Notas de Aula 07: vetores de objetos e coleções

Disciplina: Linguagem de Programação
Notas de Aula 07: vetores de objetos e
coleções
Objetivos da aula:
 Entender a sintaxe de vetores em Java
 Compreender o uso do vetor como um objeto
 Uso das coleções em Java
Recordando...
Na aula passada você aprendeu que é possível declarar supertipos e
instanciar subtipos. Entendeu, também, que empregar este recurso traz
benefícios para reutilização de objetos quando modelados adequadamente.
Nesta aula você aprenderá a utilizar o conceito de vetores em Java tendo em
vista a programação para interfaces.
Vetores de tipos primitivos
Em Java, como toda linguagem de programação, é possível declarar vetores
de tipos de primitivos. A sintaxe é:
<tipo> [] <nomeVetor> = new <tipo>[TAMANHO];
Por exemplo, um vetor de inteiros para 10 elementos:
int [] idadeAlunos = new int [10];
Um vetor é um caso especial de uma matriz, então:
float [][] notasAlunos = new float [10][3]; //10 alunos, Av1,Av2,Av3
Em Java, matriz (e vetores) são objetos. Um atributo (público e final) pode ser
utilizado para descobrir o tamanho do vetor:
idadeAlunos.length;
Uma estrutura de repetição para leitura dos dados de um vetor ficaria assim:
Professores:
José Gomes de Carvalho Júnior, D.Sc.
Pablo Rangel, D.Sc.
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package exemplos.matrizes;
import java.util.Scanner;
public class VetorPrimitivo {
public static void main(String[] args) {
Scanner teclado = new Scanner(System.in);
int [] idadeAlunos = new int[10];
for (int i=0; i<idadeAlunos.length; i++){
System.out.println("Entre com a idade do " + (i+1) + "º
aluno: ");
idadeAlunos [i] = teclado.nextInt();
}
}
}
Para uma matriz, ficaria assim:
package exemplos.matrizes;
import java.util.Scanner;
public class MatrizPrimitivo {
public static void main(String[] args) {
Scanner teclado = new Scanner(System.in);
float [][] notasAlunos = new float[10][3];
for (int i=0; i<notasAlunos.length; i++){
for (int j=0; j<3; j++){
System.out.println("Entre com a nota da AV" + (j+1)
+ " do " + (i+1) + "º aluno: ");
notasAlunos[i][j] = teclado.nextInt();
}
}
}
}
A inicialização de uma matriz (e um vetor) pode ser feita assim:
float [][] notasAlunos = { {10f,8.5f,3.5f},{6f,7.8f,9f} }; //M 2X3
int [] idadeAlunos = { 27, 22, 30, 45}; //V 4X1
Vetores de objetos
A declaração de vetores de objetos segue a mesma linha. Se observarmos o
método main, veremos que existe um argumento que é um vetor de Strings
(lembrando que a String é uma classe) que tem como valor os parâmetros
passados na execução do programa pelo terminal.
public static void main(String[] args) {
Vetores de objetos em Java são declarados de forma muita parecida. Por
exemplo, para declarar um vetor com 10 engenheiros, basta fazer:
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Engenheiro [] engenheiros = new Engenheiro[10];
Cada objeto deve ser instanciado individualmente...
for (int i=0; i< engenheiros.length; i++){
engenheiros [i] = new Engenheiro();
}
... e deve ser acessado através de uma estrutura de controle ou diretamente
pelo índice:
for (int i=0; i< engenheiros.length; i++){
engenheiros [i] = new Engenheiro();
engenheiros [i].setCrea(String.valueOf(i));
}
engenheiro[2].toPrint();
A partir do Java 5, o comando for estendido tornou o código mais elegante,
dispensando o uso de uma variável de controle e aproveitando a dimensão
do vetor:
for (Engenheiro engenheiro : engenheiros) {
engenheiro.toPrint();
}
Listas e coleções em Java
Apesar de funcional, o uso de vetores na forma convencional em Java não se
aproveita da imensa biblioteca de estruturas de dados que a linguagem
dispõe. As coleções em Java (interface Collection) são classes que
implementam os métodos para inicialização, busca, remoção, etc. para um
conjunto de dados. Por exemplo, as classes Vector e ArrayList tem por
objetivo fornecer uma api para manipulação e dados em uma lista. Esses
objetos não necessitam que um tamanho seja especificado, pois ambos
tratam de manipular a área alocada automaticamente (o ArrayList aumenta
sempre 50% de sua capacidade, enquanto que o Vector 100%).
A classe ArrayList (java.util.ArrayList) é útil para a grande maioria dos casos e
funciona como um objeto qualquer:
ArrayList listaEngenheiros = new ArrayList();
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Para adicionar um objeto a lista, basta fazer:
Engenheiro eng = new Engenheiro();
listaEngenheiros.add(eng);
Para percorrer a lista, faça:
for (int i=0; i< listaEngenheiros.size(); i++){
Engenheiro engenheiro = (Engenheiro)listaEngenheiros.get(i);
engenheiro.toPrint();
}
Perceba que a classe ArrayList possui um método size() que retorna a
quantidade de elementos existentes.
A classe ArrayList pode ser empregada para uma gama de classes de domínio
sem necessidade alguma de implementar a estrutura de dados. Essa
generalidade advém do fato de que a classe trabalha com objetos da classe
Object não importando, portanto, o tipo utilizado. Nesse sentido, observe
que foi necessário fazer um cast, pois o método get(índice) retornou um
objeto da classe Object. A classe ArrayList utiliza o recurso Generics, o que
nos permite evitar o cast:
ArrayList<Engenheiro> listaEngenheiros = new ArrayList();
Engenheiro eng = new Engenheiro ();
eng.setCpf("10203049");
listaEngenheiros.add(eng);
for (int i=0; i< listaEngenheiros.size(); i++){
Engenheiro engenheiro = listaEngenheiros.get(i);
engenheiro.toPrint();
}
Um pouco mais sofisticado
A maneira como estamos percorrendo a lista presume uma lista sequencial,
com alocação contigua de memória, uma vez que estamos obtendo os
valores índice por índice através do métodos get(indice). Na verdade,
podemos utilizar um nível maior de abstração e, ao invés de especificar o
elemento que queremos, podemos solicitar o próximo elemento sem
especificar diretamente como fazê-lo - em uma lista sequencial, o elemento
imediato é o próximo índice; em uma lista encadeada, o ponteiro do próximo
nó.
Para alcançarmos isso, iremos utilizar um objeto da classe Iterator. Para isso,
faça:
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Collection<Engenheiro> listaEngenheiros = new ArrayList();
Engenheiro eng = new Engenheiro ();
eng.setCrea("10203049");
listaEngenheiros.add(eng);
Iterator <Engenheiro>iterator = listaEngenheiros.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Engenheiro engenheiro = iterator.next();
engenheiro.toPrint();
}
O iterator que nós usamos é um atributo da classe ArrayList. O iterator
também é uma interface com métodos básicos para percorrer uma estrutura
de dados. É a classe ArrayList (sua classe mãe AbstractList, na verdade) que
assumiu um contrato de implementar os métodos do iterador (hasNext(),
next(), etc.).
Repare que declaramos a lista de engenheiros
(listaEngenheiros) pelo supertipo, isto é, a interface Collection. E daí?
Se, em algum momento, decidirmos que a estrutura de dados ArrayList não
está adequada, podemos mudar apenas na instanciação do objeto. Que tal
utilizar uma lista encadeada? Basta alterar para o objeto da classe LinkedList.
Collection<Engenheiro> listaEngenheiros = new LinkedList();
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Exercícios
1) Faça um programa em Java que leia dos dados de uma matriz quadrada e
imprima a diagonal principal da matriz. Utilize a declaração convencional.
2) Faça um programa em Java que leia dos dados de uma matriz quadrada e
imprima a diagonal secundária da matriz. Utilize a declaração
convencional.
3) Faça um programa em Java que leia 10 elementos inteiros e armazene em
um ArrayList. O conteúdo do array deve ser o índice de forma
decrescente. Implemente a interface Comparator. Utilize o método sort()
e imprima o resultado.
4) Observe o modelo abaixo:
Implemente as classes obedecendo à hierarquia do diagrama. A interface
Pontuacao define o método calcularPontos(), que é especificamente
implementado em cada classe, obedecendo às seguintes regras de
negócio:
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a) Os pontos de um cartão de prova são: o número de acertos
multiplicado por dois, menos o número de erros;
b) Os pontos de um clube de futebol são o número de vitórias
multiplicado por três, mais o número de empates;
c) Os pontos de um clube de investimentos são o número de sócios
multiplicado pelo investimento médio.
A classe Principal deve criar um array de três objetos, instanciando um
objeto de cada classe passando os parâmetros adequados ao construtor. A
seguir, deve enviar uma mensagem ao objeto pedindo para que este
calcule a quantidade de pontos e deve imprimir esse valor recebido. Utilize
um ArrayList e o iterator.
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