Coleções. Prof. Marcelo Roberto Zorzan

Transcrição

1 Coleções Prof. Marcelo Roberto Zorzan

2 Coleções Aula de Hoje

3 Introdução Coleções podem representar estruturas de dados complexas de forma transparente para o programador. Exemplos: Músicas favoritas armazenadas no computador Jogadores de um time Com as coleções os programadores utilizam estruturas de dados existentes sem se preocupar como elas são implementadas.

4 Visão Geral Queue Collection: interface-raiz na hierarquia de coleções a partir da qual as interfaces Set e List são derivadas. Set : uma coleção que não contém duplicatas List : uma coleção ordenada que pode conter elementos duplicados Map: associa chaves a valores e não pode conter chaves duplicadas Queue: modela uma fila de espera.

5 Situação -Problema (Set ou List?) 1) Faça um programa em Java que contenha: a) uma classe Pessoa com os atributos nome e idade. b) uma classe Principal que imprima as informações das pessoas cadastradas.

6 Coleções Implementa uma estrutura de dados que armazena qualquer tipo de objeto. Não aceita tipos primitivos como elementos, apenas instâncias de objetos. Para guardar tipos primitivos devemos usar as classes wrapper. (Integer, Double, Float, etc) Declarado no pacote java.util

7 Classes Wrapper Permite a utilização de tipos primitivos como objetos. boolean byte char short int long float double Boolean Byte Character Short Integer Long Float Double

8 Interface Collection Visão Geral <<interface>> Collection <<interface>> List <<interface>> Set ArrayList LinkedList Vector HashSet <<interface>> SortedSet TreeSet

9 Interface List Uma List é uma Collection ordenada que pode conter elementos duplicados. Como os arrays, o índice do primeiro elemento de uma List é zero. A interface List é implementada por várias classes, incluindo as classes Vector, ArrayList e LinkedList.

10 Interface List <<interface>> Collection <<interface>> List ArrayList LinkedList Vector

11 Interface List Interface Classes Operações Nome do Método (Interface List) Adição add(int index, Object elem) List ArrayList Remoção remove(int index) LinkedList Acesso get(int index) listiterator() Pesquisa indexof(object elem)

12 Tipos genéricos Tipos genéricos trazem a facilidade de parametrizar o tipo de classes, variáveis ou métodos. Na API do JDK 5.0 todas as collection foram parametrizadas.

13 Tipos genéricos // Java 1.4: List lista = new ArrayList(); lista.add( Luis ); String nome = (String) lista.get(0); // Java 1.5 usando generics: List<String> lista = new ArrayList<String>(); lista.add( Luis ); String nome = lista.get(0);

14 Tipos genéricos Outro exemplo // Java 1.4: List lista2 = new ArrayList(); lista2.add(new Pessoa( José", 11)); JOptionPane.showMessageDialog(null, lista2.get(0)); [método getnome() não disponível!] // Java 1.5 usando generics: List<Pessoa> lista2 = new ArrayList<Pessoa>(); lista2.add(new Pessoa( José", 11)); JOptionPane.showMessageDialog(null, lista2.get(0).getnome());

15 ArrayList É uma estrutura de dados que tem como base um array ArrayList Principais características: Acesso sequencial/aleatório extremamente rápido. Em função do índice o acesso a um elemento no meio da lista é uma operação extremamente rápida. Inserção é também extremamente rápida. Pode ser redimensionada dinamicamente. A classe ArrayList não é uma lista de arrays, apesar do nome é uma lista de objetos.

16 ArrayList -operações Criar um objeto ArrayList Instancie um objeto da classe ArrayList, usando o construtor com ou sem parâmetro ArrayList<T> a = new ArrayList<T>(); ArrayList<T> b = new ArrayList<T>(20); O tamanho retornado por ambos objetos com o método size() vai ser zero, pois não adicionamos nenhum objeto nas listas Contudo, o valor 20 que foi informado significa a capacidade inicial da lista

17 ArrayList -operações Adicionar elementos a um ArrayList O método add() pode ou não receber como parâmetro a posição na lista que desejamos que ele ocupe. Caso a posição que informarmos já possua um objeto, o mesmo será deslocado uma posição para frente e o nosso objeto será colocado na posição solicitada. A vantagem de não informar a posição é que a própria lista vai cuidar de gerenciar a posição do objeto

18 ArrayList -operações Pessoa p = new Pessoa( joao, 19); ArrayList<Pessoa> a = new ArrayList<Pessoa>(); a.add(p); ou a.add(0, p); // Adicionou o objeto p na posição zero do ArrayList

19 ArrayList -operações Remover elementos de um ArrayList Para remover um item da lista basta informar a posição da lista que desejamos remover a.remove(int i); Ler os dados do ArrayList Para ler dados da lista podemos usar o método get() Pessoa p1 = a.get(int i);

20 ArrayList -operações Cuidado!!! Ao usar o método add(...), get() ou remove() o elemento da lista deve existir, caso contrário irá gerar um exceção : java.lang.indexoutofboundsexception

21 ArrayList -operações Usando o Iterator para percorrer uma lista Um iterator serve para recuperar os elementos de uma coleção Iterator i = a.iterator(); while (i.hasnext()) { Pessoa pessoa = (Pessoa) i.next(); JOptionPane.showMessageDialog(null,pessoa.getNome()); } Desta forma percorremos a lista, sem saber o tamanho da mesma.

22 ArrayList -operações Atenção!!! Se uma coleção for modificada por um dos seus métodos depois de um iterador ser criado para essa coleção, o iterador se torna imediatamente inválido. Qualquer operação realizada com o iterador depois desse ponto pode lançar uma exceção java.util.concurrentmodificationexception

23 LinkedList LinkedList A classe LinkedList trabalha com o conceito de lista encadeada. Além de implementar a interface List, a classe LinkedList provê métodos uniformemente nomeados para get, remove e insert um elemento no início e no final de uma lista. Essas operações permitem que as listas encadeadas sejam utilizadas como pilha ou fila Essa classe permite que sejam adicionados elementos no início ou nofinaldalista.

24 LinkedList -operações Criar um objeto LinkedList: LinkedList<String> lista = new LinkedList<String>(); Adicionar um elemento (objeto) no final da lista: lista.add(objeto); lista.addlast(objeto); Adicionar um elemento (objeto) no início da lista: lista.addfirst(objeto); Retornar o tamanho (número de elementos) da lista: lista.size();

25 LinkedList -operações Recuperar o elemento (objeto) na posição i: objeto = lista.get(int i); Recuperar o primeiro elemento (objeto): objeto = lista.getfirst(); Recuperar o último elemento (objeto): objeto = lista.getlast(); Remover o elemento (objeto) da posição i: lista.remove(int i); Remover o primeiro elemento (objeto): lista.removefirst(); Remover o último elemento (objeto): lista.removelast();

26 Vector Como ArrayList, a classe Vector fornece as capacidades das estruturas de dados no estilo array que podem se redimensionar dinamicamente. Vector A diferença entre eles (ArrayList e Vector) é que a classe Vector garante sincronização de dados.

27 LinkedList x ArrayList As diferenças são basicamente relativas a inserção, remoção e iteração. A LinkedList é a mais rápida para inserção e iteração. Se a lista for apenas para inserir e exibir os elementos (sem remover ou alterar) LinkedList é melhor. ArrayList é melhor se você precisa de acesso com índice (chamado acesso aleatório) ou seja, quando você usa o lista.get(i)

28 Interface Set Um set é uma Collection que não contém elementos duplicados. <<interface>> SortedSet TreeSet <<interface>> Set HashSet TreeSet: Modela conjuntos ordenados. Armazena seus elementos em uma árvore. HashSet: Modela conjuntos não ordenados. Armazena seus elementos em uma tabela Hash.

29 Interface Set A interface Set é uma extensão de Collection que não acrescenta nenhum método à especificação básica. Operações - Subconjunto (containsall) - União (addall) - Interseção (retainall) - Diferença (removeall) Collection containsall(object) addall(object) retainall(object) remove(object)

30 Interface SortedSet A interface SortedSet é uma extensão de Set que agrega o conceito de ordenação ao conjunto. Operações adicionais são fornecidas para tirar proveito dessa ordenação: - comparator() - first() - headset (Object toelement) - last() - subset (Object fromelement, Object toelement) - tailset(object fromelement)

31 HashSet x TreeSet Essa estrutura de coleções contém diversas implementações de Set, incluindo as classes HashSet ou TreeSet. Ao contrário de arrays não é necessário especificar a posição para adicionar um elemento, basta fazer: c.add(objeto) Outros métodos são: - add - adiciona um elemento ou um conjunto de elementos. - remove - remove um elemento ou um conjunto de elementos. - contains - Retorna true se o conjunto possuir algum elemento. - isempty - Retorna true se o conjunto estiver vazio. Os elementos de um Set não tem uma ordem como em um array, em que o primeiro elemento está na posição 0

32 HashSet x TreeSet A classe HashSet não possui ordem específica Já a classe TreeSet cria uma ordem, no caso de números do menor para o maior e no caso de String a ordem é lexicográfica.

33 Exemplo 1 HashSet import java.util.*; public class ExemploHashSet { public static void main(string[] args) { } } Collection <String> c = new HashSet <String>(); c.add("maria"); c.add("joao"); c.add("ana"); c.add("joao"); c.add("jose"); System.out.println(c); Qual o resultado?

34 Exemplo 1 HashSet Resultado: [Joao, Jose, Maria, Ana] No exemplo anterior temos um nome que é adicionado duas vezes, mas como a interface Set não permite repetição quando manipulamos Strings, ele na verdade só é inserido uma vez. Observe que não há uma ordem na impressão dos resultados.

35 Exemplo 2 HashSet import java.util.*; public class ExemploHashSet2 { public static void main(string[] args) { Collection <String> c = new HashSet <String>(); c.add("maria"); c.add("joao"); c.add("ana"); c.add("joao"); c.add("jose"); } } Iterator i = c.iterator(); while( i.hasnext() ) { System.out.print( i.next() + " " ); } Resultado: Joao Jose Maria Ana

36 Exemplo 1 TreeSet import java.util.*; public class ExemploTreeSet { public static void main(string[] args) { Collection<String> c = new TreeSet<String>(); c.add("maria"); c.add("joao"); c.add("ana"); c.add("joao"); c.add("jose"); Iterator i = c.iterator(); while( i.hasnext() ) { System.out.print( i.next() + " " ); } } } Qual o resultado?

37 Exemplo 1 TreeSet Resultado é : Ana Joao Jose Maria Observe que não é permitido repetições, como em um HashSet, e que neste caso os elementos já estão ordenados.

38 Exemplo 2 TreeSet import java.util.*; public class ExemploTreeSet2 { public static void escreve(collection d) { Iterator i = d.iterator(); } while( i.hasnext() ) { System.out.print( i.next() + " " ); }...

39 Exemplo 2 TreeSet public static void main(string[] args) { Collection <String> c = new TreeSet <String>(); Collection <String> c2 = new TreeSet <String>(); c.add("maria"); c.add("joao"); c.add("ana"); c.add("joao"); c.add("jose"); c.add("andre"); System.out.println( Elementos de c "); escreve( c );

40 Exemplo 2 TreeSet... Iterator j = c.iterator(); while( j.hasnext() ) { Object o = j.next(); if( o.equals("jose") ) { j.remove(); } } System.out.println( Elementos de c menos Jose "); escreve( c ); c.remove("andre"); System.out.println( Elementos de c menos Andre "); escreve( c );...

41 Exemplo 2 TreeSet... c2.add("claudia"); c2.add("paulo"); c2.add("ana"); System.out.println( Elementos de c2 "); escreve( c2 ); c.addall(c2); System.out.println( Elementos de c união c2 "); escreve( c ); c.removeall(c2); System.out.println( Elementos de c menos c2 "); escreve( c ); } }

42 Resultado Exemplo 2 >Elementos de c >Ana Andre Joao Jose Maria >Elementos de c menos Jose >Ana Andre Joao Maria >Elementos de c menos Andre >Ana Joao Maria >Elementos de c2 >Ana Claudia Paulo >Elementos de c união c2 >Ana Claudia Joao Maria Paulo >Elementos de c menos c2 >Joao Maria

43 Exemplo 3 TreeSet Agora vamos ver um exemplo usando um TreeSet com elementos do conjunto que possuem mais de um campo. Nestes exemplos os elementos são funcionários de uma empresa que tem nome e salário. Para definir o campo para o qual queremos ordenação usamos a interface Comparable.

44 Exemplo 3 TreeSet public class Empregado implements Comparable<Empregado>{ private String nome; private int salario; } Empregado(String nome, int salario) { this.setnome(nome); this.setsalario(salario); } // métodos set s public String getnome(){ return this.nome; } public int getsalario(){ return this.salario; } public int compareto (Empregado o) { return this.salario - o.getsalario(); }

45 import java.util.*; public class CriaEmpregado { } public static void main(string[] args) { Empregado emp1 = new Empregado("Joao", 100); Empregado emp2 = new Empregado("Maria", 120); Empregado emp3 = new Empregado("Jose", 130); Empregado emp4 = new Empregado("Ana", 110); Empregado emp5 = new Empregado("Jimy", 130); } Exemplo 3 TreeSet Collection <Empregado> c = new TreeSet <Empregado>(); c.add(emp1); c.add(emp2); c.add(emp3); c.add(emp4); c.add(emp5); Iterator i = c.iterator(); while ( i.hasnext() ) { Empregado e = (Empregado) i.next(); System.out.println(e.getNome() + " " + e.getsalario()); }

46 >Joao 100 >Ana 110 >Maria 120 >Jose 130 Resultado Exemplo 3

47 Algoritmos de coleções Página 686, seção 19.6 (Livro Deitel) Algoritmo sort Algoritmo shuffle Algoritmos reverse, fill, copy, max e min Algoritmo binarysearch