Objetivos de Aprendizagem

• Compreender o conceito de matrizes e arrays multidimensionais em C
• Declarar e inicializar arrays multidimensionais
• Acessar elementos de matrizes utilizando índices
• Utilizar estruturas de repetição com matrizes
• Desenvolver algoritmos utilizando matrizes

Para os exercícios desta aula, você pode utilizar IDEs online como:
https://www.onlinegdb.com/online_c_compiler
https://www.programiz.com/c-programming/online-compiler/

Matriz em C

Uma matriz é:

• Um array multidimensional
• Uma estrutura de dados organizada em:
  • linhas
  • colunas
• Utilizada para representar tabelas, imagens, mapas e grades

Sintaxe Geral

tipo nome[linhas][colunas];

Matrizes em C

C não possui "matrizes" como objeto nativo distinto. Ele trata matrizes como arrays de arrays.

int mat[3][4] é um array com 3 elementos.

Em C, o tamanho da segunda dimensão (colunas) é obrigatório na declaração. O compilador precisa saber o tamanho do bloco para calcular endereços corretamente.

Criando e Inicialização de Matrizes

int matrix[2][3]; // Contém valores de "garbage" (indeterminados)
// SEMPRE INICIALIZAR EXPLICITAMENTE EM C!

int matrix[2][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};

Exemplo

Armazenar notas de:

• 3 alunos
• 2 provas

float notas[3][2];

Aluno 0 -> Prova 1 e Prova 2
Aluno 1 -> Prova 1 e Prova 2
Aluno 2 -> Prova 1 e Prova 2

Onde matrizes são utilizadas?

• Jogos
• Inteligência Artificial e Machine Learning
• Computação Gráfica
• Processamento de Imagens
• Sistemas de Navegação
• Análise Experimental

Matrizes em Processamento de Imagens

Matrix , onde e é o número de bits por pixel.

Na imagem: Representação de pixels de uma imagem. Fonte: OpenFrameworks - Image Processing.

Matrizes em Machine Learning

Fonte da imagem: Sebastian Raschka

Navegando na Matriz

int matrix[2][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};

Acesso Direto:

printf("%d", matriz[0][1]); // Imprime o elemento da linha 0, coluna 1

Iteração (Loop Aninhado):

for (int i = 0; i < 2; i++) {      // Percorre Linhas
    for (int j = 0; j < 3; j++) {  // Percorre Colunas
        printf("%d ", matriz[i][j]);
    }
    printf("\n"); // Quebra linha após cada linha da matriz
}

Exemplo: Soma de Elementos

#include <stdio.h>

int main() {
    int matriz[2][2] = {
        {1,2},
        {3,4}
    };
    int soma = 0;
    for(int i = 0; i < 2; i++) {
        for(int j = 0; j < 2; j++) {
            soma += matriz[i][j];
        }
    }
    printf("Soma = %d", soma);
    return 0;
}

Exemplo: Lendo Matriz do Teclado

#include <stdio.h>

#define TAMANHO_LINHAS 3
#define TAMANHO_COLUNAS 3

int main() {
    int matriz[TAMANHO_LINHAS][TAMANHO_COLUNAS];
    printf("Por favor, insira os 9 valores da matriz:\n\n");
    for (int i = 0; i < TAMANHO_LINHAS; i++) {
        // A cada nova linha, pedimos ao usuário para preencher os valores da coluna.
        printf("Insira os %d valores da Linha %d:\n", TAMANHO_COLUNAS, i + 1);
        for (int j = 0; j < TAMANHO_COLUNAS; j++) {
            printf("  Elemento [%d][%d]: ", i, j);
            scanf("%d", &matriz[i][j]);
        }
    }
    printf("\nLeitura da matriz concluída com sucesso!\n");

    return 0;
}

Exercício A

Crie um programa que leia uma matriz 4x4 imprima:

• maior valor
• menor valor
• soma da diagonal principal

Exercício B

Crie um programa que inicializa duas matrizes 5x3 e pede que o usuário selecione uma das opções abaixo:

• Opção 1: Calcular a soma das matrizes
• Opção 2: Calcular a subtração das matrizes

O programa deve exibir o resultado da operação selecionada.

Matriz em Memória

Row-Major Order: C armazena matrizes na ordem das linhas.

• Todas as colunas da linha 0 vêm primeiro.
• Depois, todas as colunas da linha 1.

Endereço Base: &mat[0][0]

| [0][0] | [0][1] | [0][2] | <- Linha 0 (4 bytes * 3)
+---------------------------+
| [1][0] | [1][1] | [1][2] | <- Linha 1

Conclusão

Matrizes são fundamentais porque:

• permitem representar dados bidimensionais
• são amplamente utilizadas em computação científica
• servem como base para:
  • imagens
  • simulações
  • jogos
  • inteligência artificial

Próximo Tópico: Strings em C

Dúvidas e Discussão

Questão 1

Qual das alternativas representa corretamente uma matriz 3x4 em C?

A)

int matriz[3,4];

B)

int matriz[3][4];

C)

int matriz(3)(4);

Questão 2

Qual é o erro abaixo?

int matriz[2][2];

matriz[2][0] = 5;

Exercício 1

Crie um programa que inicialize uma matriz 4 x 3 e imprima a matriz transposta.

Transposta: Dado uma matriz de , a matriz transposta é definida como .

Exercício 2

Crie um programa que calcule e imprime a multiplicação de duas matrizes. Se as matrizes forem incompatíveis, o programa deve exibir uma mensagem de erro.

Fonte da Imagem: Wikipedia.

Exercício 3

Crie um programa que lê uma matriz quadrada do usuário e verifica se ela é simétrica, ou seja para todo .

O programa deve imprimir a mensagem "SIM", se a matriz for simétrica. Senão, deve imprimir "NÃO".