Lekce 7 - Pole v Javě
V předešlém cvičení, Řešené úlohy k 6. lekci Javy, jsme si procvičili nabyté zkušenosti z předchozích lekcí.
Dnes si v tutoriálu představíme datovou strukturu pole a vyzkoušíme si, co všechno umí.
Pole
Představte si, že si chcete uložit nějaké údaje o více prvcích.
Např. chcete v paměti uchovávat 10 čísel, políčka šachovnice nebo jména
50ti uživatelů. Asi vám dojde, že v programování bude nějaká lepší
cesta, než začít bušit proměnné uzivatel1
,
uzivatel2
, ... až uzivatel50
. Nehledě na to, že
jich může být třeba 1000. A jak by se v tom potom hledalo? Brrr, takhle ne
Pokud potřebujeme uchovávat větší množství proměnných
stejného typu, tento problém nám řeší pole. Můžeme si ho
představit jako řadu přihrádek, kde v každé máme uložený jeden prvek.
Přihrádky jsou očíslované tzv. indexy, první má index 0
.

(Na obrázku je vidět pole osmi čísel)
Programovací jazyky se velmi liší v tom, jak s polem pracují. V některých jazycích (zejména starších, kompilovaných) nebylo možné za běhu programu vytvořit pole s dynamickou velikostí (např. mu dát velikost dle nějaké proměnné). Pole se muselo deklarovat s konstantní velikostí přímo ve zdrojovém kódu. Toto se obcházelo tzv. pointery a vlastními datovými strukturami, což často vedlo k chybám při manuální správě paměti a nestabilitě programu (např. v C++). Naopak některé interpretované jazyky umožňují nejen deklarovat pole s libovolnou velikostí, ale dokonce tuto velikost na již existujícím poli měnit (např. PHP). My víme, že Java je virtuální stroj, tedy cosi mezi kompilerem a interpretem. Proto můžeme pole založit s velikostí, kterou dynamicky zadáme až za běhu programu, ale velikost existujícího pole modifikovat nemůžeme. Lze to samozřejmě obejít nebo použít jiné datové struktury, ale k tomu se dostaneme.
Možná vás napadá, proč se tu zabýváme s polem, když má evidentně mnoho omezení a existují lepší datové struktury. Odpověď je prostá: pole je totiž jednoduché. Nemyslím pro nás na pochopení (to také), ale zejména pro Javu. Rychle se s ním pracuje, protože prvky jsou v paměti jednoduše uloženy za sebou, zabírají všechny stejně místa a rychle se k nim přistupuje. Mnoho vnitřních funkčností v Javě proto nějak pracuje s polem nebo pole vrací. Je to klíčová struktura.
Pro hromadnou manipulaci s prvky pole se používají cykly.
Pole deklarujeme pomocí hranatých závorek:
int[] pole;
Slovo pole
je samozřejmě název naší proměnné. Nyní jsme
však pouze deklarovali, že v proměnné bude pole prvků typu
int
. Nyní ho musíme založit, abychom ho mohli používat.
Použijeme k tomu klíčové slovo new
, které zatím nebudeme
vysvětlovat. Spokojme se s tím, že je to kvůli tomu, že je pole
referenční datový typ (můžeme chápat jako složitější typ):
int[] pole = new int[10];
Nyní máme v proměnné pole
pole o velikosti deseti čísel
typu int
.
K prvkům pole potom přistupujeme přes hranatou závorku, pojďme na první
index (tedy index 0
) uložit číslo 1
.
int[] pole = new int[10]; pole[0] = 1;
Plnit pole takhle ručně by bylo příliš pracné, použijeme cyklus a
naplníme si pole čísly od 1
do 10
. K naplnění
použijeme for
cyklus:
int[] pole = new int[10]; pole[0] = 1; for (int i = 0; i < 10; i++) { pole[i] = i + 1; }
Abychom pole vypsali, můžeme za předchozí kód připsat:
{JAVA_CONSOLE}
int[] pole = new int[10];
pole[0] = 1;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pole[i] = i + 1;
}
for (int i = 0; i < pole.length; i++) {
System.out.print(pole[i] + " ");
}
{/JAVA_CONSOLE}
Všimněte si, že pole má konstantu length
, kde je uložena
jeho délka, tedy počet prvků.
Konzolová aplikace
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Můžeme použít zjednodušenou verzi cyklu pro práci s kolekcemi, známou jako foreach. Ten projede všechny prvky v poli a jeho délku si zjistí sám. Jeho syntaxe je následující:
for (datovytyp promenna : kolekce) { // příkazy }
Cyklus projede prvky v kolekci (to je obecný název pro struktury, které obsahují více prvků, u nás to bude pole) postupně od prvního do posledního. Prvek máme v každé iteraci cyklu uložený v dané proměnné.
Přepišme tedy náš dosavadní program pro foreach. Foreach nemá řídící proměnnou, není tedy vhodný pro vytvoření našeho pole a použijeme ho jen pro výpis.
{JAVA_CONSOLE}
int[] pole = new int[10];
pole[0] = 1;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pole[i] = i + 1;
}
for (int i : pole) {
System.out.print(i + " ");
}
{/JAVA_CONSOLE}
Výstup programu:
Konzolová aplikace
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pole samozřejmě můžeme naplnit ručně a to i bez toho, abychom dosazovali postupně do každého indexu. Použijeme k tomu složených závorek a prvky oddělujeme čárkou:
String[] simpsonovi = {"Homer", "Marge", "Bart", "Lisa", "Maggie"};
Pole často slouží k ukládání mezivýsledků, které se potom dále v programu používají. Když něco potřebujeme 10x, tak to nebudeme 10x počítat, ale spočítáme to jednou a uložíme do pole, odtud poté výsledek jen načteme.
Metody na třídě Arrays
Java nám poskytuje třídu Arrays
, která obsahuje pomocné
metody pro práci s poli.
K jejímu použití je třeba ji naimportovat:
import java.util.Arrays;
Pojďme se na ně podívat:
sort()
Jak již název napovídá, metoda nám pole seřadí. Její jediný parametr
je pole, které chceme seřadit. Je dokonce tak chytrá, že pracuje podle toho,
co máme v poli uložené. String
y třídí podle abecedy, čísla
podle velikosti. Zkusme si seřadit a vypsat naši rodinku Simpsnů:
package onlineapp;
import java.util.Arrays;
public class Program {
public static void main(String[] args) {
String[] simpsonovi = {"Homer", "Marge", "Bart", "Lisa", "Maggie"};
Arrays.sort(simpsonovi);
for (String s : simpsonovi) {
System.out.print(s + " ");
}
}
}
Konzolová aplikace
Bart Homer Lisa Maggie Marge
Zkuste si udělat pole čísel a vyzkoušejte si, že to opravdu funguje i pro ně.
binarySearch()
Když pole seřadíme, umožní nám v něm Java vyhledávat prvky. Metoda
binarySearch()
nám vrátí index prvního nalezeného prvku. V
případě nenalezení prvku vrátí -1
. Metoda bere dva parametry,
prvním je pole, druhým hledaný prvek. Umožníme uživateli zadat jméno
Simpsna a poté zkontrolujeme, zda je to opravdu Simpson. Pole musí
být opravdu setříděné, než metodu zavoláme!
package onlineapp;
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
public class Program {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in, "Windows-1250");
String[] simpsonovi = {"Homer", "Marge", "Bart", "Lisa", "Maggie"};
System.out.println("Zadej Simpsna (z rodiny Simpsnů): ");
String simpson = sc.nextLine();
Arrays.sort(simpsonovi);
int pozice = Arrays.binarySearch(simpsonovi, simpson);
if (pozice >= 0)
System.out.println("Jo, to je Simpson!");
else
System.out.println("Hele, tohle není Simpson!");
}
}
Konzolová aplikace
Zadej Simpsna (z rodiny Simpsnů):
Homer
Jo, to je Simpson!
copyOfRange()
Metoda copyOfRange()
již podle názvu zkopíruje část pole do
jiného pole. Prvním parametrem je zdrojové pole, druhým startovní pozice a
třetím konečná pozice. Metoda vrací nové pole, které je výsekem
původního pole.
Proměnná délka pole
Říkali jsme si, že délku pole můžeme definovat i za běhu programu, pojďme si to zkusit:
Scanner sc = new Scanner(System.in, "Windows-1250"); System.out.println("Ahoj, spočítám ti průměr známek. Kolik známek zadáš?"); int pocet = Integer.parseInt(sc.nextLine()); int[] cisla = new int[pocet]; for (int i = 0; i < pocet; i++) { System.out.printf("Zadejte %d. číslo: ", i + 1); cisla[i] = Integer.parseInt(sc.nextLine()); } // spočítání průměru int soucet = 0; for (int i: cisla) { soucet += i; } float prumer = soucet / (float)cisla.length; System.out.printf("Průměr tvých známek je: %f", prumer);
Konzolová aplikace
Ahoj, spočítám ti průměr známek. Kolik známek zadáš?
5
Zadejte 1. číslo: 1
Zadejte 2. číslo: 2
Zadejte 3. číslo: 2
Zadejte 4. číslo: 3
Zadejte 5. číslo: 5
Průměr tvých známek je: 2.6
Tento příklad by šel samozřejmě napsat i bez použití pole, ale co kdybychom chtěli spočítat např. medián? Nebo např. vypsat zadaná čísla pozpátku? To už by bez pole nešlo. Takhle máme k dispozici v poli původní hodnoty a můžeme s nimi neomezeně a jednoduše pracovat.
U výpočtu průměru si všimněte, že při dělení je před jedním
operandem napsáno (float
), tím říkáme, že chceme dělit
neceločíselně. Jistě si vzpomínáte, že při zadávání čísel při
dělení jsme při 3 / 2
dostali výsledek 1
a při
3 / 2.0F
dostali výsledek 1.5
. Zde je princip
stejný.
To by pro dnešek stačilo, můžete si s polem hrát.
V následujícím cvičení, Řešené úlohy k 7. lekci Javy, si procvičíme nabyté zkušenosti z předchozích lekcí.
Měl jsi s čímkoli problém? Stáhni si vzorovou aplikaci níže a porovnej ji se svým projektem, chybu tak snadno najdeš.
Stáhnout
Stažením následujícího souboru souhlasíš s licenčními podmínkami
Staženo 1034x (12.31 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce Java
Komentáře


Zobrazeno 10 zpráv z 172. Zobrazit vše