• Cechy kolekcji• Przegląd interfejsów i klas kolekcji• Przykłady użycia• Iteratory

Kolekcje

• Siła kolekcji leży w tym, że są zamienne – mają taki sam interfejs, a różnią się implementacją

• Są dwa podstawowe interfejsy: Collection i Map,inne interfejsy są ich rozszerzeniem

• Platforma Java zawiera różne implementacje tych samych interfejsów

• Każdą kolekcję obiektów można przejść z użyciem iteratora (uniwersalnie), lub w przewidziany tylko dla niej sposób (specyficznie)

Kolekcje w Javie przechowują grupy obiektów,wykorzystując gotowe algorytmy składowania danych

Cechy kolekcji

• Kolekcja (Collection) reprezentuje grupę obiektów (elementów)

• Zbiór (Set) jest kolekcją która nie może zawierać powtórzeń elementów

• Lista (List) jest kolekcją z ustalonym porządkiem (kolejnością) elementów, może zawierać powtórzenia

• Odwzorowanie (Map) przyporządkowuje do danych kluczy wartości, klucze nie mogą się powtarzać

Interfejsy kolekcji

• Kolekcje przechowują referencje do Object, nie są więc czułe na typ danych (gubią informację o typie)

• Przy odczycie elementów trzeba wykonywać rzutowanie do odpowiedniego typu danych

• W jednej kolekcji mogą być obiekty różnych klas (ponieważ wszystkie są zgodne z Object)

• Używając typów opakowujących (ang. wrapper types) można umieszczać w kolekcjach m.in. liczbyi pojedyncze litery

• Używając metody size() można odczytać aktualną ilość elementów w kolekcji

• Kolekcje znajdują się w pakiecie java.util

Cechy kolekcji (c.d.)

List zakupy = new ArrayList();zakupy.add("Mleko");zakupy.add("Rogalik");zakupy.add("Kakao");zakupy.add("Miód");

for (int i = 0; i < zakupy.size(); i++) {System.out.println(i + ". " + zakupy.get(i));

}

rozszerzalna tablica

Map ceny = new HashMap();ceny.put("Mleko", new Double(1.49));ceny.put("Rogalik", new Double(0.45));

System.out.println("Cena rogalika: " + ceny.get("Rogalik"));

Object[] produkty = ceny.keySet().toArray();for (int j = 0; j < produkty.length; j++) {

System.out.println(produkty[j]+" : " + ceny.get(produkty[j]));

}

odwzorowanie (mapa)

Użycie kolekcji

Inte

rfejsy

Set

List

Map

Tablicamieszająca

Rozszerzalnatablica

Zbalansowanedrzewo

Listawiązana

HashSet TreeSet

Implementacje

ArrayList LinkedList

HashMap TreeMap

Klasy kolekcji na platformie Java

• Najprostszą klasą kolekcji jest ArrayList (jest to lista zaimplementowana w postaci tablicy). Zapewnia ona szybki dostęp swobodny do elementów i potrafi automatycznie powiększać swój rozmiar. W starej bibliotece kolekcji jej odpowiednikiem jest Vector.

• Większą funkcjonalność posiada klasa LinkedList (jest to lista o szybkim dostępie sekwencyjnym do elementów). Także automatycznie powiększa swój rozmiar. Jest jednak stosunkowo powolna przy dostępie swobodnym. Posiada bardziej uniwersalny zestaw metod (np. addFirst() / addLast()).

Klasy kolekcji (c.d.)

Wybrane metody interfejsu Collection:– dodanie elementów – metoda add()– odczyt ilości elementów – metoda size()– pobranie elementu – metoda get()– ustawienie elementu – opcjonalna metoda set()– usunięcie elementu – opcjonalna metoda remove()– zwrócenie tablicy z elementami kolekcji – metoda

toArray()

Wybrane metody interfejsu Map:– dołączenie elementu do klucza – metoda put()– odczytanie elementu spod klucza – metoda get()– odczyt zbioru wszystkich kluczy – metoda keySet()– test czy klucz jest w kolekcji – metoda containsKey()– test czy element jest w kolekcji – metoda

containsValue()

Przegląd metod kolekcji

• Obiekt iteratora dla kolekcji uzyskuje się wywołując jej metodę iterator(). Jest on gotów do zwrócenia pierwszego elementu ciągu.

• Dla uzyskania następnego elementu kolekcji należy wywołać metodę next() iteratora.

• Można sprawdzić, czy są jeszcze jakieś elementyw ciągu wywołując metodę hasNext()

• Można usunąć ostatni zwrócony przez iterator element, stosując metodę remove()

Iterator jest obiektem umożliwiającym przemieszczaniesię po elementach kolekcji, niezależnie od jej struktury

Iteratory

• Użycie iteratorów pozwala korzystać z kolekcji w taki sposób, że łatwo wymienić jej implementację na inną

class Krzeslo {/* ... */

}

List sala = new ArrayList();for (int i = 1; i <= 20; i++) {

sala.add(new Krzeslo("nr. " + i));}

Iterator it = sala.iterator();while (it.hasNext()) {

Krzeslo k = (Krzeslo) it.next();System.out.println(k.odczytajNumer());

}

Kod działa równie dobrze, jeśli jest:List sala = new LinkedList();

odczyt iteratora

czy są jeszcze elementy?

przywrócenie typu(rzutowanie)

Przykład użycia iteratora

• Sytuacja błędna powoduje utworzenie nowego obiektuwyjątku i rzucenie go

• Kod, który wyrzuca wyjątki można spróbować wykonać,a pojawiające się wyjątki można łapać

• Złapany wyjątek można obsłużyć albo rzucić ponownie• Jeśli kod w metodzie rzuca wyjątek (nie jest on

obsłużony), musi być to wyspecyfikowane w deklaracji metody

• Wszystkie wyjątki pochodzą od klasy java.lang.Exception

Podstawą filozofii Javy jest założenie, że:Podstawą filozofii Javy jest założenie, że:źle sformułowany kod nie zostanie wykonanyźle sformułowany kod nie zostanie wykonany

Wyjątki

• Odbywa się z użyciem bloków try i catch.– Pierwszy blok (try – spróbuj) obejmuje kod, który może

spowodować wyjątek.– Drugi blok (catch – złap) określa jakie wyjątki chce

obsłużyć i zawiera kod z obsługą błędów.

• Jeśli wyjątek został złapany, można m.in.– wyświetlić informację o pochodzeniu błędu (jest to

najczęściej używane): e.printStackTrace()– odczytać komunikat błędu: e.getMessage()– odczytać źródło błędu: e.getCause()

Łapanie wyjątków

import java.io.*;

public class Imie {

static void odczytajImie() {BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in));try { System.out.print("Podaj imie: "); String imie = in.readLine(); // może być wyjątek System.out.print("Witaj " + imie + "!");} catch (IOException e) { e.printStackTrace();}

}

public static void main(String[] args) {odczytajImie();

}}

blok try

lokalna obsługa wyjątku

Łapanie wyjątków – przykład (1)

import java.io.*;

public class Imie {

static void odczytajImie() throws IOException {BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in));

System.out.print("Podaj imie: "); String imie = in.readLine(); // może być wyjątek System.out.print("Witaj " + imie + "!");}

public static void main(String[] args) {try { odczytajImie();} catch (IOException e) { e.printStackTrace();}

}}

specyfikacja wyjątku

obsługa wyjątku

blok try

Łapanie wyjątków – przykład (2)

• Aby zasygnalizować błąd, należy utworzyć obiekt wyjątku (podając przyczynę błędu)

• Następnie należy rzucić wyjątek, z użyciem słowa kluczowego throw:

long suma = 0;int iloscNieujemnych = 0;

void dodajNieujemna(int liczba) throws IllegalArgumentException {

if (liczba > 0) {suma += liczba;iloscNieujemnych++;

} elsethrow new IllegalArgumentException("liczba <= 0");

}

Rzucanie wyjątków

• Nowa klasa wyjątku powinna dziedziczyć z Exception

• Powinna deklarować przynajmniej dwa konstruktory:• bezparametrowy• z jednym argumentem typu String

• Może zawierać dodatkowe pola i metodypublic class AccessDeniedException extends Exception {public AccessDeniedException() {

super();}public AccessDeniedException(String s) {

super(s); }}

Tworzenie własnych klas wyjątków

Strumienie wejścia/wyjścia

• Typy strumieni• Łączenie strumieni dla zwiększenia

możliwości• Różne źródła i ujścia danych• Przykłady użycia

• Na podstawie dwóch logicznych operacji wyróżniamy dwa typy strumieni:– strumienie wejściowe (odczyt danych)– strumienie wyjściowe (zapis danych)

• Strumień jest zawsze stowarzyszony z jakimśźródłem danych (odczyt) lub ujściem (zapis)

• Wyróżniamy także strumienie bajtowe i znakowe

• W Javie obsługę strumieni zapewnia pakiet java.io

Strumień jest abstrakcyjną reprezentacjądowolnego źródła lub ujścia danych

Strumienie danych

informacjaźródłodanych

Programodczy

t

informacjaujście

danychProgram

zapis

strumień wyjściowy

strumień wejściowy

Strumienie wejściowe i wyjściowe

Algorytmy odczytu i zapisu

otwórz strumieńjeśli jest jeszcze informacja

odczytaj informacjęzamknij strumień

Odczyt

otwórz strumieńjeśli jest jeszcze informacja

zapisz informacjęzamknij strumień

Zapis

Algorytmy odczytu i zapisu

• Klasy strumieni są w pakiecie java.io• Przy nieudanych operacjach pojawiają

się wyjątki klasy java.io.IOException• Strumienie bajtowe i znakowe

zapewniają praktycznie taką samą funkcjonalność

Strumieniebajtowe

Strumienieznakowe

Hierarchia strumieni

Dwa najbardziej ogólne strumienie bajtowe to:• InputStream – do odczytu, oraz• OutputStream – do zapisu ciągów bajtów.

InputStream OutputStream

abstract int read() abstract void write(int b)

int read(byte[] b) void write(byte[] b)

int read( byte[] b, int off, int len)

void write( byte[] b, int off, int len)

long skip(long n) void flush()

void close() void close()

Strumienie bajtowe

Podstawowymi strumieniami znakowymi są: • Reader – do odczytu, oraz• Writer – do zapisu ciągów znaków.

Reader Writer

int read() void write(int c)

int read(char[] cbuf) void write(char[] cbuf)

abstract int read(char[] cbuf, int off, int len)

abstract void write(char[] cbuf, int off, int len)

long skip(long n) void flush()

void close() void close()

Strumienie znakowe

• Zwiększenie funkcjonalności odbywa się przez użycie wyspecjalizowanych strumieni. Korzystają onez innych strumieni, aby wykonywać swoją pracę.

BufferedReader String readLine()

InputStreamReader int read(char[] cbuf)

InputStream int read(byte[] b)

• Robi się to przez opakowanie jednego typu strumienia w inny (aby to zadziałało musi istniećw wybranej klasie odpowiedni konstruktor).

Rozszerzanie funkcjonalności

import java.io.*;public class PowielajLinie { public static void main(String[] args) throws IOException { System.out.println("Wpisuj linie tekstu. " + "Koniec gdy pusta linia.");

}}

System.innew InputStreamReader(System.in)BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in));

String linia;do { linia = in.readLine(); System.out.println(linia);} while (linia.length() > 0);

InputStream

Odczyt standardowego wejścia

Zamiana strumieni bajtowych na znakowe:• InputStreamReader /

OutputStreamWriter

Odczyt i zapis z uwzględnieniem znaków końca linii:

• BufferedReader – readLine()• BufferedWriter – newLine()

Strumień z buforem (większa wydajność):• BufferedInputStream /

BufferedOutputStream

Przeciążone metody println():• PrintStream / PrintWriter

Strumienie wyspecjalizowane

Odczyt i zapis tablic bajtów lub znaków (w pamięci):• ByteArrayInputStream /

ByteArrayOutputStream• CharArrayReader / CharArrayWriter

Odczyt i zapis łańcuchów napisów (w pamięci):• StringReader / StringWriter

Odczyt i zapis plików:• FileInputStream / FileOutputStream• FileReader / FileWriter

Serializacja obiektów:• ObjectInputStream / ObjectOutputStream

Strumienie wyspecjalizowane

• Żeby otworzyć plik, wystarczy stworzyć obiekt wybranej klasy, podając nazwę pliku w postaci łańcucha znaków lub obiektu klasy File FileInputStream – odczyt pliku

binarnego FileOutputStream – zapis pliku binarnego

(*) FileReader – odczyt pliku znakowego FileWriter – zapis pliku znakowego (*)(*) możliwe otwarcie pliku do dopisywania, bez

usuwania poprzedniej zawartości

• Otwarty strumień można opakować w wybrany strumień wyspecjalizowany

• Po zakończeniu strumień należy zamknąć – close()

Odczyt i zapis plików

• NIE JEST to plik – służy raczej jako OPIS ŚCIEŻEK do plików lub katalogów:

• Przy użyciu tej klasy można także m.in.– sprawdzać informacje o pliku: isDirectory(),

isFile(), canRead(), canWrite(), exists(), length(), lastModified()

– wykonywać operacje na plikach i katalogach: (delete(), mkdir(), mkdirs(), renameTo()

– odczytywać zawartość katalogu: list(), listFiles()

File plik = new File("plik.txt");FileReader in = new FileReader(plik);

Klasa File