Coleções em Java. Prof. Gustavo Willam Pereira ENG10082 Programação II. Créditos: Prof. Clayton Vieira Fraga Filho

Transcrição

1 Coleções em Java Prof. Gustavo Willam Pereira ENG10082 Programação II Créditos: Prof. Clayton Vieira Fraga Filho

2 Introdução O que é uma coleção? Um objeto que agrupa múltiplos elementos em uma única unidade Usadas para armazenar, recuperar e manipular elementos que formam um grupo natural. Ex.: Vector, Hashtable, array (JDK 1.1)

3 Arrays Containers Arrays são um objeto especial de Java, com sintaxe especialmente definida int A[ ] = new int[10]; fortemente tipado Containers são objetos comuns parte do pacote java.util fracamento tipado (usa Object)

4 Arrays Array é um tipo embutido da linguagem fortemente tipado sintaxe especial para uso Array é um objeto referências são utilizadas Array é uma seqüência linear de acesso randômico o tamanho do array não pode ser alterado o método lenght() retorna o tamanho do array Array é eficiente (embora não seja flexível)

5 Coleções de Objetos Conjunto de interfaces, implementações e algoritmos Existem três interfaces básicas usadas na organização de objetos em coleções e as classes que implementam estas interfaces. Conjuntos ou sets Listas Mapas

6 Collections Framework

7 Collection Raiz da hierarquia Grupo mais genérico de elementos Não garante nas implementações Duplicatas Ordenação Não possui nenhuma implementação direta Iterator, estrutura de navegação next, hasnext, remove(optional)

8 Collection public interface Collection { // Basic Operations int size(); boolean isempty(); boolean contains(object element); boolean add(object element); // Optional boolean remove(object element); // Optional Iterator iterator(); // Bulk Operations boolean containsall(collection c); boolean addall(collection c); // Optional boolean removeall(collection c); // Optional boolean retainall(collection c); // Optional void clear(); // Optional } // Array Operations Object[] toarray(); Object[] toarray(object a[]);

9 Set (Conjuntos) Extends Collection Não contém duplicatas Não garante ordem entre os elementos Não acrescenta métodos Operações Subconjunto (containsall) União (addall) Intercessão (retainall) Diferença (removeall)

10 Set (Conjuntos) Duas classes implementam a interface Set diretamente: Treeset e Hashset. Treeset preserva a ordem natural dos objetos, mas à custa de perda de performance na inserção e na remoção. Hashset usa um mecanismo interno de representação dos objetos que é o mais rápido para operações de modificação do conjunto, mas não estabelece nenhuma ordem particular entre os objetos.

11 Set (Conjuntos) Métodos add recebe como parametro uma instância de qualquer classe e a inclui no conjunto sendo encapsulado; remove - recebe como parametro uma instância de qualquer classe e a remove do conjunto, retornando true se o objeto existir e false caso contrário; contains - recebe como parametro uma instância de qualquer classe e retorna true se a coleção contiver algum objeto exatamente igual ao passado. isempty retorna true se o conjunto for vazio, e false caso contrário size retorna um valor inteiro contendo o número de objetos no conjunto.

12 Set (Conjuntos) Como primeiro exemplo de aplicação de um conjunto (e de uso de métodos citados anteriormente), consideremos a tarefa de sortear alguns números para jogar em uma loteria o resultado de um método que fizesse isto seria certamente um conjunto, não-vazio, não-infinito e sem repetições. Sem o uso de coleções, teriamos que implementar um mecanismo que garantisse que números repetidos não apareceriam no conjunto. Como as classes que implementam a interface Set já têm, por sua natureza, um mecanismo que impede repetições, basta usar uma instância de HashSet ou TreeSet e inserir valores nela até que o total de números aleatórios desejado seja alcançado A classe Loteria contém um método estático que demonstra o uso de um Set para sortear números sem repetições

13 Outras operações As classes Treeset e Hashset contém métodos que simplificam a manipulação de conjuntos com operações semelhantes às de conjuntos matemáticos; addall adiciona ao conjunto que o executar todos os elementos do conjunto passado como parâmetro, retornando true caso a operação resultar em modificação do conjunto. Equivale a operação de união. retainall manterá (reterá) no conjunto que executar o método somente os elementos encontrados no conjunto passado como parâmetro, eliminando os demais. Similar a interseção. removeall removerá do conjunto que o executar todos os objetos iguais aos encontrados no conjunto passado como parâmetro.

14 Outras operações clear removerá todas as instâncias contidas no conjunto; containsall recebe como parâmetro uma instancia de uma coleção e retorna true se todos os elementos da coleção passada como parâmetro estiverem no conjunto que executar o método: verifica se a coleção passada como parâmetro é um sub-conjunto do conjunto que executar o método. Vejamos o exemplo de uso com a classe OperacoesEmConjuntos

15 Iterators Iterators são objetos que podem ser usados para visitar os elementos de uma collection um por um. Os iterators têm um método next() que permite que eles se encaminhem para o próximo elemento da collection. Sempre que chamamos o método next() ele passa a apontar para o próximo e retorna o elemento corrente. Chamando repetidamente este método next() nós chegamos até o último elemento, quando uma nova chamada causa o lançamento da exceção NoSuchElementException. Para evitar a exceção, podemos testar a existência de elementos com o método hasnext(); que retorna o valor true se a lista de iteração ainda contêm elementos O método remove que não recebe argumentos e remove o último elemento retornado pela lista da coleção que foi usada para sua criação.

16 Iterators import java.util.*; public class Collection1 { public static void main(string[] args) { Collection c=new LinkedList(); Iterator i; String s; c.add( A"); c.add( B"); c.add( C"); System.out.println(c); i=c.iterator(); while (i.hasnext()) { s=(string) i.next(); System.out.println(s); } } }

17 List Extends Collection Listas de Objetos são coleções onde elementos repetidos podem ocorrer e onde os elementos têm posições definidas Podemos afirmar que listas são como arrays com características adicionais, sendo que destas a que mais merece destaque é a capacidade de seu tamanho a ser modificado de acordo com a necessidade. Coleção ordenada (Sequência) Pode ter duplicatas Controle na posição de inserção ou remoção Acesso aos elementos pelo índice

18 List Sua implementação é semelhante a de conjuntos (sets): existe uma interface List que declara que métodos devem ser usados para manipulação de listas e duas classes que implementam esta interface, cada uma com um mecanismo diferente para representação interna dos objetos nas listas.

19 List public interface List extends Collection { // Positional Access Object get(int index); Object set(int index, Object element); // Optional void add(int index, Object element); // Optional Object remove(int index); // Optional abstract boolean addall(int index, Collection c); // Optional // Search int indexof(object o); int lastindexof(object o); // Iteration ListIterator listiterator(); ListIterator listiterator(int index); } // Range-view List sublist(int from, int to);

20 List As classes em questão são ArrayList implementa a lista internamente como um array e tem performance melhor, exceto para operações como inserção e remoção de elementos; LinkedList tem performance melhor nas operações acima, mas em geral é mais lenta para acesso sequencial aos elementos da lista. Ambas têm métodos básicos para adicionar elementos à lista e também recuperar. add adiciona elementos ao final da lista, e recebe como parâmetro qualquer instância. get recupera elementos da lista, recebendo como parâmetro um valor inteiro correspondente à posição do objeto

21 LinkedList Listas encadeadas são definidas no pacote java.util e oferecem várias operações sobre nós; A classe LinkedList implementa uma lista como uma lista genérica duplamente encadeada com referências a cabeça e cauda. Um exemplo de tal lista que armazena objetos Estudante é mostrada abaixo: Estudante Estudante dlist cabeça cauda Saleh Fouad ICS Ali Juma ah COE Estudante Nó 1 Nó 2 Nó Saleh Fouad EE

22 LinkedList : Resumo dos Métodos Um resumo dos métodos da classe LinkedList é apresentado a seguir: Method Name void add(object ob) void add(int pos, Object ob) boolean addall(collection col) boolean addall(int pos, Collection col) void addfirst(object ob) void addlast(object ob) void clear() operation Insret an Object ob at the end of the list. Insret an Object ob at the position pos Add all the element from the Collection col at the end of the list Add all the element from the Collection col at the position pos. Insret an Object ob at the beginning of the list. Insret an Object ob at the end of the list. Remove all the objects from the list.

23 LinkedList : Resumo dos Métodos Object clone() Method Name operation Returns the copy of the list without cloning its elements. boolean Contains(Object ob) boolean ContainsAll(Collection col) boolean equals(object lst) Object get(position pos) Return true if the list contains the Object ob. Return true if the list contains all the Objects in the collection col. Return true if the current list and the Object lst contain equal Objects with the same order. Return the object at position pos. Object getfirst() Return the first object in the list. Object getlast() Return the last object in the list.

24 LinkedList : Resumo dos Métodos int indexof() Method Name operation Returns the index of the Object ob. boolean isempty() Return true if the list is empty. Iterator iterator() boolean equals(object lst) LinkedList() Generate and returns an iterator for the list. Return true if the current list and the Object lst contain equal Objects with the same order. Creates an empty list. LinkedList(Collection col) Creates a list with copies of elements from. int size() Return the number of objects in the list.