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Linguagens de Programação  
Aula 08 Vetores e Matrizes  
Edirlei Soares de Lima  
<edirlei@iprj.uerj.br>  
Introdução  
Até agora nós temos usado variáveis simples para armazenar  
valores usados por nossos programas.  
Em várias situações, precisamos armazenar um conjunto de  
valores.  
A partir de agora vamos aprender a usar um mecanismo que  
nos permite armazenar um conjunto de valores na memória  
do computador.  
Posteriormente, estes valores podem ser livremente processados de  
forma eficiente, pois estariam na memória do computador.  
Vetores  
Podemos armazenar um conjunto de valores na memória do  
computador através do uso de vetores (arrays)  
O vetor é a forma mais simples de organizarmos dados na  
memória do computador.  
Com vetores, os valores são armazenados de forma  
sequencial, um após o outro, e podemos livremente acessar  
qualquer valor do conjunto.  
Tabelas em Lua  
Em Lua, todas as estruturas de dados, incluindo vetores e  
matrizes, são representadas através de tabelas.  
Lua implementa as tabelas de forma bem eficiente.  
Muitos algoritmos e estruturas de dados são implementados  
de forma muito mais simples usando tabelas.  
Uma tabela Lua é definida por um conjunto de pares de  
chaves e dados, onde os dados são referenciados pelas  
chaves.  
A chave (índice) pode ser de qualquer tipo de dado (exceto nulo).  
Vetores em Lua  
Em Lua, vetores são implementados através da indexação de  
tabelas usando números inteiros.  
Diferente de outras linguagens de programação, em Lua não  
precisamos definir o tamanho máximo de um vetor.  
Criação de um vetor em Lua:  
meu_vetor = {}  
Vetores em Lua  
Inicialização de algumas posições do vetor:  
meu_vetor[1] = 5  
meu_vetor[2] = 11  
meu_vetor[5] = 0  
meu_vetor[10] = 3  
Vetores em Lua  
É possível acessar os valores do vetor através de seu  
índice.  
meuvetor = {}  
1
2
3
4
5
5
?
?
?
8?  
?1  
meuvetor[1] = 5  
meuvetor[4] = 8  
meuvetor[5] = 1  
Vetores em Lua  
Declaração e inicialização de um vetor:  
a = {}  
-- novo vetor  
for i=1, 1000, 1 do  
a[i] = 0  
end  
Indiretamente estamos definindo que o tamanho máximo do  
vetor é 1000.  
Também é possível declarar e inicializar o vetor em uma única  
expressão:  
squares = {1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64}  
Exemplo 1: Imprimindo os Valores  
Armazenados em um Vetor  
vetor = {2.3, 5.4, 1.0, 7.6, 8.8, 3.9}  
for x = 1, 6, 1 do  
io.write(vetor[x], "\n")  
end  
Em ordem inversa:  
vetor = {2.3, 5.4, 1.0, 7.6, 8.8, 3.9}  
for x = 6, 1, -1 do  
io.write(vetor[x], "\n")  
end  
Exemplo 2: Somatório dos Valores  
Armazenados em um Vetor  
vetor = {2.3, 5.4, 1.0, 7.6, 8.8, 3.9}  
total = 0  
for x = 1, 6, 1 do  
total = total + vetor[x]  
end  
io.write(total)  
Exemplo 3: Encontrar o Maior Valor  
vetor = {2.3, 5.4, 1.0, 7.6, 8.8, 3.9}  
maior = vetor[1]  
for x = 2, 6, 1 do  
if vetor[x] > maior then  
maior = vetor[x]  
end  
end  
io.write(maior)  
De Volta ao “Hello World”  
Na ultima implementação do Hello World”, fizemos 20 “Hello  
World’s” se moverem na tela.  
Problema: os 20Hello World’s” se moviam juntos  
Como podemos fazer cada “Hello World” se mover de forma  
independente dos outros?  
local px -- posição x do texto  
function love.load()  
love.graphics.setColor(0, 0, 0)  
love.graphics.setBackgroundColor(255, 255, 255)  
px = 0  
end  
function love.update(dt)  
px = px + (100 * dt)  
if px > love.graphics.getWidth() then  
px = 0  
end  
end  
function love.draw()  
for y = 0, 20, 1 do  
love.graphics.print("Hello World", px, y * 30)  
end  
end  
local vetor_px = {}  
-- vetor de posições x do texto  
function love.load()  
love.graphics.setColor(0, 0, 0)  
love.graphics.setBackgroundColor(255, 255, 255)  
for y = 1, 20, 1 do  
vetor_px[y] = love.math.random(0, 800)  
end  
end  
function love.update(dt)  
for y = 1, 20, 1 do  
vetor_px[y] = vetor_px[y] + (100 * dt)  
if vetor_px[y] > love.graphics.getWidth() then  
vetor_px[y] = 0  
end  
end  
end  
function love.draw()  
for y = 1, 20, 1 do  
love.graphics.print("Hello World", vetor_px[y], y * 30)  
end  
end  
De Volta ao “Hello World”  
Vetores e Animações  
Animações são criadas através de sequencias de imagens.  
Exemplo:  
É possível armazenar as animações em vetores de imagens.  
Facilita a manipulação e execução das animações  
local hero_walk = {} -- vetor de imagens  
local hero_anim_frame = 1  
local hero_pos_x = 100  
local hero_pos_y = 225  
function love.load()  
for x = 1, 4, 1 do -- carrega as imagens da animação  
hero_walk[x] = love.graphics.newImage("Hero_Walk_0" .. x .. ".png")  
end  
end  
function love.update(dt)  
if love.keyboard.isDown("right") then  
hero_pos_x = hero_pos_x + (100 * dt) -- movimenta o personagem  
hero_anim_frame = hero_anim_frame + 1 -- incrementa a animação  
if hero_anim_frame > 4 then  
hero_anim_frame = 1  
end  
-- loop da animação  
end  
end  
function love.draw() -- desenha o personagem usando o indice da animação  
love.graphics.draw(hero_walk[hero_anim_frame], hero_pos_x, hero_pos_y)  
end  
Exemplo de Animação  
Problema: não controlamos a velocidade da animação!  
Quanto mais rápido o computador, mais rápida será a animação  
local hero_walk = {}  
local hero_anim_frame = 1  
local hero_pos_x = 100  
local hero_pos_y = 225  
local hero_anim_time = 0 -- variavel para controle do tempo da animação  
function love.load()  
for x = 1, 4, 1 do  
hero_walk[x] = love.graphics.newImage("Hero_Walk_0" .. x .. ".png")  
end  
end  
function love.update(dt)  
if love.keyboard.isDown("right") then  
hero_pos_x = hero_pos_x + (100 * dt)  
hero_anim_time = hero_anim_time + dt -- incrementa o tempo usando dt  
if hero_anim_time > 0.1 then  
-- quando acumular mais de 0.1  
hero_anim_frame = hero_anim_frame + 1 -- avança para proximo frame  
if hero_anim_frame > 4 then  
hero_anim_frame = 1  
end  
hero_anim_time = 0  
end  
end  
end  
-- reinicializa a contagem do tempo  
function love.draw()  
love.graphics.draw(hero_walk[hero_anim_frame], hero_pos_x, hero_pos_y)  
end  
Tabelas em Lua  
As tabelas da linguagem Lua permitem que nomes sejam  
associados ao seus elementos.  
Isso permite a criação de estruturas:  
player1 = {  
nome = "Pedro",  
image = love.graphics.newImage("Pedro.png"),  
pontos = 1000,  
vidas = 3,  
forca = 50,  
px = 300,  
py  
= 300  
}
Tabelas em Lua  
É possível acessar os elementos de uma tabela pelo seu  
nome:  
io.write(player1.pontos)  
.
.
love.graphics.draw(player1.image, player1.px,  
player1.py)  
.
.
Exercício 1  
) Modifique a implementação do exemplo de animação de forma  
1
a organizar as variáveis referentes ao personagem dentro de uma  
tabela estruturada:  
local hero_walk = {}  
local hero_anim_frame = 1  
local hero_pos_x = 100  
local hero_pos_y = 225  
local hero_anim_time = 0  
-
utilize a estrutura de tabela.  
Faça também as modificações necessárias para que o resto do programa  
Exercício 2  
) Continue a implementação do exercício anterior adicionando a  
2
animação do personagem andando nas outras direções usando as  
imagens abaixo:  
Matrizes  
Uma matriz representa e armazena um conjunto bidimensional de valores  
na memória do computador.  
É uma tabela de variáveis de mesmo tipo que ocupa uma região contínua  
de memória.  
Exemplo de matriz numérica:  
3
7
1
5
6
1 8 6 1  
2 5 4 9  
9 3 1 2  
8 6 7 3  
4 9 2 1  
Matrizes em Lua  
Declaração e inicialização de uma matriz:  
minha_matriz = {}  
-- nova matriz  
for i=1, 10, 1 do  
minha_matriz[i] = {} -- nova linha  
for j=1, 10, 1 do  
minha_matriz[i][j] = 0  
end  
end  
Estamos definindo e inicializando uma matriz de 10 colunas e 10  
linhas.  
Matrizes  
É possível acessar os valores da matriz através de seu índice bidimensional.  
0
1 2  
0
5
?
? ?1  
1
2
? ? ?  
? ?8 ?  
minha_matriz[0][0] = 5;  
minha_matriz[1][2] = 8;  
minha_matriz[2][0] = 1;  
Matrizes e Mapas  
É possível utilizar matrizes para representar cenários e mapas.  
Exemplo:  
Matrizes e Mapas Exemplo 1  
Gerar aleatoriamente uma matriz desenha-la na tela  
usando cores.  
local mapa = {}  
function love.load()  
for i=1, 26, 1 do --Gera aleatoriamente uma matriz 26 x 20  
mapa[i] = {}  
for j=1, 20, 1 do  
mapa[i][j] = love.math.random(0, 3)  
end  
end  
end  
function love.draw()  
for i=1, 26, 1 do  
for j=1, 20, 1 do  
--Percorre a matriz e desenha quadrados coloridos  
if (mapa[i][j] == 0) then  
love.graphics.setColor(255,0,0)  
elseif (mapa[i][j] == 1) then  
love.graphics.setColor(0,255,0)  
elseif (mapa[i][j] == 2) then  
love.graphics.setColor(0,0,255)  
elseif (mapa[i][j] == 3) then  
love.graphics.setColor(255,255,0)  
end  
love.graphics.rectangle("fill", (i * 30)-20, (j * 30)-30, 30, 30)  
end  
end  
end  
Matrizes e Mapas Exemplo 1  
Matrizes e Mapas Exemplo 2  
Ler uma matriz de um arquivo de texto desenha-la  
na tela usando cores.  
Mapa.txt  
GGGGGGAGGGGGGG  
GGGGGGAGGGGGGG  
GGGGGGAGGGGGGG  
GGGGGGAGGGGGGG  
GGGGGGAAAGGGGG  
GGGGGGGGAGGGGG  
GGGGGGGGAGGGGG  
PPPPPPPPAPPPPP  
AAAAAAAAAAAAAA  
AAAAAAAAAAAAAA  
Matrizes e Mapas Exemplo 2  
local mapa = {}  
function LoadMap(filename)  
-Le o conteúdo do arquivo para a matriz  
local file = io.open(filename)  
local i = 1  
for line in file:lines() do  
mapa[i] = {}  
for j=1, #line, 1 do  
mapa[i][j] = line:sub(j,j)  
end  
i = i + 1  
end  
file:close()  
end  
function love.load()  
LoadMap("Mapa.txt")  
end  
.
.
.
Matrizes e Mapas Exemplo 2  
.
.
.
function love.draw()  
for i=1, 10, 1 do  
for j=1, 14, 1 do  
--Percorre a matriz e desenha quadrados coloridos  
if (mapa[i][j] == "P") then  
love.graphics.setColor(230,235,134)  
elseif (mapa[i][j] == "G") then  
love.graphics.setColor(39,153,0)  
elseif (mapa[i][j] == "A") then  
love.graphics.setColor(63,125,232)  
end  
love.graphics.rectangle("fill", (j * 50), (i * 50), 50, 50)  
end  
end  
end  
Matrizes e Mapas Exemplo 2  
Matrizes e Mapas Exemplo 3  
Ler uma matriz de um arquivo de texto desenha-la  
na tela usando imagens.  
Mapa.txt  
Imagens:  
GGGGGGAGGGGGGG  
GGGGGGAGGGGGGG  
GGGGGGAGGGGGGG  
GGGGGGAGGGGGGG  
GGGGGGAAAGGGGG  
GGGGGGGGAGGGGG  
GGGGGGGGAGGGGG  
PPPPPPPPAPPPPP  
AAAAAAAAAAAAAA  
AAAAAAAAAAAAAA  
Matrizes e Mapas Exemplo 3  
local mapa = {}  
local tile_grass  
local tile_water  
local tile_sand  
function LoadMap(filename)  
-Le o conteúdo do arquivo para a matriz  
local file = io.open(filename)  
local i = 1  
for line in file:lines() do  
mapa[i] = {}  
for j=1, #line, 1 do  
mapa[i][j] = line:sub(j,j)  
end  
i = i + 1  
end  
file:close()  
end  
.
.
.
.
.
.
function love.load()  
LoadMap("Mapa.txt")  
tile_grass = love.graphics.newImage("grass.png")  
tile_water = love.graphics.newImage("water.png")  
tile_sand = love.graphics.newImage("sand.png")  
end  
function love.draw()  
for i=1, 10, 1 do  
--Percorre a matriz e desenha quadrados imagens  
for j=1, 14, 1 do  
if (mapa[i][j] == "P") then  
love.graphics.draw(tile_sand, (j * 50), (i * 50))  
elseif (mapa[i][j] == "G") then  
love.graphics.draw(tile_grass, (j * 50), (i * 50))  
elseif (mapa[i][j] == "A") then  
love.graphics.draw(tile_water, (j * 50), (i * 50))  
end  
end  
end  
end  
Matrizes e Mapas Exemplo 3  
Exercício 3  
) Implemente um programa para exibir o mapa de um jogo de  
3
plataforma definido em um arquivo de texto.  
Exercício 4  
) Continue o programa desenvolvido no exercício anterior  
4
implementando uma câmera virtual para permitir que o usuário  
possa movimentar a câmera e visualizar todo o mapa da cenário.