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Arrays em Java, assim como em outras linguagens de programação, são uma ferramenta incrivelmente útil para programadores gerenciarem e processarem grandes quantidades de dados com eficiência. Se você já se perguntou como grandes quantidades de dados são organizadas e processadas nos bastidores, os arrays provavelmente são a chave para isso.
Se você está apenas começando a ser um desenvolvedor Java, envolvendo sua cabeça em torno de tais conceitos abstratos pode parecer um pouco confuso. Não se preocupe, pois eles são, sem dúvida, uma parte fundamental da programação em Java, e dominá-los fará de você um programador melhor em geral. Sem mencionar que eles não são tão difíceis de entender.
Ao final deste artigo, você terá um conhecimento sólido de arrays e estará no caminho certo para se tornar proficiente em Java. Vamos começar entendendo o conceito de array na programação.
O que exatamente é um array?
Um array é uma coleção de itens de dados, todos do mesmo tipo, armazenados em um bloco contíguo de memória sob um único nome de variável. Pense nisso como um contêiner que pode conter vários valores do mesmo tipo, como inteiros, strings ou até mesmo outros objetos.
Cada valor em uma matriz é atribuído a um índice ou chave exclusivo, que é usado para acessar e manipular o valor. A chave permite que o programador acesse facilmente um valor específico na matriz sem ter que pesquisar em toda a coleção.
Em sua forma mais básica em Java, os arrays armazenam vários valores do mesmo tipo de dados, e os elementos em um array são acessados usando um índice — a chave.
O índice de o primeiro elemento em uma matriz é sempre 0 e o índice do último elemento é sempre o comprimento da matriz menos um. As matrizes podem ser unidimensionais ou multidimensionais e podem conter tipos de dados ou objetos primitivos.
Como declarar/inicializar um array em Java
Para declarar um array, você deve primeiro especificar o tipo de dados dos elementos que serão armazenados no array. Por exemplo, para declarar uma matriz de inteiros, você usaria a seguinte sintaxe:
int[] números;
Isto declara uma matriz de inteiros chamada “numbers”. No entanto, para inicializar ou instanciar o array, você deve especificar o tipo e o número de elementos que ele conterá:
numbers=new int[5];
Isto inicializa os “numbers” array para conter cinco valores inteiros. Você também pode inicializar uma matriz com valores usando a seguinte sintaxe se os elementos forem conhecidos:
int[] números={1, 2, 3, 4, 5};
Este inicializa a matriz “numbers” com os valores 1, 2, 3, 4 e 5. Você também pode usar um loop para inicializar uma matriz:
int[] números=new int[5];
for (int i=0; i numbers.length; i++) {
numbers[i]=i + 1;
}
Isto inicializa a matriz “numbers” com os valores 1, 2, 3, 4 e 5. Observe que a complexidade de tempo desse método de inicialização é O(n).
Acessando e manipulando elementos de array
Arrays em Java permitem que você para acessar e manipular elementos usando índices. A indexação começa em 0, o que significa que o primeiro elemento em uma matriz tem um índice de 0, o segundo elemento tem um índice de 1 e assim por diante.
Para acessar um elemento em uma matriz, você pode usar a notação de colchetes para especificar o índice. Por exemplo, se você tiver um array de inteiros chamado “numbers” e quiser acessar o terceiro elemento do array, você deve escrever “numbers[2]”. Isso ocorre porque a indexação começa em 0, então o terceiro elemento tem um índice de 2.
Você também pode manipular elementos de array usando índices. Digamos que você queira alterar o valor de um elemento atribuindo um novo valor a ele usando a notação de colchetes. Usando nosso exemplo anterior:
numbers[2]=10;
System.out.println(numbers[2]);//Output: 10
Primeiro atribuímos o valor 10 ao terceiro elemento da matriz usando a notação de colchetes. Em seguida, imprimimos o valor do terceiro elemento para confirmar que ele foi alterado para 10.
Outra técnica comum de manipulação de array é a classificação. Você pode classificar arrays em Java usando o método “Arrays.sort()”. Aqui está um exemplo:
int[] números={5, 1, 3, 2, 4};
Arrays.sort(numbers);
System.out.println(Arrays.toString(números));//Output: [1, 2, 3, 4, 5]
Aqui, temos um array de inteiros chamado “numbers” com valores não classificados. Usamos o método “Arrays.sort()” para classificar os elementos em ordem crescente. Em seguida, imprimimos a matriz classificada usando o método “Arrays.toString()”.
Matrizes multidimensionais
Até agora, discutimos matrizes unidimensionais, que são arrays que possuem apenas uma linha de elementos. No entanto, Java também oferece suporte a arrays multidimensionais, que são arrays com várias linhas e colunas de elementos. Arrays multidimensionais são úteis para armazenar e manipular dados em formato tabular.
Para declarar um array multidimensional em Java, você deve especificar o número de linhas e colunas que ele terá, bem como o tipo de dados dos elementos que irá conter. Por exemplo, para declarar um array bidimensional de inteiros com duas linhas e três colunas, você usaria a seguinte sintaxe:
int[][] matrix=new int[2][3];
Isto inicializa uma matriz bidimensional chamada “matriz” com duas linhas e três colunas, cada uma contendo valores inteiros. Você também pode inicializar uma matriz multidimensional com valores usando chaves aninhadas. Considere o seguinte:
int[][] matriz={{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
Isto inicializa uma matriz bidimensional chamada de “matriz” com duas linhas e três colunas, cada uma contendo valores inteiros. A primeira linha contém os valores 1, 2 e 3, enquanto a segunda linha contém os valores 4, 5 e 6.
Para acessar um elemento em uma matriz multidimensional, você deve usar sua linha e índices de coluna. Por exemplo, para acessar o elemento na primeira linha e na segunda coluna do array “matriz”, você deve escrever “matriz[0][1]”. Isso ocorre porque o índice da linha é 0 (a primeira linha) e o índice da coluna é 1 (a segunda coluna).
Arrays vs ArrayLists em Java
Arrays e ArrayLists compartilham algumas semelhanças , mas eles também têm algumas diferenças significativas que podem afetar quando e como você os usa. Vamos mergulhar na comparação entre os dois.
Simplificando, um ArrayList é um array redimensionável que pode mudar seu tamanho dinamicamente durante o tempo de execução. Isso é diferente dos arrays tradicionais, que têm um comprimento fixo que não pode ser alterado depois de criados.
Agora, vamos dar uma olhada em como podemos inicializar um ArrayList:
Números do ArrayList=new ArrayList>();
Isto inicializa um ArrayList vazio. Podemos adicionar elementos ao ArrayList usando o método add():
numbers.add(1);
numbers.add(2);
numbers.add(3);
Também podemos remover elementos do ArrayList usando o método remove():
numbers.remove(2);
Neste exemplo, estamos removendo o elemento no índice 2, que é o número 3. Após esta operação, o ArrayList conterá os elementos 1 e 2.
Um dos benefícios mais significativos do uso de ArrayLists é sua flexibilidade. Como eles podem aumentar e diminuir de tamanho conforme necessário, eles podem ser uma escolha mais eficiente ao lidar com grandes quantidades de dados. Por outro lado, os arrays podem ser mais limitados, pois você deve declarar o tamanho do array antecipadamente.
Outra diferença fundamental entre arrays e ArrayLists é como eles são implementados em Java. Arrays são um tipo de dados fundamental, o que significa que eles são construídos na própria linguagem. ArrayLists, por outro lado, fazem parte das coleções Java framework, que fornece uma ampla gama de poderosas estruturas de dados e algoritmos para gerenciar coleções de objetos.
Arrays vs Arraylists: prós e contras
Devido a essas diferenças, cada estrutura de dados tem seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens. Abaixo estão algumas das principais considerações ao decidir se deve usar um array ou um ArrayList.
Benefícios do uso de arrays
Rápido e eficiente para pequenas quantidades de dadosMemória eficiente, pois não requer sobrecarga de um objeto ArrayListCompile-time safety, já que o tipo e o tamanho do array podem ser especificados antecipadamente
Desvantagens do uso de arrays
Tamanho fixo, o que significa que você pode precisar alocar mais memória do que o necessário ou realocar a memória se o tamanho da matriz muda Pode ser difícil trabalhar com grandes quantidades de dados Não pode ser redimensionado, o que significa que você precisa criar uma nova matriz e copiar os elementos se precisar alterar o tamanho
Benefícios do uso de listas de matrizes
Tamanho dinâmico, que permite aumentar ou diminuir conforme necessário Eficiente para gerenciar grandes quantidades de dados Pode ser facilmente classificado ou pesquisado usando métodos integrados
Desvantagens do uso de listas de matrizes
Exigem mais memória do que as matrizes tradicionais , pois precisam armazenar informações adicionais para redimensionamentoSegurança em tempo de execução, pois o tipo de objetos armazenados em um ArrayList só pode ser verificado em tempo de execução Menos eficiente que arrays para pequenas quantidades de dados
Portanto, se você estiver lidando com uma pequena quantidade de dados e desempenho é crítico, os arrays podem ser a melhor escolha. No entanto, se você precisar gerenciar uma grande quantidade de dados ou exigir redimensionamento dinâmico, um ArrayList pode ser a melhor opção.
“Matrizes Associativas” em Java — Mapas
Java faz não oferece suporte a matrizes associativas, mas implementa algo semelhante por meio da estrutura de dados Map. Um mapa, como uma matriz associativa, é uma coleção de pares chave-valor, em que cada chave é mapeada para um valor correspondente.
Os mapas são úteis quando você precisa procurar valores com base em uma chave específica e podem ser implementados usando várias classes diferentes em Java. Vamos dar uma olhada em como podemos inicializar um mapa usando a classe HashMap:
HashMap phoneBook=new HashMap>();
Isso inicializa um HashMap vazio com chaves do tipo String e valores do tipo inteiro. Podemos adicionar elementos ao mapa usando o método put():
phoneBook.put(“John”, 1234567890);
phoneBook.put(“Jane”, 2345678901);
Aqui, “John” e “Jane” são as chaves, e 1234567890 e 2345678901 são os valores correspondentes. Também podemos acessar um valor no mapa usando sua chave:
int johnsPhoneNumber=phoneBook.get(“John”);
Aqui, johnsPhoneNumber receberá o valor 1234567890.
Vantagens de usar mapas
Uma vantagem de usar um mapa sobre uma matriz ou ArrayList é que as chaves não precisam ser números inteiros. Isso significa que você pode usar qualquer objeto como chave, desde que implemente corretamente os métodos equals() e hashCode(). Isso permite que você crie pares chave-valor personalizados para estruturas de dados mais complexas.
Os mapas também permitem pesquisas rápidas com base em chaves. Como as chaves são exclusivas no mapa, você pode recuperar rapidamente um valor associado a uma chave específica sem precisar percorrer toda a estrutura de dados. Isso ajuda particularmente ao trabalhar com grandes conjuntos de dados, onde o acesso rápido a valores específicos é importante.
Outra vantagem dos mapas é que eles podem ser usados para simplificar o código em determinados cenários. Por exemplo, digamos que temos um algoritmo que conta a frequência de palavras em um arquivo de texto:
Map wordCounts=new HashMap>();
//read in text file
for ( String word: textFile) {
if (wordCounts.containsKey(word)) {
int count=wordCounts.get(word);
wordCounts.put(word, count + 1);
} else {
wordCounts.put(word, 1);
}
}
Aqui, estamos usando uma matriz associativa para acompanhar a frequência de cada palavra no texto arquivo. Se a palavra já estiver na matriz associativa, recuperamos sua contagem atual usando o método get(), incrementamos a contagem e, em seguida, colocamos a contagem atualizada de volta na matriz associativa. Se a palavra ainda não estiver na matriz associativa, nós a adicionamos com uma contagem de 1.
Resumidamente, os mapas simplificam o código e permitem uma pesquisa eficiente de valores com base em suas chaves correspondentes. Se você frequentemente precisa procurar valores com base em chaves enquanto trabalha com grandes conjuntos de dados, um mapa permite que você elimine muito trabalho braçal.
Resumo
Arrays são uma importante estrutura de dados em Java e dominá-los seria um longo caminho para perceber seu verdadeiro poder em Java. Eles são versáteis, permitindo criar arrays unidimensionais e multidimensionais que podem conter tipos de dados ou objetos primitivos.
Com arrays, você pode acessar elementos usando índices e manipulá-los facilmente por meio de operações como classificação. Portanto, se você está aprendendo Java e deseja levar seus conhecimentos de programação para o próximo nível, os arrays são uma maneira segura de chegar lá.
Arrays em Java explicados com exemplos Perguntas frequentes (perguntas frequentes)
Como você encontra o comprimento de um array em Java?
Para encontrar o comprimento de um array em Java, você pode usar a propriedade length. Por exemplo, se você tiver um array chamado “myArray”, você pode encontrar seu comprimento usando a seguinte sintaxe: “int length=myArray.length;”. Isso fornecerá o número de elementos na matriz.
Você pode ter uma matriz com tipos de dados primitivos e objetos em Java?
Sim, você pode ter uma matriz com tipos de dados primitivos e objetos em Java. Isso é chamado de array misto.
Por exemplo, você pode criar um array que contém inteiros e strings declarando-o como “Object[] mixedArray={1, 2, “hello”};”.
No entanto, geralmente não é recomendado usar arrays mistos, pois pode ser difícil trabalhar com eles e pode levar a erros de digitação.
Como você pode converter um array em uma lista em Java?
Para converter um array em uma lista em Java, você pode usar o método Arrays.asList(). Se, digamos, você tiver um array chamado “myArray”, você pode convertê-lo em uma lista usando a seguinte sintaxe: “List
Qual é a diferença entre um array e um ArrayList em Java?
A principal diferença entre um array e um ArrayList em Java é que um array tem um comprimento fixo que não pode ser alterado depois de inicializado, enquanto um ArrayList é redimensionável e pode alterar seu tamanho dinamicamente durante o tempo de execução. Além disso, uma matriz pode conter apenas elementos de um único tipo de dados, enquanto uma ArrayList pode conter elementos de qualquer tipo de dados.
Você pode alterar o tamanho de uma matriz depois de inicializada?
Não, você não pode alterar o tamanho de um array depois de inicializado. Os arrays têm um comprimento fixo que é determinado quando são criados.
Se você precisar adicionar ou remover elementos de um array, será necessário criar um novo array com o tamanho desejado e copiar os elementos do array matriz antiga para a nova matriz. A
alternativamente, você pode usar um ArrayList que é redimensionável e pode alterar seu tamanho dinamicamente durante o tempo de execução.