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C++ ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Recursão (Recursividade)

Exercício Resolvido de C++ - Um método recursivo que calcula o número de Fibonacci para um dado índice

Quantidade de visualizações: 972 vezes
Pergunta/Tarefa:

Observe a série de números Fibonacci abaixo:

Série:  0  1  1  2  3  5  8  13  21  34  55  89 
Índice: 0  1  2  3  4  5  6   7   8   9  10  11 
Cada número da série é a soma dos dois números anteriores. A linha de baixo reflete o índice do número. Assim, quando falamos "O quinto número de Fibonacci", nós estamos nos referindo ao índice 4, ou seja, o valor 3.

Este algoritmo consiste em, dado um determinado índice, retornar o número de Fibonacci correspondente. Recursivamente, o cálculo pode ser feito da seguinte forma:

fib(0) = 0;
fib(1) = 1;
fib(indice) = fib(indice - 2) + fib(indice - 1); sendo o indice >= 2

Os casos nos quais os índices são 0 ou 1 são os casos bases (aqueles que indicam que a recursividade deve parar). Seu método deverá possuir a seguinte assinatura:

int fibonacci(int indice){
  // sua implementação aqui
}
Sua saída deverá ser parecida com:
Informe o índice: 6
O número de Fibonacci no índice informado é: 8

Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando C++:

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

// assinatura da função recursiva
int fibonacci(int indice);

int main(int argc, char *argv[]){
  // variáveis usadas na resolução do problema
  int indice;
  
  // vamos solicitar o índice do número de Fibonacci
  cout << "Informe o índice: ";
  // lê o índice
  cin >> indice;
    
  // calcula o número de Fibonacci no índice informado
  cout << "O número de Fibonacci no índice informado é: " <<
    fibonacci(indice) << endl;
  
  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS; 
}

// função recursiva que o número de Fibonacci em um determinado índice
int fibonacci(int indice){
  if(indice == 0){ // caso base; interrompe a recursividade
    return 0;
  }
  else if(indice == 1){ // caso base; interrompe a recursividade
    return 1;
  }
  else{ // efetua uma nova chamada recursiva
    return fibonacci(indice - 1) + fibonacci(indice - 2);
  }
}



GNU Octave ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Pesquisa Operacional

Exercício Resolvido de Octave - Programação Linear - Um fazendeiro decidiu misturar duas rações, a Ração X e a Ração Y. Cada porção de ração dada aos animais

Quantidade de visualizações: 602 vezes
Pergunta/Tarefa:

Este exercício de Octave aborda o uso da função glpk() para resolver um problema de Pesquisa Operacional usando Programação Linear.

1) Um fazendeiro decidiu misturar duas rações, a Ração X e a Ração Y. Cada porção de ração dada aos animais exige 60g de proteína e 30g de gordura. A Ração X possui 15g de proteína e 10g de gordura, e custa R$ 80,00 a unidade. A Ração Y apresenta 20g de proteína e 5g de gordura e custa R$ 50,00 a unidade.

Quanto de cada ração deve ser usada para minimizar os custos do fazendeiro?

Sua saída deverá ser parecida com:

A solução para o problema de minimização é:

x = 2.40
y = 1.20

O custo mínimo é: 252.00
Resposta/Solução:

Antes de passarmos ao código Octave, vamos fazer a modelagem matemática do problema. O primeiro passo é identificar as variáveis. Assim, vamos chamar de x o número de unidades da Ração X e de y o número de unidades da Ração Y. Veja:

x = Número de unidades da Ração X
y = Número de unidades da Ração Y

E então temos a função custo:

custo = 80x + 50y

A primeira restrição diz respeito à quantidade de proteína em cada porção de ração. Sabendo que a Ração X apresenta 15g de proteína e a Ração Y apresenta 20g de proteína nós temos:

R1: 15x + 20y >= 60 (proteína)

A segunda restrição diz respeito à quantidade de gordura em cada porção de ração. Sabendo que a Ração X apresenta 10g de gordura e a Ração Y apresenta 5g de gordura nós temos:

R2: 10x + 5y >= 30 (gordura)

As restrições R3 e R4 dizem respeito à não negatividade das variáveis de decisão:

R3: x >= 0
R4: y >= 0

Veja agora o código Octave completo (pesquisa_operacional.m):

# vamos começar definindo a matriz que representa a função de
# minimização
c = [80.0, 50.0]';

# agora a matriz de restrições
A = [15, 20; 10, 5];
b = [60, 30]';

# as restrições de não negatividade e o limite superior
lb = [0, 0]';
ub = [];

# definimos as restrições como limites inferiores
ctype = "LL";

# indicamos que vamos usar variáveis contínuas (não inteiros)
vartype = "CC";

# vamos usar minimização, por isso definimos o valor 1. Se fosse
# maximização o valor seria -1
s = 1;

# definimos os parâmetros adicionais
param.msglev = 1;
param.itlim = 100;

# e chamamos a função glpk()
[xmin, fmin, status, extra] = glpk(c, A, b, lb, ub, ctype, vartype, s, param);

# mostramos a solução para o problema de minimização
printf("A solução para o problema de minimização é:\n\n");
printf("x = %.2f\n", xmin(1));
printf("y = %.2f\n", xmin(2));

# para finalizar vamos mostrar o custo mínimo
printf("\nO custo mínimo é: %.2f\n\n", fmin);

Ao executar o código você perceberá que, para minimizar os custos do fazendeiro, deverão ser usados na mistura 2,4 unidades da Ração X e 1,2 unidades da Raça Y, a um custo mínimo de R$ 252,00.


C++ ::: Dicas & Truques ::: Arquivos e Diretórios

Como criar diretórios em C++ usando a função mkdir()

Quantidade de visualizações: 10809 vezes
Em algumas situações nossos códigos C++ precisam criar diretórios. Isso pode ser feito com o auxílio da função mkdir(), disponível no header direct.h (trazido da linguagem C). Veja a assinatura desta função:

int _mkdir(const char *pathname);
Se o diretório for criado com sucesso a função retornará o valor 0. O retorno será -1 se um erro ocorrer. Neste caso a variável global errno será definido como EACCES (diretório não criado; nome informado já existe) ou ENOENT (caminho não encontrado).

Veja um trecho de código C++ no qual criamos um diretório no mesmo diretório do executável.

#include <iostream>
#include <direct.h>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]){
  // vamos criar o diretório
  char diretorio[] = "estudos";

  // vamos testar se houve erro na criação do diretório
  if(mkdir(diretorio) == -1){
    cout << "Erro: " << strerror(errno) << endl;
  }
  else{
    cout << "Diretório criado com sucesso" << endl;
  }

  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}

É possível usar a versão Unicode de mkdir(), ou _mkdir(). O método _wmkdir(), também presente em direct.h é útil quando precisamos internacionalizar nossas aplicações. Veja o exemplo:

#include <iostream>
#include <direct.h>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]){
  // vamos criar o diretório
  wchar_t diretorio[] = L"C:\\Dev-Cpp\\estudos";

  // vamos testar se houve erro na criação do diretório
  if(_wmkdir(diretorio) == -1){
    cout << "Erro: " << strerror(errno) << endl;
  }
  else{
    cout << "Diretório criado com sucesso" << endl;
  }

  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}

Note que agora eu troquei o tipo char por wchar_t e usei o sinalizado L antes da atribuição da string.


VB.NET ::: Fundamentos da Linguagem ::: Estruturas de Controle

Como usar a instrução Select...Case do VB.NET

Quantidade de visualizações: 21136 vezes
As instruções If...Then e If...Then...Else são muito úteis para testarmos condições em nossos códigos. Porém, há situações em que os caminhos a serem testados são tantos que se torna um pouco tedioso escrever tantos ElseIfs. Para estas situações nós temos a instrução Select...Case. Veja seu uso no trecho de código abaixo:

Dim valor As Integer = 7

Select Case valor
  Case 1 To 5
    Console.WriteLine("Entre 1 e 5 (inclusive)")
  Case 6, 7, 8
    Console.WriteLine("Entre 6 e 8 (inclusive)")
  Case 9 To 10
    Console.WriteLine("Igual a 9 ou 10")
  Case Else
    Console.WriteLine("Não encontrado no teste")
End Select

Os valores a serem testados em cada passo da instrução podem ser separados por vírgulas ou por faixa, usando a palavra-chave To. Neste último caso, o valor limite também é incluído no teste.

O tipo de dados da variável de teste deve se enquadrar nos tipos: Boolean, Byte, Char, Date, Double, Decimal, Integer, Long, Object, SByte, Short, Single, String, UInteger, ULong e UShort.


LISP ::: LISP para Engenharia ::: Geometria Analítica e Álgebra Linear

Como converter Coordenadas Polares para Coordenadas Cartesianas em LISP - LISP para Engenharia

Quantidade de visualizações: 959 vezes
Nesta nossa série de LISP e AutoLISP para Geometria Analítica e Álgebra Linear, mostrarei um código 100% funcional para fazer a conversão entre coordenadas polares e coordenadas cartesianas. Esta operação é muito frequente em computação gráfica e é parte integrante das disciplinas dos cursos de Engenharia (com maior ênfase na Engenharia Civil).

Na matemática, principalmente em Geometria e Trigonometria, o Sistema de Coordenadas Polares é um sistema de coordenadas em duas dimensões no qual cada ponto no plano é determinado por sua distância a partir de um ponto de referência conhecido como raio (r) e um ângulo a partir de uma direção de referência. Este ângulo é normalmente chamado de theta (__$\theta__$). Assim, um ponto em Coordenadas Polares é conhecido por sua posição (r, __$\theta__$).

Já o sistema de Coordenadas no Plano Cartesiano, ou Espaço Cartesiano, é um sistema que define cada ponto em um plano associando-o, unicamente, a um conjuntos de pontos numéricos.

Dessa forma, no plano cartesiano, um ponto é representado pelas coordenadas (x, y), com o x indicando o eixo horizontal (eixo das abscissas) e o y indicando o eixo vertical (eixo das ordenadas). Quando saímos do plano (espaço 2D ou R2) para o espaço (espaço 3D ou R3), temos a inclusão do eixo z (que indica profundidade).

Antes de prosseguirmos, veja uma imagem demonstrando os dois sistemas de coordenadas:



A fórmula para conversão de Coordenadas Polares para Coordenadas Cartesianas é:

x = raio × coseno(__$\theta__$)
y = raio × seno(__$\theta__$)

E aqui está o código LISP completo que recebe as coordenadas polares (r, __$\theta__$) e retorna as coordenadas cartesianas (x, y):

; programa LISP que converte Coordenadas Polares
; em Coordenadas Cartesianas
(let((raio)(theta)(graus)(x)(y))
  ; vamos ler o raio e o ângulo
  (princ "Informe o raio: ")
  (force-output)
  (setq raio (read))
  (princ "Informe o theta: ")
  (force-output)
  (setq theta (read))
  (princ "Theta em graus (1) ou radianos (2): ")
  (force-output)
  (setq graus (read))
  
  ; o theta está em graus?
  (if(eq graus 1)
    (setq theta (* theta (/ pi 180.0)))    
  )
  
  ; fazemos a conversão para coordenadas cartesianas 
  (setq x (* raio (cos theta)))
  (setq y (* raio (sin theta)))
  
  ; exibimos o resultado
  (format t "As Coordenadas Cartesianas são: (x = ~F, y = ~F)"
    x y)
)

Ao executar este código LISP nós teremos o seguinte resultado:

Informe o raio: 1
Informe o theta: 1.57
Theta em graus (1) ou radianos (2): 2
As Coordenadas Cartesianas são: (x = 0,00, y = 1,00)


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