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CSI 1502
Principes fondamentaux de
conception de logiciels
Chapitre 6: Tableaux de données
Objectifs d'apprentissage:
Tableaux de données
Comprendre comment faire les activités suivantes:
 Declarer et utiliser des tableaux de données
 Passer des tableaux de données et des éléments de
tableaux de données comme paramètres
 Declarer et utiliser des tableaux d'objets
 Trier les éléments dans un tableau: Tri par sélection et
tri par insertion
Partie B: Après la semaine d'étude



Tableaux à plusieurs dimensions
La classe ArrayList
Polygones et polylignes; types de bouton
2
Tableaux de données:
Liste ordonnée de valeurs
Le tableau
en entier
a un nom
Chaque valeur a un index numérique
0
notes
1
2
3
4
5
6
7
8
9
79 87 94 82 67 98 87 81 74 91
Un tableau de taille N est indexé de zéro à N-1
Ce tableau contient 10 valeurs qui sont indexées de 0 à 9
3
Tableaux de données (suite)


On réfère à une valeur particulière dans le tableau à
l'aide du nom du tableau suivi par l'index entre
paranthèses carrées
Par exemple, the expression
notes[2]

réfère à la valeur 94 (qui est la 3ieme valeur dans le
tableau)
Dans Java, le tableau est un objet
 Alors le nom du tableau est une variable
référence à un objet, et le tableau doit être
instancier
4
Exemples de tableaux
notes[2] = 89;
int premier = 5;
notes[premier] = notes[premier] + 2;
moyenne = (notes[0] + notes[9])/2;
System.out.println ("Max = " + notes[5]);
5
Tableaux de données (suite)




Un tableau contient plusieurs valeurs du même type
Ce type peut être un type primitif ou une référence à
object
Alors, on peut créer un tableau d'entiers, ou un
tableau de caractères, ou un tableau d'objets
String, etc.
Le tableau notes peut être déclaré comme suit
int[] notes = new int[10];
6
Declarer des tableaux:
Exemples
float[] prix = new float[500];
boolean[] drapeaux;
drapeaux = new boolean[20];
char[] codes = new char[1750];
7
Vérification de bornes:
Vérification d'erreurs





Lorsqu'un tableau est créé, il est de taille fixe
Un index utilisé dans une référence de tableau doit
spécifier un élément valide
Voulant dire, l'index doit être dans les bornes (0 à N-1)
L'interpréteur Java déclenche l'exception
ArrayIndexOutOfBoundsException si l'index du
tableau est hors des bornes
Ceci est la vérification de bornes automatisée
8
Vérification de bornes:
Un exemple


Par exemple, si un tableau codes contient 100 valeurs,
il peut seulement être indexé de 0 à 99
Si compteur a la valeur 100, alors la référence qui suit
va déclencher une exception:
System.out.println (codes[compteur]);

Il est commun d'introduire des erreurs off-by-one quand
on utilise des tableaux
problême
for (int index=0; index <= 100; index++)
codes[index] = index*50 + epsilon;
9
Vérification de bornes :
Utiliser length


Chaque objet tableau a une constante publique appelée
length qui stocke la taille du tableau
Elle est référencée utilisant le nom du tableau (comme
tout autre objet):
notes.length

Notez que length contient le nombre d'éléments, et
non pas le plus grand index,

i.e., la valeur de length est plus grand index + 1
10
Vérification de bornes:
Extrait de ReverseOrder.java (p.325)
{ double[] numbers = new double[10];
System.out.println(“Size :” + numbers.length);
for (int index = 0; index < numbers.length; index++)
{
System.out.println(“Enter number “ + (index + 1) + “ : “);
numbers[index] = Keyboard.readDouble());
}
// print in reverse order
for (int index = numbers.length-1; index >= 0; index--)
{
System.out.println(numbers[index] +
“
“);
}
}
11
Syntaxe alternative pour la
déclaration de tableau:
Pas nécessaire!


Les paranthèses carrées du type de tableau peuvent être
associé au type d'élément ou au nom du tableau
Alors les deux déclarations suivantes sont équivalentes:
float[] prix;
float prix[];

Le premier format est généralement plus lisible!!!
12
Listes d'initialisation:
Affecter des valeurs



Notez que lorsqu'on utilise une liste d'initialisation:

l'opérateur new n'est pas utilisé

la taille n'est pas spécifié
La taille du tableau est déterminée par le nombre de
valeurs dans la liste d'initialisation
Une liste d'initialisation peut seulement être utilisé lors de la
déclaration d'un tableau
char[] letterGrades = {‘A’, ‘B’, ‘C’, ‘D’, ‘E’, ‘F’};
13
Listes d'initialisation :
Extrait de Primes.java (p.330)
…
int[] primeNums = {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19};
System.out.println(“Array length :” + primeNums.length);
System.out.println(“The first prime numbers”);
for (int scan = 0; scan < primeNums.length; scan++)
System.out.println(primeNums[scan] + “ “);
…
14
Utiliser les tableaux comme
paramètres



Un tableau en entier peut être passé comme paramètre
à une méthode
Comme tout autre objet, la référence au tableau est
passée, qui a comme effet que les paramètres formels et
actuels sont des alias
 Changer un élément dans le tableau à l'intérieur de la
méthode va changer l'original
Un élément de tableau peut être passé à une méthode
aussi, mais suit les règles de passage de paramètres qui
applique au type de cet élément
15
Utiliser les tableaux d'objets

La déclaration suivante réserve de l'espace pour 25
références à des objets de type String
String[] words = new String[25];



Mais ne crée pas les objets String comme tel
Chaque objet stocké dans un tableau doit être
instancié séparément
Voir GradeRange.java (page 332)
16
Tableaux d'objets :
Extrait de GradeRange.java (pp.332)
…
int[] cutoff = {95, 90, 87, 83, 80};
String[] grades = (‘A+’, ‘A’, ‘A-’, ‘B+’, ‘B’);
for (int level = 0; level < cutoff.length; level++)
System.out.println(grades[level] + “ “ + cutoff[level]);
…
Output
A+
A
AB+
B
95
90
87
83
80
17
Arguments de ligne de commande:
A propos Main (finalement!)



La signature de la méthode main indique qu'elle prend un
tableau d'objets String comme paramètre
Ces valeurs parviennent des arguments de ligne de
commande qui sont fournit lorsque l'interpréteur est
invoqué
Par exemple, l'exécution de la commande suivante passe
un tableau de trois objets String à main:
> java DoIt pennsylvania texas california

Ces chaînes de caractères sont stockées dans le paramètre
aux indexes 0-2
18
A propos Main (String[] args):
NameTag.java (p.334)
public class NameTag
{
public static void main (String[] args)
{
System.out.println();
System.out.println(“
“ + args[0]);
System.out.println(“My name is “ + args[1]);
}
> java NameTag Hello Sue
}
Hello
My name is Sue
> java NameTag Hello James
Hello
My name is James
19
Utiliser les tableaux d'objets




Des objets peuvent avoir des tableaux comme variables
d'instance
Alors, plusieurs structures utiles peuvent être créé avec
des tableaux et des objets
Le concepteur de logiciel doit déterminer
soigneusement une organisation des données et des
objets qui est applicable à la situation
Voir CD Collection example, p.335, 337-338
20
Programme CD Collection:
diagramme UML
Tunes
CDCollection
+ main (args : String[]) : void
1
CD
- title : String
- artist : String
- cost : String
- tracks : int
n
- collection : CD[]
- count: int
- totalCost: double
+ addCD (title: String, artist: String, cost:
double, tracks:int): void
+ toString( ): String
- increaseSize(): void
+ toString() : String
21
Exemple CD Collection:
Tunes.java (Programme pilote)
public class Tunes
{
public static void main (String[] args)
{
CDCollection music = new CDCollection();
music.addCD("So far so good", "Bryan Adams", 14.96, 14);
music.addCD("Enrique", "Enrique Iglesias", 15.96, 13);
System.out.println(music);
}
}
22
Exemple CD Collection:
CDCollection.java
public class CDCollection
{ private CD[] collection;
private int count;
private double totalCost;
public CDCollection()
// the constructor
{
collection = new CD[100];
count = 0;
totalCost = 0.0;
}
//Adds a CD to the collection
public void addCD(String title, String artist, double cost,
int tracks)
{
if (count == collection.length)
increaseSize();
collection[count] = new CD(title, artist, cost, tracks);
totalCost += cost;
23
count++;
Exemple CD Collection:
CDCollection.java (suite)
// double the size of the collection
private void increaseSize()
{
CD[] temp = new CD[collection.length * 2];
for (int cd = 0; cd < collection.length; cd++)
temp[cd] = collection[cd];
collection = temp;
}
public String toString()
{
String report = " ";
for (int cd = 0; cd < count; cd++)
report += collection[cd].toString() + "\n";
}
}
return report;
24
Exemple CDCollection:
CD.java
public class CD
{
private String title, artist;
private double cost;
private int tracks;
// The constructor
public CD (String name, String singer, double price, int numTracks)
{
title = name;
artist = singer;
cost = price;
tracks = numTracks;
}
// the toString for printing
public String toString()
{
String description;
description = title + "\t" + artist;
}
return description;
}
25
Tri de tableaux




Le triage est le processus d'ordonner une liste d'éléments
Il y a plusieurs algorithmes pour trier une liste
d'élements
Ces algorithmes peuvent varier en performance
Nous allons examiner deux algorithmes spécifiques:
 Tri par sélection
 Tri par insertion
26
Tri par sélection: En général


L'approche pour le tri par sélection:
 Choisissez un item et placez-le dans sa position finale
dans le tableau trié
 Répétez pour tous les autres items
En plus de détailles:
 Trouvez le plus petit item dans la liste
 Échangez-le avec l'item dans la 1ere position
 Trouvez le prochain plus petit item dans la liste
 Échangez-le avec l'item dans la 2e position
 Répétez jusqu'à ce que tous les items soient dans la bonne
ordre
27
Tri par sélection:
La méthode Selection Sort

Un exemple:
original:
smallest is
smallest is
smallest is
smallest is


1:
2:
3:
6:
3
1
1
1
1
9
9
2
2
2
6
6
6
3
3
1
3
3
6
6
2
2
9
9
9
Voir SortGrades.java (page 342)
Voir Sorts.java (page 343) -- la méthode
selectionSort
28
Tri par sélection:
La méthode selectionSort
public static void selectionSort (int[] numbers)
{
int min, temp;
for (int index = 0; index < numbers.length – 1; index++)
{
min = index;
for (int scan = index+1; scan < numbers.length; scan++)
if (numbers[scan] < numbers[min])
min =scan;
// Swap the values
temp = numbers[min];
numbers[min] = numbers[index];
numbers[index] = temp;
}
}
29
Tri par insertion: En général

L'approche pour le tri par insertion:
Choisissez un item et insérez-le dans la sous-liste triée dans la
bonne ordre
 Répétez jusqu'à ce que tous les items soient insérés
En plus de détailles:
 Considérez le 1er item comme étant la sous-liste triée (avec un
item)
 Insérez le 2e item dans la sous-liste triée, en faisant décaler le 1er
item si nécessaire pour pouvoir insérer le nouvel item
 Insérez le 3e item dans la sous-liste triée (de deux items), en
faisant décaler les items comme nécessaire
 Répétez jusqu'à ce que tous les items soient insérés dans la bonne
ordre


30
Tri de tableaux:
Tri par insertion

Un exemple:
original:
insert 9:
insert 6:
insert 1:
insert 2:

3
3
3
1
1
9
9
6
3
2
6
6
9
6
3
1
1
1
9
6
2
2
2
2
9
Voir Sorts.java (page 343) -- la méthode
insertionSort
31
Tri par insertion:
La méthode insertionSort
public static void insertionSort (int[] numbers)
{
for (int index = 1; index < numbers.length; index++)
{
int key = numbers[index];
int position = index;
while (position > 0 && numbers[position – 1] > key)
{
numbers[position] = numbers[position – 1];
position --;
}
numbers[position] = key;
}
}
32
Comparaison de tri:
Sélection et insertion




Les tris par sélection and par insertion sont similaires en
performance
Ces deux tris ont une boucle extérieure qui fait l'analyse de
tous les éléments et une boucle intérieure qui compare la
valeur de la boucle extérieure avec presque toutes les
valeurs de la liste
Alors, il faut environ n2 comparaisons pour obtenir une liste
triée de taille n
2
 Nous disons donc que ces tris sont d'ordre n
Il y a autres tris qui sont plus efficaces: order n log2 n
33
Tri d'objets: Un exemple




L'ordre d'une collection d'objets doit être défini par la
personne qui définie la classe
Rappelez-vous qu'une interface Java peut être utilisé pour
guarantir qu'une classe particulière implémentera des
méthodes particulières
On peut utiliser l'interface Comparable et la méthode
CompareTo pour développer un tri générique pour un
ensemble d'objets
Voir SortPhoneList.java et Contact.java (page
347-348)
34