Java-ohjelmointi opas ammattimaiseen osaamiseen Luku 11 Taulukot ja perustietorakenteet

1. � Jukka Harju, Jukka Juslin Java-ohjelmointiopas ammattimaiseen osaamiseenLuku 11Taulukot ja perustietorakenteet

2. � Jukka Harju, Jukka Juslin N�m� kalvot on lisensoitu Creative Commons Attribution-ShareAlike 1.0 -lisenssill�. Lis�ys edelliseen lisenssiin: Kalvojen muokkaaminen on sallittu vain opettajille, joiden kursseilla k�ytet��n kurssikirjana Tuloksellinen Java-ohjelmointi � tai Java ohjelmointi opas ammattimaiseen osaamiseen -kirjaa.

3. � Jukka Harju, Jukka Juslin Miss� ollaan?

4. � Jukka Harju, Jukka Juslin Taulukot ovat olioita, jotka auttavat organisoimaan suuria m��ri� tietoa. K�sittelylistalla on: Taulukon tekeminen ja k�ytt� Rajojen tarkastus ja kapasiteetti Taulukot, jotka tallettavat olioviittauksia Vaihtuvamittaiset parametrilistat Taulukko

5. � Jukka Harju, Jukka Juslin Taulukko Taulukko on j�rjestetty lista arvoja

6. � Jukka Harju, Jukka Juslin Tiettyyn arvoon taulukossa viitataan k�ytt�m�ll� taulukon nime�, jota seuraa indeksin numero hakasulkeissa. Esimerkiksi: pisteet[2] viittaa arvoon 94 (kolmas arvo taulukossa). Indeksi viittaa soluun, johon tallennetaan esimerkin taulukossa yksi int-tyyppinen arvo Taulukko

7. � Jukka Harju, Jukka Juslin Taulukon soluun voidaan tallentaa arvo, solun sis�lt� voidaan tulostaa tai solua voidaan k�ytt�� laskutoimituksessa. pisteet[2] = 89; pisteet[eka] = pisteet[eka] + 2; keskiarvo = (pisteet[0] + pisteet[1])/2; System.out.println ("Huippu = " + pisteet[5]); Taulukko

8. � Jukka Harju, Jukka Juslin Taulukon kaikkien solujen tietotyyppi on sama. Solun tyyppi voi olla primitiivityyppi tai viittausmuuttuja. Taulukko voidaan luoda sis�lt�m��n esimerkiksi int-tyyppist� tietoa, merkkej�, merkkijonoja (viittauksia String -luokan olioihin), viittauksia Kolikko�luokan olioihin yms. Javassa taulukko itse on olio. Taulukko

9. � Jukka Harju, Jukka Juslin Miss� ollaan?

10. � Jukka Harju, Jukka Juslin Taulukon luominen pisteet-taulukko voidaan luoda seuraavasti: int[] pisteet = new int[10]; Muuttujan pisteet tyyppi on int[] (solun tyyppi on int, []-merkit kertovat kyseess� olevan taulukon). Huomaa, ett� taulukon tyyppi ei m��r�� taulukon kokoa, vaan jokaiselle taulukko-oliolle annetaan oma koko. Viittausmuuttuja pisteet asetetaan osoittamaan uuteen taulukko-olioon, joka pystyy s�ilytt�m��n 10 int-tyyppist� tietoa.

11. � Jukka Harju, Jukka Juslin Muutamia muita esimerkkej� taulukon luonnista. float[] hinnat = new float[500]; boolean[] vivut; vivut = new boolean[20]; char[] merkit = new char[1750]; Taulukon luominen

12. � Jukka Harju, Jukka Juslin Miss� ollaan?

13. � Jukka Harju, Jukka Juslin Taulukon k�ytt� Java SE 5:n Iterator-luokka helpottaa taulukon elementtien l�pik�ynti�:

14. � Jukka Harju, Jukka Juslin Taulukon rajojen tarkistaminen Kun taulukko on luotu, sill� on kiinnitetty koko, jota ei voida en�� muuttaa. Indeksin, jolla viitataan taulukon soluun, t�ytyy olla taulukon rajojen sis�ll�. Toisin sanoen indeksin arvon pit�� olla >= 0 ja <N (taulukon koko). Java k��nt�j� heitt�� ArrayIndexOutOfBoundsException-luokan poikkeuksen, jos indeksi on taulukon rajojen ulkopuolella. T�t� kutsutaan automaattiseksi rajojen tarkistamiseksi.

15. � Jukka Harju, Jukka Juslin Esimerkiksi taulukon merkit koko on 100, mutta indeksi laskuri saa liikkua vain v�lill� 0-99. Jos laskurin arvo on 100, silloin seuraava viittaus aiheuttaa poikkeuksen heitt�misen: System.out.println(merkit[laskuri]); On tyypillist� tehd� ns. off-by-one virheit� taulukkoja k�ytett�ess�. Taulukon rajojen tarkistaminen

16. � Jukka Harju, Jukka Juslin Jokaisella taulukko-oliolla on julkinen vakioattribuutti nimelt��n length, joka sis�lt�� taulukon koon. T�h�n viitataan taulukon nimen kautta k�ytt�en length-attribuuttia, ei esim. getLength-metodia: int pituus = pisteet.length; Huomaa, ett� length sis�lt�� solujen lukum��r�n eik� suurinta sallittua indeksinumeroa. Taulukon rajojen tarkistaminen

17. � Jukka Harju, Jukka Juslin Toinen taulukon luontitapa Hakasulkeet taulukon tyypiss� voidaan kirjoittaa taulukon tietotyypin tai nimen j�lkeen. Seuraavat kaksi lausetta ovat merkitykselt��n identtiset: float[] hinnat; float hinnat[]; Ensimm�inen tapa on helpommin luettava ja suositeltava.

18. � Jukka Harju, Jukka Juslin Alustuslistat Alustuslistaa voidaan k�ytt�� arvojen sijoittamisessa taulukkoon sen luontivaiheessa. Arvot kirjoitetaan aaltosulkeisiin pilkulla erotettuina. Esimerkkej�:

19. � Jukka Harju, Jukka Juslin Huomaa, ett� kun k�ytet��n alustuslistaa: Ei k�ytet� new-operaattoria Taulukon kokoa ei m��ritell� Taulukon koko m��rittyy automaattisesti sen mukaan kuinka monta arvoa alustuslistassa on. Alustuslistaa voidaan k�ytt�� vain taulukon luonnin yhteydess�. Alustuslistat

20. � Jukka Harju, Jukka Juslin Taulukko parametrina Koko taulukko voidaan v�litt�� parametrina metodille. Kuten mik� tahansa muun olion kanssa, viittaus taulukkoon (eli olioon) v�litet��n metodille. Kun taulukkoa muutetaan metodin sis�ll� n�kyv�t muutokset my�s kutsuneeseen metodiin. Taulukkoa ei siis ole tarpeen palauttaa metodista. My�s yksitt�inen taulukon solu voidaan v�litt�� metodille, kunhan solun tyyppi vastaa metodin parametrimuuttujan tyyppi�.

21. � Jukka Harju, Jukka Juslin Miss� ollaan?

22. � Jukka Harju, Jukka Juslin Oliotaulukko Taulukon elementit voivat olla viittausmuuttujia. Seuraava lause varaa tilaa viidelle viittausmuuttujalle, jotka viittaavat String-luokan olioihin: String[] sanat = new String[5]; Yo lause ei luo String�olioita. Taulukko sis�lt�� null�alkuarvoja. Olio, joka tallennetaan taulukkoon t�ytyy erikseen luoda.

23. � Jukka Harju, Jukka Juslin sanat-taulukko alkuarvoisessa tilanteessa: Oliotaulukko

24. � Jukka Harju, Jukka Juslin Sen j�lkeen kun muutamia String-olioita on luotu ja tallennettu taulukkoon: Oliotaulukko

25. � Jukka Harju, Jukka Juslin Komentoriviargumentit main-metodin m��rittelyst� havaitaan, ett� metodi saa parametrina String-tyyppisen taulukon. Taulukon arvot ovat per�isin komentoriviargumenteista, jotka annetaan ohjelmalle k�ynnistyksen yhteydess�. Esimerkiksi seuraava komento v�litt�� kaksi String -oliota main-metodille: > java ohjelma uskomaton kiva N�m� merkkijonot tallennetaan indeksien 0 ja 1 kohtiin main-metodin parametritaulukkoon.

26. � Jukka Harju, Jukka Juslin Miss� ollaan?

27. � Jukka Harju, Jukka Juslin Wrapper-luokat Wrapper-luokkia k�ytet��n �kietomaan� alkeistyyppinen tieto olion sis��n (attribuutin arvoksi). T�m� on tarpeen koska taulukkoa kehittyneemm�t Javan tietorakenteet hyv�ksyv�t arvoikseen vain olioita. Java SE 5 toi uutena ns. �autoboxing�-ominaisuuden, jolla Wrapper-luokkien k�ytt� on eritt�in helppoa. Jokaiselle primitiivityypille l�ytyy oma Wrapper-luokkansa (ks. kirjan taulukko 9.1).

28. � Jukka Harju, Jukka Juslin Wrapper-luokat Seuraavassa esimerkki Wrapper-luokan k�yt�st� autoboxingilla. Katso my�s kirjan esimerkki 9.5.

29. � Jukka Harju, Jukka Juslin Wrapper-luokat

30. � Jukka Harju, Jukka Juslin Wrapper-luokat Ilman autoboxingia sama toiminta vaatisi seuraavan koodin.

31. � Jukka Harju, Jukka Juslin Wrapper-luokat

32. � Jukka Harju, Jukka Juslin Miss� ollaan?

33. � Jukka Harju, Jukka Juslin Linkitetyt listat Linkitetty lista on dynaaminen tietorakenne. Dynaamisen tietorakenteen kokoa voidaan muuntaa my�s luonnin j�lkeen (vrt. taulukko). Linkitetty lista on j�rjestetty joukko solmuja, joista jokainen sis�lt�� tiedon lis�ksi linkin seuraavaan solmuun.

34. � Jukka Harju, Jukka Juslin Linkitetyt listat Tieto on viittausmuuttuja, eli viittaa olioon.

35. � Jukka Harju, Jukka Juslin Linkitetyt listat Linkitetyst� listasta voidaan poistaa solmu, muuttamalla poistettavaan solmuun osoittavaa linkki� ja poistettava solmun linkki�.

36. � Jukka Harju, Jukka Juslin Linkitetyt listat Linkitettyyn listaan voidaan lis�t� solmu lis��m�ll� solmu sek� tarvittava linkki.

37. � Jukka Harju, Jukka Juslin Miss� ollaan?

38. � Jukka Harju, Jukka Juslin ArrayList �luokka Luokka ArrayList sijaitsee pakkauksessa java.util. ArrayList on linkitetyn listan er�s toteutus. Periytyy luokasta AbstractList. Voidaan m��ritell� hyv�ksym��n mink� tahansa tyyppisi� viittausmuuttujia, ei kuitenkaan primitiivityyppisi� muuttujia.

39. � Jukka Harju, Jukka Juslin ArrayList �luokka Tyypitt�m�tt�m�n listan luonti: ArrayList lista = new ArrayList(); Tyypitt�m�t�n lista hyv�ksyy mit� tahansa tyyppi� olevat viittausmuuttujat. Tyypitetty lista hyv�ksyy vain listan tyypin mukaisia viittausmuuttujia, virheellisist� sijoitusyrityksist� saadaan ilmoitus jo k��nt�j�lt�. Tyypitetyn listan luonti: ArrayList<String> lista =  new ArrayList<String>();

40. � Jukka Harju, Jukka Juslin ArrayList �luokka T�rkeimpi� metodeja: add (ylikuormitettu) lis�� elementin listaan clear tyhjent�� listan contains tutkii l�ytyyk� etsitt�v� elementti listasta get palauttaa elementin halutusta positiosta isEmpty tutkii onko lista tyhj� remove (ylikuormitettu) poistaa elementin halutusta positiosta tai halutun elementin size palauttaa listan elementtien lukum��r�n

41. � Jukka Harju, Jukka Juslin Iterator-rajapinta Iteraattori on olio, jonka avulla voidaan l�pik�yd� kokoelma (esim. ArrayList-olio). Iteraattorille on k�ytett�viss� metodit: hasNext palauttaa arvon true, mik�li kokoelmassa on viel� elementtej� j�ljell� next palauttaa kokoelman seuraavan elementin remove poistaa viimeksi palautetun elementin kokoelmasta ArrayList-luokan oliolle saadaan luotua iteraattori seuraavasti: ArrayList lista = new ArrayList(); Iterator iter = lista.iterator(); ArrayList-luokan iterator-metodi on peritty yliluokalta AbstractList.

42. � Jukka Harju, Jukka Juslin ArrayList & Iterator k�ytt�esimerkki Seuraava esimerkkiohjelma k�ytt�� ArrayList- ja Iterator-luokkia. Katso my�s kirjan esimerkki 9.6.

43. � Jukka Harju, Jukka Juslin

44. � Jukka Harju, Jukka Juslin

45. � Jukka Harju, Jukka Juslin

46. � Jukka Harju, Jukka Juslin

47. � Jukka Harju, Jukka Juslin Miss� ollaan?

48. � Jukka Harju, Jukka Juslin HashMap �luokka Luokka HashMap sijaitsee pakkauksessa java.util. HashMap on hajautettu tietorakenne, johon voidaan vied� avain-arvo -pareja. HashMapista pystyt��n hakemaan tehokkaasti avainta vastaava arvo. Voidaan m��ritell� hyv�ksym��n mink� tahansa tyyppisi� viittausmuuttujia, ei kuitenkaan primitiivityyppisi� muuttujia.

49. � Jukka Harju, Jukka Juslin HashMap �luokka Tyypitt�m�tt�m�n HashMapin luonti: HashMap tiedot = new HashMap(); Tyypitt�m�t�n HashMap hyv�ksyy mit� tahansa tyyppi� olevat viittausmuuttujat. Tyypitetty HashMap hyv�ksyy vain HashMapin tyypin mukaisia viittausmuuttujia, virheellisist� sijoitusyrityksist� saadaan ilmoitus jo k��nt�j�lt�. Tyypitetyn HashMapin luonti: HashMap<String, String> tiedot =  new HashMap<String, String>();

50. � Jukka Harju, Jukka Juslin HashMap �luokka T�rkeimpi� metodeja: clear tyhjent�� HashMapin containsKey tutkii l�ytyyk� etsitt�v� avain HashMapista. containsValue tutkii l�ytyyk� etsitt�v� arvo HashMapista get palauttaa haettavaa avainta vastaavan arvon isEmpty tutkii onko HashMap tyhj� put vie HashMapiin annetun avainmen ja arvon remove poistaa annetun avaimen mukaisen avain-arvo �parin HashMapista size palauttaa HashMapin avain-arvo -parien lukum��r�n

51. � Jukka Harju, Jukka Juslin HashMapin k�ytt�esimerkki Seuraava esimerkkiohjelma k�ytt�� HashMap-luokkaa. Katso my�s kirjan esimerkki 9.8.

52. � Jukka Harju, Jukka Juslin HashMapin k�ytt�esimerkki

53. � Jukka Harju, Jukka Juslin HashMapin k�ytt�esimerkki