Conceitos avançados de programação - Instituto de Informática - UFG

Especialização em web com interfacesricasConceitos avançados de programaçãoProf. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soaresfabrizzio@inf.ufg.br professor.fabrizzio@gmail.comInstituto de InformáticaUniversidade Federal de GoiásAula 225 de maio de 2012Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 1/103

Conceitos avançadosNesta aula conheceremos elementos interessantes para auxíliona programação Java.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 2/103

ConceitosElementos que serão aprendidos nesta aula:TypeCast e InstanceOfTipos genéricos (Generics)Encaixotamento (Boxing) e Envelopadores (Wrappers)Coleções, etcProf. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 3/103

TypeCast IQuando lidamos com linguagens de programação fortementetipadas como Java, nos confrontamos muitas vezes com a necessidadede variar de um tipo de dado para outro.Há casos, também, em que até mesmo o compilador não compreendeque tipo de dado estamos atribuindo a uma variável.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 4/103

TypeCast IIEm Java, nós podemos fazer uso do que chamamos de induçãode tipo ou typecast.O typecast dita ao compilador como tal dado deve ser interpretadoe manipulado.Essa indução de tipo ou typecast pode ser implícita ou explícita.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 5/103

TypeCast IIIO typecast implícito é feito automaticamente pelo compiladorquando um tipo de dado pode ser facilmente manipulado nolugar de outro tipo de dado.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 6/103

TypeCast IVO typecast explícito é feito diretamente no algorítmo para indicarao compilador qual a forma de interpretação de um dadoquando ele entende que há ambiguidade ou formatos incompatíveis.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 7/103

TypeCast VO typecast explícito é dado sempre dentro de parênteses quesempre vem antes do dado a ser induzido. Ex.: (int) var1,(float) var2, (Object) var3, ...Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 8/103

TypeCast de Tipos Primitivos IO typecast de dados primitivos é dado basicamente em questãode seu consumo de memória. Se tentamos designar um tipo dedado que consome menos memória para um que consome maismemória, o typecast é realizado implicitamente.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 9/103

TypeCast de Tipos Primitivos IINo exemplo abaixo, atribuimos um dado inteiro (varInt) a umavariável do tipo float (varFloat).1 public class ExemploTypecast1 {2 public static void main(String[] args) {3 float varFloat;4 int varInt;5 varInt = 200;6 varFloat = varInt;7 System.out.println(varFloat);8 }9 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 10/103

TypeCast de Tipos Primitivos IIIO contrário não se aplica. Tentar atribuir um tipo de dadomaior para um tipo de dado menor irá resultar em um erro detipos incompatíveis (type mismatch).Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 11/103

TypeCast de Tipos Primitivos IVPara demonstrar isso, usaremos dois tipos de dados inteiros.Porém, iremos atribuir um inteiro longo (que consome maismemória) a um dado inteiro que consome menos. Nesse caso,somos obrigados a usar typecast explícito.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 12/103

TypeCast de Tipos Primitivos V1 public class ExemploTypecast2 {2 public static void main(String[] args) {3 long varLong;4 int varInt;5 varLong = 200;6 varInt = (int) varLong;7 System.out.println(varInt);8 }9 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 13/103

TypeCast de Classes e Objetos ITypecast também pode ser usado em Classes e Objetos.Sempre e uma classe for genérica, ela poderá receber qualquertipo de objeto que será feito o typecast implicitamente.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 14/103

TypeCast de Classes e Objetos IIExemploPor exemplo, vamos utilizar a classe TV abaixo.1 public class TV {2 int tamanho;3 int canal;4 int volume;5 boolean ligada;67 public TV(int tamanho, int canal, int volume, boolean ligada) {8 this.tamanho = tamanho;9 this.canal = canal;10 this.volume = volume;11 this.ligada = ligada;12 }13 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 15/103

TypeCast de Classes e Objetos IIIAgora, vamos instanciar uma variável da classe genérica Objectcom a classe TV.12 public class ExemploTypecast3 {3 public static void main(String[] args) {4 Object obj = new TV(29, 1, 0, false);5 System.out.println("A variável obj é "6 + obj.getClass());7 }8 }Como podemos perceber, o resultado de getClass da variávelobj não é sua classe original (Object), mas sua instância: classTV.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 16/103

TypeCast de Classes e Objetos IVAgora, não será possível criar uma cópia desse objeto para umavariável do mesmo tipo de sua instância. Neste caso, devemosfazer o typecast explícito da classe.1 public class ExemploTypecast4 {2 public static void main(String[] args) {3 Object obj = new TV(29, 1, 0, false);4 TV tv = (TV) obj;5 TV tv2 = new TV(29, 1, 0, false);6 System.out.println("A variável tv é cópia de obj" +7 "\nobj: " + obj.toString() +8 "\ntv: " + tv.toString());9 System.out.println("TV2 é outro objeto: " + tv2.toString());10 }11 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 17/103

TypeCast de Classes e Objetos VO resultado do código acima seria algo como:1 A variável tv é cópia de obj2 obj: TV@12345f3 tv: TV@12345f4 TV2 é outro objeto: TV@abcde1Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 18/103

InstanceOf INo exemplo anterior, se tentássemos atribuir obj diretamente atv ocorreria um erro de tipos incompatíveis (type mismatch).Quando lidamos com classes, podemos testar qual seu tipo deinstancia usando o operador instanceof.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 19/103

InstanceOf IIInstanceof indica se um objeto (já instanciado) pertence a umaclasse.O uso de instanceof é: objeto instanceof nomeDaClasse.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 20/103

InstanceOf IIIPara melhorar o exemplo anterior, usaremos instanceof antes deatribuirmos obj a tv.1 public class ExemploTypecast {2 public static void main(String[] args) {3 Object obj = new TV(29, 1, 0, false);4 TV tv = null;5 if (obj instanceof TV) {6 tv = (TV) obj;7 }8 TV tv2 = new TV(29, 1, 0, false);9 System.out.println("A variável tv é cópia de obj" +10 "\nobj: " + obj.toString() +11 "\ntv: " + tv.toString());12 System.out.println("TV2 é outro objeto: " + tv2.toString());13 }14 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 21/103

Tipos Genéricos IO que são tipos genéricos?Generics, ou programação genérica, serve para determinar parao compilador, qual tipo de classe deve ser interpretada.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 22/103

Tipos Genéricos IIPor exemplo, vamos imaginar que será criada uma classe chamadaAparelho que irá conter um objeto de alguma outra classe.Para que essa classe possa aceitar qualquer tipo de classe, devemosfazer uso de generics.Generics é indicado como um identificador entre os sinais demaior e menor < > .Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 23/103

Criar classes usando generics IPara criar uma classe usando generics, basta que logo após onome da classe coloquemos o indicador genérico. Esse indicadorgenérico é simplesmente uma letra na qual será substituídadentro da classe no momento da execução.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 24/103

Criar classes usando generics II1 public class Aparelho {2 T objeto;34 public Aparelho(T objeto) {5 this.objeto = objeto;6 }78 public T getObjeto() {9 return objeto;10 }1112 public void setObjeto(T objeto) {13 this.objeto = objeto;14 }15 }Como a letra T identifica um tipo genérico, ela será substituídapor qualquer classe.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 25/103

Criar classes usando generics IIIVamos imaginar agora que temos duas classes distintas. A classeTV:1 public class TV {2 int tamanho;3 int canal;4 int volume;5 boolean ligada;67 public TV(int tamanho, int canal, int volume, boolean ligada) {8 this.tamanho = tamanho;9 this.canal = canal;10 this.volume = volume;11 this.ligada = ligada;12 }13 // métodos get e set14 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 26/103

Criar classes usando generics IVE a classe radio:1 public class Radio {2 public static int AM = 1;3 public static int FM = 2;4 private float frequencia;5 private int volume;6 private int banda;78 public Radio(float frequencia, int volume, int banda) {9 this.frequencia = frequencia;10 this.volume = volume;11 this.banda = banda;12 }13 // métodos get e set14 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 27/103

Instanciar uma classe genérica ISe fossemos criar um programa que usa as duas classes de aparelhosacima, faríamos:1 public class MinhaClasse {2 public static void main(String[] args) {3 Aparelho aparelho1 = new Aparelho(new TV(29, 0,0, false));4 Aparelho aparelho2 = new Aparelho(newRadio(88.1f, 0, Radio.FM));5 System.out.println(aparelho1.getObjeto().getClass());6 System.out.println(aparelho2.getObjeto().getClass());7 }8 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 28/103

Instanciar uma classe genérica IIPerceba o seguinte: sem o uso de generics, o compilador nãoconseguiria saber qual a diferença entre aparelho1 e aparelho2,pois ele os trataria da mesma forma. Nesse caso, seria obrigatórioo uso de typecast para determinar ao compilador que dadoestá sendo processado.Se pensarmos em uma aplicação muito grande, além de ficarcansativo ter que usar typecast toda vez que fossemos usarum aparelho, seria muito provável que erraríamos em algummomento.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 29/103

Instanciar uma classe genérica IIIJava usa uma pequena convenção de nomenclatura para as letrasde identificação de generics (que são vastamente utilizadasno Framework de coleções Java), sendo:E ElementoK ChaveN NúmeroT TipoV ValorProf. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 30/103

Generics é um assunto bastante extenso com vários tópicosque podem ser abordados, dentre os quais podemos citar:Multiplos tipos genéricos. Ex.: ;Tipos genéricos limitados. Ex.: ;Wildcards;e Subtipos;Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 31/103

Exemplo mais robusto IIremos criar duas classes, a primeira “Obj” contém dois métodos(add e get) que recebem e retornam um tipo “Integer”.1 public class Obj {23 private Integer i;45 public void add(Integer i){6 this.i = i;7 }8 public Integer get(){9 return this.i;10 }11 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 31/103

Exemplo mais robusto IIA segunda classe utiliza a classe Obj para “guardar” um objeto:1 public class UsaObj {23 public static void main(String[] args) {45 Obj integerObj = new Obj();6 integerObj.add(new Integer(10));78 Integer someInteger = (Integer)integerObj.get();9 System.out.println(someInteger);10 }11 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 32/103

Exemplo mais robusto IIIO exemplo abaixo irá causar erro:1 public class UsaObj {23 public static void main(String[] args) {45 Obj stringObj = new Obj();6 stringObj.add("Teste");78 String someString = (String)stringObj.get();9 System.out.println(someString);10 }11 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 33/103

Exemplo mais robusto IVNo caso acima, somente é possível colocar em Obj um objetodo tipo Integer, agora veremos como tipos genéricos pode nosajudar quando queremos colocar um Integer ou uma String naclasse Obj por exemplo. Vamos recriar o cenário anterior coma utilização de tipos genéricos.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 34/103

Usando Generics IVeja que agora o tipo de objeto que será armazenado é representadopela letra T, que também deverá ser informado quandouma instância de Obj for criada.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 35/103

Usando Generics II1 public class ObjGen{23 private T t; // T é o tipo do objeto45 public void add(T t){6 this.t = t;7 }8 public T get(){9 return this.t;10 }11 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 36/103

Usando Generics IIIAgora vamos criar uma classe que utiliza a classe ObjGen.1 public class UsaObjGen {23 public static void main(String[] args) {45 ObjGen integerObj = new ObjGen();6 integerObj.add(new Integer(10));78 Integer someInteger = (Integer)integerObj.get();9 System.out.println(someInteger);1011 ObjGen stringObj = new ObjGen();12 stringObj.add("Teste");1314 String someString = (String)stringObj.get();15 System.out.println(someString);16 }17 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 37/103

Generics como tipo mínimo IPodemos utilizar um “tipo mínimo” para garantir um tipo obrigatórioquando criamos classes genéricas.1 public class ObjMin {23 void inicia(T t){4 new Thread(t).start();5 }6 }Aqui estamos definindo que o tipo do objeto (T) deve ser nomínino um “Runnable”.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 38/103

Generics como tipo mínimo IICriaremos agora uma classe chamada Programa que implementaRunnable e utiliza o ObjMin.1 public class Programa implements Runnable {23 public static void main(String[] args){45 ObjMin o = new ObjMin();6 o.inicia(new Programa());7 }89 public void run(){10 System.out.println("ola");11 }12 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 39/103

Boxing, Unboxing e Autoboxing IO que é boxing?Em certas situações, é mais conveniente utilizar objetos no lugarde tipos primitivos (byte, short, int, long, float, double, booleane char).Assim, para cada tipo primitivo, foi criado uma classe Wrapper(Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Boolean e Character)que serve para “encaixotar” (boxing) o tipo primitivo.Boxing consiste em inserir um tipo primitivo dentro de um objeto,de forma que o valor primitivo possa ser usado como umobjeto.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 40/103

Boxing, Unboxing e Autoboxing IIVejamos este Exemplo:1 Integer i = new Integer(100);Vemos neste exemplo que o tipo primitivo int de valor ’100’ éinserido no construtor de Integer, que é a classe wrapper (empacotadora)associada.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 41/103

Wrappers ITabela de Tipos primitivos e Classes WrappersTipo primitivo Classe Wrapper Super ClasseLógico boolean Boolean ObjectCaractere char Character ObjectInteiro byte Byte NumberInteiro short Short NumberInteiro int Integer NumberInteiro long Long NumberPonto Flutuante float Float NumberPonto Flutuante double Double NumberProf. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 42/103

Wrappers IIClasses Wrappers possuem métodos públicos disponíveis na subclasseObject, devemos dar um maior destaque para os métodosequals(Object) e toString, o primeiro é utilizado para comparaçõesenquanto que o segundo permite que o conteúdo de umobjeto seja representado em formato de texto.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 43/103

Wrappers IIIClasses derivadas da subclasse Number possuem vários métodospara devolverem um tipo primitivo, tais como: byteValue(),shortValue(), intValue(), longValue(), doubleValue(), floatValue().Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 44/103

Wrappers IVAlem disso a as classes derivadas de Number possuem tambémo método comparareTo(Object) que faz comparações entre objetoswrapper.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 45/103

Quais as vantagens de usar tiposprimitivos? ITipos primitivos são bem rápidosConsomem pouca memóriaAlém de permitirem operações mais complexasSão bastantes eficientes em laços e expressõesProf. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 46/103

Usando Wrappers IPara criar objetos Integer ,Double , etc.Basta apenas chamar :1 Integer i = new Integer();2 Double d = new Double();Para fazer obter uma valor encapsulado basta apenas:1 float f = real.FloatValue();2 double d = inteiro.doubleValue();Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 47/103

Autoboxing IA criação das classes wrapper resolveram vários problemas, poréma conversão entre tipo primitivo para objeto (boxing) eobjeto para primitivo (unboxing) se tornou uma tarefa trivial etediosa. A solução surgiu a partir do JDK 1.5.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 48/103

Autoboxing IIA Sun resolveu este problema através do autoboxing, que consisteno boxing automático, ou seja, na conversão automáticapelo compilador de tipo primitivo para objeto.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 49/103

Autoboxing IIIAlém do autoboxing, existe o autounboxing, que é a conversãoautomática de objeto para tipo primitivo. Assim, fecha-seo ciclo: a conversão de tipo primitivo para tipo wrapper é automática(autoboxing) e o retorno também é automático (autounboxing),facilitando o uso de um e outro, como se fossemequivalentes.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 50/103

Autoboxing IVVejamos o exemplo:1 public class TesteAutoboxing {2 public static void main(String[] args) {3 Integer a = 2; // autoboxing4 Integer b = 2; // equivale a Integer b = new Integer(2);5 a++; // autounboxing e autoboxing6 b++; // autounboxing e autoboxing7 // int x = a.intValue(); // para jdk < 1.5, isto eranecessário8 // int y = b.intValue();9 // System.out.println(x+y); // a linha abaixo é equivalentea esta10 System.out.println(a+b); // graças a autounboxing11 }12 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 51/103

Autoboxing VNote neste exemplo:O compilador ’sabe’ que a atribuição ’Integer a = 2’ sãode tipos diferentes, por isso é necessário autoboxing - aconversão implícita pelo compilador de int para Integer.A soma de objetos não é definida, por isso ’a’ e ’b’ sãoconvertidos implicitamente pelo compilador para int;Em geral, o código-fonte fica mais curto e operações deconversões triviais são criadas implicitamente pelocompilador.Você pode utilizar os operadores de incremento emobjetos, como se fossem tipos primitivos;Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 52/103

Exemplos de Autoboxing IAutoboxing ou autounboxing ocorre sempre que houver a necessidadede conversão de tipos primitivos em objetos e vice-versa.Isto se aplica em várias situações [3]: comparação, atribuição,em estruturas de repetição, etc. Veremos a seguir um exemplode cada situação.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 53/103

Autoboxing em atribuição IVeja no exemplo abaixo a utilização de autoboxing e autounboxingna atribuição de variáveis e passagem de parâmetros paramétodos:1 public class AutoboxingEmAtribuicao {2 private static double soma(double x, double y) { //autounboxing3 return x+y;4 }5 public static void main(String[] args) {6 Double a = 1.0; //autoboxing7 Double b = 1.0; // autoboxing8 Double resultado = soma(a,b); // autounboxing9 Boolean imprimir = true; ///autoboxing10 if (imprimir) // autounboxing11 System.out.println("resultado: "+resultado); //autounboxing12 }13 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 54/103

Autoboxing em atribuição IINote a atuação do autoboxing/autounboxing neste exemplo:Na atribuição de valores double para tipos objeto Double;Na passagens de parâmetros do método soma. Note queo método soma recebe como parâmetros dois tiposprimitivos double e foram passados dois objetos Double’a’ e ’b’.Na atribuição do valor booleano ’true’ à variável do tipoobjeto Boolean;No uso de um tipo objeto Boolean na condição do ’if’;Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 55/103

Autoboxing em comparação IComparações podem ser realizadas através do operador ’==’ou pelo método ’equals’; o primeiro, quando é aplicado entreobjetos, compara se as variáveis referenciam o mesmo objeto,enquanto que o segundo avalia se os objetos possuem o valorsignificativamente iguais.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 56/103

Autoboxing em comparação IIVeremos no código-fonte de exemplo a seguir, que as comparaçõesentre tipos diferentes podem ser realizadas:1 public class AutoboxingEmComparacao {2 public static void main(String[] args) {3 Integer a = new Integer(2);4 Integer b = new Integer(2);;5 int c = 2;6 // compara se a e b referenciam o mesmo objeto:7 if (a == b)8 System.out.println("Comparação 1: a e b são os mesmosobjetos");910 // compara se a e b possuem o mesmo valor:11 if (a.equals(b))12 System.out.println("Comparação 2: a e b tem valores iguais");1314 // a é convertido para tipo primitivo15 // os dois valores são comparados como tipos primitivos16 if (a == c)Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 57/103

Autoboxing em comparação III17 System.out.println("Comparação 3: a e c tem valores iguais");1819 // c é convertido para objeto20 // os dois valores são comparados como objetos21 if (a.equals(c))22 System.out.println("Comparação 4: a e c tem valores iguais");23 }24 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 58/103

Autoboxing em comparação IVNote a atuação do autoboxing/autounboxing neste exemplo:Na comparação entre tipos diferentes (objeto e tipoprimitivo);No comportamento diferente na comparação com ’==’ou ’equals’;Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 59/103

Autoboxing em laço de repetição for IA partir do jdk 1.5, surgiu uma melhoria na estrutura de repetiçãofor, chamado de ’for melhorado’ ou ’enhanced for’. Atravésdo novo for, é possível percorrer toda uma array ou conjunto(veremos mais detalhadamente sobre isso depois) de forma bemfácil, sem necessitar criar contadores ou índices.1 for (Tipo item: array_ou_conjunto)...Onde:Tipo - é uma classe ou algum tipo primitivo;item - é a variável que receberá um elemento do array ouconjunto em cada iteração (loop);array_ou_conjunto - é uma array ou conjunto contendovários elementos;Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 60/103

Autoboxing em laço de repetição for IIVeremos o uso do ’for melhorado’ neste exemplo a seguir. Noteque iremos percorrer uma array de tipos primitivos char e umaarray (objeto) de inteiros (Integer):1 import java.util.ArrayList;2 public class AutoboxingEmRepeticaoFor {3 public static void main(String[] args) {4 char[] ola = {’o’, ’l’, ’a’};5 // percorre a array ola6 for (Character letra: ola) // autoboxing7 System.out.println(letra);89 // esta é um array com vários elementos inteiros;10 // veremos esta sintaxe quando for estudado "Genericos"11 ArrayList numerospares = new ArrayList();1213 // inclui objetos inteiros no array14 numerospares.add(new Integer(2));15 numerospares.add(new Integer(4));16 numerospares.add(new Integer(6));Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 61/103

Autoboxing em laço de repetição for III17 numerospares.add(new Integer(8));1819 // realiza o autounboxing de cada elemento Integer20 for (int i: numerospares)21 System.out.println(i);22 }23 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 62/103

Autoboxing em laço de repetição for IVNote neste exemplo:O for melhorado percorre a array de tipos primitivos char,realizando o autoboxing de cada um de seus elementos,atribuindo a variável ’letra’, que é do tipo objetoCharacter;A sintaxe ArrayList numerospares = newArrayList(), tem o seguinte significado: crieuma array de objetos Integer, associando à varíavelnumerospares, que por sua vez é uma ’array de Integer’;O for melhorado percorre a array de Integer, realizando oautounboxing de cada um de seus elementos, atribuindo avariável ’i’, que é do tipo primitivo int;Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 63/103

Coleções IUm dos conceitos mais difundidos entre todas as linguagens deprogramação é o conceito de array.Embora seja a base de muita coisa nem sempre trabalhar comarrays diretamente é uma boa ideia.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 64/103

Coleções IIO Java Collections Framework é um conjunto de classes desenhadospara superar as limitações dos arrays e aumentar acapacidade do programador para trabalhar com coleções de objetos.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 65/103

Coleções IIICom classes de alto nível como estas é possível implementarpadrões como Produtor-Consumidor sem esforço. Ou escolhera implementação mais eficiente sem a implementar.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 66/103

Sobre Arrays IUm array, em java, é um objeto que agrega outros objetos quecompartilham um supertipo comum e aos quais nos podemosreferir por um índice (ou seja, um numero inteiro).Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 67/103

Sobre Arrays IIArrays em java são imutáveis o que significa que para criarum array menor ou maior baseando-nos num que já existe énecessário criar um novo array e fazer uma cópia, elemento aelemento do antigo para o novo.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 68/103

Sobre Arrays IIIArrays são muito uteis para substituir condições de seleção,como vemos no exemplo a seguir:1 // sem array2 public String getDayOfWeek(int weekDayOrdinal){3 switch(weekDayOrdinal){4 case 1: return "Domingo";5 case 2: return "Segunda-Feira";6 case 3: return "Terça-Feira";7 case 4: return "Quarta-Feira";8 case 5: return "Quinta-Feira";9 case 6: return "Sexta-Feira";10 case 7: return "Sábado";11 }12 }13 // com array14 public String getDayOfWeek(int weekDayOrdinal){15 return WEEK_DAY_NAMES[weekDayOrdinal-1];16 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 69/103

Sobre Arrays IVEsta é uma situação simples que pode não parecer muito vantajosaainda para mais quando seria necessário inicializar o array( embora, essa inicialização seria feita apenas uma vez em todaa vida do programa).Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 70/103

Sobre Arrays VA razão para que o Array seja um objeto pouco maleável é deeficiência. Mas java oferece um recurso muito mais poderosoque permite ao programador não usar arrays se não quiser : oJava Collections Framework (JCF).Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 71/103

Java Collections Framework IO Java Collections Framework é um conjunto de interfaces eclasses que permitem uma vasta gama de opções na hora detrabalhar com agregações de objetos. A recente (Java 5) introduçãode tipos genéricos e de coleções desenhadas para ambientesconcorrentes não devem deixar dúvidas a ninguem, queem Java, usar arrays não é o padrão a seguir.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 72/103

Java Collections Framework IIOs algoritmos existentes relativos a coleções são amplamentedivulgados e estudados. A eficiência é a prioridade ao trabalharcom grandes coleções de objetos. Por esse motivo, o JCF ébastante flexível e vasto. Esses algoritmos são tão importantesque obrigam todos os objetos a seguir contratos bem definidos.O primeiro e mais importante deles é o contrato de definição deigualdade.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 73/103

Definindo igualdade com equals IEm Java o operador de igualdade == não determina se os objetossão iguais, apenas se as variáveis de referencia a eles sãoiguais. Duas variáveis de referencia a objetos podem referenciarobjetos iguais ou não.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 74/103

Definindo igualdade com equals IIPara resolver o problema todos os objetos em Java definem ométodo equals(). Este método é definido em Object - a classemãe de todas as classes - e como tal o método é onipresente nalinguagem.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 75/103

Definindo igualdade com equals IIIPor padrão, este método apenas verifica se as referências dosobjetos são iguais. Ou seja, por padrão, um objeto só é iguala outro se a variável de referencia é a mesma. Isso garanteque objeto quando igual tem as mesma características, masmuitas vezes necessitamos que a igualdade seja determinadapelas características em si e não pela referência do objeto.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 76/103

Definindo igualdade com equals IVPara conseguirmos isso basta sobre-escrever o método equals()no nosso objeto. Para fazermos isso temos que seguir algumasregras:1 O resultado de invocar equals() para os mesmos doisobjetos, sempre retorna o mesmo resultadoindependentemente de quando essa invocação é feita.2 null nunca é igual a nenhum objecto3 Um objeto é igual a si próprio. Ou seja, a.equals(a) temque ser verdade.4 A ordem da invocação para dois objetos não importa. Sea.equals(b) é verdade então também tem que ser verdadeque b.equals(a)Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 77/103

Definindo igualdade com equals V5 Se a.equals(b) e b.equals(c) são verdade então tambémtem que ser verdade que a.equals(c)Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 78/103

Definindo igualdade com equals VIEsta regras traduzem as propriedades do método equals(). Seo método não tem estas propriedades ele não está bem implementado.A saber:1 equals() é Consistente2 e é consistente com null3 equals() é Reflexivo4 equals() é Simétrico5 equals() é TransitivoProf. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 79/103

HashCode IHash é um código desenvolvido em criptografia. Função deHash é um mecanismo que baseado numa entrada produz umcódigo de hash (hashCode). Funções de Hash não são reversiveise sempre produzem o mesmo resultado para a mesmaentrada. Contudo não são obrigadas a produzirem códigos diferentespara entradas diferentes ( ou seja, não são injetivas).Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 80/103

HashCode IIPor outro lado, funções de hash produzem códigos do mesmotamanho para entradas de tamanhos aleatoriamente diferentes.Estas propriedades são extremamente uteis já que pela simplescomparação do código de hash poderemos saber se dois objetossão diferentes. Atenção para o fato que elas não revelam seos objetos são iguais, mas na maioria dos casos ser diferente émais importante que ser igual.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 81/103

HashCode IIISabendo disto, à semelhança de equals() Object também defineo método hashCode() que não é mais que uma função dehash aplicada ao próprio objeto. É fácil de compreender quese alteramos o mecanismo padrão de verificação de igualdade,temos também que alterar o mecanismo padrão de produção docódigo de hash.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 82/103

HashCode IVIsso nos leva à regra de consistência que diz que: Sempre quesobrescrever equals() sobrescreva também hashCode() de formacompatível. De forma compatível significa que : Se a.equals(b)é verdade então também é verdade que a.hashCode()==b.hashcode()Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 83/103

HashCode VExistem muitas formas de redefinir o calculo do código de hash.Da mais simples e com pior performance que é fazer todos osobjetos terem o mesmo código até à mais complexa de deixartodos os objetos terem um código diferente.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 84/103

HashCode VIEmbora seja teoricamente possível ter uma função de hash tãoeficiente que produz um código diferente para cada objeto diferente,na prática nos encontramos limitados já que o códigotem que caber num int (32 bits).Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 85/103

HashCode VIIEntão temos que vier com fato que nossas funções de hash vãoproduzir código iguais em algum ponto. A isso se chama Colisãode Hash. O objetivo é diminuir as colisões, ou seja diminuir afrequencia com que dois objetos diferentes produzem o mesmocódigo de hash. Quanto menos colisões, mais eficiente é a nossafunção de hash.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 86/103

HashCode VIIIA função de hash mais simples é a operação de ou-exclusivo(XOR) que em Java se representa pelo operador ˆ.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 87/103

Coleções e Mapas ISão classes voltadas para estruturas de dados,pertencentes ao pacote java.util:ConjuntosConjuntosordenadosMapasMapas Ordenados elistas.É largamente utilizado em programas: quem não precisade um vetor, uma lista ou conjunto?Melhora a performance e a qualidade: evita ’reinventar’ aroda;Estimula o reuso;São conhecidos também como conjuntos;Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 88/103

Organização em Interfaces e Classes IO conjunto de classes java para coleções (Java Collection Framework)é composto de várias interfaces (I), e classes concretas(C). A seguir mostramos estas classes no formato hierárquicoem árvore:1 Collection (I)2 Set (I)3 HashSet (C)4 Sorted Set (I)5 TreeSet(C)6 List (I)7 ArrayList (C)8 Vector (C)9 LinkedList (C)10 Queue (I)11 ...12 Map (I)13 HashMap (C)14 Hashtable (C)Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 89/103

Organização em Interfaces e Classes II15 SortedMap (I)16 TreeMap (C)Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 90/103

IDefinindo cada uma das implementações1 ColeçõesCollection: interface que define operações comuns decoleções. Esta interface possui duas sub-interfaces - Set(Conjunto) e List (Lista);2 ConjuntosSet: implementação de Collection, que modela umconjunto de elementos únicos;HashSet: implementação de Set, modela conjuntos nãoordenados;SortedSet: implementação de Set, modela conjuntosordenados;3 ListasProf. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 91/103

IIDefinindo cada uma das implementaçõesList: modela listas de dados, onde os elementos(repetidos ou não) estão ordenados;ArrayList: usa métodos não-sincronizados e Vector utilizamétodos sincronizados (synchronized)Vector: é apropriado para uso em multithread, porém émais lento que ArrayList;LinkedList: é uma Lista, onde os elementos estãoligados. Tem uma inserção e deleção muito mais rápidosque ArrayList e Vector.4 MapasMap: modela mapeamentos entre chaves não-repetidas avalores;Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 92/103

Definindo cada uma das implementaçõesIII5 FilasHashMap: subclasse de Map, modela mapas nãoclassificados, com métodos não-sincronizados;Hashtable: subclasse de Map, modela mapas nãoclassificados, com métodos sincronizados;SortedMap: modela mapas classificados;Queue: é uma interface, que modela filas,Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 93/103

Definindo cada uma das implementaçõesIVNão confunda array (criados com []) com as classes ArrayListou Vector!Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 94/103

Exemplo comparativo entre array eArrayList IVeja a tabela comparativaarraynão tem dimensão dinâmicasuporta tipos primitivosnão é uma classenão suporta métodospossui atributo lengthArrayListtem dimensão dinâmicanão suporta tipos primitivos diretamenteé uma classesuporta métodosnão possui atributo lengthProf. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 95/103

Exemplo comparativo entre array eArrayList IIVeja o exemplo abaixo, comparando array e ArrayList:1 import java.util.ArrayList;2 public class ComparandoArrayEArrayList {3 public static void main(String[] args) {4 // inicialização:5 String[] ola1 = new String[3];6 ArrayList ola2 = new ArrayList();78 // atribuição9 ola1[0] = "o"; ola1[1] = "l"; ola1[2] = "a";10 ola2.add("o"); ola2.add("l"); ola2.add("a"); ola2.add("!");1112 // percorrendo com for13 for (String s: ola1)14 System.out.print(s);15 System.out.println();16 for (String s: ola2)17 System.out.print(s);Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 96/103

Exemplo comparativo entre array eArrayList III18 }19 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 97/103

Interface Collection IA interface Collection define várias operações básicas e operaçõesentre coleções. Vejamos sua implementação:1 public interface Collection extends Iterable {2 // Operações Básicas3 int size();4 boolean isEmpty();5 boolean contains(Object element);6 boolean add(E element);7 boolean remove(Object element);8 Iterator iterator();910 // Operações em massa11 boolean containsAll(Collection c);12 boolean addAll(Collection c);14 boolean retainAll(Collection c);15 void clear();1617 // Operações de arrayProf. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 98/103

Interface Collection II18 Object[] toArray();19 T[] toArray(T[] a);20 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 99/103

Interface Iterator IUma interface bastante importante é a interface Iterator, quepermite navegar (iterar) pelos vários elementos de uma coleção.1 public interface Iterator {2 boolean hasNext();3 E next();4 void remove();5 }Note que a interface Iterator é bastante simples, um Iterator éobtido da própria coleção através do método iterator() e depoispodemos navegar pela coleção por meio dos métodos hasNext(),next() e remove();Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 100/103

Exemplo simples I1 import java.util.*;2 public class TesteArray {3 public static void main(String[] args) {4 ArrayList a1 = new ArrayList();5 ArrayList a2 = new ArrayList();6 a1.add("a");7 a1.add("b");8 a1.add("c");9 a2.add("d");10 a2.add("e");11 a2.add("f");12 Iterator i1 = a1.iterator();13 Iterator i2 = a2.iterator();14 // imprime a115 while (i1.hasNext()) {16 System.out.println(i1.next());17 }18 // imprime a219 while (i2.hasNext()) {20 System.out.println(i2.next());Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 101/103

Exemplo simples II21 }22 }23 }Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 102/103

Exercício1 Criando somente uma instância auxiliar de ArrayList,adicione os elementos de a2 em a1, de forma mesclada,ou seja, seu resultado final deverá ser: a, d, b, e, c, f.Imprima o novo a1 resultante.2 Sem criar novas instâncias de ArrayList, adicione oselementos de a1 no final de a2 e imprima o novo a2resultante.Prof. Fabrízzio Alphonsus A. M. N. Soares | Conceitos avançados de programação 103/103