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Como calcular o coeficiente angular de uma reta em C++ dados dois pontos no plano cartesiano

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O Coeficiente Angular de uma reta é a variação, na vertical, ou seja, no eixo y, pela variação horizontal, no eixo x. Sim, isso mesmo. O coeficiente angular de uma reta tem tudo a ver com a derivada, que nada mais é que a taxa de variação de y em relação a x.

Vamos começar analisando o seguinte gráfico, no qual temos dois pontos distintos no plano cartesiano:

Veja que o segmento de reta AB passa pelos pontos A (x=3, y=6) e B (x=9, y=10). Dessa forma, a fórmula para obtenção do coeficiente angular m dessa reta é:

\[\ \text{m} = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{\Delta y}{\Delta x} = tg \theta \]

Note que __$\Delta y__$ e __$\Delta x__$ são as variações dos valores no eixo das abscissas e no eixo das ordenadas. No triângulo retângulo que desenhei acima, a variação __$\Delta y__$ se refere ao comprimento do cateto oposto e a variação __$\Delta y__$ se refere ao comprimento do cateto adjascente.

Veja agora o trecho de código na linguagem C++ que solicita as coordenadas x e y dos dois pontos, efetua o cálculo e mostra o coeficiente angular m da reta que passa pelos dois pontos:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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#include <iostream>
#include <cstdlib>
 
using namespace std;
 
int main(int argc, char *argv[]){
  // coordenadas dos dois pontos
  float x1, y1, x2, y2;
  // guarda o coeficiente angular
  float m; 
       
  // x e y do primeiro ponto
  cout << "Coordenada x do primeiro ponto: ";
  cin >> x1;
  cout << "Coordenada y do primeiro ponto: ";
  cin >> y1;
     
  // x e y do segundo ponto
  cout << "Coordenada x do segundo ponto: ";
  cin >> x2;
  cout << "Coordenada y do segundo ponto: ";
  cin >> y2;   
     
  // vamos calcular o coeficiente angular
  m = (y2 - y1) / (x2 - x1);
     
  // mostramos o resultado
  cout << "O coeficiente angular é: " << m << "\n\n";
   
  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}

Ao executar este código C++ nós teremos o seguinte resultado:

Coordenada x do primeiro ponto: 3
Coordenada y do primeiro ponto: 6
Coordenada x do segundo ponto: 9
Coordenada y do segundo ponto: 10
O coeficiente angular é: 0.666667
Pressione qualquer tecla para continuar...

Veja agora como podemos calcular o coeficiente angular da reta que passa pelos dois pontos usando o Teorema de Pitágoras. Note que agora nós estamos tirando proveito da tangente do ângulo Theta (__$\theta__$), também chamado de ângulo Alfa ou Alpha (__$\alpha__$):

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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <math.h>
 
using namespace std;
 
int main(int argc, char *argv[]){
  // coordenadas dos dois pontos
  float x1, y1, x2, y2;
  // guarda os comprimentos dos catetos oposto e adjascente
  float cateto_oposto, cateto_adjascente;
  // guarda o ângulo tetha (em radianos) e a tangente
  float tetha, tangente;
       
  // x e y do primeiro ponto
  cout << "Coordenada x do primeiro ponto: ";
  cin >> x1;
  cout << "Coordenada y do primeiro ponto: ";
  cin >> y1;
     
  // x e y do segundo ponto
  cout << "Coordenada x do segundo ponto: ";
  cin >> x2;
  cout << "Coordenada y do segundo ponto: ";
  cin >> y2;   
     
  // vamos obter o comprimento do cateto oposto
  cateto_oposto = y2 - y1;
  // e agora o cateto adjascente
  cateto_adjascente = x2 - x1;
  // vamos obter o ângulo tetha, ou seja, a inclinação da hipetunesa
  // (em radianos, não se esqueça)
  tetha = atan2(cateto_oposto, cateto_adjascente);
  // e finalmente usamos a tangente desse ângulo para calcular
  // o coeficiente angular
  tangente = tan(tetha);
     
  // mostramos o resultado
  cout << "O coeficiente angular é: " << tangente << "\n\n";
   
  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}

Ao executar este código você verá que o resultado é o mesmo. No entanto, fique atento às propriedades do coeficiente angular da reta:

1) O coeficiente angular é positivo quando a reta for crescente, ou seja, m > 0;

2) O coeficiente angular é negativo quando a reta for decrescente, ou seja, m < 0;

3) Se a reta estiver na horizontal, ou seja, paralela ao eixo x, seu coeficiente angular é zero (0).

4) Se a reta estiver na vertical, ou seja, paralela ao eixo y, o coeficiente angular não existe.

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C++ ::: STL (Standard Template Library) ::: Vector C++

Como retornar uma referência ao último elemento de um vector C++ usando a função back()

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O último elemento de um contêiner STL vector pode ser acessado por meio da função back(). Como esta função é sobrecarregada, temos duas opções:

reference back();
const_reference back() const;

A primeira versão é do tipo T&, ou seja, retorna uma referência ao último elemento. Veja:

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#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]){
  // um vector vazio que conterá inteiros
  vector<int> valores;

  // vamos inserir três elementos
  valores.push_back(54);
  valores.push_back(13);
  valores.push_back(87);

  // vamos obter o valor do último elemento do vector
  // Note que back() pode ser usada dos dois lados
  // de uma operação de atribuição
  int valor = valores.back();
  cout << "Último elemento: " << valor << endl;

  // vamos alterar o valor do último elemento
  valores.back() = 102;

  // vamos testar o resultado
  cout << "Último elemento: " << valores.back() << endl;

  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}

Ao executar este código C++ nós teremos o seguinte resultado:

Último elemento: 87
Último elemento: 102

Note que aqui nós usamos:

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int valor = valores.back();

para guardar o valor do último elemento na variável valor. Poderíamos também usar:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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int& valor = valores.back();
valor = 102;

Agora valor é uma referência direta ao último elemento do vector. Desta forma, qualquer alteração no valor da variável valor afetará também o último elemento do vector.

Observe agora o seguinte trecho de código:

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int valor = valores.back(); // o último elemento é 87
valores.back() = 20;
cout << "Último elemento: " << valor << endl;

Aqui nós acessamos o valor do último elemento, guardarmos-o na variável valor e atribuímos o valor 20 à valores.back(). Porém, ao imprimirmos a variável valor o seu conteúdo ainda é 87. De fato, o que gostaríamos é que uma alteração em valores.back() afetasse também a variável valor. Assim:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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int& valor = valores.back(); // o último elemento é 87
valores.back() = 20;
cout << "Último elemento: " << valor << endl;

Mas, como evitar alterações diretas na variável valor? Podemos declarar valor como uma referência constante, ou seja, usar a segunda versão da função back(), a saber const T&, que retorna uma referência constante. Veja:

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const int& valor = valores.back(); // o último elemento é 87
valores.back() = 20;
valor = 300; // esta linha não compila
cout << "Último elemento: " << valor << endl;

Agora o efeito que queríamos é alcançado. Alterações em valores.back() afetam a variável valor, mas, não podemos alterar valor diretamente, já que esta variável é uma referência constante agora.

C++ ::: Dicas & Truques ::: Trigonometria - Funções Trigonométricas

Como calcular o seno de um número ou ângulo em C++ usando a função sin()

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Em geral, quando falamos de seno, estamos falando do triângulo retângulo de Pitágoras (Teorema de Pitágoras). A verdade é que podemos usar a função seno disponível nas linguagens de programação para calcular o seno de qualquer número, mesmo nossas aplicações não tendo nenhuma relação com trigonometria.

No entanto, é sempre importante entender o que é a função seno. Veja a seguinte imagem:

Veja que temos um triângulo retângulo com as medidas já calculadas para a hipotenusa e os dois catetos, assim como os ângulos entre eles.

Assim, o seno é a razão entre o cateto oposto (oposto ao ângulo theta) e a hipotenusa, ou seja, o cateto oposto dividido pela hipotenusa. Veja a fórmula:

\[\text{Seno} = \frac{\text{Cateto oposto}}{\text{Hipotenusa}} \]

Então, se dividirmos 20 por 36.056 (na figura eu arredondei) nós teremos 0.5547, que é a razão entre o cateto oposto e a hipotenusa (em radianos).

Agora, experimente calcular o arco-cosseno de 0.5547. O resultado será 0.9828 (em radianos). Convertendo 0.9828 radianos para graus, nós obtemos 56.31º, que é exatamente o ângulo em graus entre o cateto oposto e a hipotenusa na figura acima.

Pronto! Agora que já sabemos o que é seno na trigonometria, vamos entender mais sobre a função sin() da linguagem C++. Esta função, disponível no header math.h, recebe um valor numérico e retorna um valor, também numérico) entre -1 até 1 (ambos inclusos). Veja:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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#include <iostream>
#include <math.h>
#include <cstdlib>
 
using namespace std;
 
int main(int argc, char *argv[]){
  cout << "Seno de 0 = " << sin(0) << "\n";
  cout << "Seno de 0 = " << sin(1) << "\n";
  cout << "Seno de 0 = " << sin(2) << "\n\n"; 
 
  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}

Ao executar este código C++ nós teremos o seguinte resultado:

Seno de 0 = 0
Seno de 0 = 0.841471
Seno de 0 = 0.909297

Note que calculamos os senos dos valores 0, 1 e 2. Observe como os resultados conferem com a curva da função seno mostrada abaixo:

C++ ::: Win32 API (Windows API) ::: Arquivos e Diretórios

Arquivos e diretórios em C++ - Como escrever em arquivos usando a função WriteFile() da API do Windows

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A função WriteFile() da Win32 API é útil quando precisamos escrever em arquivos. Esta função foi projetada para escritas síncronas e assíncronas, enquanto WriteFileEx() é somente para escritas assíncronas.

Veja o protótipo desta função:

BOOL WINAPI WriteFile(
  HANDLE hFile,
  LPCVOID lpBuffer,
  DWORD nNumberOfBytesToWrite,
  LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,
  LPOVERLAPPED lpOverlapped
);

Antes de escrevermos em um arquivo, é importante entendermos o significado dos parâmetros da função WriteFile():

a) HANDLE hFile - Este é o handle para o arquivo no qual queremos escrever. Este handle deve ser criado com os direitos de acesso de escrita GENERIC_WRITE.

b) LPCVOID lpBuffer - Um ponteiro para o buffer que contém os dados que serão escritos no arquivo.

c) DWORD nNumberOfBytesToWrite - O número de bytes a serem escritos no arquivo.

d) LPDWORD lpNumberOfBytesWritten - Um ponteiro para uma variável que receberá o número de bytes escritos. A função WriteFile() define o valor desta variável como zero antes de fazer seu trabalho ou verificação de erro.

d) LPOVERLAPPED lpOverlapped - Um ponteiro para um estrutura OVERLAPPED. Esta estrutura é exigida se o handle para o arquivo for obtido usando FILE_FLAG_OVERLAPPED para o parâmetro dwFlagsAndAttributes da função CreateFile(). Geralmente usamos NULL para este parâmetro.

Veja um trecho de código no qual usamos a função WriteFile() para escrever duas linhas em um arquivo texto:

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#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <windows.h>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]){
  // dados a serem escritos no arquivo
  CHAR frase[80];
  DWORD nOut; // bytes escritos
  
  // nome do arquivo
  CHAR arquivo[] = "C:\\testes.txt";
  
  // vamos abrir o arquivo para escrita.
  // se o arquivo não existir nós vamos criá-lo.
  HANDLE hArquivo = CreateFile(arquivo, GENERIC_WRITE, 0, NULL,
    CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

  if(hArquivo == INVALID_HANDLE_VALUE){
    cout << "Erro ao abrir o arquivo: " << GetLastError() << endl;
  }
  else{
    // arquivo aberto com sucesso. Vamos escrever
    
    // dados a serem escritos no arquivo
    CHAR frase1[80] = "Programar em C++ é bom demais\r\n";
    CHAR frase2[80] = "E a Win32 é da hora!!!!";
    DWORD nOut; // bytes escritos
    
    // vamos escrever a primeira frase
    WriteFile(hArquivo, frase1, strlen(frase1), &nOut, NULL);
    cout << nOut << " bytes foram escritos. " << endl;
    
    // vamos escrever a segunda frase
    WriteFile(hArquivo, frase2, strlen(frase2), &nOut, NULL);
    cout << nOut << " bytes foram escritos. " << endl;   
  }
    
  // vamos fechar o handle
  CloseHandle(hArquivo);
  
  system("PAUSE");
  return EXIT_SUCCESS;
}

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