Implementação de vetores em Java

Fundamentos da Linguagem Java

Vetores em Java
Implementação de Estruturas de
Dados

Ludimila Monjardim Casagrande
2012

Vetor

 Um vetor é uma lista implementada usando um
array.
 O que são listas?
 Lista é uma estrutura de dados que, por
definição, permite objetos duplicados e é
ordenada.
 Uma estrutura de dados deve definir:
 A maneira como o dado será armazenado;
 A interface ou operações disponíveis para uso.

Vetores em Java ©2012 Ludimila Monjardim Casagrande 2

Vetor

 Um array é uma porção de memória fixa e
sequencial dividida em pedaços idênticos
indexados a partir de 0.
 A capacidade de um array é fixa e deve ser
informada no momento da criação do array.


Vetor de Objetos

 Em cada posição do array (ou vetor), podemos
guardar um objeto. Na verdade, cada posição
pode guardar uma referência para um objeto.

Exemplo:
Array, vetor
ou lista de
Alunos.


O que vamos implementar?

 Vamos implementar um vetor para a listagem de
Alunos.
 Para isso, precisamos primeiro implementar a
classe Aluno.
 Em seguida, precisamos definir a interface da
lista, isto é, as operações públicas disponíveis
para a manipulação de dados nessa estrutura.


Classe Aluno
package poo.modelo; @Override
public class Aluno { public String toString() {
private int matricula; return "Aluno [matricula=" + matricula + ", nome=" + nome + "]";
private String nome; }

public Aluno(int matricula, String nome) { @Override

this.nome = nome; public boolean equals(Object obj) {

this.matricula = matricula; if (this == obj) {

} return true;
}
public int getMatricula() {
if (obj == null) {
return matricula;
return false;
} }
public void setMatricula(int matricula) { if (!(obj instanceof Aluno)) {
this.matricula = matricula; return false;
} }
public String getNome() { Aluno a = (Aluno) obj;
return nome; if (matricula != a.matricula) {
} return false;
}
public void setNome(String nome) {
return true;
Obs.: Incluir o
this.nome = nome; } construtor default.
} }


Operações da Lista

 Vamos implementar as seguintes operações:
 Adicionar um dado objeto no fim da lista;
 Adicionar um dado objeto em uma dada posição;
 Recuperar o objeto de uma dada posição;
 Remover o objeto de uma dada posição;
 Verificar se um dado objeto está contido na lista;
 Obter a quantidade de objetos (elementos) da
lista.
 Imprimir a lista (implementar o método toString()).


Estrutura da Classe Vetor
package poo.estruturas; public Aluno recupera(int posicao) {
import poo.modelo.Aluno; // TODO implementação
public class Vetor { return null;
/** Declaração e inicialização de um array de }
* objetos do tipo Aluno
public void remove(int posicao) {
* com capacidade para 100 objetos. */
// TODO implementação
private Aluno[] alunos = new Aluno[100];
}
public boolean contem(Aluno aluno) {
/** Numero atual de elementos do array. */
private int totalDeElementos;
return false;
}
public void adiciona(Aluno aluno) {
public int obtemTotalDeElementos() {
}
return 0;
public void adiciona(int posicao, Aluno aluno) {
}
}
Obs.: Incluir também o
} método toString().


Considerações sobre o Vetor

 Considere que os elementos do vetor devam estar
estão todos compactados à esquerda, isto é, não
existem posições vazias entre as posições ocupadas.


Classes para Teste
package poo.testes;
import poo.modelo.Aluno;
import poo.estruturas.Vetor;

public class TesteAdicionaNoFim {
public static void main(String[] args) {
Aluno a1 = new Aluno(100, "José");
Aluno a2 = new Aluno(200, "João");
Vetor lista = new Vetor();
lista.adiciona(a1);
lista.adiciona(a2);
System.out.println(lista); Saída esperada:
} [Aluno [matricula=100, nome=José],
} Aluno [matricula=200, nome=João]]


Classes para Teste
package poo.testes;
public class TesteAdicionaPorPosicao {
Aluno a1 = new Aluno(101, "Rafael");
Aluno a2 = new Aluno(201, "Paulo");
Aluno a3 = new Aluno(301, "Ana");
lista.adiciona(a1);
lista.adiciona(0, a2);
lista.adiciona(1, a3); Saída esperada:
System.out.println(lista); [Aluno [matricula=201, nome=Paulo],
} Aluno [matricula=301, nome=Ana],
} Aluno [matricula=101, nome=Rafael]]


Classes para Teste
package poo.testes;
public class TesteRecuperaPorPosicao {
lista.adiciona(a1);
lista.adiciona(a2);
Aluno aluno1 = lista.recupera(0);
Aluno aluno2 = lista.recupera(1);
Saída esperada:
System.out.println(aluno1); Aluno [matricula=101, nome=Rafael]
System.out.println(aluno2); Aluno [matricula=201, nome=Paulo]
}
}

Classes para Teste
package poo.testes;
public class TesteRemovePorPosicao {
lista.adiciona(a1);
lista.adiciona(a2);
lista.remove(0);
System.out.println(lista); Saída esperada:
} Aluno [matricula=201, nome=Paulo]
}


Classes para Teste
package poo.testes;
public class TesteContemAluno {
lista.adiciona(a1);
lista.adiciona(a2);
System.out.println(lista.contem(a1));
Saída esperada:
System.out.println(lista.contem(a2)); true
Aluno a3 = new Aluno(301, "Ana"); true
System.out.println(lista.contem(a3)); false
}
}

Classes para Teste
package poo.testes;
public class TesteRecuperaTamanhoDaLista {
Aluno a3 = new Aluno();
lista.adiciona(a1);
lista.adiciona(a2);
Saída esperada:
System.out.println(lista.obtemTotalDeElementos()); 2
lista.adiciona(a3); 3
System.out.println(lista.obtemTotalDeElementos());
}
}

Método: adiciona(Aluno aluno)

Possível
implementação:



 Problema da implementação anterior:
 O consumo de tempo do
método piora proporcional-
mente na medida em que
o número de elementos
que existem no vetor
aumenta, o que representa
um consumo linear de tempo.


Complexidade de Algoritmos

 Consumo Linear x Consumo Constante:
 Consumo
(ou complexidade) linear:
proporcional ao número
de elementos do vetor.
Indicado por: O(n).
 Consumo (ou complexidade)
constante: não varia em
função do número de
elementos do vetor.
Indicado por: O(1).
Consumo Linear x Consumo Constante



Implementação alternativa
com consumo (complexidade)
constante:

Quantidade de elementos = Índice da
primeira posição vazia

Implementação parcial. Ainda falta
verificar se o vetor está cheio, isto é,
se totalDeAlunos < alunos.length.


Método: adiciona(int posicao, Aluno aluno)

 Verifique se o vetor está cheio.
 Verifique se a posição desejada é válida. As posições válidas são
as posições ocupadas e a primeira posição desocupada
(=totalDeAlunos). Além disso, a posição desejada deve ser menor
do que o tamanho do vetor.
 Se a posição desejada for a última posição válida, apenas adicione
o elemento nesta posição.


Método: adiciona(int posicao, Aluno aluno)

 Se a posição desejada for uma posição ocupada, desloque os
elementos para a direita até desocupar a posição desejada. Por fim,
adicione o elemento nesta posição e incremente o total de alunos.


Método: recupera(int posicao)

 A dica em relação a esse método é primeiro verificar se a posição
desejada é uma posição ocupada, isto é, se a posição pertence ao
intervalo de 0 a totalDeAlunos - 1.
 Se sim, basta recuperar o objeto desta posição.


Método: remove(int posicao)

 Verifique se a posição desejada é uma posição ocupada.
 Se for, remova o objeto alterando o valor da posição para null.
 Em seguida, desloque os objetos à direita do objeto removido uma
posição para a esquerda, caso eles existam.
 Decremente o número total de alunos.


Método: contem(Aluno aluno)

 Nesta operação, precisamos comparar o aluno dado com todos os
alunos existentes no vetor.
 Para isso implemente um laço e compare os objetos usando o
método equals.


Caixas de Diálogo

 Você pode exibir mensagens de erro ou
informativas para o usuário usando uma caixa
de diálogo da seguinte forma:


Referências

 CS-14: Algoritmos e Estruturas de Dados em Java.
Caelum: Ensino e Inovação.
http://www.caelum.com.br/curso/cs-14-algoritmos-estruturas-dados-
java/

 Capítulo 4 – Arrays.
Orientação a Objetos em Java.
K19 Treinamentos.
http://www.k19.com.br/downloads/apostilas-java.

 Capítulo 16 – Collections framework.
Caelum: Ensino e Inovação.
http://www.caelum.com.br/curso/fj-11-java-orientacao-objetos/


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