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Estruturas de dados em Java - Como fazer a travessia de uma árvore binária de busca em Java usando o percurso em-ordem (in-order, In-ordem ou ordem simétrica)

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Antes de discutirmos o percurso in-order, veja a árvore binária de busca na figura abaixo:



Esta árvore possui 9 nós e obedece à regra de que os nós com valores menores que o nó pai ficam à sua esquerda, e aqueles com nós maiores que o nó pai, ficam à sua direita.

O percurso em ordem é usado quando queremos exibir os valores dos nós da árvore binária de busca em ordem ascendente. Neste tipo de percurso nós visitamos primeiramente a sub-árvore da esquerda, então o nó atual e finalmente a sub-árvore à direita do nó atual. É importante notar que esta travessia é feita por meio de um método recursivo.

Veja o código completo para o exemplo:

Código para No.java:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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package arvore_binaria;

public class No {
  private int valor; // valor armazenado no nó
  private No esquerdo; // filho esquerdo
  private No direito; // filho direito
 
  // construtor do nó
  public No(int valor){
    this.valor = valor;
    this.esquerdo = null;
    this.direito = null;
  }

  public int getValor() {
    return valor;
  }

  public void setValor(int valor) {
    this.valor = valor;
  }

  public No getEsquerdo() {
    return esquerdo;
  }

  public void setEsquerdo(No esquerdo) {
    this.esquerdo = esquerdo;
  }

  public No getDireito() {
    return direito;
  }

  public void setDireito(No direito) {
    this.direito = direito;
  }
}

Código para ArvoreBinariaBusca.java:

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package arvore_binaria;

public class ArvoreBinariaBusca {
  private No raiz; // referência para a raiz da árvore
   
  // método usado para inserir um novo nó na árvore
  // retorna true se o nó for inserido com sucesso e false
  // se o elemento
  // não puder ser inserido (no caso de já existir um 
  // elemento igual)
  public boolean inserir(int valor){
    // a árvore ainda está vazia?
    if(raiz == null){
      // vamos criar o primeiro nó e definí-lo como a raiz da árvore
      raiz = new No(valor); // cria um novo nó
    }
    else{
      // localiza o nó pai do novo nó
      No pai = null;
      No noAtual = raiz; // começa a busca pela raiz
  
      // enquanto o nó atual for diferente de null
      while(noAtual != null){
        // o valor sendo inserido é menor que o nó atual?
        if(valor < noAtual.getValor()) {
          pai = noAtual;
          // vamos inserir do lado esquerdo
          noAtual = noAtual.getEsquerdo();
        }
        // o valor sendo inserido é maior que o nó atual
        else if(valor > noAtual.getValor()){
          pai = noAtual;
          // vamos inserir do lado direito
          noAtual = noAtual.getDireito();
        }
        else{
          return false; // um nó com este valor foi encontrado
        }
      }
        
      // cria o novo nó e o adiciona como filho do nó pai
      if(valor < pai.getValor()){
         pai.setEsquerdo(new No(valor));
      }
      else{
        pai.setDireito(new No(valor));
      }
    }
 
    return true; // retorna true para indicar que o novo nó foi inserido
  }
   
  // método que permite disparar a travessia em-ordem
  public void emOrdem(){
    emOrdem(raiz);
  }
 
  // sobrecarga do método emOrdem com uma parâmetro (esta é a versão 
  // recursiva do método)
  private void emOrdem(No raiz){
    if(raiz == null){ // condição de parada
      return;
    }
     
    // visita a sub-árvore da esquerda
    emOrdem(raiz.getEsquerdo());
    // visita o nó atual
    System.out.print(raiz.getValor() + " ");
    // visita a sub-árvore da direita
    emOrdem(raiz.getDireito());
  }
}

E agora o código para a classe principal:

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package arvore_binaria;

import java.util.Scanner;

public class ArvoreBinariaTeste {
  public static void main(String[] args) {
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);  
       
    // vamos criar um novo objeto da classe ArvoreBinariaBusca
    ArvoreBinariaBusca arvore = new ArvoreBinariaBusca();
    
    // vamos inserir 9 valores na árvore
    for(int i = 0; i < 9; i++){
      System.out.print("Informe um valor inteiro: ");
      int valor = Integer.parseInt(entrada.nextLine());
       
      // vamos inserir o nó e verificar o sucesso da operação
      if(!arvore.inserir(valor)){
        System.out.println("Não foi possível inserir." +
          " Um elemento já contém este valor.");  
      }
    }
     
    // vamos exibir os nós da árvore usando o percurso in-order
    System.out.println("\nPercurso in-order:");
    arvore.emOrdem();
     
    System.out.println("\n");
  }
}

Ao executar este código teremos o seguinte resultado:

Informe um valor inteiro: 8
Informe um valor inteiro: 3
Informe um valor inteiro: 10
Informe um valor inteiro: 1
Informe um valor inteiro: 6
Informe um valor inteiro: 14
Informe um valor inteiro: 4
Informe um valor inteiro: 7
Informe um valor inteiro: 13

Percurso in-order:
1 3 4 6 7 8 10 13 14


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Java ::: Estruturas de Dados ::: Árvore Binária e Árvore Binária de Busca

Como percorrer uma árvore binária em Java usando o algorítmo depth-first search (DFS) recursivo

Quantidade de visualizações: 743 vezes
Nesta dica mostrarei como podemos implementar o algorítmo da Busca em Profundidade (DFS, do inglês depth-first search) em Java de forma recursiva. Em outra dica desta seção que mostrei como fazer a mesma travessia de forma iterativa e usando uma pilha para backtracking (retrocesso).

Antes de iniciarmos, veja a árvore binária que vamos usar no exemplo:



Note que esta árvore possui seis nós. O nó 5 é o nó raiz, e possui como filhos os nós 4 e 9. O nó 4, por sua vez, possui apenas um filho, o nó 2, ou seja, o filho da esquerda. O nó 9 possui dois filhos: o nó 3 é o filho da esquerda e o nó 12 é o filho da direita. Os filhos da árvore binária que não possuem outros filhos são chamados de folhas.

Com a abordagem da busca em profundidade, começamos com o nó raiz e viajamos para baixo em uma única ramificação. Se o nó desejado for encontrado naquela ramificação, ótimo. Do contrário, continuamos subindo e pesquisando por nós não visitados. Esse tipo de busca também tem uma notação big O de O(n).

Vamos à implementação? Veja o código para a classe No, que representa um nó na árvore binária:

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// implementação da classe No
class No{
  public int valor; // o valor do nó
  public No esquerdo; // o filho da esquerda
  public No direito; // o filho da direita
  
  public No(int valor){
    this.valor = valor;
    this.esquerdo = null;
    this.direito = null;
  }
}

Veja agora o código completo para o exemplo. Note que estamos usando recursividade nesta dica. Observe também o uso de uma ArrayList para guardar os valores da árvore binária na ordem depth-first.

Eis o código:

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package estudos;

import java.util.ArrayList;

// implementação da classe No
class No{
  public int valor; // o valor do nó
  public No esquerdo; // o filho da esquerda
  public No direito; // o filho da direita
  
  public No(int valor){
    this.valor = valor;
    this.esquerdo = null;
    this.direito = null;
  }
}

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    // vamos criar os nós da árvore
    No cinco = new No(5); // será a raiz da árvore
    No quatro = new No(4);
    No nove = new No(9);
    No dois = new No(2);
    No tres = new No(3);
    No doze = new No(12);
    
    // vamos fazer a ligação entre os nós
    cinco.esquerdo = quatro;
    cinco.direito = nove;
    quatro.esquerdo = dois;
    nove.esquerdo = tres;
    nove.direito = doze;
    
    // agora já podemos efetuar o percurso depth-first
    ArrayList<Integer> valores = new ArrayList<>();
    percursoDepthFirst(valores, cinco);
    System.out.println("Os valores na ordem Depth-First são: " + valores);
  }
  
  public static void percursoDepthFirst(ArrayList<Integer> valores, No no){
    if(no != null){
      // vamos adicionar o valor deste nó no ArrayList
      valores.add(no.valor);
   
      // passamos para o filho esquerdo
      percursoDepthFirst(valores, no.esquerdo);
      // passamos para o filho direito
      percursoDepthFirst(valores, no.direito);
    }
  }
}

Ao executarmos este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Os valores na ordem Depth-First são: [5, 4, 2, 9, 3, 12]

Compare estes valores com a imagem vista anteriormente para entender ainda melhor o percurso ou busca Depth-First.


Java ::: Dicas & Truques ::: Strings e Caracteres

Java para iniciantes - Como pesquisar uma substring em uma string e retornar sua posição inicial

Quantidade de visualizações: 21 vezes
Nesta dica mostrarei como é possível usar o método indexOf() da classe String para obter o índice (começando em 0) da primeira ocorrência de uma substring em uma string. Se a substring não for encontrada, o retorno será -1.

Veja o código completo para o exemplo:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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package arquivodecodigos;

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    String frase = "Programar em Java é muito bom";
    System.out.println("Frase: " + frase); 
    
    // verifica se a frase contém a palavra Java
    int res = frase.indexOf("Java");
     
    if(res > 0){
      System.out.println("A substring foi encontrada " +
        " na posicao (índice): " + res);
    }
    else{
      System.out.println("A substring nao foi encontrada");
    }
     
    System.exit(0);
  }
} 

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Frase: Programar em Java é muito bom
A substring foi encontrada na posicao (índice): 13


Java ::: Tratamento de Erros ::: Erros de Tempo de Execução

Java para iniciantes - Como tratar o erro OutOfMemoryError no Java

Quantidade de visualizações: 11945 vezes
O erro OutOfMemoryError é apresentado quando a Java Virtual Machine (JVM) não consegue alocar um objeto por falta de memória e o Garbagge Collector não liberou mais memória ainda. Este é um erro que não deve ser apanhado em um bloco try...catch, ou seja, se não há memória para alocar novos objetos, é fácil entender que não haverá memória para tal procedimento. O melhor a fazer é deixar o programa terminar e verificar a causa do problema.

Veja a posição da classe OutOfMemoryError na hierarquia de classes da plataforma Java:

java.lang.Object
  java.lang.Throwable
    java.lang.Error
      java.lang.VirtualMachineError
        java.lang.OutOfMemoryError


Esta classe implementa a interface Serializable.

Uma das causas mais comuns para o erro OutOfMemoryError é a instanciação exagerada de objetos, principalmente em laços (loops). Uma forma de aumentar a memória RAM a ser usada é definindo opções na linha de comando para o java.exe. Algumas destas opções são -Xss64k -Xoss300k -Xms4m e -Xmx10m.


Vamos testar seus conhecimentos em Fenômeno de Transportes e Hidráulica

Escoamento laminar

Em escoamento laminar, a região de entrada do fluido é definida por um comprimento de entrada. Esse comprimento é compreendido entre quais distâncias?

A) Entre a região de entrada e a região de comportamento completamente desenvolvido.

B) Entre a região de entrada e a região de comportamento parcialmente desenvolvido.

C) Entre a região de entrada e a região de saída do escoamento.

D) Entre a região de comportamento completamente desenvolvido e a região de saída do escoamento.

E) Entre a região de entrada e a região com defeito de velocidade.
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Vamos testar seus conhecimentos em Ética e Legislação Profissional

Ética profissional, social, política

Várias profissões, principalmente aquelas que implicam os direitos humanos à vida, à justiça, à igualdade, seguem códigos de ética que são frutos precisamente da ética deontológica normativa: "um código de ética não poderá cobrir todas as situações que se levantam à medida que uma disciplina expande e tenta encontrar as necessidades em mudança de um tipo de serviço entre as pessoas na sociedade" (BLACKWELL et al. apud DIAS, 2008, p. 54).

De acordo com o trecho citado, assinale a alternativa correta:

A) A deontologia presume um código de ética universal para todas as profissões.

B) A deontologia abre espaços para que o profissional possa agir arbitrariamente.

C) A deontologia recusa mudanças em seus códigos de ética.

D) A deontologia serve como um guia reflexivo que orienta mesmo em situações inusitadas.

E) A deontologia responsabiliza o profissional pelas consequências de todo agir.
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Vamos testar seus conhecimentos em Fenômeno de Transportes e Hidráulica

Número de Reynolds

O número de Reynolds (abreviado como Re) é utilizado para o cálculo do regime de escoamento de um fluido no interior de um tubo ou de um duto. Considere que um sistema hidráulico opera com óleo SAE 10W, de densidade igual a 920kg/m3 e viscosidade dinâmica de 0,018kg/(m.s), à temperatura de 55°C. Sabendo que o fluido escoa a uma velocidade média de 0,147m/s, e que o tubo tem 1m de diâmetro, qual é o número de Reynolds para o escoamento?

A) 7.513,33.

B) 2.300.

C) 112,65.

D) 715,33.

E) 1.126,50.
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Vamos testar seus conhecimentos em JavaScript

Analise o seguinte código JavaScript

document.write(typeof NaN);

Qual é o resultado de sua execução?

A) undefined

B) null

C) number

D) NaN

E) string
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Vamos testar seus conhecimentos em Hidrologia

(Unifal 2008) Assinale a alternativa correta a respeito das alterações do ciclo hidrológico.

A) O desmatamento provoca um aumento da evapotranspiração vegetal, desequilibrando o balanço de água no solo, que se torna estéril.

B) A agricultura irrigada retira água do lençol freático, devolvendo-a ao rio, por meio do escoamento fluvial, poluída e pobre em nutrientes.

C) A superexploração dos aquíferos provoca o ressecamento dos solos e contribui para o aumento da erosão fluvial.

D) A compactação dos solos, que pode ser decorrente das atividades agropecuárias, reduz a infiltração da água da chuva e aumenta o escoamento superficial.

E) O consumo de água urbano e industrial é responsável pela poluição das águas, mas não afeta a hidrografia local quanto à redução da vazão dos rios.
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Desafios, Exercícios e Algoritmos Resolvidos de Java

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