acostumados com o Teorema de Pitágoras, que diz que "o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos". Baseado nessa informação, fica fácil retornar a medida do cateto oposto quando temos as medidas da hipotenusa e do cateto adjascente. Isso, claro, via programação em linguagem Delphi.

Comece observando a imagem a seguir:



Veja que, nessa imagem, eu já coloquei os comprimentos da hipotenusa, do cateto oposto e do cateto adjascente. Para facilitar a conferência dos cálculos, eu coloquei também os ângulos theta (que alguns livros chamam de alfa) e beta já devidamente calculados. A medida da hipotenusa é, sem arredondamentos, 36.056 metros.

Então, sabendo que o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos (Teorema de Pitógoras):

\[c^2 = a^2 + b^2\]

Tudo que temos que fazer é mudar a fórmula para:

\[a^2 = c^2 - b^2\]

Veja que agora o quadrado do cateto oposto é igual ao quadrado da hipotenusa menos o quadrado do cateto adjascente. Não se esqueça de que a hipotenusa é o maior lado do triângulo retângulo.

Veja agora como esse cálculo é feito em linguagem Delphi:

procedure TForm2.Button1Click(Sender: TObject);
var
  a, b, c: Real;
begin
  c := 36.056; // medida da hipotenusa
  b := 30; // medida do cateto adjascente

  // agora vamos calcular o comprimento da cateto oposto
  a := sqrt(sqr(c) - sqr(b));

  // e mostramos o resultado
  Edit1.Text := 'A medida do cateto oposto é: ' +
    FloatToStr(a);
end;

Veja que o cálculo é feito a partir do evento Click de um botão Button1 e o resultado é apresentado na propriedade Text de uma caixa de texto Edit1.

Ao executar este código Delphi nós teremos o seguinte resultado:

A medida do cateto oposto é: 20,0008783807112

Como podemos ver, o resultado retornado com o código Delphi confere com os valores da imagem apresentada.


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

Como ordenar um vetor de inteiros em ordem decrescente em Java

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Nesta dica mostrarei como é possível ordenar um array (vetor) de ints em ordem decrescente usando o método sort() da classe Arrays e um método inverter() personalizado. É claro que há várias outras formas de se conseguir realizar esta tarefa. Espero que esta seja mais uma técnica adicionada ao seu arsenal.

Veja o código Java completo:

package arquivodecodigos;
 
import java.util.*;

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    // vamos declarar e construir um vetor de 5 inteiros
    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;
	
    // ordena os valores
    Arrays.sort(valores);
    System.out.println("Ordenado em ordem crescente:");
    for(int valor : valores){
      System.out.print(valor + "  ");  
    }
    
    // vamos inverter o vetor agora
    inverter(valores);
    // exibe os valores dos elementos do array
    // usando o laço for melhorado
    System.out.println("\nOrdenado em ordem decrescente:");
    for(int valor : valores){
      System.out.print(valor + "  ");  
    }
  
    System.out.println("\n"); 
    System.exit(0);
  }

  // método que recebe um array e inverte a ordem
  // de seus elementos
  public static void inverter(int[] b){
    int esquerdo = 0;
    int direito = b.length-1;
  
    while (esquerdo < direito) {
      int temp = b[esquerdo]; 
      b[esquerdo]  = b[direito]; 
      b[direito] = temp;
     
      esquerdo++;
      direito--;
    }
  } 
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Ordenado em ordem crescente:
2 23 34 65 87
Ordenado em ordem decrescente:
87 65 34 23 2


C++ ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Métodos, Procedimentos e Funções

Exercício Resolvido de C++ - Escreva uma função C++ que recebe três números inteiros e retorna o menor deles

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Pergunta/Tarefa:

Escreva um programa C++ que contenha uma função, método ou procedimento que recebe três números inteiros e retorne o menor deles como um inteiro. Seu método não deve produzir nenhuma saída, apenas retornar o menor número entre os três argumentos fornecidos.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe o primeiro número: 8
Informe o segundo número: 10
Informe o terceiro número: 7
O menor número é: 7
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício em C++:

#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

// função que recebe três números e retorna o menor deles
int menor(int a, int b, int c){
  return min(min(a, b), c);
}

// função principal do programa
int main(int argc, char *argv[]){
  int n1, n2, n3, menor_numero;
	
  // vamos pedir para o usuário informar três
  // números inteiros
  cout << "Informe o primeiro número: ";
  cin >> n1;
  cout << "Informe o segundo número: ";
  cin >> n2;
  cout << "Informe o terceiro número: ";
  cin >> n3;
    
  // agora vamos calcular o menor número
  menor_numero = menor(n1, n2, n3);
    
  // e mostramos o resultado
  cout << "O menor numero é: " << menor_numero << endl;
    
  cout << "\n" << endl;
  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}



C# ::: Dicas & Truques ::: Tipos de Dados

C# para iniciantes - Como usar o tipo de dados char da linguagem C#

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O tipo de dados char é usado quando queremos declarar, definir e usar caracteres em nossos programas. Em C#, uma variável do tipo char armazena um caractere Unicode, que são caracteres de 16 bits usados para representar a maioria das linguagens escritas mais conhecidas no mundo.

O tipo char é um apelido C# para o tipo System.Char da plataforma .NET e sua faixa de valores varia de U+0000 à U+ffff (de 0 à 65535).

Variáveis do tipo char podem ser declaradas e receber valores literais de três formas. Veja:

// define uma letra
char letra = 'A';

// define um valor hexadecimal equivalente à letra "A"
char letra2 = '\x0041';

// define um valor Unicode equivalente à letra "A"
char letra3 = '\u0041';

Há ainda a possibilidade de efetuar um cast de um valor inteiro para o tipo char. Veja:

// converte o valor 65 para um char
char letra = (char)65;

// exibe o resultado
Console.WriteLine("A letra é: " + letra);

Quando se trata de conversões implícitas, o tipo char pode ser convertido implicitamente para os tipos ushort, int, uint, long, ulong, float, double e decimal. Contudo, o caminho contrário não é possível, ou seja, nenhum outro tipo de dados pode ser convertido para o tipo char sem a necessidade de um cast (conversão explícita).

Para finalizar, veja um trecho de código que exibe o alfabeto completo em letras maiúsculas:

static void Main(string[] args){
  for(int i = 65; i <= 90; i++){
    char letra = (char)i;
    Console.Write(letra + " ");
  }
  
  // pausa o programa
  Console.ReadKey();
}



Java ::: Dicas & Truques ::: Data e Hora

Como construir uma data no passado ou futuro em Java usando a classe GregorianCalendar

Quantidade de visualizações: 8272 vezes
Esta dica mostra como construir uma data no passado ou futuro na linguagem Java usando a classe GregorianCalendar, que é uma classe derivada e concreta da classe Calendar. Veja a linha na qual informamos a data a ser criada:

Calendar data = new GregorianCalendar(2008, 11, 13);

Aqui nós estamos usando o construtor da classe GregorianCalendar que requer três valores inteiros. O ano, o mês e o dia. O mês é informado como um valor inteiro na faixa de 0 a 11, ou seja, 0 para janeiro, 1 para fevereiro e assim por diante. Veja o exemplo:

package arquivodecodigos;

import java.util.*;
import java.text.*;

public class Estudos{ 
  public static void main(String args[]){ 
    // vamos construir a data "13/12/2008"
    Calendar data = new GregorianCalendar(2008, 11, 13); 

    // vamos exibir o resultado
    Format formato = new SimpleDateFormat(
      "EEEE, dd 'de' MMMM 'de' yyyy");
    System.out.println(formato.format(data.getTime()));
  } 
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Sábado, 13 de Dezembro de 2008

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