Apostila de Java, Capítulo 5 - Um pouco de Arrays

• Apostila de Java em PDF

Nesse artigo iremos comentar e resolver os exercícios propostos no capítulo 5, sobre Um pouco de Arrays
Da apostila FJ-11: Java e Orientação a Objetos, da Caelum.

Clique aqui para saber sobre a Caelum e sua apostila.

Vídeo-aula: Como usar ArrayList

O seguinte vídeo é da Universidade XTI, que publica de maneira gratuita seus vídeos e aulas no youtube.

Nessa lição eles falam sobre ArrayList em Java, assunto comentado em nosso tutorial Como usar ArrayList em Java: principais métodos.

Como usar ArrayList em Java: principais métodos

Até o momento, nessa seção de Estrutura de Dados de nosso curso de Java, vimos o quão útil são os arrays e as operações que podemos fazer com esses arrays, também conhecidos por vetores.
Porém, há um grande problema neles: são estáticos. Ou seja, tem tamanho definido, não podemos adicionar nem excluir nada neles, o que é bastante incômodo e faz com que arrays em Java sejam limitados.

E por que arrays não são muito úteis?
Porque na vida real as coisas não são assim estáticas, elas mudam. O número de funcionários de um empresa tendem a crescer, em uma faculdade alunos se formam e outros se matriculam, em um jogo de RPG vamos colecionando ítens no decorrer do jogo, ao passo que vamos usando outros.

Agora, nesse tutorial do curso Java Progressivo, vamos aprender como usar os ArrayList, que são arrays mais 'flexíveis', ou dinâmicos, já que podemos adicionar ou retirar elementos, além de fazer outras coisas que não são possíveis com os Arrays.

• Download da Apostila Java Progressivo

Classe Arrays (Arrays Class): aprenda a manusear (copiar, ordenar, buscar e manipular) Arrays

• Baixar a Apostila Java Progressivo

Uma das grandes vantagens de se programar em Java é que ele nos fornece uma quantidade enorme de APIs. Ou seja, o Java já vem com diversas classes e métodos prontos para serem usados.

Nesse tutorial de nosso curso de Java iremos aprender a usar a Classe Arrays bem como seus principais métodos, que ordenam, comparam, buscam, colocam elementos nos Arrays/vetores dentre outras séries de utilidades.

Jogo: Batalha Naval em Java

• 
  Java Progressivo em PDF(download da Apostila)

Agora que aprendemos como passar arrays (de qualquer dimensão) para métodos, já podemos fazer algo mais útil. Vamos fazer o famoso batalha naval, no modo texto.

Usaremos tudo que aprendemos até o momento em nosso curso de Java: if else, laço do while, laço for, métodos, números aleatórios, arrays, arrays multidimensionais e muita criatividade.

Arrays em métodos: passagem por valor e passagem por referência

• Estudar offline pela apostila Java Progressivo

Vimos em nosso curso de Java uma seção só para métodos, e estamos em outra seção da apostila só para arrays.
São duas coisas importantes, e a interação entre elas também é importante.
Porém, há alguns detalhes que precisam ser esclarecidos e comentados, que veremos agora neste artigo.

Vídeo-aula: Arrays multidimensionais ou matrizes

O seguinte vídeo é da Universidade XTI, que publica de maneira gratuita seus vídeos e aulas no youtube.

Nessa lição eles falam sobre array multidimensional, ou vetores multimensionais ou ainda matrizes em Java, assunto comentado em nosso artigo Array Multidimensional ou Matriz: Array de arrays.

Vídeo-aula: Arrays

O seguinte vídeo é da Universidade XTI, que publica de maneira gratuita seus vídeos e aulas no youtube.

Nessa lição eles falam sobre arrays, ou vetores, em Java, assunto comentado em nosso artigo Arrays: como declarar, usar e acessar os elementos de um array

Array Multidimensional ou Matriz: Array de arrays

Já vimos no capítulo passado de nossa apostila que um array é um conjunto de variáveis do mesmo tipo.

Porém, poderíamos também declarar um conjunto de arrays. Nesse caso, teríamos um array multidimensional ou vetor multidimensional, também conhecido por matrizes.

• Apostila completa Java Progressivo

Matrizes ou Vetores multidimensionais: Conjunto de vetores ou arrays em Java

Imagine a situação que vinhamos usando como em exemplo em nossa apostila online Java Progressivo, o exemplo dos dados dos alunos de uma escola.

Ora, um aluno faz várias provas todos os anos.

Vamos supor que ele faz 10 provas por ano. Como você já é um sábio programador Java, não vai declarar 10 floats para armazenar as 10 notas. Vai declarar um array de 10 elementos floats.

Porém, existem várias matérias no colégio: Matemáticas, Física, Química, Biologia etc.

Vamos supor que existam 10.

E aí, vai declarar 10 vetores/arrays ?

Claro que não, isso seria muito cansativo.

Declare um array de arrays.

Arrays de uma ou mais dimensões em Java

Nos exemplos passados, declaramos apenas um bloco de variáveis. Dizemos que esse vetor é unidimensional, pois é somente um bloco.

Veja tal array/vetor apenas como uma linha, assim terá a noção de dimensão.

Por exemplo, vamos declarar um array unidimensional com 5 notas de Matemática:

int[] notas = {8.0 , 7.5, 8.5 , 9.0 , 8.0};

Essa nota pode ser representada por uma matriz 1x5, ou seja, uma linha e 5 colunas:

8.0

7.5

8.5

9.0

8.0

Agora vamos representar as notas em Física, abaixo das de Matemática. Teremos uma matriz 2x5, ou seja, uma matriz de duas linhas e 5 colunas:

8.0	7.5	8.5	9.0	8.0
8.9	9.0	8.6	8.4	8.0

Agora vamos representar as notas de Química, abaixo das notas de Física.

Teremos uma matriz 3x5, ou seja, uma matriz de três linhas e 5 colunas:

8.0	7.5	8.5	9.0	8.0
8.9	9.0	8.6	8.4	8.0
6.8	7.1	7.0	7.6	6.5

Matrizes: declarando vetores/arrays multidimensionais em Java

A sintaxe é exatamente a mesma do array normal, a diferença está no número de colchetes '[]' que irmos usar.

No caso, usamos um par para cada dimensão.

Por exemplo, para declarar a matriz 2x5 do exemplo anterior:

float[][] notas = new float[2][5];

Ou

float[][] notas = { {8.0, 7.5, 8.5, 9.0, 8.0 }, {8.9, 9.0, 8.6, 8.4, 8.0 } };

Para declarar a matriz 3x5 do exemplo anterior:

float[][] notas = new float[3][5];

Ou

float[][] notas = { {8.0, 7.5, 8.5, 9.0, 8.0 }, {8.9, 9.0, 8.6, 8.4, 8.0 }, {6.8, 7.1, 7.0, 7.6, 6.5 } };

Note que notas[0] se refere ao array de notas de Matemática.

Note que notas[1] se refere ao array de notas de Física.

Note que notas[2] se refere ao array de notas de Química.

Por exemplo: qual foi a quarta nota de Física do aluno?

Ora, o vetor de Física é notas[1], e a quarta nota é o elemento [3] desse array.

Então a quarta nota de Física do aluno está armazenada em: nota[1][3], que é 8.4

Exemplos de códigos:

Como de costume, em nossa apostila do curso Java Progressivo, vamos apresentar dois exemplos de como usar os arrays dimensionais, ou matrizes, em Java.

Exemplo 1: Crie um aplicativo em Java que peça ao usuário para preencher uma matriz 3x3 com valores inteiros e depois exiba essa matriz.

A grande novidade, e importância, nesse tipo de aplicativo são os laços for aninhados, ou seja, um dentro do outro.

Primeiro criamos um laço que vai percorrer todas as linhas da matriz. Podemos, e devemos, ver cada linha como um vetor de 3 elementos.

Dentro de cada linha, temos que percorrer cada elemento do array e fornecer seu valor. Fazemos isso através de outro laço for, que ficará responsável pelas 'colunas', formando nossos laços aninhados.

Para imprimir, o esquema é exatamente o mesmo. Imprimimos linha por linha, e em cada linha, imprimimos coluna por coluna.

import java.util.Scanner;

public class matrizTeste {
    
    public static void main(String[] args){
            int[][] matriz = new int[3][3];
            
            Scanner entrada = new Scanner(System.in);
            System.out.println("Matriz M[3][3]\n");
            
            for(int linha=0 ; linha < 3 ; linha++){
                for(int coluna = 0; coluna < 3 ; coluna ++){
                    System.out.printf("Insira o elemento M[%d][%d]: ",linha+1,coluna+1);
                    matriz[linha][coluna]=entrada.nextInt();
                }
            }
            
            System.out.println("\nA Matriz ficou: \n");
            for(int linha=0 ; linha < 3 ; linha++){
                for(int coluna = 0; coluna < 3 ; coluna ++){
                    System.out.printf("\t %d \t",matriz[linha][coluna]);
                }
                System.out.println();
            }
           
        }


}

Exemplo 2: Crie um aplicativo em Java que peça ao usuário para preencher uma matriz 3x2 com valores inteiros e depois exiba essa matriz.

No exemplo passado, o número de linhas era igual ao número de colunas, da matriz. Vamos usar um exemplo diferente, para você fixar seu conhecimento em arrays multidimensionais.

Como dito no começo, uma matriz, array multidimensional ou vetor multidimensional nada mais é que um conjunto de arrays ou conjunto de vetores, array de arrays.

Quando fazemos: int[5] para declarar um array de inteiros, estamos declarando 5 variáveis do tipo inteiro.

Quando fazemos: int[10][5], estamos declarando 10 arrays, e em cada array desses existem 5 inteiros. Ou seja, 10 arrays do tipo do exemplo passado. Logo, o tamanho desse array – length – é 10.
Você pode obter isso com o comando: array.length

Assim, uma matriz 3x2 tem tamanho 3.

Uma 4x3 tem tamanho 4, uma 10x123123 tem tamanho 10 etc.

Ou seja, o length de arrays multidimensionais é o número de linhas.

Vamos usar esse fato nos laços:

import java.util.Scanner;

public class matrizTeste2 {
    
    public static void main(String[] args){
        int[][] matriz = new int[3][2];
        
        Scanner entrada = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Matriz M[3][2]\n");
        
        for(int linha=0 ; linha < 3 ; linha++){
            for(int coluna = 0; coluna < 2 ; coluna ++){
                System.out.printf("Insira o elemento M[%d][%d]: ",linha+1,coluna+1);
                matriz[linha][coluna]=entrada.nextInt();
            }
        }
        
        System.out.println("\nA Matriz ficou: \n");
        for(int linha=0 ; linha < 3 ; linha++){
            for(int coluna = 0; coluna < 2 ; coluna ++){
                System.out.printf("\t %d \t",matriz[linha][coluna]);
            }
            System.out.println();
        }
       
    }

}

O laço for para Arrays: o laço For each

Em toda sua vida de programador Java, será comum você usar o laço for para percorrer todos os elementos de um Array.

Se isso é tão utilizado e importante, poderia ter um atalho ou meio mais fácil de fazer isso, não?
É, e tem.
Sem contar que, com Arrays e o laço for convencional, é bem fácil de se enrolar e cometer erros.

Aprenda uma maneira especial de usar o laço for e pare de ter problemas: é laço foreach

• Java Progressivo em PDF(download da Apostila)

Fazendo o for percorrer todo o Array/Vetor

A utilização é bem simples e direta. Vamos usar essa variante do for que percorre sempre, do começo ao fim, todos os elementos de um Array.
É bem útil, também, em termos de precaução e organização, pois alguns programadores não gostam de usar o índice 0, usam direto o índice 1 do array, ou as vezes nos confundimos e passamos (durante as iterações) do limite do array. Isso pode ser facilmente evitado usando o laço for modificado para percorrer os elementos de um array.

A sintaxe do for each é a seguinte:
for ( tipo variavel_do_tipo_do_seuArray : seuArray){
//seu código
}

Se o 'seuArray' for de inteiro, ficaria:
for (int count : seuArray){
...
}

Como podemos interpretar esse laço foreach?
Muito simples, o inteiro 'count' vai receber, a cada iteração, todos os valores de 'seuArray'.
Ou seja, ele vai percorrer todo o seu Array e receber seus valores, na ordem (do começo para o fim), um por vez. E com esses valores você vai fazer o que desejar.

Por exemplo, suponha que as notas de cada aluno de uma escola é armazenada em um Array.
Como para calcular a média você precisará sempre percorrer todo o Array/Vetor, pode, e deve-se, usar esse laço for especial. Pois ele foi feito para isso, para facilitar nossa vida.

Programadores não devem perder tempo. Devem fazer as coisas sempre da maneira mais simples e prática possível. Não tente fazer arte ou gambiarra.
Se o próprio Java lhe fornece as opções e ferramentas, use-as.

É uma arma 'especial' que não se vê por aí, em qualquer linguagem de programação.
Se você já programa ou programou em outra linguagem deve estar percebendo como Java é cheio dessas ferramentas e pormenores.
Se estudar tudo direitinho, irá se tornar um eficiente programador, pois o Java realmente foi feito para facilitar a vida de desenvolvedores, é realmente uma linguagem voltada para o trabalho.

Exemplo de uso do foreach em Java:

Crie um aplicativo em Java que peça 5 números ao usuário.
Depois, mostre o resultado da soma desses números;

Passo 1:
Vamos declarar o vetor de inteiro e o inteiro 'soma' para receber a soma dos resultados que o usuário fornecer.

Usamos um laço for, convencional, para percorrer o array.
Note que usamos 'numero.length', que é uma boa prática.

Passo 2:
Agora temos que percorrer o array inteiro, e já que temos que fazer isso, vamos fazer usando o laço for modificado que percorre um array inteiro recebendo seus valores.
Como o inteiro 'cont' vai receber os dados de todos os elementos do array 'numero', vamos somar o valor de 'cont' a cada iteração na variável 'soma'.

O código Java de nossa aplicação ficará:

import java.util.Scanner;

public class forParaArray {
    
    public static void main(String[] args){
            int[] numero = new int[5];
            int soma=0;
            Scanner entrada = new Scanner(System.in);
            
            for(int cont=0 ; cont< numero.length ; cont++){
                System.out.print("Entre com o número "+(cont+1)+": ");
                numero[cont]=entrada.nextInt();
            }
            
            //exibindo e somando
            for(int cont : numero){
                soma += cont;
            }
            
            System.out.println("A soma dos números que você digitou é "+soma);
        }
}

Arrays: como declarar, usar e acessar os elementos de um array

Nesse artigo introdutório de Arrays de nossa apostila Java Progressivo, você irá aprender como declarar e usar os Arrays, ou vetores, em Java.

Aprenderá, também, a importante notação dos colchetes, [], que vamos usar para tratar dos membros de um Array, bem como acessar os elementos através desses colchetes.

• Apostila de Java em PDF