Opintojakso TT00AA11 Ohjelmoinnin jatko (Java): 3 op. Tietorakenneluokkia 2: HashMap, TreeMap

Transkriptio

1 Opintojakso TT00AA11 Ohjelmoinnin jatko (Java): 3 op Tietorakenneluokkia 2: HashMap, TreeMap

2 Tietorakenneluokkia ja -rajapintoja Java tarjoaa laajan kokoelman tietorakennerajapintoja ja - luokkia. Aiemmin tutustuttiin ArrayList-luokkaan. Collection-rajapinnan toteuttajat ovat tietorakenteita olioille. Map-rajapinnan toteuttajat ovat tietorakenteita avain- /arvopareille. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 2

3 Assosiatiivinen taulukko Assosiatiivisella taulukolla (hajautustaululla) tarkoitetaan tietorakennetta, jossa tieto koostuu avain-arvopareista tieto haetaan avaimen arvon perusteella Tieto voidaan hakea nopeasti avaimen arvon perusteella. avaimen arvosta lasketaan ns. hajautusarvo, jonka perusteella tieto löytyy oikeasta muistipaikasta nopeasti. vrt. tavallinen (indeksoitu) taulukko, jossa tieto löytyy nopeasti indeksin arvon perusteella. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 3

4 Esimerkki Esimerkissä on tallennettu puhelinliittymien liittymänumerot ja liittymien saldot. avaimena liittymänumero arvona saldo Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 4

5 Määrittely ja alustus Java-kielessä Map <avaimen_tyyppi, arvon_tyyppi> rakenteen_nimi = new HashMap <avaimen_tyyppi, arvon_tyyppi>(); Java-kielessä on HashMap-luokka, joka toteuttaa hajautustaulurakenteen. Alkiot tallennetaan satunnaisessa järjestyksessä. HashMap-luokka toteuttaa Map-rajapinnan, joka on tarkoitettu avain-arvoparien tallentamiseen. Versiosta JDK 5.0 alkaen Java-kielessä oleva geneerisyys vaatii määrittämään avainten ja arvojen tyypit luontivaiheessa. Luotavaa HashMap-oliota suositellaan käsiteltäväksi Maprajapinnan ilmentymänä. Toteuttava luokka voidaan tällöin vaihtaa helposti. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 5

6 Map-rajapinnan metodeja arvon_tyyppi get(object avain) palauttaa avainta vastaavan arvo-olion. boolean containskey(object avain) palauttaa tiedon, esiintyykö avain avainten joukossa boolean containsvalue(object arvo) palauttaa tiedon, esiintyykö arvo arvojen joukossa. arvon_tyyppi remove(object avain) poistaa avaimen määräämän avain-arvoparin. void clear() tyhjentää hajautustaulukon. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 6

7 Map-rakenteen iterointi for (Map.Entry<avaimen_tyyppi, arvon_tyyppi> alkion_nimi : rakenteen_nimi.entryset()) { // Iterointi onnistuu for/each-rakenteella (yllä). Map-rajapinnan metodi entryset() palauttaa Setrajapinnan edustajan, jonka alkiot ovat Map.Entryrajapinnan mukaisia avain-arvo pareja. Set-rajapinta on iteroitavissa for/each-rakenteella. Map.Entry-rajapinta määrittelee metodit avaimen_tyyppi getkey() palauttaa avaimen arvon_tyyppi getvalue() palauttaa arvon Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 7

8 import java.util.*; public class Puhelinliittymat { public static void main(string[] args) { Map<String, Double> liittymat = new HashMap<String, Double>(); Esimerkki liittymat.put(" ", ); // autoboxing double -> Double liittymat.put(" ", 17.15); liittymat.put(" ", 0.00); liittymat.put(" ", ); System.out.println(liittymat.get(" ")); System.out.println(liittymat.get(" ")); for (Map.Entry<String, Double> liittyma: liittymat.entryset()){ System.out.println("Liittymän "+liittyma.getkey()+" saldo on "+ liittyma.getvalue()); run: null Liittymän saldo on Liittymän saldo on 0.0 Liittymän saldo on Liittymän saldo on BUILD SUCCESSFUL (total time: 1 second) Esimerkissä tallennetaan neljän puhelinliittymän saldotiedot, haetaan kaksi arvoa avaimen perusteella ja iteroidaan avaimet ja arvot. Huomaa toistuva autoboxing/autounboxing -ominaisuuden soveltaminen. muunnos alkeistietotyypistä kääreluokan edustajaksi ja toisin päin. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 8

9 TreeMap TreeMap-tietorakenne tallentaa alkiot avainarvojen mukaisessa järjestyksessä. Rakenne on käytännössä hitaampi kuin HashMap. Jos hajautusraketta käsitellään Map-rajapinnan edustajana, voidaan HashMap vaihtaa TreeMaprakenteeksi (ja kääntäen) muuttamalla luotavan rakenteen todellinen tyyppi yhdessä lauseessa: Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 9

10 import java.util.*; public class Puhelinliittymat { Iteratorrajapinta public static void main(string[] args) {. Iterator<Map.Entry<String, Double>> i=liittymat.entryset().iterator(); while (i.hasnext()){ Map.Entry<String, Double> liittyma = i.next(); System.out.println("Liittymän "+liittyma.getkey()+" saldo on "+ liittyma.getvalue()); Edellä todettiin, että Set-rajapinta on iteroitavissa. For/each-rakenne on yksinkertaisempi ratkaisu iterointiin. Set-rajapinta toteuttaa myös Collection-rajapinnan vaatiman iterator()-metodin, joka palauttaa Iteratoriterointirajapinnan edustajan. Iterator-rajapinta sisältää mm. metodit: boolean hasnext() alkion_tyyppi next() Täsmälleen sama tulostus kuin sivulla 8 Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 10

11 Esimerkki Luodaan videovuokraamolle tietorakenne, jossa videovuokraamossa pidetään kirjaa elokuvista niiden tallenteista Videovuokraamo tuntee tallenteensa. Tallennetaan ne HashMap-rakenteeseen. Saavutetaan nopea haku tallennenumeron perusteella. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 11

12 Esimerkki: Luokka Leffa public class Leffa { private String nimi; private int hinta; public Leffa(String nimi, int hinta){ this.nimi = nimi; this.hinta = hinta; public String tostring(){ return nimi + " " + hinta; Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 12

13 Esimerkki: Luokka Tallenne public class Tallenne { private int tallennekoodi; private Leffa elokuva; public Tallenne(int tallennekoodi, Leffa elokuva){ this.tallennekoodi = tallennekoodi; this.elokuva = elokuva; public String tostring(){ return tallennekoodi + " " + elokuva.tostring(); Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 13

14 import java.util.*; public class Videovuokraamo { private Leffa movie1, movie2; private Map<Integer, Tallenne> dvdt = new HashMap<Integer, Tallenne>(); private void rekisteroi(leffa movie, int lkm, int ekakoodi){ for (int i=ekakoodi; i<ekakoodi+lkm; i++){ Tallenne dvd = new Tallenne(i, movie); dvdt.put(new Integer(i), dvd); private void operoi(){ movie1 = new Leffa("James Bond 5", 2); movie2 = new Leffa("Transformers", 5); rekisteroi(movie1, 2, 12648); rekisteroi(movie2, 1, 1836); rekisteroi(movie2, 4, 13000); // hae tallenne System.out.print(dvdt.get(12648)); Esimerkki: Luokka Videovuokraamo run: James Bond Transformers Transformers Transformers Transformers Transformers James Bond James Bond 5 2BUILD SUCCESSFUL (total time: 1 second) // hae kaikki tallenteet for (Map.Entry<Integer, Tallenne>dvd : dvdt.entryset()){ System.out.println(dvd.getValue()); public static void main(string[] args){ Videovuokraamo munmaku = new Videovuokraamo(); munmaku.operoi(); Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt 14

15 Uutta ja vanhaa Javaa Ennen JDK 5.0 -versiota tietorakenneluokkien käsittely oli hankalampaa: Ei geneerisyyttä. Rakenteisiin voitiin tallentaa mitä tahansa olioita. Tyypinmuunnoksista oli huolehdittava itse. Ei automaattista käärimistä alkeistyypeille ja takaisin (autoboxing/autounboxing). Ei for/each-rakennetta. Luotava Iterator-rajapinnan ilmentymä. Kalvosarjan tekijän nimi 15

16 THANK YOU!