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Você está aqui: Python ::: NumPy Python Library (Biblioteca Python NumPy) ::: Arrays e Matrix (Vetores e Matrizes)

Como retornar a quantidade de linhas e colunas de um vetor ou matriz usando a propriedade shape do objeto ndarray da biblioteca NumPy do Python

Quantidade de visualizações: 2758 vezes
Podemos usar a propriedade shape do objeto ndarray da biblioteca NumPy para obter a quantidade de linhas e colunas em um vetor ou matriz. Para um vetor, o retorno será a quantidade de colunas seguida por uma vírgula. Para matrizes, a propriedade retornará a quantidade de linhas e colunas. Veja:

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# importamos a bibliteca NumPy
import numpy as np
 
def main():
  # vamos criar um vetor com 8 elementos
  vetor = np.array([5, 1, 10, 7, 2, 3, 9, 4])

  # vamos mostrar a quantidade de linhas e colunas nesse vetor
  print("Linhas e colunas no vetor:", vetor.shape)

  # agora vamos criar uma matriz de 2 linhas e 4 colunas
  matriz = np.array([[8, 51, 2, 35], [90, 42, 0, 71]])

  # vamos mostrar a quantidade de linhas e colunas nessa matriz
  print("Linhas e colunas na matriz:", matriz.shape) 

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executarmos este código nós teremos o seguinte resultado:

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Linhas e colunas no vetor: (8,)
Linhas e colunas na matriz: (2, 4)

Além de usar a propriedade shape do objeto ndarray, nós podemos também efetuar uma chamada ao método global shape() da NumPy. Veja:

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# importamos a bibliteca NumPy
import numpy as np
 
def main():
  # vamos criar um vetor com 8 elementos
  vetor = np.array([5, 1, 10, 7, 2, 3, 9, 4])

  # vamos mostrar a quantidade de linhas e colunas nesse vetor
  print("Linhas e colunas no vetor:", np.shape(vetor))

  # agora vamos criar uma matriz de 2 linhas e 4 colunas
  matriz = np.array([[8, 51, 2, 35], [90, 42, 0, 71]])

  # vamos mostrar a quantidade de linhas e colunas nessa matriz
  print("Linhas e colunas na matriz:", np.shape(matriz)) 

if __name__== "__main__":
  main()

Execute e veja que o resultado é o mesmo para ambos os códigos.

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Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Engenharia Civil - Cálculo Estrutural

Exercícios Resolvidos de Python - Como calcular as reações de apoio, momento de flexão máxima e forças cortantes em uma viga bi-apoiada com carga distribuída retangular usando Python

Quantidade de visualizações: 1116 vezes
Pergunta/Tarefa:

Veja a seguinte figura:



Nesta imagem temos uma viga bi apoiada com uma carga q distribuída de forma retangular a uma distância l. Para fins didáticos, vamos considerar que a carga q será em kN/m e a distância l será em metros. O apoio A é de segundo gênero e o apoio B é de primeiro gênero.

Escreva um programa Python que solicita ao usuário que informe o valor da carga q e a distância l entre os apoios A e B. Em seguida mostre os valores das reações nos apoios A e B, o momento de flexão máxima da viga e o momento de flexão para uma determinada distância (que o usuário informará) a partir do apoio A.

Mostre também as forças cortantes nos apoios A e B. Lembre-se de que, para uma carga distribuída de forma retangular, o diagrama de momento fletor é uma parábola, enquanto o diagrama de cortante é uma reta (com o valor zero para a força cortante no meio da viga).

Sua saída deve ser parecida com:

Valor da carga em kN/m: 10
Distância em metros: 13

A reação no apoio A é: 65.000000 kN
A reação no apoio B é: 65.000000 kN
O momento fletor máximo é: 211.250000 kN

Informe uma distância a partir do apoio A: 4
O momento fletor na distância informada é: 180.000000 kN

A força cortante no apoio A é: 65.000000 kN
A força cortante no apoio B é: -65.000000 kN
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Python:

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# Algoritmo que calcula reação de apoio, momento fletor
# e força cortante em uma viga bi-apoiada em Python

# vamos importar o módulo Math
import math

# função principal do programa
def main():
  # vamos pedir para o usuário informar o valor da carga
  carga = float(input("Valor da carga em kN/m: "))
  
  # vamos pedir para o usuário informar a distância entre os apoios
  distancia = float(input("Distancia em metros: "))
  
  # vamos calcular a reação no apoio A
  reacao_a = (1.0 / 2.0) * carga * distancia
  
  # vamos calcular a reação no apoio B
  reacao_b = reacao_a
  
  # vamos calcular o momento fletor máximo
  flexao_maxima = (1.0 / 8.0) * carga * math.pow(distancia, 2.0)
  
  # e mostramos o resultado
  print("\nA reação no apoio A é: {0} kN".format(reacao_a))
  print("A reação no apoio B é: {0} kN".format(reacao_b))
  print("O momento fletor máximo é: {0} kN".format(flexao_maxima))
  
  # vamos pedir para o usuário informar uma distância a
  # partir do apoio A
  distancia_temp = float(input("\nInforme uma distância a partir do apoio A: "))
  # vamos mostrar o momento fletor na distância informada
  if distancia_temp > distancia:
    print("\nDistância inválida.")
  else:
    flexao_distancia = (1.0 / 2.0) * carga * distancia_temp * \
      (distancia - distancia_temp)
    print("O momento fletor na distância informada é: {0} kN".format(
      flexao_distancia))  
   
  # vamos mostrar a força cortante no apoio A
  cortante_a = (1.0 / 2.0) * carga * distancia
  print("\nA força cortante no apoio A é: {0} kN".format(cortante_a))
  
  # vamos mostrar a força cortante no apoio B
  cortante_b = cortante_a * -1
  print("A força cortante no apoio B é: {0} kN".format(cortante_b))
  
if __name__== "__main__":
  main()



Python ::: Estruturas de Dados ::: Lista Ligada Simples

Como excluir um nó no final de uma lista encadeada simples em Python

Quantidade de visualizações: 1158 vezes
Nesta dica mostrarei como podemos escrever um método remover_final() que remove e retorna o nó no final de uma lista encadeada simples em Python, ou seja, excluí o último nó da lista.

É importante observar que o método exclui o último nó e o retorna completo, inclui o valor que está incluído nele. Se a lista estiver vazia o método retorna o valor None para indicar lista vazia.

Vamos começar então com o código para a classe No da lista singularmente ligada (que salvei em um arquivo no_lista_singularmente_ligada.py):

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# classe No para uma lista singularmente encadeada ou
# ligada - Singly Linked List
class No:
  # construtor da classe No
  def __init__(self, info, proximo):
    self.info = info
    self.proximo = proximo

  # método que permite definir o conteúdo do nó
  def set_info(self, info):
    self.info = info

  # método que permite obter a informação de um nó 
  def get_info(self):
    return self.info

  # método que permite definir o campo próximo deste nó
  def set_proximo(self, proximo):
    self.proximo = proximo

  # método que permite obter o campo próximo deste nó
  def get_proximo(self):
    return self.proximo

  # retorna True se este nó apontar para outro nó
  def possui_proximo(self):
    return self.proximo != None

Veja que o código para a classe Nó não possui muitas firulas. Temos apenas um campo info, que guardará o valor do nó, e um campo próximo, que aponta para o próximo nó da lista, ou null, se este for o único nó ou o último nó da lista ligada.

Veja agora o código para a classe ListaLigadaSimples (lista_ligada_simples.py), com os métodos inserir_inicio(), remover_final() e exibir():

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# importa a classe No
from no_lista_singularmente_ligada import No

# classe ListaLigadaSimples   
class ListaLigadaSimples:
  # construtor da classe
  def __init__(self):
    self.inicio = None # nó inicial da lista

  # método que deleta um nó no final de uma lista ligada
  # este método retorna o nó excluído
  def remover_final(self):
    # a lista está vazia?  
    if self.inicio == None:
      return None
    else:
      # vamos excluir e retornar o primeiro nó da lista
      removido = self.inicio
      
      # a lista possui apenas um nó?
      if self.inicio.get_proximo() == None:
        # a lista agora ficará vazia
        self.inicio = None
      else:
        # começamos apontando para o início da lista   
        no_atual = self.inicio
        no_anterior = self.inicio

        # enquanto o próximo do nó atual for diferente de nulo
        while no_atual.get_proximo() != None:
          # avançamos o nó anterior
          no_anterior = no_atual
          # saltamos para o próximo nó
          no_atual = no_atual.get_proximo()

        # na estamos na posição de exclusão
        removido = no_atual
        no_anterior.set_proximo(None)
    
    # retorna o nó removido
    return removido

  # método que permite inserir um novo nó no início da lista
  def inserir_inicio(self, info):
    # cria um novo nó contendo a informação e que
    # não aponta para nenhum outro nó
    novo_no = No(info, None)
    
    # a lista ainda está vazia?
    if self.inicio == None:
      # o novo nó será o início da lista  
      self.inicio = novo_no
    else:
      # o novo nó aponta para o início da lista
      novo_no.set_proximo(self.inicio)
      # o novo nó passa a ser o início da lista
      self.inicio = novo_no


  # método que permite exibir todos os nós da lista
  # ligada simples (lista singularmente encadeada)
  def exibir(self):
    # aponta para o início da lista
    no_atual = self.inicio
    # enquanto o nó não for nulo
    while no_atual != None:
      # exibe o conteúdo do nó atual  
      print(no_atual.get_info())
      # pula para o próximo nó
      no_atual = no_atual.get_proximo()

E agora o código main() que insere alguns valores no início da nossa lista singularmente encadeada e testa o método remover_final():

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# importa a classe ListaLigadaSimples
from lista_singularmente_ligada import ListaLigadaSimples

# método principal  
def main():
  # cria uma nova lista encadeada simples
  lista = ListaLigadaSimples()

  print("Insere o valor 12 no início da lista")
  lista.inserir_inicio(12)
  print("Conteúdo da lista: ")
  lista.exibir()
  print("Insere o valor 30 no início da lista")
  lista.inserir_inicio(30)
  print("Conteúdo da lista: ")
  lista.exibir()
  print("Insere o valor 27 no início da lista")
  lista.inserir_inicio(27)
  print("Conteúdo da lista: ")
  lista.exibir()

  print("Remove um nó no final da lista")
  removido = lista.remover_final()
  if removido == None:
    print("Não foi possível remover. Lista vazia")
  else:
    print("Nó removido:", removido.get_info())  
  print("Conteúdo da lista: ")
  lista.exibir()

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

c:\estudos_python>python estudos.py
Insere o valor 12 no início da lista
Conteúdo da lista:
12
Insere o valor 30 no início da lista
Conteúdo da lista:
30
12
Insere o valor 27 no início da lista
Conteúdo da lista:
27
30
12
Remove um nó no final da lista
Nó removido: 12
Conteúdo da lista:
27
30


Python ::: Topografia e Geoprocessamento ::: Passos Iniciais

Como converter graus, minutos e segundos para graus decimais em Python

Quantidade de visualizações: 1175 vezes
Em algumas situações, principalmente em cálculos da Engenharia Civil e Topografia, nós precisamos converter graus, minutos e segundos para graus decimais. É comum chamarmos graus, minutos e segundos de DMS ou GMS, enquanto os graus decimais são chamados de UTM.

Nesta dica veremos como converter 85º 42' 13.75'' para graus decimais. A fórmula que usaremos é a seguinte:

\[\text{Graus decimais} = \text{Graus} + \frac{\text{Minutos}}{60} + \frac{\text{Segundos}}{3600} \]

Veja agora o código Python completo que pede para o usuário informar os graus, os minutos e os segundos e mostra os graus decimais:

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# função principal do programa
def main():
  # vamos pedir para o usuário informar os graus, minutos
  # e segundos
  graus = float(input("Informe os graus: "))
  minutos = float(input("Informe os minutos: "))
  segundos = float(input("Informe os segundos: "))
    
  # agora vamos calcular os graus decimais
  graus_decimais = graus + (minutos /  60.0) + \
    (segundos / 3600.0)
    
  # e agora mostramos o resultado
  print("Os graus decimais são: {0}".format(graus_decimais))
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

Informe os graus: 85
Informe os minutos: 42
Informe os segundos: 13.75
Os graus decimais são: 85.70381944444445

Fique atento ao sinal. Se o valor em graus, minutos e segundos possuir os caracteres "W" ou "S", então o valor em graus decimais deverá levar o sinal de negativo.


Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Arrays e Matrix (Vetores e Matrizes)

Exercícios Resolvidos de Python - Como retornar o maior elemento em cada uma das colunas de uma matriz usando Python

Quantidade de visualizações: 1104 vezes
Pergunta/Tarefa:

Dada a seguinte matriz:

6   10   4
2    9   7
20   3   1
Escreva um programa Python que exibe o maior elemento em cada uma das colunas dessa matriz.

Sua saída deverá ser parecida com:

Maior elemento na coluna 0 é 20
Maior elemento na coluna 1 é 10
Maior elemento na coluna 2 é 7
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Python:

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# método principal
def main():
  # vamos declarar e constuir uma matriz de 3 linhas e três colunas
  matriz = [[6, 10, 4], [2, 9, 7], [20, 3, 1]];
    
  # vamos percorrer a matriz e exibir o maior elemento de cada coluna
  # começamos com cada coluna
  for i in range(len(matriz[0])):
    # assumimos que o maior valor é o primeiro dessa coluna
    maior = matriz[0][i]
    # percorremos todos os elementos desta linha
    for j in range(len(matriz)):
      # o elemento atual é maior que o maior?
      if matriz[j][i] > maior:
        # maior assume o valor atual
        maior = matriz[j][i]
      
    # exibimos o maior elemento desta coluna
    print("Maior elemento na coluna {0} é {1}".format(i, maior))

if __name__== "__main__":
  main()



Python ::: Dicas & Truques ::: Trigonometria - Funções Trigonométricas

Como calcular o comprimento da hipotenusa em Python dadas as medidas do cateto oposto e do cateto adjascente

Quantidade de visualizações: 1587 vezes
Nesta dica mostrarei como é possível usar a linguagem Python para retornar o comprimento da hipotenusa dadas as medidas do cateto oposto e do cateto adjascente. Vamos começar analisando 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.

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 a fazer a converter esta fórmula para código Python. Veja:

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# vamos importar o módulo Math
import math as math

def main():
  a = 20 # medida do cateto oposto
  b = 30 # medida do cateto adjascente
  
  # agora vamos calcular o comprimento da hipotenusa
  c = math.sqrt(math.pow(a, 2) + math.pow(b, 2))
 
  # e mostramos o resultado
  print("O comprimento da hipotenusa é: %f" % c)
  
if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

O comprimento da hipotenusa é: 36.055513

Como podemos ver, o resultado retornado com o código Python confere com os valores da imagem apresentada.


Python ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Pandas Python Library

Exercício Resolvido de Python Pandas - Como testar se um DataFrame do Pandas possui algum valor não informado

Quantidade de visualizações: 736 vezes
Pergunta/Tarefa:

Dado o seguinte arquivo CSV (carros.csv):

Marca;Modelo;Ano;Valor;Vendido
Fiat;Sienna;2010;23500.00;S
Volkswagen;Polo;2009;31453.00;N
Volkswagen;;2001;19200.00;S
Fiat;Palio;1995;7500.00;S
Honda;Civic;;42000.00;S
Renault;Sandero;2010;52000.00;N


Escreva um programa Python Pandas que carrega este arquivo .csv em um DataFrame, exiba o seu conteúdo e informe se o DataFrame contém algum valor não informado para qualquer uma das colunas. Analisando o arquivo vemos que há dois valores ausentes: o modelo do veículo na quarta linha e o ano do veículo na sexta linha.

Sua saída deverá ser parecida com:

Os dados do DataFrame são:

        Marca   Modelo     Ano    Valor Vendido
0        Fiat   Sienna  2010.0  23500.0       S
1  Volkswagen     Polo  2009.0  31453.0       N
2  Volkswagen      NaN  2001.0  19200.0       S
3        Fiat    Palio  1995.0   7500.0       S
4       Honda    Civic     NaN  42000.0       S
5     Renault  Sandero  2010.0  52000.0       N

Há valores ausentes no DataFrame
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício em Python:

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# importamos a biblioteca Pandas
import pandas as pd
 
def main():
  # vamos carregar os dados do arquivo .csv
  df = pd.read_csv("C:\\estudos_python\\carros.csv",
   delimiter=";")
 
  # vamos mostrar o DataFrame resultante
  print("Os dados do DataFrame são:\n")
  print(df)

  # vamos testar se existe algum valor ausenta em alguma
  # das colunas do DataFrame
  if df.isnull().values.any():
    print("\nHá valores ausentes no DataFrame")
  else:
    print("\nNão existe valores ausentes no DataFrame")

if __name__== "__main__":
  main()



Python ::: Dicas & Truques ::: Geometria, Trigonometria e Figuras Geométricas

Como calcular o diâmetro, a circunferência e a área de um círculo dado o raio em Python - Python para Geometria

Quantidade de visualizações: 4963 vezes
O círculo é uma figura geométrica plana e que possui quatro características: seu raio, seu diâmetro, sua circunferência e sua área. Aqui já podemos aproveitar e relembrar a diferença entre o círculo e a circunferência. O círculo é o conjunto de pontos resultantes da união entre uma circunferência e seus pontos internos, ou seja, o círculo é a área cuja delimitação é uma circunferência.

É importante observar que alguns autores tratam o círculo como uma circunferência. Assim, para estes autores, calcular a circunferência de um círculo equivale a calcular o perímetro da circunferência.

Veja a figura a seguir para relembrar o que é o raio de um círculo:



Nesta dica mostrarei como podemos usar Python para calcular o diâmetro, a circunferência e a área de um círculo tendo apenas o raio como informação. Antes, porém, vamos às formulas. Sabendo que r é o raio, temos:

\[\text{Diâmetro d} = 2 \times r \]

\[\text{Circunferência C} = 2 \times \pi \times r \]

\[\text{Área A} = \pi \times r^2 \]

Agora vamos ver o código Python que solicita ao usuário que informe o raio do círculo e mostra o diâmetro, a circunferência e a área:

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import math as math

def main():
  # vamos ler o raio do círculo
  raio = float(input("Informe o raio do círculo: "))
  
  # vamos achar o diâmetro do círculo
  diametro = 2 * raio
  # agora calculamos a circunferência
  circunferencia = 2 * math.pi * raio
  # finalmente calculamos a área do círculo
  area = math.pi * math.pow(raio, 2)
    
  # vamos mostrar os resultados
  print("O diâmetro do círculo é:", diametro)
  print("A circunferência do círculo é:", circunferencia)
  print("A área do círculo é:", area)

if __name__== "__main__":
  main()

Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado:

Informe o raio do círculo: 10
O diâmetro do círculo é: 20.0
A circunferência do círculo é: 62.83185307179586
A área do círculo é: 314.1592653589793

Lembre-se de que a área é em centímetros quadrados, metros quadrados, etc.


Python ::: Tkinter GUI Toolkit ::: Formulários e Janelas

Como definir a cor de fundo de uma janela do Tkinter do Python usando a função config()

Quantidade de visualizações: 3123 vezes
A cor de fundo de uma janela do Tkinter do Python pode ser definida por meio de uma chamada à função config() da classe Tk com o valor de uma cor para o parâmetro bg.

Veja uma aplicação Tkinter completa no qual definimos o título da janela e, em seguida, sua cor de fundo:

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suas necessidades, chama a gente no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)

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# vamos importar o módulo Tkinter
import tkinter as tk

# método principal
def main():
  # vamos criar a janela principal da aplicação
  janela = tk.Tk()

  # vamos definir o título da janela
  janela.title("Sistema de Biblioteca")

  # vamos definir a cor de fundo da janela
  janela.config(bg='#F2B33D')

  # entramos no loop de eventos
  janela.mainloop()

if __name__== "__main__":
  main()



Desafios, Exercícios e Algoritmos Resolvidos de Python

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E-Book 650 Dicas, Truques e Exercícios Resolvidos de Python - PDF com 1.200 páginas
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E-Book 350 Exercícios Resolvidos de Java - PDF com 500 páginas
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