Orientação a Objeto - Coleções de Objetos

Objetivos da seção

• Apresentar o conceito de uma coleção de objetos
• Caracterizar o comportamento de uma coleção
• Ver como iteração numa coleção usando índices
• Entender a necessidade de cast
• Ver como iteração numa coleção usando um iterador
• Pesquisa em coleções

Coleções de Objetos: Iteração Usando Índices

• O que é uma coleção: apresentando o saco de objetos

• Nós somos clientes (usuários) da coleção: o que queremos fazer com ela?
• Nem sempre queremos fazer as mesmas coisas, mas as possibilidades úteis são:
  • Adicionar um objeto dentro da coleção
  • Remover um objeto da coleção
  • Pesquisar (achar a referência a) um objeto particular da coleção, dada uma chave
  • Iterar (ou varrer) os objetos da coleção
    • Isso significa fazer um loop tratando de cada objeto da coleção, um de cada vez
• Nem toda coleção permite todas as operações acima
• O programa Cartas4.java mostra que Baralho é uma coleção
  • Contém outros objetos (Cartas)
  • Porém, é uma coleção peculiar, porque:
    • Já vem cheia de objetos
    • Não tem método para adicionar Carta
    • O método pegaCarta() permite fazer uma iteração dos objetos, conjuntamente com a remoção dos objetos

• Normalmente, queremos coleções com comportamento mais completo

O Array como Coleção

• O saco de objetos não poderia ser um array?
• Sim, como mostra o programa Cadastro1.java

/*
 * Uso de arrays
 */

import p1.io.*;
import java.util.*;

public class Cadastro1 {
	public static void main(String[] args) {
		final int MAX_PESSOAS = 10;
		final String prompt = "Digite o nome de uma pessoa: ";

		String[] cadastro = new String[MAX_PESSOAS];
		String nome;
		// entrada dos dados de cadastro
		int numPessoas = 0;
		while ((nome = Entrada.in.lerLinha(prompt)) != null) {
			cadastro[numPessoas++] = nome;
		}

		// imprime o cadastro antes da ordenação
		System.out.println();
		for (int i = 0; i < numPessoas; i++) {
			System.out.println(cadastro[i]);
		}

		// ordena o cadastro
		String[] cadOrdenado = new String[numPessoas];
		for (int i = 0; i < numPessoas; i++) {
			cadOrdenado[i] = cadastro[i];
		}
		Arrays.sort(cadOrdenado);

		// imprime o cadastro ordenado
		System.out.println();
		for (int i = 0; i < numPessoas; i++) {
			System.out.println(cadOrdenado[i]);
		}
	} // main
} // Cadastro1

• A saída do programa:

Digite o nome de uma pessoa: roberto
Digite o nome de uma pessoa: jacques
Digite o nome de uma pessoa: camilo
Digite o nome de uma pessoa: peter
Digite o nome de uma pessoa: aninha
Digite o nome de uma pessoa: jean
Digite o nome de uma pessoa: juliana
Digite o nome de uma pessoa: bruno
Digite o nome de uma pessoa: rodrigo
Digite o nome de uma pessoa: alexandre
Digite o nome de uma pessoa: ^Z

roberto
jacques
camilo
peter
aninha
jean
juliana
bruno
rodrigo
alexandre

alexandre
aninha
bruno
camilo
jacques
jean
juliana
peter
roberto
rodrigo

• Observe que ^Z (CTRL+Z) é a forma de indicar fim de arquivo no teclado
• Tente rodar o programa tendo o cadastro pronto num arquivo de texto

java -classpath .;packagep1\p1.jar Cadastro1 < cadastro.txt

• Pergunta: Usando um array como coleção, como implementar as 4 operações?
  • Adicionar
  • Remover
  • Pesquisar
  • Iterar

• O que ocorre se digitar mais do que 10 nomes na entrada?
  • Tente!
• Como solucionar?
  • Ver Cadastro2.java
• Existem arrays que crescem automaticamente?
  • Sim, Java tem várias coleções que fazem isso
  • Um exemplo é a coleção ArrayList que se comporta como um array que ajusta seu tamanho
  • Ver o programa Cadastro3.java

/*
 * Cadastro com ArrayList em vez de array.
 * Mostra como ArrayList é essencialmente um array que cresce sob demanda.
 */

import p1.io.*;
import java.util.*;

public class Cadastro3 {
	public static void main(String[] args) {
		final String prompt = "Digite o nome de uma pessoa: ";

		List cadastro = new ArrayList();
		String nome;
		// entrada dos dados de cadastro
		while ((nome = Entrada.in.lerLinha(prompt)) != null) {
			cadastro.add(nome);
		}

		// imprime o cadastro antes da ordenação
		// (deveria usar um iterador, mas queremos mostrar
		// como o ArrayList é semelhante a um array)
		System.out.println();
		for (int i = 0; i < cadastro.size(); i++) {
			System.out.println(cadastro.get(i));
		}

		// ordena o cadastro
		Collections.sort(cadastro);

		// imprime o cadastro ordenado
		System.out.println();
		for (int i = 0; i < cadastro.size(); i++) {
			System.out.println(cadastro.get(i));
		}
	} // main
} // Cadastro3

• Observe a declaração de cadastro
  • O tipo genérico é List
  • O objeto que criamos é da classe ArrayList
  • ArrayList "é uma" List
  • Tem outros tipos de objetos que se comportam como List
  • Falaremos disso mais na frente quando falarmos de interfaces
• Observações sobre ArrayList
  • Qualquer Objeto pode ser colocado dentro de um ArrayList
    • Aqui, colocamos objetos do tipo String
    • Em Java, um objeto genérico que pode ser qualquer coisa é um Object
  • O número de objetos no ArrayList é size()
  • Para acessar o i-ésimo elemento de um ArrayList, use get(i)

Coleções de Objetos: Iteração Usando um Iterador

• Tem outra forma de iterar uma coleção sem usar índices
• Usando um "iterador", podemos dizer: "me dê o próximo, me dê o próximo, me dê o próximo, ..." até acabar
• O primeiro exemplo usa um ArrayList
• Ver a solução em Cartas6.java

/*
 * Laço: Coleção genérica List
 */

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

import p1.aplic.cartas.Baralho;
import p1.aplic.cartas.Carta;
import p1.io.Entrada;

public class Cartas6 {
	public static void main(String[] args) {

		Baralho baralho = new Baralho();
		baralho.baralhar();
		// List é uma "Coleção" de objetos genéricos
		List<Carta> aMao = new ArrayList<Carta>();

		int n = Entrada.in.lerInt("Quantas cartas na mao? ");

		for (int i = 0; i < n; i++) {
			aMao.add(baralho.pegaCarta());
		}

		// dedo server para varrer (iterar) as cartas na mao
		Iterator<Carta> dedo = aMao.iterator();
		Carta maiorCarta = null;
		while (dedo.hasNext()) {
			Carta proximaCarta = dedo.next();
			if (maiorCarta == null || proximaCarta.compareTo(maiorCarta) > 0) {
				maiorCarta = proximaCarta;
			}
		}
		// List tem um toString bonitinho também! :-)
		System.out.println("A mao: " + aMao);
		System.out.println("A maior carta: "
				+ (maiorCarta == null ? "nao tem" : maiorCarta));
	}
}

• A saída do programa:

Quantas cartas na mao? 5
A mao: [SETE de ESPADAS, CINCO de ESPADAS, TRES de OUROS, NOVE de PAUS, SEIS de OUROS]
A maior carta: NOVE de PAUS

• Um iterador é um objeto que nos ajuda a varrer (iterar) uma coleção, como um dedo nos ajuda a varrer as cartas de uma mão de cartas

Coleções de Objetos: Pesquisa

• Uma operação importante que fazemos com coleções é a pesquisa
• Examine o programa Pesquisa1.java

/*
 * Laços aninhados
 */

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import p1.aplic.geral.Pessoa;
import p1.io.Entrada;

public class Pesquisa1 {
	public static void main(String[] args) {
		final String prompt1 = "Digite o nome de uma pessoa (\"fim\" para terminar): ";
		final String prompt2 = "Digite o CPF dessa pessoa: ";
		final String prompt3 = "Digite o CPF a pesquisar (\"fim\" para terminar): ";
		List cadastro;
		String nome;
		String cpf;

		cadastro = new ArrayList();

		// entrada dos dados de cadastro
		while ((nome = Entrada.in.lerLinha(prompt1)) != null
				&& !nome.equals("fim")) {
			cpf = Entrada.in.lerLinha(prompt2);
			if (cpf != null) {
				cadastro.add(new Pessoa(nome, cpf));
			}
		} // while

		// pesquisa de dados por cpf
		// observe o aninhamento de laços
		// Seria possivel usar o método indexOf de List, mas
		// queremos mostrar como fazer pesquisa sequencial num array
		while ((cpf = Entrada.in.lerLinha(prompt3)) != null
				&& !cpf.equals("fim")) {
			boolean achei = false;
			for (int i = 0; i < cadastro.size(); i++) {
				Pessoa p = (Pessoa) cadastro.get(i);
				if (p.getCPF().equals(cpf)) {
					System.out.println(p.getNome());
					achei = true;
				}
			} // for
			if (!achei) {
				System.out.println("Nao achei CPF " + cpf + " no cadastro.");
			}
		} // while
	} // main
} // Pesquisa1

• Saída do programa

Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): jacques
Digite o CPF dessa pessoa: 123456789-10
Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): biluca
Digite o CPF dessa pessoa: 012345678-91
Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): fim
Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): 123456789-10
jacques
Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): 123456789-11
Nao achei CPF 123456789-11 no cadastro.
Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): 012345678-91
biluca
Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): fim

• Observações
  • Veja como incluir um " dentro de um string: usando \"
  • Que coleção estamos usando? para quê?
  • Objetos de qual classe são colocados na coleção?
  • Qual é - sentido da linha
    • if(cpf != null) {
  • Também estamos vendo um exemplo de loops aninhados
  • Há coleções melhores do que List para fazer pesquisa
    • Veremos isso adiante (vejam Map aqui)
    • Exercício: refaça o programa de pesquisa acima usando um Map

Os Comandos break e continue

• Vamos agora ver um exemplo do comando "break" para sair de um loop
• Examine o programa Pesquisa2.java

/*
 * Uso de break
 */

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import p1.aplic.geral.Pessoa;
import p1.io.Entrada;

public class Pesquisa2 {
	public static void main(String[] args) {
		final String prompt1 = "Digite o nome de uma pessoa (\"fim\" para terminar): ";
		final String prompt2 = "Digite o CPF dessa pessoa: ";
		final String prompt3 = "Digite o CPF a pesquisar (\"fim\" para terminar): ";
		List cadastro;
		String nome;
		String cpf;

		cadastro = new ArrayList();

		// entrada dos dados de cadastro
		while ((nome = Entrada.in.lerLinha(prompt1)) != null
				&& !nome.equals("fim")) {
			cpf = Entrada.in.lerLinha(prompt2);
			if (cpf != null) {
				cadastro.add(new Pessoa(nome, cpf));
			}
		} // while

		// pesquisa de dados por cpf
		// observe o aninhamento de laços
		// Seria possivel usar o método indexOf de List, mas
		// queremos mostrar como fazer pesquisa sequencial numa List
		while ((cpf = Entrada.in.lerLinha(prompt3)) != null
				&& !cpf.equals("fim")) {
			Pessoa p = null;
			for (int i = 0; i < cadastro.size(); i++) {
				p = (Pessoa) cadastro.get(i);
				if (p.getCPF().equals(cpf)) {
					System.out.println(p.getNome());
					break; // cai fora do laço de pesquisa
				}
			} // for
			if (p == null || !p.getCPF().equals(cpf)) {
				System.out.println("Nao achei CPF " + cpf + " no cadastro.");
			}
		} // while
	} // main
} // Pesquisa2

• Pergunta: no último "if", por que testar p==null?
• Um outro exemplo para ver o uso do comando "continue"
• Examine o programa Pesquisa3.java

/*
 * Uso de continue
 * Cadastro onde linha iniciando com # são comentários
 */

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import p1.aplic.geral.Pessoa;
import p1.io.Entrada;

public class Pesquisa3 {
	public static void main(String[] args) {
		final String prompt1 = "Digite o nome de uma pessoa (\"fim\" para terminar): ";
		final String prompt2 = "Digite o CPF dessa pessoa: ";
		final String prompt3 = "Digite o CPF a pesquisar (\"fim\" para terminar): ";
		final String INICIO_COMENTÁRIO = "#";
		List cadastro;
		String nome;
		String cpf;

		cadastro = new ArrayList();

		// entrada dos dados de cadastro
		while ((nome = Entrada.in.lerLinha(prompt1)) != null
				&& !nome.equals("fim")) {
			if (nome.startsWith(INICIO_COMENTÁRIO)) {
				continue;
			}
			// agora, processa informação de verdade
			cpf = Entrada.in.lerLinha(prompt2);
			if (cpf != null) {
				cadastro.add(new Pessoa(nome, cpf));
			}
		} // while

		// pesquisa de dados por cpf
		// observe o aninhamento de laços
		// Seria possivel usar o método indexOf de List, mas
		// queremos mostrar como fazer pesquisa sequencial numa List
		while ((cpf = Entrada.in.lerLinha(prompt3)) != null
				&& !cpf.equals("fim")) {
			Pessoa p = null;
			for (int i = 0; i < cadastro.size(); i++) {
				p = (Pessoa) cadastro.get(i);
				if (p.getCPF().equals(cpf)) {
					System.out.println(p.getNome());
					break; // cai fora do laço de pesquisa
				}
			} // for
			if (p == null || !p.getCPF().equals(cpf)) {
				System.out.println("Nao achei CPF " + cpf + " no cadastro.");
			}
		} // while
	} // main
} // Pesquisa3

• Saída do programa

Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): jacques
Digite o CPF dessa pessoa: 123456789-01
Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): aninha
Digite o CPF dessa pessoa: 012345678-90
Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): # isso eh um comentario
Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): #isso tambem
Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): fim
Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): 123456789-01
jacques
Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): 012345678-90
aninha
Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): #isso tambem
Nao achei CPF #isso tambem no cadastro.
Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): fim

Programas Adicionais para o Aluno Estudar:

• Cartas8.java
• Cartas9.java
• Cartas10.java

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