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Como usar a busca binária em Java - Pesquisa binária na linguagem Java

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A busca binária, ou pesquisa binária, é um algoritmo eficiente para encontrar um item em uma lista (vetor ou array) ordenada. Sim, os itens devem, obrigatoriamente, estar ordenados.

O processo é bem simples. A busca binária começa a partir do meio da lista e compara o item nesta posição com o valor sendo pesquisado. Se o valor não for encontrado e for menor que o item no meio da lista, o algoritmo passa para a porção à esquerda da lista, eliminando, assim, metade dos elementos do vetor ou array (a porção maior que o valor pesquisado).

Se o valor não for encontrado e for maior que o item no meio da lista, então a busca reinicia a partir da metade da sub-lista à direita (os itens maiores que o valor pesquisado). Essa divisão continua até que o valor seja encontrado ou não seja mais possível dividir a lista pela metade.

Se um array ou vetor possuir 100 elementos e usarmos a busca binária nele, precisaremos efetuar no máximo 7 tentativas para encontrar o valor desejado. Se a lista possuir 4 bilhões de itens nós teremos que fazer no máximo 32 tentativas.

Isso acontece porque a pesquisa binária é executada em tempo logarítmico, ou seja, log2 n, onde n é a quantidade de itens no vetor. Dessa forma, se tivemos 1.000 itens em um array, log2 1000 = 10 tentativas. Lembre-se de que, na programação log e log2 retornam resultados diferentes: log(10) = 2.302585092994046 enquanto log2(10) = 3.321928094887362. Na análise da busca binária nós usamos sempre log2.

Vamos agora ver como podemos codificar a busca binária em Java. Veja o código a seguir:

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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 estudos;

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // para ler a entrada do usuário
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);

    // vamos criar uma um vetor ordenado de inteiros
    int valores[] = {3, 5, 7, 8, 9, 12, 43, 50, 52, 60};
    System.out.println("Os valores do array são: " +
      Arrays.toString(valores));

    // vamos pedir o item a ser pesquisado
    System.out.print("Informe o número a ser pesquisado: ");
    int numero = Integer.parseInt(entrada.nextLine());

    // agora vamos pesquisar o número no array usando a pesquisa
    // binária
    // a variável esquerda aponta para o primeiro elemento do vetor
    int esquerda = 0;
    // a variável direita aponta para o último elemento do vetor
    int direita = valores.length - 1;
    // para indicar se o valor foi encontrado
    boolean encontrado = false;

    // enquanto houver mais de um elemento a ser comparado
    while (esquerda <= direita){
      // obtemos o elemento na metade da lista
      int meio = (esquerda + direita) / 2;
    
      // fazemos a comparação
      if (numero == valores[meio]){
        System.out.println("O número foi encontrado no índice " +
          meio);
        encontrado = true;  
        break; // sai do laço
      }
        
      // o item atual é maior que o valor pesquisado?
      if (valores[meio] > numero){
        direita = meio - 1;
      }  
      // o item atual é menor que o valor pesquisado?
      else{
        esquerda = meio + 1;
      }
    }
    
    // o valor foi encontrado?
    if (!encontrado){
      System.out.println("O valor pesquisado não foi encontrado");  
    }
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Os valores da lista são: [3, 5, 7, 8, 9, 12, 43, 50, 52, 60]
Informe o número a ser pesquisado: 9
O número foi encontrado no índice 4

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Java ::: Projetos Java Completos - Códigos Fonte Completos Java ::: Projetos Java Programação Orientada a Objetos - Exemplos Java

Simulação de Sistema Bancário usando Programação Orientada a Objetos em Java - Projeto completo com código fonte - Versão console

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Sobre este projeto Java

Durante estes anos que tenho trabalhado como freelancer, mais da metade das requisições dos meus clientes foram ajuda para desenvolver idéias de programação orientada a objetos em Java para projeto de faculdades e universidades.

Com isso percebi que boa parte dos alunos e iniciantes em programação orientada a objetos já entendem toda a teoria. O que lhes falta é prática, ou seja, aplicar estes conhecimentos em aplicações do mundo real.

Pensando nisso, apresento a você um projeto muito interessante e que, se bem entendido e praticado, o ajudará a desenvolver qualquer tipo de aplicação, seja comercial ou para solucionar problemas cotidianos.

O projeto Java apresentado nesta dica é uma simulação completa de um Sistema Bancário, tudo com código fonte em Java, comentado, com variáveis em português, em um nível médio de programação, para facilitar o entendimento de todos.

Nesta simulação nós temos a criação de classes Java, construtores, encapsulamento de dados, agregação e composição, métodos com retorno e sem retorno, variáveis estáticas, variáveis públicas e privadas, e relacionamento entre objetos (um para um, um para muitos, muitos para um) usando ArrayList. Sim, o projeto faz uso extensivo de ArrayList, o que o torna muito rico para o aprendizado e fixação dos conhecimentos da linguagem Java e suas classes principais.

O Diagrama de Classes Java

Antes de falarmos mais sobre o projeto, dê uma boa olhada no seu diagrama de classes:



Como a aplicação está estruturada?

Como podemos ver no diagrama de classes, nós temos uma classe Sistema que contém zero ou vários objetos da classe Banco (relacionamento um para muitos). A classe Banco, por sua vez, possui uma ArrayList de objetos da classe Agência, ou seja, mais um relacionamento um para muitos, já que cada agência pertence a um único banco.

Cada agência pode possuir zero ou mais contas, e cada conta possui um ArrayList de objetos da classe Transação, o que nos permite registrar todas as operações nas contas e emitir o extrato bancário, com os débitos, créditos e transferências entre contas.

Tudo isso é feito por meio de vários menus de opções, como podemos ver na imagem a seguir:



Devo usar ArrayList do Java para desenvolver o sistema?

Sim, objetos da classe ArrayList são perfeitos quando precisamos representar relacionamentos um para muitos e muitos para um. É claro que poderíamos usar vetores de objetos (usando array), mas ficaríamos restritos a tamanhos fixos, enquanto o ArrayList nos permite cadastrar quantos bancos, pessoas, agências e contas quisermos.

Dessa forma, veja, por exemplo, o trecho de código que cria um novo banco:

switch(opcao){
  case 1: // vamos cadastrar um novo banco
    System.out.print("\nNúmero do Banco: ");
    String numeroBanco = entrada.nextLine();
    System.out.print("Nome do Banco: ");
    String nomeBanco = entrada.nextLine();
        
    // vamos incrementar o contador de bancos
    Banco.contadorBancos++;
        
    // agora vamos criar um novo objeto da classe Banco
    Banco b = new Banco(Banco.contadorBancos, nomeBanco,
      numeroBanco);
    // e o adicionamos no ArrayList de bancos
    bancos.add(b);
        
    // e finalmente mostramos uma mensagem de sucesso.
    System.out.println("\nO banco criado com sucesso");
        
    break;


Note que este trecho de código é parte do case da opção Novo Banco do menu Gerenciar Bancos. Veja como usamos uma variável estática contadorBancos da classe Banco para criarmos um valor inteiro auto-incremento que nos permite identificadores únicos para cada banco.

Veja agora mais um trecho de código muito interessante. Trata-se

case 3: // vamos pesquisar uma conta
  System.out.print("\nId, número ou nome cliente da conta: ");
  pesquisaConta = entrada.nextLine();
  // chamamos o método que pesquisa a conta
  temp = pesquisarConta(agenciaAtual, pesquisaConta);
  if(temp == null){ // conta não encotrada
    System.out.println("\nConta não encontrada na agência.");  
  }
  else{
    // mostra a conta encontrada
    System.out.println("\nId da conta bancária: " +
      temp.getId());
    System.out.println("Número da conta: " +
      temp.getNumero());
    System.out.println("Cliente: " + 
      temp.getCliente().getNome());
    System.out.println("Agência: " + agenciaAtual.getNumero() +
      " - " + agenciaAtual.getCidade());
    System.out.println("Banco: " + 
      bancoAtual.getNumero() + " - " + bancoAtual.getNome());
    System.out.println("Saldo atual: " + temp.getSaldo());
    System.out.println("Limite atual: " + temp.getLimite());
  }
        
  break;


Viu que código mais lindo? Note como a Programação Orientada a Objetos em Java nos permite desenvolver idéias de forma bem parecida mesmo ao mundo real.

O fechamento com chave de ouro

O produto final da aplicação Java deverá ser um extrato bancário mostrando os dados da conta escolhida, o histórico de transações com data, tipo da transação e valor, e o saldo atual da conta, com ou sem limite. Veja na imagem abaixo a formatação apresentada (mesmo em modo texto):



Como posso obter este código fonte?

Os links para você baixar todas as versões deste projeto estão abaixo:

1) SBJCNB-A - Sistema Bancário em Java com Código Fonte Versão Console - NetBeans IDE - Faça o Download.

2) SBJCNB-B - Sistema Bancário em Java com Código Fonte Versão Console - Lê e salva os dados em arquivo usando serialização (Serializable), ou seja, os métodos readObject() e writeObject() - NetBeans IDE - Faça o Download.

Não se esqueça: Uma boa forma de estudar o código é fazendo pequenas alterações e rodando para ver os resultados. Outra opção é começar um projeto Java do zero e ir adicionando trechos do código fonte para melhor entendimento de suas partes.


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

Como criar herança em Java usando extends - Programação orientada a objetos em Java

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Quando estamos projetando as classes que farão parte de um sistema, é aconselhável ter em mente um conceito muito importante da programação orientada a objetos: a herança.

O que um aluno, um professor e um funcionário possuem em comum? Todos eles são pessoas e, portanto, compartilham alguns dados comuns. Todos têm nome, idade, endereço, etc. E, o que diferencia um aluno de uma outra pessoa qualquer? Um aluno possui uma matrícula; Um funcionário possui um código de funcionário, data de admissão, salário, etc; Um professor possui um código de professor e informações relacionadas à sua formação.

É aqui que a herança se torna uma ferramenta de grande utilidade. Podemos criar uma classe Pessoa, que possui todos os atributos e métodos comuns a todas as pessoas e herdar estes atributos e métodos em classes mais específicas, ou seja, a herança parte do geral para o mais específico. Comece criando uma classe Pessoa (Pessoa.java) como mostrado no código a seguir:

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public class Pessoa{ 
  public String nome;    
  public int idade;
}

Esta classe possui os atributos nome e idade. Estes atributos são comuns a todas as pessoas. Veja agora como podemos criar uma classe Aluno que herda estes atributos da classe Pessoa e inclui seu próprio atributo, a saber, seu número de matrícula. Eis o código:

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public class Aluno extends Pessoa{ 
  public String matricula;
}

Observe que, em Java, a palavra-chave usada para indicar herança é extends. A classe Aluno agora possui três atributos: nome, idade e matricula. Veja um aplicativo demonstrando este relacionamento:

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public class Estudos{ 
  public static void main(String args[]){ 
    // cria um objeto da classe Aluno
    Aluno aluno = new Aluno();
 
    aluno.nome = "Osmar J. Silva";
    aluno.idade = 36;
    aluno.matricula = "AC33-65";
 
    // Exibe o resultado
    System.out.println("Nome: " + aluno.nome + "\n" +
      "Idade: " + aluno.idade + "\n" +
      "Matrícula: " + aluno.matricula);
  } 
}

Ao executar este código nós teremos o seguinte resultado:

Nome: Osmar J. Silva
Idade: 36
Matrícula: AC33-65

A herança nos fornece um grande benefício. Ao concentrarmos características comuns em uma classe e derivar as classes mais específicas a partir desta, nós estamos preparados para a adição de novas funcionalidades ao sistema. Se mais adiante uma nova propriedade comum tiver que ser adicionada, não precisaremos efetuar alterações em todas as classes. Basta alterar a superclasse e pronto. As classes derivadas serão automaticamente atualizadas.

Esta dica foi testada no Java 8.


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

Como transformar um StringBuffer em uma String usando o método toString() da classe StringBuffer

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Como já vimos em dicas anteriores, um objeto da classe String é imutável, ou seja, quando modificamos o conteúdo de uma String, o interpretador cria um novo objeto, copiando o conteúdo da string anterior para o objeto recém-criado. Já a classe StringBuffer é mutável, ou seja, podemos modificar o seu conteúdo sem a necessidade da criação de um novo objeto.

Você ficará surpreso ao saber que não podemos atribuir uma variável do tipo StringBuffer em uma variável do tipo String e vice-versa. Ao tentarmos fazer isso, os seguintes erros de compilação são exibidos:

a) error: incompatible types: StringBuffer cannot be converted to String
b) error: incompatible types: String cannot be converted to StringBuffer

Assim, sempre que for necessário converter um StringBuffer em uma String, temos que usar o seu método toString(). Veja:

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package arquivodecodigos;

// Este exemplo mostra como converter um
// StringBuffer em uma String

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    StringBuffer frase = new StringBuffer("Programação Java");
    String resultado = frase.toString(); 
    System.out.println(resultado);
    
    System.exit(0);
  }
} 



Vamos testar seus conhecimentos em Hidrologia

A transpiração é um processo fundamental na contribuição para o acúmulo de água em estado gasoso na atmosfera. Qual agente é um dos principais atores nesse processo?

A) Rochas.

B) Solos férteis.

C) Chuvas.

D) Seres vivos.

E) Minerais.
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Vamos testar seus conhecimentos em Ética e Legislação Profissional

Responsabilidade civil dos prepostos e preponentes

De acordo com as definições de preponente, assinale a alternativa correta.

A) O preponente responde com o gerente pelos atos que este pratique em seu próprio nome, mas à conta daquele.

B) O preposto pode, a qualquer tempo no exercício do seu oficio, fazer-se substituir por alguém de sua confiança no desempenho da preposição.

C) Ao preposto não é vedado negociar por conta própria ou de terceiro, tampouco lhe é vedado participar, desde que indiretamente, de operação do mesmo gênero da que lhe foi cometida.

D) O gerente não pode estar em juízo em nome do preponente, mesmo que pelas obrigações resultantes do exercício da sua função.

E) A responsabilidade dos preponentes pelos atos de quaisquer prepostos, praticados nos seus estabelecimentos e relativos à atividade da empresa, é limitada aos atos autorizados por escrito.
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Vamos testar seus conhecimentos em JavaScript

Qual é a forma correta de se criar um array em JavaScript?

A) var cores = ["vermelho", "verde", "azul"];

B) var cores = (1: "vermelho", 2: "verde", 3: "azul");

C) var cores = "vermelho", "verde", "azul";

D) var cores = 1: ("vermelho"), 2: ("verde"), 3: ("azul");
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Vamos testar seus conhecimentos em Fenômeno de Transportes e Hidráulica

Viscosidade dos fluidos

A velocidade é um fator determinante na viscosidade de um fluido. Muitos estudos apresentam o cálculo da viscosidade a partir da velocidade média de um fluido viscoso. Como é chamado o fluido com viscosidade variável com a velocidade em que a tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional à taxa de deformação?

A) Fluido compressível.

B) Fluido não compressível.

C) Fluido newtoniano.

D) Fluido não newtoniano.

E) Fluido relativo.
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Vamos testar seus conhecimentos em Ética e Legislação Profissional

Ética, Legislação e Entidades que regulamentam a profissão

No ambiente corporativo você pode deparar-se com comportamentos ou sinais de condutas antiéticas. Com base nos ensinamentos estudados no livro, qual é a forma mais apropriada de identificar um sinal de comportamento antiético?

A) Coletando fatos e comparando-os com padrões éticos.

B) A partir da aplicação natural do bom senso.

C) Pela observação das pessoas envolvidas que podem esboçar expressões suspeitas.

D) A partir de denúncias.

E) Questionando diretamente as pessoas com comportamentos suspeitos.
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Desafios, Exercícios e Algoritmos Resolvidos de Java

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