Implementação de Genéricos, Iteradores

Implementaç
Implementação de Gené
Genéricos,
Iteradores
Isabel Harb Manssour
Porto Alegre,
Alegre, maio de 2006
Roteiro
Implementaç
Implementação de Gené
Genéricos
Coleções
Conceito de Genérico
Implementação
Iteradores
Conceito
Utilização
ForEach
PS: Material adaptado das aulas do Prof. Bernardo Copstein
Coleções
Java disponibiliza classes e interfaces que
facilitam o agrupamento e processamento de
objetos em conjuntos
Coleções (Java Collections Framework)
Estruturas de dados + algoritmos para sua
manipulação
Java Collections framework
Arquitetura unificada para representar e
manipular coleções, de forma independente dos
detalhes de sua representação
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Coleções
O programador simplesmente utiliza as
estruturas de dados sem se preocupar com
a maneira como são implementadas
Vantagens
Reutilização de código (implementação mais
rápida)
Desempenho superior
Maior velocidade de execução
Menos memória
Coleções
Coleções
De forma simplificada, são objetos capazes de
armazenar conjuntos de referências para outros
objetos
Correspondem a classes oferecidas na
biblioteca padrão de Java
Trabalham com polimorfismo
São implementadas com genéricos
Coleções
Classes e interfaces que compreendem a
estrutura de coleções estão no pacote java.util
Java separa a representação da coleção em:
Interfaces
Definem métodos que podem ser usados para
manipulação dos objetos nas coleções
Implementações
Classes que implementam as interfaces, mas,
internamente, manipulam os dados de forma diferente
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Coleções
Exemplo de coleções
LinkedList, ArrayList, Vector, ...
Exemplo de utilização
ArrayList vetor = new ArrayList();
Cliente c1=new Cliente("Fulano","End1","1111222/22",10,5,1970);
Cliente c2=new Cliente("Beltrano","End2","3181902/71",21,10,1988);
Cliente c3=new Cliente("Ciclano","End1","5819162/02",4,8,1965);
vetor.add(c1);
vetor.add(c2);
vetor.add(c3);
for (int i=0; i<vetor.size(); i++) {
System.out.println( ((Cliente)vetor.get(i)).getNome() );
}
Conceito de Genérico
No exemplo anterior, quando se recupera
um elemento de uma coleção, é necessário
colocar um cast
Inconveniente
Inseguro (o compilador não testa o cast, que
pode gerar erro durante a execução do
programa)
for (int i=0; i<vetor.size(); i++) {
System.out.println( ((Cliente)vetor.get(i)).getNome() );
}
Conceito de Genérico
Uma das principais modificações do Java
1.5 são os tipos genéricos
Genéricos nos permitem criar abstrações
sobre tipos de dados
Usando genéricos evita-se escrever código
maçante e, em especial, potenciais erros de
execução resultante do uso excessivo de
conversores de tipo (casts)
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Conceito de Genérico
Genéricos
Fornecem uma maneira de comunicar o tipo de
uma coleção ao compilador
Quando o compilador conhece o tipo do
elemento da coleção, ele pode verificar se a
mesma está sendo usada corretamente e pode
inserir os casts corretos nos valores
recuperados da coleção
Verificação em tempo de compilação
Implementação
Exemplo de implementação de um genérico simples:
import java.util.*;
public class Lista<E> {
private ArrayList<E> lista;
public Lista(){ lista = new ArrayList<E>(); }
public void add(E elemento){ lista.add(elemento); }
}
public class TestaListaGenericaSimples{
public static void main(String args[]){
Lista<Cliente> lp = new Lista<Cliente>();
lp.add(new new Cliente("Fulano","End1","1111222/22",10,5,1970));
lp.add(new Cliente("Beltrano","End2","3181902/71",21,10,1988));
lp.add(new Cliente("Ciclano","End1","5819162/02",4,8,1965));
}
}
Implementação
Convenção
Usam-se letras maiúsculas individuais para
especificar parâmetros de tipo. Tipicamente:
<E> element (elemento de uma coleção)
<T> type (tipo)
Outras letras próximas a T
Herança
Se Aluno é subclasse de Pessoa, isso não
significa que Lista<Aluno> seja subclasse de
Lista<Pessoa>
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Implementação
Restrições sobre genéricos
É possível criar genéricos limitados a uma certa
“familia” de classes
Exemplo: public class Lista<E extends Produto>{
...
}
O exemplo define uma classe Lista que pode
conter quaisquer elementos cujo tipo seja um
subtipo de Produto (subclasse ou implementação)
Este tipo de restrição é chamado de “limte
superior” (upper bounds)
Não importando se Produto é uma classe ou
interface usa-se a palavra reservada extends
Implementação
Restrições sobre genéricos
É possível criar também restrições de limite
inferior (lower bounds) que são de utilização mais
rara
Exemplo: public class Lista<E super Enlatado>{
...
}
O exemplo apresenta uma lista cujos elementos
devem ser supertipos de Enlatado
Por exemplo, se Enlatado é derivado de Produto,
então Produto é um tipo de elemento aceito na
coleção
Implementação
Java não cria um tipo específico para cada
“instanciamento” de uma estrutura genérica
Durante a compilação as anotações entre
“<“ e “>” são apagadas e ocorre uma
tradução para código Java tradicional com
os casts adequados.
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Roteiro
Implementação de Genéricos
Coleções
Conceito de Genérico
Implementação
Iteradores
Conceito
Utilização
ForEach
Conceito
Quando se trabalha com coleções, surge a
necessidade de manipular os objetos um a
um
Neste caso, utiliza-se um mecanismo de
iteração
Definido pela interface Iterator
A partir de uma instância da classe que
representa a coleção, cria uma “maneira de
visualizar” os objetos contidos na coleção
Conceito
Um iterador é um padrão de projeto de
software que abstrai o processo de busca
sobre uma coleção de elementos
Consiste de:
Uma seqüência S
Uma posição corrente sobre S
Uma forma de avançar para a próxima posição
em S, tornando-a posição corrente
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Utilização
A interface Iterator declara três métodos de
interesse
boolean hasNext(): retorna true se a lista de
iteração ainda contêm elementos
Object next(): retorna o próximo objeto da lista
de iteração
void remove(): não recebe argumentos e remove
o último elemento retornado pela coleção que foi
usada para a sua criação
Utilização
Pode-se obter uma instância de classe que
implementa a interface Iterator usando o
método iterator() da coleção
Resumindo Iterators
Provêm uma forma única de se acessar uma coleção
Definido em um dado momento sobre uma coleção,
permite navegar (através de uma instância) de forma
padrão sobre aquela coleção independente da
estrutura interna da mesma
As classes de coleções, em geral, possuem um
método chamado iterator() que devolve uma referência
para um objeto da classe Iterator
Utilização
Exemplo:
LinkedList<Cliente> l = new LinkedList<Cliente>();
l.add(new Cliente("Fulano","End1","1111222/22",10,5,1970));
l.add(new Cliente("Beltrano","End2","3181902/71",21,10,1988));
l.add(new Cliente("Ciclano","End1","5819162/02",4,8,1965));
Cliente c;
ListIterator<Cliente> iterator = l.listIterator();
while ( iterator.hasNext() ) {
c = iterator.next(); // pega o elemento
System.out.println(c.toString());
}
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ForEach
Nova sintaxe do comando for
Facilita a iteração sobre vetores e coleções
Funciona sobre qualquer coleção que
implemente a interface Iterable
public interface Iterable<T>{
Iterator<T> iterator();
}
Esta interface define um método que retorna
um iterador sobre a coleção
É uma interface genérica.
ForEach
Exemplo:
LinkedList<Cliente> l = new LinkedList<Cliente>();
l.add(new Cliente("Fulano","End1","1111222/22",10,5,1970));
l.add(new Cliente("Beltrano","End2","3181902/71",21,10,1988));
l.add(new Cliente("Ciclano","End1","5819162/02",4,8,1965));
Cliente c;
Lê-se: para c em l
for ( Cliente c : l ) {
System.out.println(c.toString());
}
Referências
HORSTMANN, Cay S. “Big Java”. Porto Alegre:
Bookman, 2004. 1125 p.
GOODRICH, M. TAMASIA, R. “Estrutura de
dados e algoritmos em Java”. Ed. Bookman,
2002.
GOODRICH, M. TAMASIA, R. “Data structures
and algorithms in Java”. Ed. IE Wiley, 2005, 4a
ed.
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