Version Java 2 - Polytech`Lille

Programmation Par Objets
collections
package java.util
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1
Utilitaires et collections de Java 2
Le package java.util a été refondu en Java 2:

introduction d’une classe Arrays fournissant des utilitaires tels
que égalité, tri et recherche dans les tableaux (sous la forme de
méthodes statiques).

des interfaces de comparaison d’objets permettant des
opérations génériques de tri et de recherche.

introduction de nouvelles SD (ou révision d’anciennes):
 List : distinction liste chainée (LinkedList)/liste contigüe
(ArrayList)
 Set : ensembles
 Map : tables d’association
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Egalité de tableaux
égalité de contenu
boolean Arrays.equals(t1,t2) <=>
(t1.length == t2.length)
& (t1[i].equals(t2[i]),∀i<t1.length)




cette méthode est surchargée pour les types de base
la méthode equals de Object teste par défaut l’égalité physique
(même instance au sens de ==).
il est possible de la redéfinir pour tester l’égalité logique d’objets.
Exemple : égalité de contenu entre chaînes définie dans String
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Egalité de tableaux : exemple
public class Ouvrage {
public boolean equals(Object o) {
return ( (o instanceof Ouvrage)
&& (auteur.equals(((Ouvrage)o).getAuteur()))
&& (titre.equals(((Ouvrage)o).getTitre())) );
} ...}
//le test de type peut se faire par
// traitement de l’exception ClassCastException
public class Ouvrage {
public boolean equals(Object o) {
try {
Ouvrage lautre = (Ouvrage)o;
return ((auteur.equals(lautre.getAuteur()))
&& (titre.equals(lautre.getTitre())));
} catch (ClassCastException ex) {return false;}
}...}
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Egalité de tableaux : exemple
Ouvrage t1[] = {
new Ouvrage("Germinal","Zola"),
new Ouvrage("C","Kernighan”),
new Ouvrage(“Java”,”Eckel”) };
Ouvrage t2[] = {
new Ouvrage(“Germinal”,”Zola”),
new Ouvrage(“C”,”Kernighan”),
new Ouvrage(“Java”,”Eckel”) };

t1==t2 est false



<=> t1.equals(t2) (égalité physique par défaut)
tout comme : t1[i]==t2[i]
Arrays.equals(t1,t2) est true (égalité logique)

tout comme t1[i].equals(t2[i]) (égalité logique itérée sur les
éléments)
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Tri
void Arrays.sort(t)

Les éléments du tableau doivent implanter la méthode
compareTo spécifiée par l’interface Comparable:
public interface Comparable {
public int compareTo(Object obj);
// < 0 si this < obj
// = 0 si this = obj
// > 0 si this > obj
}
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Tri : exemple
// sachant :
class String implements Comparable
// ordre sur les ouvrages <=> ordre sur leur auteur :
public class Ouvrage implements Comparable {
public int compareTo(Object obj) {
return
auteur.compareTo(((Ouvrage)obj).getAuteur());
}...}
//application
Arrays.sort(t1);
// resultat
Java Eckel
C Kernighan
Germinal Zola
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Ordres multiples


La technique du compareTo par l’interface Comparable est dite
«de l’ordre naturel» (méthode de l’objet).
Elle pose problème si:




on veut trier des objets dont la classe n’implémente pas Comparable
ou si l’ordre implémenté ne convient pas
ou encore si l’on désire ordonner les objets selon plusieurs critères.
Une autre technique est offerte sous la forme de «callbacks» au
travers «d’objets comparateurs» qui doivent implémenter
l’interface Comparator :
public interface Comparator {
public int compare(Object o1, Object o2);
// < 0 si o1 < o2
// = 0 si o1 = o2
// > 0 si o1 > o2
}
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Ordres multiples

Le tri de tableaux s’effectue alors en fournissant l’objet
comparateur en paramètre :
Arrays.sort(Object t[], Comparator c)

Exemple
// nouvel ordre des ouvrages sur leur titre :
public class ComparateurDeTitres implements Comparator{
public int compare(Object o1, Object o2) {
return((Ouvrage)o1).getTitre()
.compareTo(((Ouvrage)o2).getTitre());
}}
//application
Arrays.sort(t2, new ComparateurDeTitres());
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Recherches ordonnées
recherche d’un objet dans un tableau ordonné par ordre naturel
int Arrays.binarySearch(Object t[], Object obj)

recherche d’un objet dans un tableau ordonné par comparateur
int Arrays.binarySearch(Object t[], Object obj,
Comparator c)

Ces méthodes renvoient :




l’indice de l’élément s’il est trouvé
(- <indice d’insertion> - 1) sinon, avec:

<indice d’insertion> = 0 si obj < t[0], t.length si obj > t[t.length-1]

t[<indice d’insertion> - 1] < obj < t[<indice d’insertion>], sinon
La recherche ordonnée sur un tableau non trié est imprédictible!
Arrays.binarySearch(t1,new Ouvrage(“Germinal”,”Zola”))=2
Arrays.binarySearch(t1,new Ouvrage(“Parapente”,”AliGali”))=-1
Arrays.binarySearch(t1,new Ouvrage(“IA”,”Nilsson”))=-3
Arrays.binarySearch(t2,new Ouvrage(“Germinal”,”Zola”),
new ComparateurDeTitres()))=1
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java.util de Java 2
Collection
List
ArrayList
Set
LinkedList
HashSet
TreeSet
Map
interfaces
TreeMap
HashMap
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classes
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Collection



Les collections sont des regroupements d’objets sous la forme
de listes (duplications possibles) ou d’ensembles (sans
duplications).
L’interface Collection est commune mais implémentée de façon
différente selon la classe.
Principales fonctionnalités
public interface Collection
public boolean add(Object o)
public void clear()
public boolean contains(Object o) //par equals()
public boolean equals(Object o)
public boolean isEmpty()
public boolean remove(Object o)
public int size()
public Object[] toArray()
//inverse deArrays.asList(t)
public Iterator iterator()
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Collection

Il existe des versions itérées de add, contains, remove suffixées par All et
paramétrées par une collection (quelconque) d’objets, par exemple:
public boolean addAll(Collection c);
public boolean containsAll(Collection c);
<=> c inclus dans this

Itérateur
public interface Iterator
public boolean hasNext()
public Object next()
throws NoSuchElementException

Exemple
public class Circuit {
private Collection composants = new LinkedList();
public void addPorte(Porte p) {composants.add(p);}
public void afficher() {
Iterator iter = composants.iterator();
while (iter.hasNext()) ((Porte)iter.next()).display();
}...}
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Les listes : java.util.List

Deux sortes :



liste chainée: LinkedList
liste contigüe: ArrayList (nouvelle version de la classe Vector)
issues d’une même interface:
public interface List extends Collection

qui permet un contrôle externe complet et indicé (à partir de 0) sur l’ordre
des éléments :
public void add(int index, Object element)
// sachant: add ajoute en queue
public Object get(int index)
throws IndexOutOfBoundsException
public Object set(int index, Object element)
throws IndexOutOfBoundsException
public Object remove(int index)
throws IndexOutOfBoundsException
public int indexOf(Object o)
// indice de la 1ere occurence -1 si !this.contains(o)
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LinkedList / ArrayList

Performances



ArrayList est plus performante sur les accès aléatoires (get(i), set(i,
elt),...)
LinkedList est plus performante sur les opérations d’ajout/retrait (add,
remove, ...)
Fonctionnalités

La classe LinkedList augmente le protocole de List avec des
opérations de manipulation en tête et queue qui en fait la meilleure
candidate pour implanter des LIFO et des FIFO.
public class LinkedList
public void addFirst(Object o), addLast(Object o)
public Object getFirst(), getLast()
throws NoSuchElementException
public Object removeFirst(), removeLast()
throws NoSuchElementException
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Itérateur de listes

En plus de l’Iterator de Collection, List ajoute :
public interface ListIterator extends Iterator
public boolean hasPrevious() // ordre inverse
public Object previous()
public int nextIndex() // itération sur les indices
public int previousIndex()

Exemple
import java.util.*;
public class TestList {// 1 3 5 7 9 9 7 5 3 1
public static void main (String argv[]) {
List l = new LinkedList();
for(int i=0;i<10;i++) l.add(i,new Integer(i));
for(int i=0;i<10;i=i+2) l.remove(new Integer(i));
ListIterator iter = l.listIterator();
while(iter.hasNext()) System.out.print(“ “+iter.next());
while(iter.hasPrevious())
System.out.print(“ “+iter.previous());
}}
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Les ensembles : java.util.Set

Tout comme les List, les Set implémentent l’interface
Collection mais interdisent les doublons au sens de equals:
∀o1,o2, !o1.equals(o2)


Cette propriété est vérifiée lors des ajouts
mais elle n’est pas maintenue, la modification d’objets peut la
rendre caduque : deux éléments peuvent devenir égaux
(«aliasing »)

Contrairement aux List l’ordre des éléments est interne et
donc pas d’accès direct.

Il existe principalement deux sortes de Set : TreeSet et
HashSet
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HashSet / TreeSet

HashSet



Les éléments sont rangés de façon hachée par appel de
leur méthode hashCode() (de Object, redéfinissable).
Les performances de HashSet sont meilleures que TreeSet.
TreeSet


Ou ensembles ordonnés, les éléments sont rangés dans un
arbre ordonné, ce qui assure des manipulations en log(n).
L’ordre des éléments est :


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soit leur ordre naturel (compareTo de Comparable) si aucun
Comparator n’est founi au constructeur. La classe des
éléments doit alors implémenter Comparable.
soit déterminé par un Comparator d’éléments fourni à
l’instanciation:
public TreeSet(Comparator c)
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Set : exemple


Un ensemble d’ouvrages ordonné selon leur ordre naturel (par
auteur)
construit sur le tableau t1 de la section Arrays
TreeSet ensemble = new TreeSet(Arrays.asList
(t1));
ensemble.add(new Ouvrage(“Parapente”,”Ali
Gali”));
Iterator iter = ensemble.iterator();
while (iter.hasNext()) System.out.println
(iter.next());
/* resultats
Parapente Ali Gali
Java Eckel
C Kernighan
Germinal Zola
*/
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Les utilitaires de la classe Collections





Tout comme Arrays la classe Collections offre les mêmes
utilitaires (static) sur les List :
 tri : sort
 recherche ordonnée : binarySearch sur ordre naturel ou par
Comparator
Ces méthodes ont les mêmes profils que dans Arrays mais sont
paramétrées par des List :
Exemple:
public class Collections
public static void sort(List list)
Ces opérations permettent de trier des listes (épisodiquement)
de l’extérieur
Contrairement aux TreeSet maintenues ordonnées en interne
(sauf aliasing...).
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Les tables d’association :
java.util.Map
Elles permettent de maintenir des associations clé-valeur



(Object-Object).
On retrouve les opérations semblables à HashTable spécifiées
dans une interface commune Map:
public interface Map
public Object put(Object key, Object value)
throws NullPointerException
public Object get(Object key)
public Set keySet()
// l’ensemble des cles
public Collection values()
// l’ensemble des valeurs
...
Il existe principalement deux sortes de tables : les HashMap et
les TreeMap qui implémentent cette interface.
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HashMap / TreeMap


HashMap
 nouvelle version de HashTable (toujours disponible).
 Tout comme Hashtable elles utilisent la méthode hashCode() des
objets clés.
 l’ensemble des clés est un HashSet.
 Les performances de HashMap sont meilleures que TreeMap.
TreeMap
 permet de gérer des tables ordonnées (contrairement aux
Hashtable) sur les clés.
 l’ensemble des clés est un TreeSet (arbre binaire ordonné
assurant un accès en log(n).
 les clés doivent donc être ordonnables

soit en implémentant Comparable (ordre naturel)

soit en fournissant un Comparator au constructeur :
public TreeMap(Comparator c)
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TreeMap : exemple
Bibliothèque (table code-ouvrage) ordonnée par les codes (String)
public class Bibliotheque {
private TreeMap ouvrages = new TreeMap(); // ordre naturel
(String)
public void add(String code, Ouvrage o) {
ouvrages.put(code,o);} // ajout ordonné
int compteurTotal() {// parcours des elements
int total=0;
Iterator iter = ouvrages.values().iterator();
while (iter.hasNext())
total=total+((Ouvrage)iter.next()).getCompteur();
return total;
}
public void listing() {// parcours des cles (ordonné)
Iterator codes = ouvrages.keySet().iterator();
while (codes.hasNext()) {
Object code = codes.next();
System.out.println(code+”:”+ouvrages.get(code));
} ... }}
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TreeMap : exemple (suite)
// application
Bibliotheque bib =
bib.add(“I101”,new
bib.add(“L202”,new
bib.add(“S303”,new
bib.add(“I345”,new
bib.listing();
new Bibliotheque();
Ouvrage(“C”,”Kernighan”));
Ouvrage(“Germinal”,”Zola”));
Ouvrage(“Parapente”,”Ali Gali”));
Ouvrage(“Java”,”Eckel”));
/* resultat : ordre lexicographique des codes
I101:C Kernighan
I345:Java Eckel
L202:Germinal Zola
S303:Parapente Ali Gali
*/
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