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Você está aqui: Java ::: Dicas & Truques ::: Números Complexos (Complex Numbers)

Como somar dois números complexos usando Java - A classe NumeroComplexo

Quantidade de visualizações: 1366 vezes

Nesta dica mostrarei como tirar proveito da programação orientada a objetos em Java para criar uma classe NumeroComplexo e efetuar a soma de dois números complexos.

Um número complexo na forma retangular (ou forma algébrica) apresenta o seguinte formato:

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7 + j5 ou 7 + 5j

onde 7 é a parte real e 5 é a parte imaginária. Note que usei a notação "j" em vez de "i" para a parte imaginária, uma vez que a notação "j" é a mais comum na engenharia.

O primeiro passo é criar a classe NumeroComplexo, que servirá para representarmos a parte real e a parte imaginária. Veja o código:

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package estudos;

public class NumeroComplexo {
  private double real; // parte real
  private double imaginaria; // parte imaginária

  // construtor padrão
  public NumeroComplexo() {
  }

  // construtor adicional da classe NumeroComplexo
  public NumeroComplexo(double real, double imaginaria) {
    this.real = real;
    this.imaginaria = imaginaria;
  }

  // método estático que recebe dois números complexo
  // e retorna sua soma, também como um número complexo
  public static NumeroComplexo somar(NumeroComplexo a, NumeroComplexo b){
    // variável temporária
    NumeroComplexo temp = new NumeroComplexo();
 
    // primeira somamos as partes reais dos dois
    // números complexos
    temp.setReal(a.getReal() + b.getReal());
    
    // em seguida somamos as partes imaginárias dos dois
    // números complexos
    temp.setImaginaria(a.getImaginaria() + b.getImaginaria());
    
    // finalmente retornamos o novo número complexo
    return temp;
  }
  
  // mostra a representação textual do número complexo
  @Override
  public String toString(){
    if(this.imaginaria < 0){
      return this.real + " - j" + Math.abs(this.imaginaria);
    }
    else{
      return this.real + " + j" + this.imaginaria;
    }
  }
  
  public double getReal() {
    return real;
  }

  public void setReal(double real) {
    this.real = real;
  }

  public double getImaginaria() {
    return imaginaria;
  }

  public void setImaginaria(double imaginaria) {
    this.imaginaria = imaginaria;
  }  
}

Note que esta classe Java possui boa parte dos conhecimentos comuns da programação orientada a objetos: construtores, método estático, encapsulamento de dados e sobrecarga do método toString() para exibir a representação textual do número complexo.

Veja agora o código da classe principal, na qual pedimos para o usuário informar dois números complexos e efetuamos a sua soma:

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package estudos;

import java.util.Scanner;

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    // vamos usar a classe Scanner para ler a entrada do usuário
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);
    
    // vamos ler a parte real e a parte imaginária do primeiro
    // número complexo
    System.out.print("Parte real do primeiro número: ");
    double realPrimeiro = Double.parseDouble(entrada.nextLine());
    System.out.print("Parte imaginária do primeiro número: ");
    double imagPrimeiro = Double.parseDouble(entrada.nextLine());
    
    // vamos ler a parte real e a parte imaginária do segundo
    // número complexo
    System.out.print("Parte real do segundo número complexo: ");
    double realSegundo = Double.parseDouble(entrada.nextLine());
    System.out.print("Parte real do segundo número complexo: ");
    double imagSegundo = Double.parseDouble(entrada.nextLine());
    
    // agora criamos os dois números complexos
    NumeroComplexo a = new NumeroComplexo(realPrimeiro, imagPrimeiro);
    NumeroComplexo b = new NumeroComplexo(realSegundo, imagSegundo);
    
    // obtemos a soma dos números complexos
    NumeroComplexo soma = NumeroComplexo.somar(a, b);
    
    // para finalizar mostramos os resultados
    System.out.println("Primeiro número complexo: " + a.toString());
    System.out.println("Segundo número complexo: " + b.toString());
    System.out.println("Soma: " + soma.toString());
    
    System.exit(0);
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Parte real do primeiro número: 8
Parte imaginária do primeiro número: -3
Parte real do segundo número complexo: 5
Parte real do segundo número complexo: 9
Primeiro número complexo: 8.0 - j3.0
Segundo número complexo: 5.0 + j9.0
Soma: 13.0 + j6.0

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Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Programação Orientada a Objetos

Algorítmos Resolvidos de Java - A classe Retangulo (construtores, getters e setters, encapsulamento e static)

Quantidade de visualizações: 15121 vezes

Exercícios Resolvidos de Java - A classe Retangulo (construtores, getters e setters, encapsulamento e static)

Pergunta/Tarefa:

Escreva uma classe Retangulo para representar um retângulo. A classe deve conter:

a) Dois campos de dados do tipo double chamados largura e altura que especificam a largura e a altura do retângulo. Os valores padrões são 1 tanto para a largura quanto para a altura.

b) Um campo de dado do tipo String chamado cor que especifica a cor do retângulo. Para este exercício em particular, assuma que TODOS os retângulos possuirão a mesma cor. A cor padrão é branco.

c) Um construtor sem argumentos que cria um retângulo padrão.

d) Um construtor que cria um retângulo com a largura e altura especificadas.

e) Métodos get() e set() para os três campos de dados da classe.

f) Um método chamado getArea() que retorna a área do retângulo.

g) Um método chamado getPerimetro() que retorna o perímetro do retângulo.

Escreva um programa de teste que cria dois objetos da classe Retangulo. Sua saída deverá ser parecida com:

Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Java console:

Retangulo.java

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package estudos;

public class Retangulo {
  private double largura; // largura do retângulo
  private double altura; // altura do retângulo
  
  // O exercício pede que TODOS os retângulos tenham a mesma cor
  // consulte a dica http://www.arquivodecodigos.net/dicas/1158 para mais
  // detalhes sobre o modificador static
  private static String cor = "branco"; // cor do retângulo

  // construtor sem argumentos
  public Retangulo(){
    this.largura = 1;
    this.altura = 1;
  }

  // construtor que permite especificar a largura e a altura
  public Retangulo(double largura, double altura){
    this.largura = largura;
    this.altura = altura;
  }

  // obtém a altura
  public double getAltura() {
    return altura;
  }

  // define a altura
  public void setAltura(double altura){
    this.altura = altura;
  }

  // obtém a largura
  public double getLargura(){
    return largura;
  }

  // define a largura
  public void setLargura(double largura){
    this.largura = largura;
  }
  
  // obtém a cor de TODOS os retângulos
  public static String getCor(){
    return cor;
  }

  // define a cor de TODOS os retângulos
  public static void setCor(String cor){
    Retangulo.cor = cor;
  }

  // este método retorna a área do retângulo (em metros quadrados)
  public double getArea(){
    return (this.largura * this.altura);  
  }
  
  // este método retorna o perímetro do retângulo (em metros)
  public double getPerimetro(){
    return ((2 * this.largura) + (2 * this.altura));  
  }
}

Agora o teste no método main():

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package estudos;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // vamos criar uma instância da classe Retangulo com
    // os valores padrões
    Retangulo a = new Retangulo();
    
    // agora vamos informar a largura e a altura
    Retangulo b = new Retangulo(10, 5);
    
    // os dois retângulos terão a cor verde
    Retangulo.setCor("verde");
    
    // vamos mostrar os resultados do primeiro retângulo
    System.out.println("Primeiro retângulo");
    System.out.println("Largura: " + a.getLargura());
    System.out.println("Altura: " + a.getAltura());
    System.out.println("Cor: " + Retangulo.getCor());
    System.out.println("Área: " + a.getArea() + " metros quadrados");
    System.out.println("Perímetro: " + a.getPerimetro() + " metros");
    
    // vamos mostrar os resultados do segundo retângulo
    System.out.println("\nSegundo retângulo");
    System.out.println("Largura: " + b.getLargura());
    System.out.println("Altura: " + b.getAltura());
    System.out.println("Cor: " + Retangulo.getCor());
    System.out.println("Área: " + b.getArea() + " metros quadrados");
    System.out.println("Perímetro: " + b.getPerimetro() + " metros");
  }
}

Java ::: Fundamentos da Linguagem ::: Passos Iniciais

Java GUI - Como ler entrada do usuário usando a classe JOptionPane da linguagem Java

Quantidade de visualizações: 21819 vezes

Nesta dica mostrarei como podemos ler a entrada do usuário em aplicações console (ou Java Swing) usando a classe JOptionPane e seu método showInputDialog(). Veja um exemplo:

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package arquivodecodigos;

import javax.swing.*;
 
public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    String nome = JOptionPane.showInputDialog(
      "Qual é seu nome?");
    int idade = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog(
       "Qual é sua idade?"));
 
    System.out.println("Olá, " + nome + ". Você tem " + 
      idade + " anos.");
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Olá, Osmar. Você tem 38 anos.

Java ::: Fundamentos da Linguagem ::: Estruturas de Controle

Java para iniciantes - Como usar a instrução break em laços for e while da linguagem Java

Quantidade de visualizações: 13022 vezes

A instrução break é usada para abandonarmos completamente a execução de um laço for ou while. Assim, a execução do laço é interrompida no ponto onde a instrução break se encontra e o controle segue para a próxima instrução do programa após o laço. Veja um exemplo no qual temos um laço for que é abandonado após a variável de controle atingir o valor 5:

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public class Estudos{
  public static void main(String[] args) {
    for(int i = 0; i < 1000; i++){
      if(i == 5)
        break;

      System.out.println(i);
    }
  }
}

Veja o mesmo código usando um laço while infinito:

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public class Estudos{
  public static void main(String[] args) {
     int i = 0; 
     while(true){
       if(i == 5)
         break;

       System.out.println(i);
       i++;
    }
  }
}

Java ::: Coleções (Collections) ::: LinkedHashSet

Como remover itens repetidos de uma ArrayList usando um objeto da classe LinkedHashSet do Java

Quantidade de visualizações: 651 vezes

Em algumas situações nós temos uma ArrayList com algumas repetições e gostaríamos de remover os itens duplicados mas gostaríamos de manter a ordem original dos elementos. Para isso nós podemos usar um objeto da classe LinkedHashSet.

Como sabemos, classes que implementam a interface Set possuem a habilidade de recusar itens repetidos. A classe LinkedHashSet, além de recusar duplicidades de valores, mantém a ordem de inserção dos elementos.

Veja o código Java completo para o exemplo:

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package estudos;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedHashSet;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // vamos criar uma ArrayList de linguagens de programação
    ArrayList<String> lista = new ArrayList<>();
    
    // vamos adicionar alguns elementos no ArrayList. Note
    // que temos itens repetidos
    lista.add("Java");
    lista.add("Scala");
    lista.add("Ruby");
    lista.add("Scala");
    lista.add("Python");
    lista.add("Ruby");
    lista.add("Delphi");
 
    // vamos mostrar o conteúdo do ArrayList
    System.out.println("O conteúdo do ArrayList é: " +
      lista.toString());
    
    // vamos criar uma instância da classe LinkedHashSet
    LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>(lista);
 
    // agora construímos uma nova ArrayList sem repetições a
    // partir do LinkedHashSet
    ArrayList<String> lista2 = new ArrayList<>(set);
 
    // e mostramos o resultado
    System.out.println("ArrayList sem repetições: " +
      lista2.toString());
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

O conteúdo do ArrayList é: [Java, Scala, Ruby, Scala, Python, Ruby, Delphi]
ArrayList sem repetições: [Java, Scala, Ruby, Python, Delphi]

Note como a ordem dos elementos no ArrayList original foi respeitada.

Java ::: Estruturas de Dados ::: Lista Ligada Simples

Estruturas de dados em Java - Como criar uma lista singularmente ligada, inserindo e exibindo os valores contidos em cada nó

Quantidade de visualizações: 12030 vezes

Em dicas posteriores você aprendeu sobre listas singularmente e duplamente ligadas. Nesta dica você aprenderá a criar uma lista singularmente ligada (com referências apenas para o próximo nó), inserir alguns nós (sempre no final da lista) e usará um laço while para visitar todos os nós e exibir seus valores.

A classe usada para representar cada nó é a seguinte (No.java):

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// classe No
public class No{
  public int valor;
  public No proximo;
}
// fim da classe No

Note que cada nó contém apenas um valor inteiro e uma referência para o próximo nó. Ao analisar o código você perceberá que tanto a inserção quanto a exibição dos nós são feitas usando métodos. Isso permitirá o reaproveitamento deste código em suas próprias implementações. Veja o código para a lista ligada (Lista.java):

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public class Lista{
  No inicio; // início da lista  

  // função que permite exibir os valores de
  // todos os nós da lista
  public void exibir(){
    if(inicio != null){
      do{
        System.out.println(inicio.valor);
        inicio = inicio.proximo;
      }while(inicio != null);
    }
    else
      System.out.println("A lista esta vazia\n\n");
  }

  // função que permite inserir nós na lista.
  // veja que a função recebe o valor a ser
  // armazenado em cada nó
  public void inserir(int v){
    No temp;

    // verifica se a lista está vazia
    if(inicio == null){
      // reserva memória para o novo nó
      inicio = new No();
      inicio.valor = v;
      // é o primeiro nó...não deve apontar para
      // lugar nenhum
      inicio.proximo = null;
    }
    else{ // não está vazia....vamos inserir o nó no final
      temp = inicio;
      // vamos varrer a lista até encontrar o último nó
      while(temp.proximo != null)
        temp = temp.proximo;

      // estamos no último nó...vamos criar um novo nó agora
      temp.proximo = new No();
      // atribui o valor do nó
      temp.proximo.valor = v;
      // define o campo proximo do nó como null
      temp.proximo.proximo = null;
    }
  }
}

Compile as classes No.java e Lista.java e vamos fazer o teste (TesteJava.java):

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public class TesteLista{
  public static void main(String args[]){
    // vamos criar uma nova lista
    Lista lista = new Lista();

    // vamos inserir quatro valores na lista
    lista.inserir(45);
    lista.inserir(3);
    lista.inserir(98);
    lista.inserir(17);

    // exibe os valores na lista
    lista.exibir();

    System.exit(0);   
  }  
}

Java ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística

Como calcular desvio padrão em Java - Java para Matemática e Estatística

Quantidade de visualizações: 2893 vezes

Em Matemática e Estatística, o Desvio padrão (em inglês: Standard Deviation) é uma medida de dispersão, ou seja, é uma medida que indica o quanto um conjunto de dados é uniforme. Quando o desvio padrão é baixo, isso quer dizer que os dados do conjunto estão mais próximos da média.

Como calcular o desvio padrão de um conjunto de dados? Vamos começar analisando a fórmula mais difundida na matemática e na estatística:

\[\sigma = \sqrt{ \frac{\sum_{i=1}^N (x_i -\mu)^2}{N}}\]

Onde:

a) __$\sigma__$ é o desvio;
b) __$x_i__$ é um valor qualquer no conjunto de dados na posição i;
c) __$\mu__$ é a média aritmética dos valores do conjunto de dados;
d) N é a quantidade de valores no conjunto.

O somatório dentro da raiz quadrada nos diz que devemos somar todos os elementos do conjunto, desde a posição 1 até a posição n, subtrair cada valor pela média do conjunto e elevar ao quadrado. Obtida a soma, nós a dividimos pelo tamanho do conjunto.

Veja o código Java completo que obtém o desvio padrão a partir de um conjunto de dados contendo quatro valores:

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package arquivodecodigos;

public class Estudos{
  public static void main(String args[]){
    // conjunto dos dados
    double conjunto[] = {10, 30, 90, 30};
    double soma = 0.0; // soma dos elementos
    double desvioPadrao = 0.0; // desvio padrão
    int tam = conjunto.length; // tamanho dos dados

    // vamos somar todos os elementos
    for(int i = 0; i < tam; i++){
      soma = soma + conjunto[i];
    }

    // agora obtemos a média do conjunto de dados    
    double media = soma / tam;

    // e finalmente obtemos o desvio padrão
    for(int i = 0; i < tam; i++){
      desvioPadrao = desvioPadrao + Math.pow(conjunto[i] - media, 2);
    }
    
    // mostramos o resultado
    System.out.println("Desvio Padrão Populacional: " + 
      Math.sqrt(desvioPadrao / tam));
    System.out.println("Desvio Padrão Amostral: " + 
      Math.sqrt(desvioPadrao / (tam - 1)));
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Desvio Padrão Populacional: 30.0
Desvio Padrão Amostral: 34.64101615137755

Veja que, para calcular o Desvio Padrão Populacional, nós dividimos o somatório pela quantidade de elementos no conjunto, enquanto, para calcular o Desvio Padrão Amostral, nós dividimos o somatório pela quantidade de elementos - 1 (cuidado com a divisão por zero no caso de um conjunto com apenas um elemento).

Java ::: Pacote java.io ::: Console

Java para iniciantes - Como usar a classe Console da linguagem Java

Quantidade de visualizações: 9891 vezes

A classe Console, que é definida no pacote java.io como public e final, fornece métodos para acessar o dispositivo de console baseado em caracteres associado com a máquina virtual Java (JVM) sendo executada no momento. Um objeto desta classe é obtido por meio de uma chamada ao método console() da classe System. Veja:

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import java.io.Console;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // vamos obter o console para a JVM atual
    Console console = System.console();
    
    // vamos testar se o console foi obtido com sucesso
    if(console != null){
      System.out.println("Console obtido com sucesso");
    }
    else{
      System.out.println("Não foi possível obter o console");
    }
  }
}

É importante observar que, durante a autoria desta dica (Maio/2012), não é possível obter um objeto da classe Console executando a aplicação dentro do Netbeans e/ou Eclipse, somente executando a aplicação a partir da linha de comando ou outros editores, tais como o JCreator. A razão disso é que, tanto o Netbeans quanto o Eclipse executam a janela de console como um processo de fundo, afim de obter sua saída e exibir em suas próprias janelas.

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

java.lang.Object
  java.io.Console

A classe Console implementa a interface Flushable.

O fato de a máquina virtual ter um console ou não depende da plataforma na qual ela está sendo executada, e também na forma que a JVM foi invocada. Se a máquina virtual é iniciada a partir de uma janela de linha de comando interativa sem redirecionar os fluxos de entrada e saída padrão, então o console existirá e estará conectado ao teclado e tela a partir da qual a JVM foi lançada. Se a máquina virtual é iniciada automaticamente, por exemplo, como um gerenciador de agendamento de tarefas em segundo plano, então ela, em geral, não terá um console.

Se a JVM atual tiver um console, então este é representado por uma instância única da classe Console, que pode ser obtida por meio de uma chamada ao método console() da classe System. Se nenhum dispositivo de console estiver disponível, uma chamada a este método retornará o valor null.

Operações de leitura e escrita são sincronizadas para garantir a atomicidade das operações críticas. Assim, as chamadas aos métodos readLine(), readPassword(), format() e printf(), assim como operações de leitura, formatação e escrita nos objetos retornados pelos métodos reader() e writer() poderão causar bloqueios em cenários de múltiplas threads.

Chamar close() nos objetos retornados pelos métodos reader() e writer() não fechará os fluxos destes objetos.

Os métodos de leitura da classe Console retornam null quando o fim do fluxo de entrada de console é alcançado, por exemplo, ao digitar control-D no Linux/Unix ou control-Z no Windows. Operações de leitura subsequentes terão sucesso se caracteres adicionais forem inseridos mais tarde no dispositivo de entrada do console.

Java ::: Estruturas de Dados ::: Lista Ligada Simples

Estruturas de Dados em Java - Como obter a quantidade de nós em uma lista singularmente ligada usando Java

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Em algumas situações precisamos obter a quantidade de nós em uma lista singularmente ligada. Nesta dica eu mostro como isso pode ser feito. Aqui estou assumindo que você criou uma lista singularmente ligada que possui dois nós gerenciadores, ou seja, uma referência para o primeiro nó na lista e uma referência para o último nó.

Veja o código para um método que retorna a quantidade de nós na lista:

----------------------------------------------------------------------
Se precisar de ajuda para ajustar o código abaixo de acordo com as
suas necessidades, chama a gente no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)

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// método que permite exibir os valores de
// todos os nós da lista
public int tamanho() {
  int tam = 0; // representa a quantidade de nós na lista

  // vamos obter uma referência ao início da lista
  No no = inicio;

  while (no != null) { // enquanto a lista não estiver vazia
    tam++; // incrementamos a variável tam
    no = no.proximo; // pula para o nó seguinte
  }

  return tam;
}

Veja como podemos chamar este nó a partir da classe principal da aplicação (Main.java):

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public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    // vamos criar uma nova lista
    Lista lista = new Lista();

    // insira alguns nós no início ou no final
    // da lista

    // exibe a quantidade de nós na lista
    System.out.println("A lista possui " + lista.tamanho() +
      " nós");
  }
}

Ao executar a aplicação você terá um resultado parecido com:

A lista possui 4 nós.

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