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Python ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística |
Como calcular desvio padrão em Python - Python para Matemática e EstatísticaQuantidade de visualizações: 5330 vezes |
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Em Matemática e Estatística, o Desvio padrão (em inglês: Standard Deviation) é uma medida de dispersão, ou seja, é uma medida que indica o quanto um conjunto de dados é uniforme. Quando o desvio padrão é baixo, isso quer dizer que os dados do conjunto estão mais próximos da média. Como calcular o desvio padrão de um conjunto de dados? Vamos começar analisando a fórmula mais difundida na matemática e na estatística: \[\sigma = \sqrt{ \frac{\sum_{i=1}^N (x_i -\mu)^2}{N}}\] Onde: a) __$\sigma__$ é o desvio; b) __$x_i__$ é um valor qualquer no conjunto de dados na posição i; c) __$\mu__$ é a média aritmética dos valores do conjunto de dados; d) N é a quantidade de valores no conjunto. O somatório dentro da raiz quadrada nos diz que devemos somar todos os elementos do conjunto, desde a posição 1 até a posição n, subtrair cada valor pela média do conjunto e elevar ao quadrado. Obtida a soma, nós a dividimos pelo tamanho do conjunto. Veja o código Python completo que obtém o desvio padrão a partir de um conjunto de dados contendo quatro valores:
# precisamos importar o módulo Math
import math
# função principal do programa
def main():
# conjunto dos dados
conjunto = [10, 30, 90, 30]
soma = 0.0 # soma dos elementos
desvio_padrao = 0.0 # desvio padrão
tam = len(conjunto) # tamanho dos dados
# vamos somar todos os elementos
for i in range(0, tam):
soma = soma + conjunto[i]
# agora obtemos a média do conjunto de dados
media = soma / tam
# e finalmente obtemos o desvio padrão
for i in range(0, tam):
desvio_padrao = desvio_padrao + math.pow(conjunto[i] - media, 2)
# mostramos o resultado
print("Desvio Padrão Populacional: {0}".format(math.sqrt(desvio_padrao / tam)))
print("Desvio Padrão Amostral: {0}".format(math.sqrt(desvio_padrao / (tam - 1))))
if __name__== "__main__":
main()
Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado: Desvio Padrão Populacional: 30.0 Desvio Padrão Amostral: 34.64101615137755 Veja que, para calcular o Desvio Padrão Populacional, nós dividimos o somatório pela quantidade de elementos no conjunto, enquanto, para calcular o Desvio Padrão Amostral, nós dividimos o somatório pela quantidade de elementos - 1 (cuidado com a divisão por zero no caso de um conjunto com apenas um elemento). |
HTML5 ::: HTML5 + JavaScript ::: Geolocation API |
Como retornar a localização do usuário usando o método getCurrentPosition() da API Geolocation do HTML5Quantidade de visualizações: 3001 vezes |
O método getCurrentPosition() da API Geolocation do HTML5 nos permite obter tanto a latitude quanto a longitude do usuário que está acessando nossas páginas web. A forma mais simples deste método requer apenas uma função JavaScript que receberá o objeto de coordenadas. Veja o trecho de código a seguir:
<html>
<head>
<title>Obtendo a latitude e longitude usando a API
Geolocation</title>
</head>
<body>
<script type="text/javascript">
function mostrarPosicao(posicao) {
document.writeln("<h1>Latitude: " + posicao.coords.latitude +
"; Longitude: " + posicao.coords.longitude + "</h1>");
}
// não se esqueça de testar se o navegador web suporta a API
// Geolocation do HTML5
if(window.navigator.geolocation) {
// chamamos o método getCurrentPosition() fornecendo a função
// JavaScript que receberá o objeto de coordenadas
navigator.geolocation.getCurrentPosition(mostrarPosicao);
}
else{
document.writeln("A API Geolocation foi encontrada.");
}
</script>
</body>
</html>
Ao executar este trecho de código, a primeira coisa que você verá é uma mensagem do navegador avisando que o site a partir do qual o código está sendo executado quer saber sua localização. A mensagem exibirá os botões Permitir ou Bloquear. Se você clicar no botão Permitir, a latitude e longitude serão escritas no navegador: Latitude: -16.7143838; Longitude: -49.2327622 É claro que, se você estiver executando o código em um laptop ou desktop, o resultado será muito diferente daquele mostrado no seu celular. O motivo é que, em geral, um GPS não está disponível nos laptops e desktops. Por essa razão, o navegador vai obter sua localização usando posicionamento de WI-FI e também por meio do seu endereço IP (Internet Protocol). |
PHP ::: Dicas & Truques ::: Programação Orientada a Objetos |
Programação Orientada a Objetos em PHP - Como criar e usar variáveis estáticas em PHPQuantidade de visualizações: 10416 vezes |
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Como já vimos em outras dicas desta seção, uma classe possui propriedades (variáveis) e métodos. Dessa forma, cada instância (cópia ou objeto) desta classe possui suas próprias cópias das variáveis declaradas na classe. Veja a seguinte declaração de uma classe Produto:
<?
// classe Produto com duas variáveis privadas e seus
// correspondentes métodos mutatórios e acessórios
class Produto{
private $nome;
private $preco;
public function setNome($nome){
$this->nome = $nome;
}
public function getNome(){
return $this->nome;
}
public function setPreco($preco){
$this->preco = $preco;
}
public function getPreco(){
return $this->preco;
}
}
?>
Aqui cada instância da classe Produto terá suas próprias variáveis $nome e $preco. Há, porém, situações nas quais gostaríamos que uma determinada variável pertencesse à classe e não à cada instância individual. Um bom exemplo disso seria uma variável que registra a quantidade de instâncias que temos de uma classe ou a técnica de se atribuir um identificador único a cada instância da classe. Variáveis estáticas em PHP podem ser criadas por meio do uso da palavra-chave static. É comum tais variáveis serem declaradas com o modificador public, o que as torna acessíveis fora da classe na qual estas estão declaradas. Veja um exemplo:
<?
// classe Produto com duas variáveis privadas e seus
// correspondentes métodos mutatórios e acessórios
class Produto{
private $nome;
private $preco;
// uma variável estática que permite contar as instâncias
// desta classe
public static $contador = 0;
// construtor da classe Produto
function __construct(){
// vamos incrementar o contador aqui
self::$contador++;
}
}
// vamos criar duas instâncias da classe Produto
$p1 = new Produto();
$p2 = new Produto();
// vamos obter o valor do contador de instâncias
echo "Até este momento já criamos " . Produto::$contador .
" instâncias da classe Produto";
?>
Este código possui alguns pontos interessantes e merece uma análise bem detalhada. Perceba que, dentro da classe, uma variável estática é acessada usando-se self e não $this, como fazemos com as variáveis de instâncias. Outra observação interessante é em relação ao acesso da variável estática fora da classe. Aqui nós usamos o nome da classe seguida por um par de dois pontos "::" e não por meio de referências às suas instâncias individuais. Finalmente observe o construtor da classe. A cada instância construída nós acessamos a variável estática e incrementamos seu valor em 1. É importante observar que variáveis estáticas não podem ser acessadas por meio de referências às instâncias da classe usando o operador "->". Assim, o trecho de código abaixo: // vamos tentar alterar o valor da variável estática por meio // de uma referência a uma das instâncias da classe Produto $p1->contador = 5; não provoca erros mas, também não traz o resultado esperado. |
C++ ::: Dicas & Truques ::: MIDI Musical Instrument Digital Interface, Mapeamento e sequenciamento MIDI, Entrada e saída MIDI |
Programação MIDI usando C++ - Como usar um vetor de chars para construir uma mensagem MIDI e passá-lo para a função midiOutShortMsg() da API do WindowsQuantidade de visualizações: 2653 vezes |
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Nas dicas dessa seção nós vimos como é possível enviar uma mensagem MIDI para o dispositivo de saída por meio da função midiOutShortMsg() da API do Windows. Essa função recebe um handle para o dispositivo de saída MIDI e um valor DWORD contendo a mensagem MIDI. Se você revisitar essas dicas, verá que na maioria delas nós informamos a mensagem MIDI diretamente no parâmetro da função (como um valor hexadecimal). Nesta dica mostrarei como é possível construir as mensagens MIDI usando seus valores individuais e, o que é melhor, usando valores decimais. Para isso nós vamos construir um vetor de char e informar os valores que compõem a mensagem. É importante observar que a função midiOutShortMsg() exige que a mensagem MIDI seja informada na ordem de bytes "little endian" ou seja, o status MIDI é informado no byte de ordem mais baixa. Isso é conseguido com um cast do vetor para um unsigned long. Veja o trecho de código: // vamos criar um vetor contendo os valores que compõem a mensagem MIDI unsigned char vetor[4]; vetor[0] = 144; // Note-on no Canal 1 vetor[1] = 40; // Nota Mi na 4ª oitava vetor[2] = 100; // Velocidade/volume da nota vetor[3] = 0; // Não é usado // e aqui é que acontece a mágica. Quando fazemos o cast do // vetor para o tipo long sem sinal, os valores são colocados em // little endian, justamente a ordem de bytes esperada pela // função midiOutShortMsg() unsigned long mensagem = *(unsigned long*)vetor; // envia a mensagem MIDI midiOutShortMsg(saida, mensagem); Note que não coloquei o código todo. Para completá-lo, veja outras dicas dessa seção. |
Delphi ::: Dicas & Truques ::: Trigonometria - Funções Trigonométricas |
Como calcular o cateto oposto dadas as medidas da hipotenusa e do cateto adjascente em DelphiQuantidade de visualizações: 3141 vezes |
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Todos estamos acostumados com o Teorema de Pitágoras, que diz que "o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos". Baseado nessa informação, fica fácil retornar a medida do cateto oposto quando temos as medidas da hipotenusa e do cateto adjascente. Isso, claro, via programação em linguagem Delphi. Comece observando a imagem a seguir:  Veja que, nessa imagem, eu já coloquei os comprimentos da hipotenusa, do cateto oposto e do cateto adjascente. Para facilitar a conferência dos cálculos, eu coloquei também os ângulos theta (que alguns livros chamam de alfa) e beta já devidamente calculados. A medida da hipotenusa é, sem arredondamentos, 36.056 metros. Então, sabendo que o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos (Teorema de Pitógoras): \[c^2 = a^2 + b^2\] Tudo que temos que fazer é mudar a fórmula para: \[a^2 = c^2 - b^2\] Veja que agora o quadrado do cateto oposto é igual ao quadrado da hipotenusa menos o quadrado do cateto adjascente. Não se esqueça de que a hipotenusa é o maior lado do triângulo retângulo. Veja agora como esse cálculo é feito em linguagem Delphi:
procedure TForm2.Button1Click(Sender: TObject);
var
a, b, c: Real;
begin
c := 36.056; // medida da hipotenusa
b := 30; // medida do cateto adjascente
// agora vamos calcular o comprimento da cateto oposto
a := sqrt(sqr(c) - sqr(b));
// e mostramos o resultado
Edit1.Text := 'A medida do cateto oposto é: ' +
FloatToStr(a);
end;
Veja que o cálculo é feito a partir do evento Click de um botão Button1 e o resultado é apresentado na propriedade Text de uma caixa de texto Edit1. Ao executar este código Delphi nós teremos o seguinte resultado: A medida do cateto oposto é: 20,0008783807112 Como podemos ver, o resultado retornado com o código Delphi confere com os valores da imagem apresentada. |
Desafios, Exercícios e Algoritmos Resolvidos de Delphi |
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