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Você está aqui: Java ::: Estruturas de Dados ::: Árvore Binária e Árvore Binária de Busca

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)

Quantidade de visualizações: 4827 vezes
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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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 ::: Fundamentos da Linguagem ::: Estruturas de Controle

Como usar a instrução switch do Java

Quantidade de visualizações: 64727 vezes
Quando precisamos escolher entre múltiplos caminhos alternativos e esta escolha pode ser baseada em um valor inteiro, a instrução switch é uma boa opção. Veja seu uso:

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public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    int valor = 4;

    switch(valor){
      case 1:
        System.out.println("Valor é 1"); 
        break;
      case 2:
        System.out.println("Valor é 2"); 
        break;
      case 3:
        System.out.println("Valor é 3"); 
        break;
      default:
        System.out.println("Valor diferente de 1, 2 e 3"); 
        break;
    }   
  }
}

A variável fornecida à instrução switch deve ser do tipo byte, short, char, ou int. Ela não pode ser long, float, double, boolean ou referência a objetos. Veja o que acontece quando tentamos usar uma variável do tipo long:

Estudos.java:5: possible loss of precision
found   : long
required: int
    switch(valor){
           ^
1 error



Java ::: Dicas & Truques ::: Arquivos e Diretórios

Manipulação de arquivos em Java - Como ler o conteúdo de um arquivo um byte de cada vez

Quantidade de visualizações: 11080 vezes
Nesta dica mostrarei como ler texto de um arquivo um byte
de cada vez. Para isso vamos usar o método readByte() da classe DataInputStream, do pacote java.io. Note que este método retorna um inteiro com sinal na faixa de -128 até 127.

Neste exemplo faremos um cast do byte lido para um char, já que estaremos lendo um arquivo de texto. Sim, é isso mesmo que você pensou. Se houver caracteres acentuados no arquivo texto, os mesmo não serão exibidos corretamente. A idéia do exemplo é mostrar o funcionamento do método readByte().

Veja o código Java completo:

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package arquivodecodigos;

import java.io.*;
 
public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    try {
      DataInputStream in = new DataInputStream(new BufferedInputStream(
        new FileInputStream("C:\\java\\conteudo.txt")));
         
      while (in.available() != 0){
        System.out.print((char) in.readByte());
      }
    } 
    catch (IOException e){
      System.out.println("Erro: " + e.getMessage());
    }
 
    System.exit(0);
  }
}

Ao executarmos este código nós teremos o seguinte resultado:

Primeira linha do arquivo
Segunda linha do arquivo
Terceira linha do arquivo


Java ::: Dicas & Truques ::: Programação Orientada a Objetos

Como usar o modificador abstract em suas classes e métodos Java - Programação Orientada a Objetos em Java - Java POO

Quantidade de visualizações: 18202 vezes
O modificador abstract pode ser aplicado a classes e métodos. Seu uso com variáveis pode causar o erro abaixo:

abstract String nome;

Estudos.java:2: modifier abstract not 
allowed here
  abstract String nome;
                  ^
1 error


Classes abstratas não podem ser instanciadas, ou seja, não podemos chamar seu construtor. Veja um exemplo:

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public class Estudos{
  public static void main(String args[]){
    Cliente cliente = new Cliente(); 
   
    System.exit(0);
  }
}

abstract class Cliente{
  public Cliente(){
   
  }
}

Ao tentarmos compilar esta classe teremos o seguinte erro:

Estudos.java:3: Cliente is abstract; cannot be 
instantiated
 Cliente cliente = new Cliente();
                    ^
1 error


A função principal de classes abstratas é forçar a implementação para as sub-classes. Desta forma, seus métodos são declarados com o modificador abstract e sem corpo. Veja:

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abstract class Cliente{
  abstract void obterNome();
}

Sempre que suas classes contiverem um ou mais métodos abstratos, você deverá declará-la abstrata. Não seguir esta regra provocará o seguinte erro:

class Cliente{
  abstract void obterNome();
}

Estudos.java:9: Cliente is not abstract and does 
not override abstract method obterNome() in Cliente
class Cliente{
^
1 error


As situações que fazem com que uma classe deva ser declarada abstract são:


  • A classe tem um ou mais métodos abstratos;
  • A classe herda um ou mais métodos abstratos de uma classe abstrata e não fornece implementação para eles;
  • A classe declara que ela implementa um interface mas não fornece implementação para todos os métodos desta interface;


Para finalizar, abstract é o oposto de final. Uma classe final não pode ter sub-classes. Uma classe abstract precisa ter sub-classes.


Java ::: Dicas & Truques ::: Trigonometria - Funções Trigonométricas

Como calcular o cateto oposto dadas as medidas da hipotenusa e do cateto adjascente em Java

Quantidade de visualizações: 2032 vezes
Todos estamos acostumados com o Teorema de Pitágoras, que diz que "o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos". Baseado nessa informação, fica fácil retornar a medida do cateto oposto quando temos as medidas da hipotenusa e do cateto adjascente. Isso, claro, via programação em linguagem Java.

Comece observando a imagem a seguir:



Veja que, nessa imagem, eu já coloquei os comprimentos da hipotenusa, do cateto oposto e do cateto adjascente. Para facilitar a conferência dos cálculos, eu coloquei também os ângulos theta (que alguns livros chamam de alfa) e beta já devidamente calculados. A medida da hipotenusa é, sem arredondamentos, 36.056 metros.

Então, sabendo que o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos (Teorema de Pitógoras):

\[c^2 = a^2 + b^2\]

Tudo que temos que fazer é mudar a fórmula para:

\[a^2 = c^2 - b^2\]

Veja que agora o quadrado do cateto oposto é igual ao quadrado da hipotenusa menos o quadrado do cateto adjascente. Não se esqueça de que a hipotenusa é o maior lado do triângulo retângulo.

Veja agora como esse cálculo é feito em linguagem Java:

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package arquivodecodigos;

public class Estudos{
  public static void main(String args[]){
    double c = 36.056; // medida da hipotenusa
    double b = 30; // medida do cateto adjascente
  
    // agora vamos calcular a medida da cateto oposto
    double a = Math.sqrt(Math.pow(c, 2) - Math.pow(b, 2));
 
    // e mostramos o resultado
    System.out.println("A medida do cateto oposto é: " +
      a);
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

A medida do cateto oposto é: 20.00087838071118

Como podemos ver, o resultado retornado com o código Java confere com os valores da imagem apresentada.


Java ::: Coleções (Collections) ::: ArrayList

Como inverter a ordem dos elementos de uma ArrayList do Java usando a função reverse() da classe Collections

Quantidade de visualizações: 14187 vezes
Nesta dica mostrarei como podemos usar o método estático reverse() da classe Collections para reverter (inverter) a ordem dos elementos de uma ArrayList. Note que este método atua diretamente sobre a ArrayList que estamos fornecendo como argumento, e não retorna nada.

Veja o exemplo a seguir:

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package estudos_java;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
 
public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    // cria uma ArrayList que conterá strings
    ArrayList<String> nomes = new ArrayList<>();
     
    // adiciona itens na lista
    nomes.add("Carlos");
    nomes.add("Maria");
    nomes.add("Fernanda");
    nomes.add("Osmar");    
     
    // exibe os elementos da ArrayList
    for(int i = 0; i < nomes.size(); i++){
      System.out.println(nomes.get(i));
    }
  
    // Vamos inverter a ordem dos elementos
    Collections.reverse(nomes); 
 
    // exibe os elementos da ArrayList
    System.out.println();
    for(int i = 0; i < nomes.size(); i++){
      System.out.println(nomes.get(i));
    }
      
    System.exit(0);
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Carlos
Maria
Fernanda
Osmar

Osmar
Fernanda
Maria
Carlos


Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Java Básico

Exercício Resolvido de Java - Escreva um programa Java console que solicite ao usuário que informe dois valores inteiros. Em seguida seu programa deverá efetuar a soma dos dois valores e exibí-la

Quantidade de visualizações: 13328 vezes
Pergunta/Tarefa:

Escreva um programa Java console que solicite ao usuário que informe dois valores inteiros. Em seguida seu programa deverá efetuar a soma dos dois valores e exibí-la. O aplicativo deverá exibir a seguinte saída:

Informe o primeiro valor: 7
Informe o segundo valor: 3
A soma dos valores é: 10

Dica: Use a classe Scanner para efetuar a leitura dos valores informados pelo usuário:

Sugestão: Que tal modificar a solução para efetuar a leitura e exibir o resultado usando a classe JOptionPane?

Resposta/Solução:

Veja a resolução do exercício usando a classe Scanner:

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public static void main(String[] args){
  // não se esqueça de adicionar um import para a classe Scanner
  // import java.util.Scanner;

  // vamos criar um objeto da classe Scanner
  Scanner entrada = new Scanner(System.in);

  int a, b; // variáveis que receberão os valores informados
  int soma; // variável que guardará a soma dos valores informados

  // vamos pedir ao usuário que informe o primeiro valor
  System.out.print("Informe o primeiro valor: ");
  // vamos ler o primeiro valor
  a = Integer.parseInt(entrada.nextLine());

  // vamos pedir ao usuário que informe o segundo valor
  System.out.print("Informe o segundo valor: ");
  // vamos ler o segundo valor
  b = Integer.parseInt(entrada.nextLine());

  // vamos efetuar a soma
  soma = a + b;

  // vamos exibir o resultado
  System.out.println("A soma dos valores é: " + soma);
}

Veja agora a resolução usando a classe JOptionPane:

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public static void main(String[] args){
  // não se esqueça de adicionar um import para a classe JOptionPane
  // import javax.swing.JOptionPane;

  int a, b; // variáveis que receberão os valores informados
  int soma; // variável que guardará a soma dos valores informados

  // vamos pedir ao usuário que informe o primeiro valor
  a = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog("Informe o primeiro valor:"));

  // vamos pedir ao usuário que informe o segundo valor
  b = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog("Informe o segundo valor:"));

  // vamos efetuar a soma
  soma = a + b;

  // vamos exibir o resultado
  JOptionPane.showMessageDialog(null, "A soma dos valores é: " + soma);
}



Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Laços de Repetição

Exercícios Resolvidos de Java - Como calcular a tabuada de multiplicação para os números de 1 a 9 em Java

Quantidade de visualizações: 4049 vezes
Pergunta/Tarefa:

Escreva um programa Java que usa o laço for para calcular e exibir a tabuada de multiplicação dos números 1 a 9.

Sua saída deve ser parecida com:

        Tabuada de Multiplicação
----------------------------------------------
       1   2   3   4   5   6   7   8   9
----------------------------------------------
1  |   1   2   3   4   5   6   7   8   9
2  |   2   4   6   8  10  12  14  16  18
3  |   3   6   9  12  15  18  21  24  27
4  |   4   8  12  16  20  24  28  32  36
5  |   5  10  15  20  25  30  35  40  45
6  |   6  12  18  24  30  36  42  48  54
7  |   7  14  21  28  35  42  49  56  63
8  |   8  16  24  32  40  48  56  64  72
9  |   9  18  27  36  45  54  63  72  81
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Java console:

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package estudos;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // mostra o título da tabela
    System.out.print("        Tabuada de Multiplicação");
    System.out.println("\n----------------------------------------------");
     
    // exibe os números na parte superior
    System.out.print("    ");
    for(int i = 1; i <= 9; i++){
      System.out.print("   " + i);  
    }
     
    System.out.println("\n----------------------------------------------");
     
    // mostra o corpo da tabuada
    for(int i = 1; i <= 9; i++){
      System.out.print(i + "  |");
      for(int j = 1; j <= 9; j++){
        System.out.printf("%4d", i * j);  
      }
      System.out.println();
    }
     
    System.out.println("\n");
  }
}



Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Arrays e Matrix (Vetores e Matrizes)

Exercícios Resolvidos de Java - Como corrigir o erro ArrayIndexOutOfBoundsException ao usar um laço for para percorrer os elementos de um array

Quantidade de visualizações: 12357 vezes
Pergunta/Tarefa:

Observe o seguinte trecho de código:

public static void main(String[] args){
  // um vetor de inteiros contendo cinco elementos
  int valores[] = {5, 32, 9, 10, 6};
    
  // vamos usar um laço for para exibir os valores dos elementos
  // do vetorz
  for(int i = 0; i <= 5; i++){
    System.out.println("O valor do " + (i + 1) + "º elemento é " + valores[i]);
  }
}
Quando tentamos executar este código temos um erro do tipo ArrayIndexOutOfBoundsException. Veja a saída produzida:

O valor do 1º elemento é 5
O valor do 2º elemento é 32
O valor do 3º elemento é 9
O valor do 4º elemento é 10
O valor do 5º elemento é 6
Exception in thread "main" 
   java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 5
   at javaapplication1.Main.main(Main.java:14)
Java Result: 1
Você é capaz de descobrir a causa do lançamento desta exceção? O erro no código é de sintáxe ou de lógica?

Resposta/Solução:

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O erro no código é de lógica. Como temos cinco elementos no vetor
e o índice do último elemento é 4 (o índice do primeiro elemento é 0),
o valor da variável de controle do laço for não pode ultrapassar 4. No
código acima o valor da variável i vai até 5, o que provoca um erro 
ao tentar acessar um elemento do vetor que não existe.

Para corrigir o erro, basta alterar a linha:

for(int i = 0; i <= 5; i++){

para:

for(int i = 0; i < 5; i++){



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