Nesta aula veremos duas extensões naturais do que aprendemos sobre vetores (Aula 4): as strings (vetores de caracteres com uma regra especial de término) e as matrizes (vetores de duas dimensões, organizados em linhas e colunas).

1. O que é uma string em C?

Diferente de outras linguagens, C não possui um tipo de dado dedicado para texto. Uma string em C é, na verdade, um vetor de char (Aula 4), com uma convenção especial: o último caractere útil é sempre seguido por um caractere nulo, escrito como '\0', que marca onde o texto termina.

char nome[10] = {'J', 'o', 'a', 'o', '\0'};

Escrever uma string caractere por caractere, como acima, é raro na prática — o mais comum é usar uma string literal entre aspas duplas, e deixar que o compilador acrescente o '\0' automaticamente:

char nome1[10] = "Joao"; // o compilador acrescenta o '\0' sozinho
char nome2[] = "Maria";  // tamanho calculado automaticamente (6: 5 letras + '\0')

2. Entrada e saída de strings

Para exibir uma string, o já conhecido printf com o especificador %s funciona normalmente:

printf("Nome: %s\n", nome1);

Para ler uma string, uma primeira tentativa seria usar scanf com %s:

char nome[50];
printf("Digite seu nome: ");
scanf("%s", nome); // sem & antes de "nome" (veja o quadro abaixo)

O problema é que scanf("%s", ...) para de ler assim que encontra um espaço em branco (espaço, tabulação ou quebra de linha) — ele não lê "uma linha", mas sim "uma palavra". Se o usuário digitar um nome com espaço:

Digite seu nome: Joao Silva

a variável nome conterá apenas "Joao" — o "Silva" é simplesmente descartado (ou pior: pode acabar sendo lido pela próxima chamada de scanf do programa, causando um comportamento confuso mais adiante). Por esse motivo, scanf("%s", ...) não deve ser usado para ler texto que possa conter espaços — praticamente qualquer nome completo, frase ou linha de texto "de verdade".

gets e fgets: lendo uma linha inteira

Para ler uma linha inteira, incluindo espaços, existem duas funções: a antiga gets() e a moderna fgets().

char nomeCompleto[50];

// com gets() — sintaxe simples, mas insegura
gets(nomeCompleto);

// com fgets() — um pouco mais verbosa, porém segura
fgets(nomeCompleto, 50, stdin);

Ao usar fgets, é importante saber que, se a linha digitada (mais o '\n' do Enter) couber dentro do tamanho informado, o próprio '\n' é guardado dentro da string, antes do '\0'. Isso costuma ser indesejado (por exemplo, ao comparar a string lida com outra usando strcmp), então uma prática comum é substituir esse '\n' por um '\0' logo em seguida, "recortando" a string na posição certa:

#include <string.h>

char nomeCompleto[50];
fgets(nomeCompleto, 50, stdin);

nomeCompleto[strcspn(nomeCompleto, "\n")] = '\0'; // remove o '\n' e recoloca o '\0' no lugar certo

strcspn(s, "\n") retorna a posição do primeiro caractere de s que aparece dentro do conjunto informado (aqui, apenas '\n') — ou seja, exatamente o índice onde está a quebra de linha deixada pelo fgets. Sobrescrever essa posição com '\0' é o que "corta" a string ali, descartando o '\n'.

3. A biblioteca string.h

A biblioteca padrão <string.h> reúne funções prontas para trabalhar com strings, evitando que precisemos escrever laços manuais para tarefas comuns:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char saudacao[30] = "Ola, ";
    char nome[10] = "Maria";

    strcat(saudacao, nome);
    printf("%s\n", saudacao); // imprime "Ola, Maria"
    printf("Tamanho: %lu\n", strlen(saudacao));

    if (strcmp(nome, "Maria") == 0) {
        printf("E a Maria!\n");
    }

    return 0;
}

4. Convertendo entre números e strings

É comum precisar converter um número para texto (para montar uma mensagem) ou um texto para número (para calcular algo a partir de uma entrada lida como string). C oferece funções prontas para isso, todas de <stdlib.h> (números → string usa <stdio.h>):

snprintf funciona como printf, mas em vez de escrever na tela, escreve o resultado dentro de uma string (o primeiro argumento) — o segundo argumento, tamanho, limita quantos caracteres podem ser escritos no destino, evitando que o resultado ultrapasse o vetor (o mesmo motivo pelo qual preferimos fgets a gets):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    char texto[20];
    int idade = atoi("25"); // string -> int

    snprintf(texto, 20, "Idade: %d", idade); // int -> string, no máximo 20 caracteres
    printf("%s\n", texto); // Idade: 25

    return 0;
}

5. Matrizes

Uma matriz é um vetor de duas dimensões: em vez de um único índice, cada elemento é acessado por um par (linha, coluna). É útil para representar grades, tabuleiros, tabelas e imagens.

int matriz[3][4]; // 3 linhas, 4 colunas (12 elementos no total)

Assim como vetores, os índices de linha e de coluna também começam em 0. Uma matriz 3x4 tem linhas 0, 1 e 2, e colunas 0, 1, 2 e 3.

matriz[0][0] = 10; // primeira linha, primeira coluna
matriz[2][3] = 99; // última linha, última coluna

6. Percorrendo uma matriz com laços aninhados

Assim como usamos for para percorrer um vetor, percorremos uma matriz com dois laços aninhados (Aula 3): um para as linhas, outro para as colunas.

#include <stdio.h>

int main() {
    int matriz[3][4];
    int i, j;

    // preenchendo a matriz
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 4; j++) {
            printf("Digite o valor [%d][%d]: ", i, j);
            scanf("%d", &matriz[i][j]);
        }
    }

    // exibindo a matriz
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 4; j++) {
            printf("%d ", matriz[i][j]);
        }
        printf("\n"); // nova linha ao terminar cada linha da matriz
    }

    return 0;
}

Repare no printf("\n") fora do laço interno, mas dentro do laço externo: ele garante que cada linha da matriz seja impressa em uma linha separada na tela, em vez de todos os 12 números seguidos.

7. Matrizes com mais de duas dimensões

Assim como uma matriz é um vetor de vetores, nada impede de ir além de duas dimensões: C permite declarar vetores com três, quatro, ou mais dimensões, bastando acrescentar mais colchetes:

int cubo[2][3][4]; // 3 dimensões: 2 x 3 x 4 = 24 elementos no total

Uma forma útil de visualizar uma matriz 3D é como uma pilha de matrizes 2D: cubo[k] é, sozinho, uma matriz 3x4 comum (a "camada" k), e cubo é um vetor de 2 dessas camadas. Percorrer uma matriz 3D exige, naturalmente, três laços aninhados — um para cada dimensão:

#include <stdio.h>

int main() {
    int cubo[2][3][4];
    int i, j, k;

    // preenche cubo[i][j][k] com i*100 + j*10 + k, só para ter valores distintos
    for (i = 0; i < 2; i++) {
        for (j = 0; j < 3; j++) {
            for (k = 0; k < 4; k++) {
                cubo[i][j][k] = i * 100 + j * 10 + k;
            }
        }
    }

    printf("%d\n", cubo[1][2][3]); // imprime 123

    return 0;
}

Antes de recorrer a uma matriz de muitas dimensões, vale considerar uma alternativa mais simples: relacionar vetores (ou matrizes) diferentes através do mesmo índice. Por exemplo, em vez de uma única estrutura 4D guardando nome, idade e nota de vários alunos por turma, muitas vezes é mais claro usar vetores separados que "andam juntos" pelo mesmo índice:

// em vez de uma única estrutura com muitas dimensões...
float notas[3][30][4]; // 3 turmas, 30 alunos, 4 notas cada — já difícil de ler

// ...pode ser mais simples usar vetores separados, relacionados pelo índice
char nomes[30][50];   // nomes[i] e notasAluno[i] descrevem o MESMO aluno i
float notasAluno[30][4];

Dessa forma, nomes[i] e notasAluno[i] sempre se referem ao mesmo aluno i, sem precisar de uma única estrutura gigante com muitas dimensões — o código fica mais simples de ler, e cada parte pode ser percorrida e testada separadamente. Essa ideia de "várias estruturas relacionadas pelo mesmo índice" será revisitada mais adiante na disciplina, quando estudarmos structs.

Resumo

Exercícios

Nível fácil

1. Escreva um programa que declare uma string com seu nome (usando uma string literal) e imprima o nome e o seu tamanho (com strlen).
2. Escreva um programa que leia duas palavras (sem espaços, usando scanf("%s", ...) para cada uma) e informe se elas são iguais, usando strcmp.
3. Escreva um programa que declare uma matriz 3x3, preencha todas as posições com o valor 0, e depois a imprima.

Nível médio

4. Escreva um programa que leia uma string (com fgets) e conte quantas vezes a letra 'a' (maiúscula ou minúscula) aparece nela, percorrendo a string caractere por caractere até encontrar o '\0'.
5. Escreva um programa que leia uma matriz 3x3 de inteiros e calcule a soma de cada linha e a soma de cada coluna, imprimindo os resultados.
6. Escreva um programa que leia uma string e a inverta (por exemplo, "casa" deve virar "asac"), imprimindo o resultado.

Nível difícil

7. Escreva um programa que leia uma string e verifique, sem usar nenhuma função pronta de string.h além de strlen, se ela é um palíndromo (lida da esquerda para a direita é igual a lida da direita para a esquerda — por exemplo, "arara" e "ovo" são palíndromos). Ignore diferenças entre maiúsculas e minúsculas.
8. Escreva um programa que leia uma matriz quadrada n x n de inteiros e calcule sua transposta (a matriz onde a linha i, coluna j da original vira a linha j, coluna i do resultado), armazenando o resultado em uma segunda matriz e imprimindo-a ao final.
9. Declare uma matriz int turmas[2][3][4], representando 2 turmas, cada uma com 3 alunos, cada aluno com 4 notas. Preencha-a lendo todos os valores do usuário (usando três laços aninhados), e depois calcule e imprima a média de notas de cada aluno de cada turma.

Sugestões de Respostas dos Exercícios

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char nome[20] = "Dennis";

    printf("Nome: %s\n", nome);
    printf("Tamanho: %lu\n", strlen(nome));

    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char palavra1[50], palavra2[50];

    printf("Digite a primeira palavra: ");
    scanf("%s", palavra1);
    printf("Digite a segunda palavra: ");
    scanf("%s", palavra2);

    if (strcmp(palavra1, palavra2) == 0) {
        printf("As palavras sao iguais\n");
    } else {
        printf("As palavras sao diferentes\n");
    }

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main() {
    int matriz[3][3];
    int i, j;

    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 3; j++) {
            matriz[i][j] = 0;
        }
    }

    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 3; j++) {
            printf("%d ", matriz[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main() {
    char texto[100];
    int i, contador = 0;

    printf("Digite uma frase: ");
    fgets(texto, 100, stdin);

    for (i = 0; texto[i] != '\0'; i++) {
        if (texto[i] == 'a' || texto[i] == 'A') {
            contador++;
        }
    }

    printf("A letra 'a' aparece %d vez(es)\n", contador);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main() {
    int matriz[3][3];
    int i, j, somaLinha, somaColuna;

    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 3; j++) {
            printf("Digite o valor [%d][%d]: ", i, j);
            scanf("%d", &matriz[i][j]);
        }
    }

    // soma de cada linha
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        somaLinha = 0;
        for (j = 0; j < 3; j++) {
            somaLinha += matriz[i][j];
        }
        printf("Soma da linha %d: %d\n", i, somaLinha);
    }

    // soma de cada coluna
    for (j = 0; j < 3; j++) {
        somaColuna = 0;
        for (i = 0; i < 3; i++) {
            somaColuna += matriz[i][j];
        }
        printf("Soma da coluna %d: %d\n", j, somaColuna);
    }

    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char original[50];
    char invertida[50];
    int tamanho, i;

    printf("Digite uma palavra: ");
    scanf("%s", original);

    tamanho = strlen(original);

    for (i = 0; i < tamanho; i++) {
        invertida[i] = original[tamanho - 1 - i]; // pega de trás para frente
    }
    invertida[tamanho] = '\0'; // não esquecer do terminador!

    printf("Invertida: %s\n", invertida);

    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char palavra[50];
    int tamanho, i;
    int ehPalindromo = 1;
    char a, b;

    printf("Digite uma palavra: ");
    scanf("%s", palavra);

    tamanho = strlen(palavra);

    for (i = 0; i < tamanho / 2; i++) {
        a = palavra[i];
        b = palavra[tamanho - 1 - i];

        // normaliza para minúscula, ignorando maiusculas/minusculas
        if (a >= 'A' && a <= 'Z') a = a - 'A' + 'a';
        if (b >= 'A' && b <= 'Z') b = b - 'A' + 'a';

        if (a != b) {
            ehPalindromo = 0;
        }
    }

    if (ehPalindromo) {
        printf("E um palindromo\n");
    } else {
        printf("Nao e um palindromo\n");
    }

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main() {
    int original[10][10];
    int transposta[10][10];
    int n, i, j;

    printf("Digite o tamanho da matriz (n x n): ");
    scanf("%d", &n);

    for (i = 0; i < n; i++) {
        for (j = 0; j < n; j++) {
            printf("Digite o valor [%d][%d]: ", i, j);
            scanf("%d", &original[i][j]);
        }
    }

    for (i = 0; i < n; i++) {
        for (j = 0; j < n; j++) {
            transposta[j][i] = original[i][j]; // inverte linha e coluna
        }
    }

    printf("Matriz transposta:\n");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        for (j = 0; j < n; j++) {
            printf("%d ", transposta[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main() {
    int turmas[2][3][4]; // 2 turmas, 3 alunos, 4 notas
    int t, a, n;
    int soma;

    // leitura
    for (t = 0; t < 2; t++) {
        for (a = 0; a < 3; a++) {
            for (n = 0; n < 4; n++) {
                printf("Turma %d, aluno %d, nota %d: ", t, a, n);
                scanf("%d", &turmas[t][a][n]);
            }
        }
    }

    // média de cada aluno de cada turma
    for (t = 0; t < 2; t++) {
        for (a = 0; a < 3; a++) {
            soma = 0;
            for (n = 0; n < 4; n++) {
                soma += turmas[t][a][n];
            }
            printf("Turma %d, aluno %d: media %.2f\n", t, a, soma / 4.0);
        }
    }

    return 0;
}