O documento discute os conceitos de Tipo Abstrato de Dados (TAD). Um TAD é caracterizado por um conjunto de valores e operações, mas não por sua representação interna de dados. Um TAD deve ter um contrato especificando seus atributos e operações, sem definir a representação ou algoritmos. Isso permite separação de interesses entre implementação e uso do TAD.

1. Prof. Adriano Teixeira de Souza

2.  Um Tipo Abstrato de Dados é caracterizado
por
◦ Um conjunto de valores
◦ Um conjunto de operações
 Não é caracterizado pela sua representação
interna de dados
Prof. Adriano Teixeira de Souza

3.  Os dados internos de um TAD são privativos
◦ Código da aplicação não consegue manipular
◦ Manipulável apenas pelas operações definidas em
um TAD
 A representação de dados é intercambiável,
sem afetar o código da aplicação
◦ Apenas as operações precisam ser recodificadas
Prof. Adriano Teixeira de Souza

4.  Um TAD deve possuir um contrato que
◦ Especifique o seu conjunto de atributos
◦ Especifique a assinatura de suas operações (i.e.,
nome da operação, tipos de parâmetros, tipos de
resultados e comportamento observável)
 O contrato não especifica a representação
dos dados nem os algoritmos necessários
para as operações
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5.  O comportamento observável de uma
operação é o seu efeito da forma que é
‘observado’ pelo código da aplicação
◦ Exemplo de um comportamento observável: busca
em um array
◦ Exemplos de algoritmos com um comportamento:
busca linear, busca binária
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6.  A implementação de um TAD deve seguir
rigorosamente aquilo que foi especificado no seu
contrato
 A implementação de um programa deve utilizar
um TAD apenas na forma como suas operações
são definidas no contrato
 Separação de Interesses (Separation of Concerns)
◦ A implementação de um TAD não se preocupa com os
programas que irão utilizá-lo
◦ A implementação de um programa não se preocupa em
como um TAD foi implementado
◦ Propriedade fundamental para o projeto, implementação
e manutenção de grandes sistemas
Prof. Adriano Teixeira de Souza

7.  Requisitos:
◦ Os valores armazenados podem ser datas do
passado, do presente ou do futuro
◦ Deve ser possível:
 construir uma data a partir de um ano a, mês m, e dia-
no-mês d.
 comparar datas
 fornecer uma data no formato “a-m-d”
 avançar uma data por n dias
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8.  Possível contrato, expresso na forma de um
esquema de declaração de classe
public class Date {
// Cada valor de Date é uma data atual, do passado ou do futuro
private ...;
public Date (int a, int m, int d);
// Constrói uma data com ano a, mês m, dia do mês d
public int compareTo (Date that);
// retorna -1 se é anterior a este,
// ou 0 se a data é igual a este,
// ou +1 se data é posterior a este
public String toString ();
// retorna a data no formato “a-m-d”
public void advance (int n);
// Avança a data de n dias (onde n >= 0)
}
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9.  Código de aplicação válido
Date hoje = …;
Date pascoa = new Date(2001, 4, 15);
hoje.advance(16);
if (hoje.compareTo(pascoa) < 0)
System.out.println(hoje.toString());
 Código de aplicação inválido
hoje.d += 16;
System.out.println(hoje.a + '-' + hoje.m + '-' + hoje.d);
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10.  Uma implementação de um TAD inclui:
◦ A escolha de uma representação de dados
◦ A escolha de um algoritmo para cada operação
 A representação dos dados deve ser privativa
(private)
 A representação de dados deve cobrir todos
os valores possíveis
 Os algoritmos devem ser consistentes com a
representação de dados
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11. public class Date {
// Cada instância de Date corresponde a uma data presente, do
// passado ou do futuro.
// A data é representada pelo número do ano a, pelo mês m, e
// um dia-no-mês d
private int a, m, d;
public Date (int a, int m, int d) {
// Construtor
this.a = a; this.m = m; this.d = d;
...
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12. public int compareTo (Date that) {
return (this.y < that.y ? -1 :
this.y > that.y ? +1 :
this.m < that.m ? -1 :
this.m > that.m ? +1 :
this.d < that.d ? -1 :
this.d > that.d ? +1 : 0);
}
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13. public String toString () {
// retorna a data no formato “a-m-d”
return (this.a + '-' + this.m + '-‘ + this.d);
}
public void advance (int n) {
// Avança a data de n dias (onde n >= 0)
// omitido
}
}
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14.  2ª Implementação de Date
public class Date {
// Esta data é representada por um número inteiro (data em
época)
// (onde 0 representa 1º de janeiro de 2000):
private int d;
public Date (int a, int m, int d) {
…;
this.d = …;
}
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15. public int compareTo (Date that) {
return (this.d < that.d ? -1 :
this.d > that.d ? +1 : 0);
}
public String toString () {
int a, m, d;
…;
return (a + '-' + m + '-' + d);
}
public void advance (int n) {
this.d += n;
}
}
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16.  As operações são suficientes se conseguem
atender todos os requisitos de um TAD
◦ Pode uma aplicação ser escrita inteiramente em
termos das chamadas a estas operações?
 Uma operação é necessária se é essencial para
atender os requisitos do TAD
◦ Pode ser omitida?
 Um TAD bem projetado provê operações que são
necessárias e suficientes para os seus requisitos
Prof. Adriano Teixeira de Souza

17. public class Date {
private …;
public Date (int a, int m, int d);
public int compareTo (Date that);
public String toString ();
public void advance (int n);
}
 São necessárias e suficientes?
Prof. Adriano Teixeira de Souza

18. public class Date {
private …;
public Date (int a, int m, int d);
public int getYear ();
public int getMonth ();
public int getDay ();
}
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19. public class Date {
private …;
public Date (int a, int m, int d);
public int compareTo (Date that);
public String toString ();
public void advance (int n);
public void advance1Day ();
}
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20.  Construção de TADs a partir de outros
existentes
◦ Exemplo: TAD Person
◦ Birthday é uma instância de Date
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21. public class Person {
// Cada valor de Person possui nome, endereço e data de
nascimento
private ...; Importação de tipo externo
private Date birthday;
public Date (int a, int m, int d);
// Constrói uma data com ano a, mês m, dia do mês d
public int compareTo (Date that);
// retorna -1 se é anterior a este,
// ou 0 se a data é igual a este,
// ou +1 se data é posterior a este
public String toString ();
// retorna a data no formato “a-m-d”
public void advance (int n);
// Avança a data de n dias (onde n >= 0)
}
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22.  Interface java.util.List permite listas.
 Interface java.util.Set permite conjuntos.
 Interface java.util.Map permite mapeamentos
 Pacotes java.awt, java.io, java.util, etc., permitem
vários TADs
Prof. Adriano Teixeira de Souza

23.  Em Java, o conceito
de Interface é a
maneira natural de
se especificar um
TAD
 Interface: conteúdo
vazio – apenas uma
interface pública
para um tipo
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24.  Distinção entre tipos de dados e tipos
abstratos de dados
◦ TADs não possuem representação, apenas valores e
operações
 TADs
◦ Contrato/especificação
◦ Implementação
 Critérios para projetar um TAD
 Exemplos de TADs disponíveis em Java
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