9.1. Fundamentos de Matrizes

Declaração de uma Matriz

Para declarar uma matriz em Linguagem C, você precisa especificar o tipo de dados e as dimensões da matriz como se segue:

tipo nome_variavel[NUMERO_DE_LINHAS][NUMERO_DE_COLUNAS];

A declaração abaixo cria uma matriz 4 x 4 de números inteiros:

int matriz[4][4];

enquanto que a declaração abaixo cria uma matriz de caracteres 3 x 5:

char vetor_strings[3][5];

Podemos também já inicializar uma matriz com alguns valores como mostrado abaixo:

int matriz[3][4] = {
    {6, 2, -3, 5},
    {10, 0, 1, -4},
    {8, 3, 5, 15}
};

resultando na seguinte matriz:

Declaração Genérica

#include<stdio.h>
#define MAX_N 100
#define MAX_M 100

int main(){
    int i,j,n,m;

    // declara matriz 100 x 100
    int matriz[MAX_N][MAX_M];

    return 0;
}

Acessando Elementos (Células)

O trecho de código-fonte abaixo mostra como acessar uma posição específica de uma matriz. No exemplo, estamos acessando a célula que está na linha de índice 2 e a coluna de índice 1 da matriz, atribuindo o resultado na variável inteira elemento:

int elemento;
int matriz[3][3] = {7,3,1,9,11,-4,0,1,4};

elemento = matriz[2][1];

Já no trecho de código-fonte abaixo, estamos atribuindo o valor 6 para a célula da matriz que está no índice de linha 1 e no índice de coluna 1:

int matriz[2][2] = {0,1,2,3};

matriz[1][1] = 6;

printf("%d\n",matriz[1][1]);

Percorrendo uma matriz

Para percorrer célula por célula de uma matriz, precisaremos de um laço for para iterarmos sobre as linhas da matriz e um outro laço interno for para iterar sobre as colunas. Com isso, podemos dizer que “para cada linha, acessamos o elemento que está em cada coluna” da matriz. Veja a ilustração desse processo na imagem abaixo:

Observe que estamos utilizando duas variáveis inteiras i e j para marcar os índices da linha e da coluna, respectivamente. Esses índices variam durante as iterações dos laçõs for aninhados e sempre estão no domínio da matriz.

O trecho de código-fonte que faz isso é apresentado abaixo:

    /* ... */
    int i,j,n,m,elemento;

    for(i = 0; i < n; i++){
        for(j = 0; j < m; j++){
            elemento = matriz[i][j]; // pega o elemento da matriz
        }
    }
    /*...*/

Leitura de uma Matriz na Entrada Padrão

Nos juízes online, será comum termos que ler da entrada padrão uma matriz de n linhas por m colunas, sendo que o valor de n é no máximo N, enquanto que o valor de m é no máximo M. Para isso, vamos definir os rótulos MAX_N e MAX_M para expressarem as quantidades máximas de linhas e colunas que a matriz podem ter, o que depende do problema (pegue essa informação na seção de “Entrada” do problema).

Primeiramente, lemos os valores inteiros n e m. Depois teremos que percorrer a matriz como explicado na seção anterior, só que para cada posição [i][j], iremos utilizar a função scanf para ler um inteiro da entrada e armazená-lo na célula correspondente da matriz.

O código-fonte abaixo descreve esse processo:

#include<stdio.h>
#define MAX_N 100
#define MAX_M 100

int main(){
    int i,j,n,m;
    /*declara matriz 100 x 100*/
    int matriz[MAX_N][MAX_M];

    scanf("%d %d",&n,&m);

    /* leitura da matriz da entrada padrao*/
    for(i = 0; i < n; i++){
        /* para cada linha, ler m valores inteiros, ou seja, m colunas */
        for(j = 0; j < m; j++){
            scanf("%d",&matriz[i][j]);
        }
    }

    return 0;
}

Escrita (Impressão) de uma Matriz na Entrada Padrão

Também nos juízes online, algumas vezes devemos imprimir uma matriz na saída padrão. Considerando que temos uma matriz n x m, devemos percorrer a matriz como explicado anteriormente e imprimir cada elemento, em que a formatação deve consistir do inteiro correspondente ao elemento seguido de um espaço branco. Devemos fazer isso com exceção dos elementos que estão na última coluna, em que após o inteiro correspondente à essa celula, devemos colocar o caractere '\n'.

#include<stdio.h>
#define MAX_N 100
#define MAX_M 100

int main(){
    int i,j,n,m;
    int matriz[MAX_N][MAX_M];

    scanf("%d %d",&n,&m);

    /* leitura da matriz da entrada padrao*/
    for(i = 0; i < n; i++){
        for(j = 0; j < m; j++){
            scanf("%d",&matriz[i][j]);
        }
    }

    printf("\nMatriz\n");

    for(i = 0; i < n; i++){
        for(j = 0; j < m-1; j++){
            printf("%d ",matriz[i][j]);
        }
        printf("%d\n",matriz[i][m-1]);
    }

    return 0;
}