Um Pouco de Arrays

"O homem esquecerá antes a morte do pai que a perda da propriedade."--Maquiavel

Ao final deste capítulo, você será capaz de:

• Declarar e instanciar arrays;
• Popular e percorrer arrays.

O problema

Dentro de um bloco, podemos declarar diversas variáveis e usá-las:

double saldoDaConta1 = conta1.getSaldo();
double saldoDaConta2 = conta2.getSaldo();
double saldoDaConta3 = conta3.getSaldo();
double saldoDaConta4 = conta4.getSaldo();

Isso pode se tornar um problema quando precisamos mudar a quantidade de variáveis a serem declaradas de acordo com um parâmetro. Esse parâmetro pode variar, por exemplo, a quantidade de número contidos num bilhete de loteria. Um jogo simples tem seis números, mas podemos comprar um bilhete mais caro, com sete números ou mais.

Para facilitar esse tipo de caso, podemos declarar um vetor (array) de double:

double[] saldosDasContas;

O double[] é um tipo. Uma array é sempre um objeto, portanto a variável saldosDasContas é uma referência. Precisamos criar um objeto para poder usar a array. Como criamos o objeto-array?

saldosDasContas= new double[10];

O que fizemos foi criar uma array de double de dez posições e atribuir o endereço no qual ela foi criada. Podemos ainda acessar as posições da array:

saldosDasContas[5] = conta5.getSaldo();

O código acima altera a sexta posição da array. No Java, os índices da array vão de 0 a n-1, em que n é o tamanho dado no momento no qual você criou a array. Se você tentar acessar uma posição fora desse alcance, um erro ocorrerá durante a execução.

Arrays – Um problema no aprendizado de muitas linguagens

Aprender a usar arrays pode ser um problema em qualquer linguagem, porque envolve uma série de conceitos, sintaxe e outros. No Java, muitas vezes, utilizamos outros recursos em vez de arrays, em especial os pacotes de coleções do Java, que veremos no capítulo 15. Portanto, fique tranquilo caso não consiga digerir toda sintaxe das arrays em um primeiro momento.

No caso do bilhete de loteria, podemos utilizar o mesmo recurso. Além disso, a quantidade de números do nosso bilhete pode ser definida por uma variável. Considerando que n indique quantos números nosso bilhete terá, poderemos, então, fazer:

int[] numerosDoBilhete = new int[n];

E podemos, assim, acessar e modificar os inteiros com índice de 0 a n-1.

Arrays de referências

É comum ouvirmos "array de objetos". Porém, quando criamos uma array de alguma classe, ela tem referências. O objeto, como sempre, está na memória principal, e, na sua array, só ficam guardadas as referências (endereços).

ContaCorrente[] minhasContas;
minhasContas = new ContaCorrente[10];

Quantas contas foram criadas aqui? Na verdade, nenhuma. Foram criados dez espaços que você pode utilizar para guardar uma referência a uma ContaCorrente. Por enquanto, eles se referenciam a lugar nenhum (null). Se você tentar:

System.out.println(minhasContas[0].getSaldo());

Um erro durante a execução ocorrerá! Pois, na primeira posição da array, não há uma referência a uma conta nem a lugar nenhum. Você deve popular sua array antes.

ContaCorrente contaNova = new ContaCorrente();
contaNova.deposita(1000.0);
minhasContas[0] = contaNova;

Ou você pode fazer isso diretamente:

minhasContas[1] = new ContaCorrente();
minhasContas[1].deposita(3200.0);

Uma array de tipos primitivos guarda valores, uma array de objetos guarda referências.

Mas e se agora quisermos guardar tanto Conta-Corrente quanto Conta Poupança? Uma array de Conta-Corrente só consegue guardar objetos do mesmo tipo. Se quisermos guardar os dois tipos de conta, devemos criar uma array de Conta!

Conta[] minhasContas = new Conta[10];
minhasContas[0] = new ContaCorrente();
minhasContas[1] = new ContaPoupanca();

Perceba que não estamos criando um objeto do tipo Conta, que é abstrato, mas sim dez espaços os quais guardam referências a qualquer tipo de conta.

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Percorrendo uma array

Percorrer uma array é muito simples quando fomos nós que a criamos:

public static void main(String[] args) {
    int[] idades = new int[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        idades[i] = i * 10;
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        System.out.println(idades[i]);
    }
}

Porém, em muitos casos, recebemos uma array como argumento em um método:

public void imprimeArray(int[] array) {
    // não compila!!
    for (int i = 0; i < ????; i++) {
        System.out.println(array[i]);
    }
}

Até aonde o for deve ir? Toda array, em Java, tem um atributo que se chama length, e você pode acessá-lo para saber o tamanho da array à qual você está se referenciando naquele momento:

public void imprimeArray(int[] array) {
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        System.out.println(array[i]);
    }
}

Arrays não podem mudar de tamanho

A partir do momento que uma array foi criada, ela não pode mudar de tamanho.

Se você precisar de mais espaço, será necessário criar uma nova array e, antes de se referir a ela, copie os elementos da array velha.

Percorrendo uma array no Java 5.0

O Java 5.0 apresenta uma nova sintaxe para percorrermos arrays (e coleções, que veremos mais à frente).

Caso você não tenha necessidade de manter uma variável com o índice que mostra a posição do elemento no vetor (que é uma grande parte dos casos), podemos usar o enhanced-for.

public class AlgumaClasse{
    public static void main(String[] args) {
        int[] idades = new int[10];
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            idades[i] = i * 10;
        }

        // imprimindo toda a array
        for (int x : idades) {
            System.out.println(x);
        }
    }
}

Não precisamos mais do length para percorrer matrizes cujo tamanho não conhecemos:

public class AlgumaClasse {
    public void imprimeArray(int[] array) {
        for (int x : array) {
            System.out.println(x);
        }
    }
}

Isso também é válido para arrays de referências. Esse for nada mais é que um truque de compilação para facilitar essa tarefa de percorrer arrays e torná-la mais legível.

Exercícios: arrays

Com o objetivo de consolidarmos os conceitos sobre arrays, faremos alguns exercícios que não interferem em nosso projeto.

1. Crie uma classe TestaArrays e, no método main, uma array de contas de tamanho dez. Em seguida, faça um laço para criar dez contas com saldos distintos e colocá-las na array. Por exemplo, você pode utilizar o índice do laço e multiplicá-lo por 100 a fim de gerar o saldo de cada conta:

   Conta[] contas = new Conta[10];
   
   for (int i = 0; i < contas.length; i++) {
     Conta conta = new ContaCorrente();
     conta.deposita(i * 100.0);
     // Escreva o código para guardar a conta na posição i da array.
   }

2. Ainda na classe TestaArrays, faça um outro laço para calcular e imprimir a média dos saldos de todas as contas da array.

3. (Opcional) Crie uma classe TestaSplit que reescreva uma frase com as palavras na ordem invertida. "Socorram-me, subi no ônibus em Marrocos" deve retornar "Marrocos em ônibus no subi Socorram-me,". Utilize o método split da String para auxiliá-lo. Esse método divide uma String de acordo com o separador especificado e devolve as partes em uma array de String, por exemplo:

   String frase = "Uma mensagem qualquer";
   String[] palavras = frase.split(" ");
   
   // Agora só basta percorrer a array na ordem inversa imprimindo as palavras.

4. (Opcional) Crie uma classe Banco dentro do pacote br.com.caelum.contas.modelo. O Banco deve ter obrigatoriamente um nome, um número e uma referência a uma array de Conta de tamanho dez, e opcionalmente outros atributos que você julgar necessário.

   public class Banco {
     private String nome;
     private int numero;
     private Conta[] contas;
   
     // Outros atributos que você achar necessário.
   
     public Banco(String nome, int numero) {
         this.nome = nome;
         this.numero = numero;
         this.contas = new ContaCorrente[10];
     }
   
     // Getters para nome e número. Não colocar os setters, pois já recebemos no
     // construtor.
   }

5. (Opcional) A classe Banco deve ter um método adiciona, que recebe uma referência a Conta como argumento e guarda essa conta.

   Você deve inserir a Conta em uma posição da array que esteja livre. Existem várias maneiras para você fazer isso: guardar um contador a fim de indicar qual a próxima posição vazia ou procurar por uma posição vazia toda vez. O que seria mais interessante?

   Se quiser verificar qual a primeira posição vazia (nula) e adicionar nela, poderia ser feito algo como:

   public void adiciona(Conta c) {
     for(int i = 0; i < this.contas.length; i++){
         // verificar se a posição está vazia
         // adicionar na array
     }
   }

   É importante reparar que o método adiciona não recebe titular, agencia, saldo, etc. Essa não seria uma maneira estruturada nem orientada a objetos de se trabalhar. Você primeiro cria uma Conta e preenche com titular, saldo, etc. para então passar a referência dela.

6. (Opcional) Crie uma classe TestaBanco que terá um método main. Dentro dele, crie algumas instâncias de Conta e passe para o banco pelo método adiciona.

   Banco banco = new Banco("CaelumBank", 999);
   //     ....

   Crie algumas contas e passe-as como argumento para o adiciona do banco:

   ContaCorrente c1 = new ContaCorrente();
   c1.setTitular("Batman");
   c1.setNumero(1);
   c1.setAgencia(1000);
   c1.deposita(100000);
   banco.adiciona(c1);
   
   ContaPoupanca c2 = new ContaPoupanca();
   c2.setTitular("Coringa");
   c2.setNumero(2);
   c2.setAgencia(1000);
   c2.deposita(890000);
   banco.adiciona(c2);

   Você pode criar essas contas dentro de um loop e dar a cada uma delas valores diferentes de depósitos:

   for (int i = 0; i < 5; i++) {
     ContaCorrente conta = new ContaCorrente();
     conta.setTitular("Titular " + i);
     conta.setNumero(i);
     conta.setAgencia(1000);
     conta.deposita(i * 1000);
     banco.adiciona(conta);
   }

   Repare que temos de instanciar ContaCorrente dentro do laço. Se a instanciação de ContaCorrente ficasse acima do laço, estaríamos adicionado cinco vezes a mesma instância de ContaCorrente nesse Banco e apenas mudando seu depósito a cada iteração, que, nesse caso, não é o efeito desejado.

   Opcional: o método adiciona pode gerar uma mensagem de erro indicando quando a array já está cheia.

7. (Opcional) Percorra o atributo contas da sua instância de Banco e imprima os dados de todas as suas contas. Para fazer isso, você pode criar um método chamado mostraContas dentro da classe Banco:

   public void mostraContas() {
     for (int i = 0; i < this.contas.length; i++) {
         System.out.println("Conta na posição " + i);
         // preencher para mostrar outras informacoes da conta
     }
   }

   Cuidado ao preencher esse método: alguns índices da sua array podem não conter referência a uma Conta construída, isto é, podem ainda se referir a null. Se preferir, use o for novo do Java 5.0.

   Então, depois de adicionar algumas contas, basta fazer isso por meio do seu main:

   banco.mostraContas();

8. (Opcional) Em vez de mostrar apenas o salário de cada funcionário, você pode usar o método toString() de cada Conta da sua array.

9. (Opcional) Crie um método para verificar se uma determinada Conta se encontra ou não como conta desse banco:

   public boolean contem(Conta conta) {
     // ...
   }

   Você precisará fazer um for em sua array e verificar se a conta passada como argumento se encontra dentro da array. Evite, ao máximo, usar números hard-coded, assim sendo, use o .length.

10. (Opcional) Caso a array já esteja cheia no momento de adicionar uma outra conta, crie uma array nova com uma capacidade maior e copie os valores da atual. Ou seja, você fará a realocação dos elementos da array, posto que o Java não tem isso: uma array nasce e morre com o mesmo length.

    Usando o this para passar argumento

    Dentro de um método, você pode usar a palavra this para referenciar a si mesmo e passar essa referência como argumento.

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Um pouco mais...

• Arrays podem ter mais de uma dimensão. Isto é, em vez de termos uma array de dez contas, podemos ter uma array de dez por dez contas, e você pode acessar a conta na posição da coluna x e linha y. Na verdade, uma array bidimensional em Java é uma array de arrays. Pesquise sobre isso.

• Uma array bidimensional não precisa ser retangular, isto é, cada linha pode ter um número diferente de colunas. Como? Por quê?

• O que acontece se criarmos uma array de 0 elementos? e -1?

• O método main recebe uma array de Strings como argumento. Essa array é passada pelo usuário quando ele invoca o programa:

$ java Teste argumento1 outro maisoutro

E nossa classe:

public class Teste {
    public static void main (String[] args) {
        for(String argumento: args) {
            System.out.println(argumento);
        }
    }
}

Isso imprimirá:

argumento1
outro
maisoutro

Desafios opcionais

1. Nos primeiros capítulos, você deve ter reparado que a versão recursiva para o problema de Fibonacci é lenta, porque toda hora estamos recalculando valores. Faça com que a versão recursiva seja tão boa quanto a versão iterativa (dica: use arrays para isso).

2. O objetivo deste exercício é fixar os conceitos vistos. Se você está com dificuldade em alguma parte desse capítulo, aproveite e treine tudo o que vimos até agora no pequeno programa abaixo:

   • Programa:

   Classe: Casa Atributos: cor, totalDePortas, portas[] Métodos: void pinta(String s), int quantasPortasEstaoAbertas(), void adicionaPorta(Porta p), int totalDePortas()

   Crie uma casa e pinte-a. Crie três portas, coloque-as na casa por intermédio do método adicionaPorta, abra-as e feche-as como desejar. Utilize o método quantasPortasEstaoAbertas para imprimir o número de portas abertas e o método totalDePortas para imprimir o total de portas em sua casa.