Orientação a Objetos – Começões de objetos

Programação 2 – Aulas 8 e 9

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

                                                          MCj04316090000[1]

— 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

i)    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 Cartas5.java mostra que Baralho é uma coleção

◦     Contém outros objetos (Cartas)

◦     Porém, é uma coleção peculiar, porque:

i)    Já vem cheia de objetos

ii)Não tem método para adicionar Carta

iii)        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 a seguir

package p2.exemplos;

 

/*

 * Uso de arrays

 */

 

import java.util.Arrays;

import p1.io.Entrada;

 

public class Cadastro1 {

   public final int MAX_PESSOAS = 10;

   private final String prompt = "Digite o nome de uma pessoa: ";

   private String[] cadastro = new String[MAX_PESSOAS];

   private int numPessoas;

 

   public void cadastraPessoas() {

      String nome;

      while ((nome = Entrada.in.lerLinha(prompt)) != null) {

         cadastro[numPessoas++] = nome;

      }

   }

 

   public void imprimeCadastro() {

      System.out.println();

      for (int i = 0; i < numPessoas; i++) {

         System.out.println(cadastro[i]);

      }

   }

 

   public String[] ordenaCadastro() {

      String[] cadOrdenado = new String[numPessoas];

      for (int i = 0; i < numPessoas; i++) {

         cadOrdenado[i] = cadastro[i];

      }

      Arrays.sort(cadOrdenado);

      return cadOrdenado;

   }

  

   public static void imprimeCadastro(String[] cadastro) {

      System.out.println();

      for (int i = 0; i < cadastro.length; i++) {

         System.out.println(cadastro[i]);

      }

   }

 

   public static void main(String[] args) {

 

      Cadastro1 cadastro = new Cadastro1();

     

      // entrada dos dados de cadastro

      cadastro.cadastraPessoas();

 

      // imprime o cadastro antes da ordenação

      cadastro.imprimeCadastro();

 

      // ordena o cadastro

      String[] cadOrdenado = cadastro.ordenaCadastro();

     

      Cadastro1.imprimeCadastro(cadOrdenado);

 

   } // main

 

} // Cadastro1

— A saída do programa

Digite o nome de uma pessoa: Raquel

Digite o nome de uma pessoa: Jacques

Digite o nome de uma pessoa: Ana

Digite o nome de uma pessoa: Fubica

Digite o nome de uma pessoa: Nazareno

Digite o nome de uma pessoa: Livia

Digite o nome de uma pessoa: ^z

Raquel

Jacques

Ana

Fubica

Nazareno

Livia

 

Ana

Fubica

Jacques

Livia

Nazareno

Raquel

— 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 (para casa)

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

— Por que não ordenamos o próprio cadastro?

— 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?

◦     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 a seguir

package p2.exemplos;

 

/*

 * Cadastro com ArrayList em vez de array.

 * Mostra como ArrayList é essencialmente um array que cresce sob demanda.

 * Introdução ao uso de List e ArrayList.

 */

 

import java.util.*;

 

import p1.io.Entrada;

 

public class Cadastro3 {

   private final String prompt = "Digite o nome de uma pessoa: ";

   private List<String> cadastro = new ArrayList<String>();

 

   public static void main(String[] args) {

 

      Cadastro3 cadastro = new Cadastro3();

     

      // entrada dos dados de cadastro

      cadastro.cadastraPessoas();

 

      // imprime o cadastro antes da ordenação

      cadastro.imprimeCadastro();

 

      // ordena o cadastro

      String[] cadOrdenado = cadastro.ordenaCadastro();

     

      Cadastro3.imprimeCadastro(cadOrdenado);

 

   } // main

 

   public void cadastraPessoas() {

      String nome;

      while ((nome = Entrada.in.lerLinha(prompt)) != null) {

         cadastro.add(nome);

      }

   }

 

   public void imprimeCadastro() {

      System.out.println();

      for (int i = 0; i < cadastro.size(); i++) {

         System.out.println(cadastro.get(i));

      }

   }

 

   public String[] ordenaCadastro() {

      String[] cadOrdenado = new String[cadastro.size()];

      for (int i = 0; i < cadastro.size(); i++) {

         cadOrdenado[i] = cadastro.get(i);

      }

      Arrays.sort(cadOrdenado);

      return cadOrdenado;

   }

  

   public static void imprimeCadastro(String[] cadastro) {

      System.out.println();

      for (int i = 0; i < cadastro.length; i++) {

         System.out.println(cadastro[i]);

      }

   }

 

} // 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

i)    Usamos generics para verificar em tempo de compilação que apenas objetos do tipo String serão realmente manipulados

(1)                 Garante que a coleção será de um tipo específico

(2)                 Por isso usamos <String>

(3)                 Evita conversões de tipo (transformações explícitas) repetitivas no código

(4)                 Diminui probabilidade de surpresas indesejáveis em tempo de execução

◦     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

package p2.exemplos;

 

/*

 * Exemplo do uso de um iterador e uma lista

 */

 

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>();

      encheMao(baralho, aMao);

 

      // iteraNaMao server para varrer (iterar) as cartas na mao

      Carta maiorCarta = iteraNaMao(aMao);

     

      // List tem um toString bonitinho também! :-)

      System.out.println("A mao: " + aMao);

      System.out.println("A maior carta: "

            + (maiorCarta == null ? "nao tem" : maiorCarta));

   }

 

   private static Carta iteraNaMao(List<Carta> aMao) {

      Iterator<Carta> iteraNaMao = aMao.iterator();

      Carta maiorCarta = null;

      while (iteraNaMao.hasNext()) {

         Carta proximaCarta = iteraNaMao.next();

         if (maiorCarta == null || proximaCarta.compareTo(maiorCarta) > 0) {

            maiorCarta = proximaCarta;

         }

      }

      return maiorCarta;

   }

 

   private static void encheMao(Baralho baralho, List<Carta> aMao) {

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

      for (int i = 0; i < n; i++) {

         aMao.add(baralho.pegaCarta());

      }

   }

}

— A saída do programa é:

Quantas cartas na mao? 4

A mao: [VALETE de ESPADAS, AS de PAUS, QUATRO de COPAS, SETE de COPAS]

A maior carta: VALETE de ESPADAS

— Iteradores são objetos que nos permitem varrer coleções, sem a preocupação com a representação interna da coleção

◦     Veja quantas implementações diferentes existem de classes que representam coleções

— É um padrão de projeto que permite ocultação de informação

— Veja exemplo de sua importância no código abaixo:

package p2.exemplos;

 

import java.util.ArrayList;

import java.util.Collection;

import java.util.HashMap;

import java.util.Iterator;

import java.util.TreeSet;

 

public class CrossContainerIteration {

 

   private HashMap<String, String> hmap;

   private ArrayList<String> array;

   private TreeSet<String> tset;

 

   public CrossContainerIteration() {

      hmap = new HashMap<String, String>();

      array = new ArrayList<String>();

      tset = new TreeSet<String>();

 

      povoaColecoes();

   }

 

   private void povoaColecoes() {

      String[] conteudo = { "Raquel", "Camila" };

      for (String nome : conteudo) {

         hmap.put(nome, "hmap:" + nome);

         array.add("array:" + nome);

         tset.add("tset:" + nome);

      }

   }

 

   public void display(Iterator<String> it) {

      System.out.println("display");

      System.out.print("[ ");

      while (it.hasNext()) {

         System.out.print(it.next() + " ");

      }

      System.out.println("]");

   }

 

   public void displayNumLetras(Iterator<String> it) {

      System.out.println("displayNumLetras");

      System.out.print("[ ");

      while (it.hasNext()) {

         System.out.print(it.next().length() + " ");

      }

      System.out.println("]");

   }

 

   public HashMap<String, String> getHmap() {

      return hmap;

   }

 

   public ArrayList<String> getArray() {

      return array;

   }

 

   public TreeSet<String> getTset() {

      return tset;

   }

 

   public void imprimeNumLetrasArray() {

      System.out.println("imprimeNumLetrasArray");

      System.out.print("[ ");

      for (int i = 0; i < array.size(); i++) {

         System.out.print(array.get(i).length()+ " ");

      }

      System.out.println("]");

   }

 

   public void imprimeNumLetrasHmap() {

      System.out.println("imprimeNumLetrasHmap");

      System.out.print("[ ");

      Collection<String> col = hmap.values();

      for (String nome : col) {

         System.out.print(nome.length() + " ");

      }

      System.out.println("]");

   }

  

   public void imprimeNumLetrasSet() {

      System.out.println("imprimeNumLetrasSet");

      Object[] col = tset.toArray();

      System.out.print("[ ");

      for (int i = 0; i < col.length; i++) {

         System.out.print(((String)col[i]).length() + " ");

      }

      System.out.println("]");

   }

 

   public static void main(String[] args) {

      CrossContainerIteration cross = new CrossContainerIteration();

      cross.display(cross.getArray().iterator());

      cross.display(cross.getHmap().values().iterator());

      cross.display(cross.getTset().iterator());

     

      cross.imprimeNumLetrasArray();

      cross.imprimeNumLetrasHmap();

      cross.imprimeNumLetrasSet();

     

      cross.displayNumLetras(cross.getArray().iterator());

      cross.displayNumLetras(cross.getHmap().values().iterator());

      cross.displayNumLetras(cross.getTset().iterator());

   }

}

Coleções de Objetos: Pesquisa

package p2.exemplos;

 

/*

 * 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) {

      List<Pessoa> cadastro = new ArrayList<Pessoa>();

 

      povoaCadastro(cadastro);

      pesquisaPorCPF(cadastro);

   } // main

 

   private static void povoaCadastro(List<Pessoa> cadastro) {

      final String PROMPT1 = "Digite o nome de uma pessoa (\"fim\" para terminar): ";

      final String PROMPT2 = "Digite o CPF dessa pessoa: ";

      String nome;

      String cpf;

      // 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

   }

 

   private static void pesquisaPorCPF(List<Pessoa> cadastro) {

      final String PROMPT3 = "Digite o CPF a pesquisar (\"fim\" para terminar): ";

      String cpf;

      // 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 = 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

   }

} // Pesquisa1

— Saída do programa:

Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): raquel

Digite o CPF dessa pessoa: 123456

Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): camila

Digite o CPF dessa pessoa: 234567

Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): felipe

Digite o CPF dessa pessoa: 345678

Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): rodrigo

Digite o CPF dessa pessoa: 45678

Digite o nome de uma pessoa ("fim" para terminar): fim

Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): 234567

camila

Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): 4567

Nao achei CPF 4567 no cadastro.

Digite o CPF a pesquisar ("fim" para terminar): fim

— Veja como incluir um " dentro de um string: usando \"

— Que coleção estamos usando? Para quê?

— Objetos de qual classe são colocados na coleção?

— Também estamos vendo um exemplo de loops aninhados

— Há coleções melhores do que List para fazer pesquisa

◦     Veremos isso mais daqui a pouco

◦     Exercício: refaça o programa de pesquisa acima usando um Map

Os Comandos break e continue

— Vamos agora ver um exemplo dos comandos “break” para sair de um loop e “continue” para passar para a próxima iteração do loop

package p2.exemplos;

 

// Programa feio e sem utilidade, para demonstrar uso de break e continue

public class BreakEContinue {

 

   public static void main(String[] args) {

      // imprime os numeros entre 0 e 78 que sao multiplos de 9

      for (int i = 0; i < 100; i++) {

         if (i == 78)

            break; // sai do loop for

         if (i % 9 != 0)

            continue; // volta para o inicio do loop for

         System.out.print(i + " ");

      }

 

      System.out.println();

 

      // imprime todos os multiplos menores que 78, de 4, de 5... até 9

      for (int i = 4; i < 10; i++) {

         int j = 0;

         while (j++ < 100) {

            if (j == 78)

               break; // sai do loop while

            if (j % i != 0)

               continue; // volta para o inicio do loop while

            System.out.print(j + " ");

         }

         System.out.println();

      }

 

   }

 

}

— A saída do programa é

Multiplos de 9

9 18 27 36 45 54 63 72

Multiplos de 4

4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76

Multiplos de 5

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Multiplos de 6

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72

Multiplos de 7

7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77

Multiplos de 8

8 16 24 32 40 48 56 64 72

Multiplos de 9

9 18 27 36 45 54 63 72

 

— Como usar break e continue para melhorar o programa Pesquisa1 de forma a:

◦     Desconsiderar comentários, isto é, linhas que começam com #

◦     Terminar o loop de pesquisa tão logo a pessoa com CPF a ser pesquisado for encontrada

— Veja o programa a seguir

package p2.exemplos;

/*

 * Uso de break e continue

 * Cadastro onde linha iniciando com # são comentários

 * Pesquisa em que o loop de pesquisa é encerrado tão logo o elemento

 * procurado seja encontrado

 */

 

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): ";

      final String INICIO_COMENTÁRIO = "#";

     

      String nome;

      String cpf;

 

      List<Pessoa> cadastro = new ArrayList<Pessoa>();

 

      // 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 = 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

 

Programa – HP da disciplina