Prof. Rogério Rocha 1

Transcrição

1 Uma estrutura de dados é um modo particular de armazenamento e organização de dados em um computador de modo que possam ser usados eficientemente. Diferentes tipos de estrutura de dados são adequados a diferentes tipos de aplicação e algumas são altamente especializadas, destinando-se a algumas tarefas específicas. Estruturas de dados e algoritmos são temas fundamentais da ciência da computação, sendo utilizados nas mais diversas áreas do conhecimento e com os mais diferentes propósitos de aplicação. Sabe-se que algoritmos manipulam dados. Quando estes dados estão organizados (dispostos) de forma coerente, caracterizam uma forma, uma estrutura de dados. A organização e os métodos para manipular essa estrutura é que lhe conferem singularidade. A escolha de uma estrutura de dados apropriada pode tornar um problema complicado em um de solução relativamente simples. O estudo das estruturas de dados está em constante desenvolvimento (assim como o de algoritmos), mas, apesar disso, existem certas estruturas clássicas que se comportam como padrões. As estruturas de dados são chamadas tipos de dados compostos que se dividem em homogêneos (vetores e matrizes) e heterogêneos (registros). As estruturas homogêneas são conjuntos de dados formados pelo mesmo tipo de dado primitivo. As estruturas heterogêneas são conjuntos de dados formados por tipos de dados primitivos diferentes (campos do registro) em uma mesma estrutura. I - Estruturas homogêneas um array, também conhecido como vetor (para arrays uni-dimensionais) ou matriz (para arrays bi-dimensionais), é uma das mais simples estruturas de dados. Os arrays mantêm uma série de elementos de dados, geralmente do mesmo tamanho e tipo de dados. Elementos individuais são acessados por sua posição no array. A posição é dada por um índice, também chamado de subscrição. O índice geralmente utiliza uma sequência de números inteiros, mas o índex pode ter qualquer valor ordinal. Os arrays podem ser considerados como as estruturas de dados mais simples. Têm a vantagem de que os seus elementos são acessíveis de forma rápida, mas têm uma notável limitação: são de tamanho fixo. A) Vetores Declaramos vetores de maneira muito semelhante à declaração de variáveis normais. A única diferença é que depois do nome da variável deve ser informada a quantidade de elementos do vetor. Para declarar um vetor chamado vetor, com cinco elementos inteiros, escrevemos: int vetor[5]; Note que a quantidade de elementos de um vetor não pode ser alterada depois que o vetor for declarado. Para criar vetores de tamanho dinâmico, podemos usar ponteiros, que serão abordados mais adiante. Da mesma maneira que podemos inicializar uma variável junto com sua declaração, podemos usar as chaves () para inicializar um array. int vetor[5] = 17, 42, 9, 33, 12; [email protected] 1

2 Para fazer referência a um valor a um elemento de um vetor, usamos a notação vetor[índice], que serve tanto para obter quanto para definir o valor de um elemento específico, dada sua posição. Note que os elementos são numerados a começar do zero, e, portanto, se o número de elementos é N, o índice ou posição do último elemento será N 1. vetor[0] = 3; int x = vetor[2]; int y = vetor[5]; ERRO! Repare em que a última linha contém um erro: ela referencia um elemento do vetor que não existe. No entanto, o compilador não se recusará a compilar esse código; dará apenas um aviso. Se essa linha for executada, a variável y receberá um valor que não tem nada a ver com o vetor. O código abaixo é de um programa que declara uma vetor de inteiros de 5 ocorrências, popula e exibe. public class Vet01 public static void main(string args[]) int vetor[]; vetor = new int[10]; for (int i = 0; i < vetor.length; i++) vetor[i] = i; System.out.println("vetor["+i+"] = "+i); [email protected] 2

3 B) Strings import javax.swing.joptionpane; public class Ex public static String le_frase(string msg,int piso,int teto) String entrada=""; while ((entrada.length() < piso) (entrada.length() > teto)) entrada = JOptionPane.showInputDialog(msg+"\n[ mínimo "+piso+" máximo "+teto+" ]"); Se pressione "cancel" if ( entrada == null ) entrada = ""; return entrada.trim(); public static String vertical(string entrada) String ret=""; int x =0; for (x = 0; x < entrada.length(); x++) ret += entrada.charat(x)+"\n"; return ret; public static String invertida(string entrada) String ret=""; int x =0; for (x = entrada.length()-1; x >= 0; x--) ret += entrada.charat(x); return ret; [email protected] 3

4 public static String vogais(string entrada) String ret = ""; String vogais = "AaÁáÃãÂâEeÉéÊêIiÍíÎîOoÓóÔôUuÚúÛû"; int x = 0; int y = 0; for (x = 0; x < entrada.length(); x++) for (y = 0; y < vogais.length(); y++) if ( entrada.charat(x) == vogais.charat(y)) ret += entrada.charat(x); return ret; public static String consoantes(string entrada) String ret = ""; String vogais = "AaÁáÃãÂâEeÉéÊêIiÍíÎîOoÓóÔôUuÚúÛû"; int x = 0; int y = 0; boolean consoante = false; for (x = 0; x < entrada.length(); x++) consoante = true; for (y = 0; y < vogais.length(); y++) if ( entrada.charat(x) == vogais.charat(y)) consoante = false; break; if ( consoante ) ret += entrada.charat(x); return ret; [email protected] 4

5 public static void main(string args[]) String frase = "", aux=""; int metade = 0; frase = le_frase("digite uma frase",5,25); JOptionPane.showMessageDialog(null,"Frase = ["+frase+"]","tratamento de Strings",JOptionPane.WARNING_MESSAGE); JOptionPane.showMessageDialog(null,"Quantidade de caracteres = "+frase.length(),"tratamento de Strings",JOptionPane.WARNING_MESSAGE); aux = vertical(frase); JOptionPane.showMessageDialog(null,aux,"Frase na vertical",joptionpane.warning_message); aux = invertida(frase); JOptionPane.showMessageDialog(null,aux,"Frase invertida",joptionpane.warning_message); aux = vogais(frase); JOptionPane.showMessageDialog(null,aux,"Somente as vogais",joptionpane.warning_message); aux = consoantes(frase); JOptionPane.showMessageDialog(null,aux,"Somente as consoantes",joptionpane.warning_message); aux = frase.touppercase(); JOptionPane.showMessageDialog(null,aux,"Maiúsculas",JOptionPane.WARNING_MESSAGE); aux = frase.tolowercase(); JOptionPane.showMessageDialog(null,aux,"Maiúsculas",JOptionPane.WARNING_MESSAGE); metade = (int) frase.length() / 2; aux = frase.substring(0, metade); JOptionPane.showMessageDialog(null,aux,"1a metade",joptionpane.warning_message); aux = frase.substring(metade); JOptionPane.showMessageDialog(null,aux,"2a metade",joptionpane.warning_message); System.exit(0); Saída do programa: [email protected] 5

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8 C) Matrizes São matrizes linha-coluna, onde o primeiro índice indica a linha e o segundo a coluna. Esse tipo de matriz é considerado o caso mais simples de matrizes multidimensionais. import javax.swing.joptionpane; import java.text.*; public class Mat01 public static void main(string args[]) int mat[][]; int linhas = 0,colunas=0; double x = 0; String aux = ""; DecimalFormat Mk3 = new DecimalFormat("000"); DecimalFormat Mk2 = new DecimalFormat("00"); while ( linhas < 5 ) x = Math.random()*20; linhas = (int) x; while ( colunas < 5 ) x = Math.random()*8; colunas = (int) x; mat = new int[linhas][colunas]; for (int l = 0; l < mat.length; l++) for (int c = 0; c < mat[l].length; c++) x = Math.random()*1000; mat[l][c] = (int) x; aux += "mat["+mk2.format(l)+"]["+mk2.format(c)+"] = "+Mk3.format(mat[l][c])+" "; aux += "\n"; JOptionPane.showMessageDialog(null,aux,"Matriz",JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE); System.exit(0); Esse exemplo calcula a determinante de uma matriz de ordem 2 e através dele podemos ver como deve ser feita a declaração de uma matriz bidimensional. mat = new int[linhas][colunas]; Que a forma geral é: tipo nome_matriz[numero_linhas][numero_colunas]; Observe na formula que calcula a determinante que os valores são acessados através de seus índices (linhas e colunas). [email protected] 8

9 A seguir são apresentadas as saídas do programa: D) Matrizes multidimensionais A linguagem Java permite também utilizar matriz de três ou mais dimensões, porém não é frequentemente usada, pois requer uma quantidade grande de memória e os acessos aos seus elementos são mais lentos. Declaração de matrizes multidimensionais: Tipo nome [tamanho1][tamanho2][tamanho3]...[tamanho n] [email protected] 9

10 import javax.swing.joptionpane; import java.text.*; public class BolhaMat FACULDADE BATISTA MINEIRA - CST Banco de Dados static int le_int(string msg, int piso, int teto) int x; String aux; boolean repete; x = 0; repete = true; while ( repete ) aux = JOptionPane.showInputDialog(msg+" entre "+piso+" e "+teto); try x = Integer.parseInt(aux); return x; if (( x < piso ) ( x > teto)) throw new NumberFormatException(); else repete = false; catch (NumberFormatException nfe) JOptionPane.showMessageDialog(null,"Valor incorreto. Digite novamente.", "Erro",JOptionPane.ERROR_MESSAGE); static void popula(int m[][]) for (int l=0;l<m.length;l++) for (int c=0;c<m[l].length;c++) m[l][c] = le_int("digite o valor da linha "+(l+1)+" e da coluna "+(c+1),-100,100); public static void exibe(int m[][],string tit) DecimalFormat Mk = new DecimalFormat("000 "); String msg="",aux=""; System.out.println("\n"+tit); for (int l=0;l<m.length;l++) for (int c=0;c<m[l].length;c++) aux = Mk.format(m[l][c]); System.out.print(aux); msg = msg+aux; System.out.print("\n"); msg = msg+"\n"; JOptionPane.showMessageDialog(null,msg,tit,JOptionPane.PLAIN_MESSAGE); System.out.println(); [email protected] 10

11 public static void ordena(int mat[][]) int tam; tam = qtd_ocorrencias(mat); int vet[] = new int [tam]; popula_vet(vet,mat); bolha(vet); popula_mat(mat,vet); public static int qtd_ocorrencias(int mat[][]) int t=0; for (int l=0;l<mat.length;l++) for (int c=0;c<mat[l].length;c++) t++; return t; public static void popula_vet(int v[],int m[][]) int i=0; for (int l=0;l<m.length;l++) for (int c=0;c<m[l].length;c++) i = ((l*m[l].length)+c); v[i] = m[l][c]; public static void popula_mat(int m[][],int v[]) int i=0; for (int l=0;l<m.length;l++) for (int c=0;c<m[l].length;c++) i = ((l*m[l].length)+c); m[l][c] = v[i]; FACULDADE BATISTA MINEIRA - CST Banco de Dados [email protected] 11

12 FACULDADE BATISTA MINEIRA - CST Banco de Dados public static void bolha(int vet[]) int limite = vet.length-1; int bolha = 0; int atual = 0; int proximo = 0; int temp = 0; for (bolha = limite; bolha >= 0; bolha-- ) for (atual=0,proximo=1; atual < bolha; atual++,proximo++) if (vet[atual] > vet[proximo]) temp = vet[atual]; vet[atual] = vet[proximo]; vet[proximo] = temp; public static void main(string args[]) int linhas = 0; int colunas = 0; System.out.println("(C) 2005 Prof. Rogerio Rocha"); Define a qtd de linhas linhas = le_int("digite a qtd de linhas",2,10); Define a qtd de colunas colunas = le_int("digite a qtd de colunas",2,10); Define a matriz int mat[][] = new int[linhas][colunas]; Popula a matriz popula(mat); Exibe a matriz exibe(mat,"desordenada"); Ordena a matriz pelo metodo da bolha ordena(mat); Exibe a matriz exibe(mat,"ordenada"); System.exit(0); [email protected] 12