Collections en Java (cours 2)

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1 Collections en Java (cours 2) Virginia Aponte CNAM-Paris 15 septembre 2016 Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

2 1. Les tables de Hash Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

3 Tables de Hash Table de Hash Tableau où les valeurs sont stockées/accédées via une fonction dite de hachage. Elle permet un accès en temps quasi constant. pour ajouter/recherche une valeur : appliquer fonction de hachage sur celle-ci. donne son indice dans tableau ; fonction de hachage peut attribuer même indice à plusieurs valeurs : dans chaque case tableau liste de collisions avec tous les couples clé/valeurs «mappés» vers cet indice ; chercher la clé revient alors à chercher séquentiellement dans cette liste de collisions ; Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

4 Tables de Hash (2) ( ) Si la fonction de hachage distribue bien les clés et si le tableau n est pas trop petit, les listes de collisioin seront courtes chercher une clé équivaut en moyenne à recupérer une case dans un tableau. (*) Source image : Wikipedia Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

5 Tables de Hash en Java Utilisées pour implanter HashSet et HashMap, et d autres encore... tout objet Java hérite d une fonction de hachage hashcode() définie par défaut dans la classe Object : sert à calculer position objet dans une table de hash ; donc, on peut construire tables de hash sur tous types d objets! la fonction par défaut, utilise l adresse de l objet ; peut être redéfinie (avec précaution) ; parfois sa redéfinition est indispensable! ; Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

6 2. Egalité dans les Collections Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

7 Egalité dans Collections et Mappes Nombreuses méthodes (collections+mappes) testent l égalité d objets : contains(object o), remove(object o) containsall(collection c), etc. parcours+comparaison pour recherche/suppression d éléments : La plupart utilise boolean equals(object o) : prédéfinie dans la classe Object : elle teste l égalité d adresses! o1.equals(o2) o1 == o2 présente dans tout objet (héritée d Object) ; Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

8 Quelle notion d égalité? L égalité d adresses n est pas forcément adaptée à nos besoins : (oui) comparer deux Comptes égalité d adresses! (non) comparer deux String égalité des caractères (non) comparer deux Dates égalité jour, mois, année Selon le cas redéfinir la méthode equals dans la classe des objets à comparer, afin comparer leurs contenus. Redéfinition equals avec beaucoup de précautions!! Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

9 Egalité et types prédéfinis equals rédéfini pour majorité des types prédéfinis/bibliothèques Java. Exemple : objets String : teste l égalité des caractères! s1.equals(s2) true si s2 non nul, et si tous leurs caractères 2 à 2 sont égaux. Si c est une collection de String recherche/suppression compare caractères (equals redéfini). Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

10 Exemple : rédéfintion prédéfinie de equals (String) Si s1, s2 de type String, s1.equals(s2) teste l égalité des caractères! String s1 = "abc"; String s2 = "ABC".toLowerCase(); System.out.println("Test sur les chaînes : s1 = "+ s1+ ", System.out.println(" "+s1+"=="+ s2+ " => "+ (s1==s2)); System.out.println(" s1.equals(s2) : "+ (s1.equals(s2))) System.out.println(" s1.hashcode() == s2.hashcode() : "+ Affcihages? Test sur les chaînes : s1 = abc, s2 = abc abc==abc => false s1.equals(s2) : true s1.hashcode() == s2.hashcode() : true Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

11 Ajout dans un Set de String L ajout se fait sans créer des doublons : String s1 = "abc"; String s2 = "ABC".toLowerCase(); HashSet<String> sc = new HashSet<String> (); sc.add(s1); // ajout de abc sc.add(s2); // pas d ajout Avant l ajout : cherche dans sc un objet o t.q. o.equals("abc") si trouvé, pas d ajout ; si non, on l ajoute. Que ce serait il passé si equals n était pasredéfini pour String? Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

12 Test d égalité sur Personne Deux personnes de même contenu mais d adresses différentes sont-elles égales par equals? Ont elles le même hashcode? Personne p1 = new Personne("Dupont", "Auguste", 67); Personne p2 = new Personne("Dupont", "Auguste", 67); System.out.println("Test sur 2 personnes:"); System.out.println(" p1 = "+ p1.tostring()); System.out.println(" p2 = "+ p2.tostring()); System.out.println(" p1==p2 : "+ (p1==p2)); System.out.println(" p1.equals(p2) : "+ (p1.equals(p2))); System.out.println(" p1.hashcode() == p2.hashcode() : "+ Quels affichages? Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

13 Test d égalité sur Personne Test sur 2 personnes: p1 = Personne [nom=dupont, prenom=auguste, age=67] p2 = Personne [nom=dupont, prenom=auguste, age=67] p1==p2 : false p1.equals(p2) : false p1.hashcode() == p2.hashcode() : false même contenu des variables ; adresses mémoire différentes ; différentes selon equals et hashcode. Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

14 Tester l ajout dans un HashSet (suite main) HashSet<Personne> ps= new HashSet<>(); ps.add(p1); // ajout 2 personnes de même contenu ps.add(p2); System.out.println("Personnes dans l ensemble"); for (Personne p: ps){ System.out.println(p.toString()); } Combien de personnes affichées? [nom=dupont, prenom=auguste, age=67] [nom=dupont, prenom=auguste, age=67] Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

15 Comment redéfinir equals? Il n y a pas de recette magique. En général : on teste s il s agit du même objet (même adresse mémoire), et alors ils sont trivialement égaux, sinon, on teste l égalité des variables pertinentes pour la comparaison ; et auparavant on teste les cas d erreur, pour lesquels on renvoit systématiquement false : si le pointeur vers l autre objet est null, si l autre objet n est pas de même type que this. Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

16 Contraintes pour rédéfinir equals Pour bien fonctionner equals doit satisfaire les propriétés suivantes : réflexive o1.equals(o1) doit renvoyer true ; symétrique o1.equals(o2) doit donner le même résultat que o2.equals(o1) transitive cohérente avec hashcode : si 2 objets égaux par equals, alors ils renvoient le même hashcode! il faut s assurer que equals vérifie ces propriétés ; il faut redéfinir hashcode à chaque fois que l on rédéfinit equals! Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

17 Exemple de re définition pour equals public boolean equals(object obj) { if (this == obj) // si meme objet return true; // si obj null ou si pas de meme classe if (obj == null getclass()!= obj.getclass()) return false; Personne other = (Personne) obj; // conversion // si ages differents if (age!= other.age) return false; if (nom == null) { // si un des noms est null if (other.nom!= null) return false; // si noms differents } else if (!nom.equals(other.nom)) return false; // idem pour les prenoms if (prenom == null) { if (other.prenom!= null) return false; } else if (!prenom.equals(other.prenom)) return false; return true; // dans tous les autres cas } Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

18 Comment redéfinir hashcode? Doit être fait de pair et en cohérence avec la re définition de equals. Pas de recette unique. En général : on utilise les mêmes variables qui ont été comparées par equals, de manière à garantir la cohérence avec celle-ci ; on calcule une valeur de type int pour chaque champ ; on les combine en les additionnant et les multipliant par un facteur constant, génralement un nombre premier ; Contrainte : la valeur calculée pour un objet doit rester identique pour toutes les invocations de hashcode sur le même objet. Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

19 Rédéfinir hashcode public int hashcode() { final int p = 31; // facteur premier int res = 1; // on multiplie le résultat intermédiare par p res = p * res + age; res = p * res + ((nom == null)? 0 : nom.hashcode()); res = p * res + ((prenom == null)? 0 : prenom.hashcode()); return res; } Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

20 3. Trier une collection Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

21 Pour trier : établir un ordre sur les éléments Les algorithmes de tri comparent les objets à trier : 1 objet de type T est plus petit, plus grand ou égal qu un autre? framework Collections comparaison objets de type T «standardisée», 2 possibilités : 1 utilisation d un objet Comparator<T> (solution la + simple) 2 ou les objets à comparer implantent l interface Comparable<T> Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

22 6.1 Utiliser un objet Comparator<T> Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

23 Interface Comparator<T> Contient une unique méthode : interface Comparator<T> { public static int compare(t o1, T o2); } T type des objets à comparer compare les objets o1, o2 et renvoie un entier : négatif si o1 est plus petit que o2 ; positif si si o1 est plus grand que o2 ; 0 s ils sont égaux. Collections.sort(List<T>, Comparator<T>) Méthode qui trie List<T> selon l ordre donné par Comparator<T>. Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

24 Pour utiliser un Comparator<T> Supposons que T est le type des objets à trier : 1 créer une List<T> (p.e. une ArrayList) contenant les objets à comparer ; 2 déclarer nouvelle classe qui implante Comparator<T> ; 3 créer un objet instance de cette classe (avec new) ; 4 appeler méthode void Collections.sort(List<T>, Comparator<T>) sur la liste et l objet Comparator créee. Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

25 Exemple : Odre de soldes pour les comptes class ordreparsolde implements Comparator<Compte>{ public int compare(compte o1, Compte o2){ if (o1.getsolde() < o2.getsolde()) { return -1; } else if (o1.getsolde() > o2.getsolde()){ return 1; } else { return 0; } } Compte type des objets à comparer ; pour fabriquer un Comparator<Compte> new ordreparsolde(); il suffira de passer cet objet à la méthode Collections.sort. Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

26 Trier les comptes par ordre de soldes Ecrire une méthode qui affiche tous les comptes triés par ordre de soldes. public void afficheparsolde() { if (tous.isempty()) { Terminal.ecrireStringln("Aucun compte"); return; } Terminal.ecrireStringln("Comptess de "+nom+ " tries par s // On met les comptes dans une liste ArrayList<Compte> t=new ArrayList<Compte>(tous.values()); // On les trie Collections.sort(t,new ordreparsolde()); // et on les affiche for (Compte c: t) { c.afficher(); } } Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

27 Un programme main pour tester public static void main(string[] args) { Banque bnp = new Banque("BNP"); Titulaire fat = new Titulaire("Fatima"); Titulaire paul = new Titulaire("Paul"); Titulaire [] tf = {fat}; Titulaire [] tj = {fat,paul}; bnp.creercompte(tf, 200); bnp.creercompte(tj, 300); bnp.afficheparsolde(); Affiche : Comptess de BNP tries par solde: Numero: 2, Solde: Numero: 1, Solde: Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

28 6.2 Trier une collection avec Comparable<T> Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

29 Interface Comparable<T> Fait partie du framework Collections. Contient une unique méthode : interface Comparable<T> { public int compareto(t o); } T type des objets à comparer compare l objet courant this avec l objet o et renvoie un entier : négatif si this est plus petit que o ; positif si si this est plus grand que o ; 0 s ils sont égaux Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

30 Trier avec Comparable<T> Supposons que T est le type des objets à trier : 1 créer une List<T> (p.e. une ArrayList) contenant les objets ; 2 modifier la classe T pour : ajouter déclaration implements Comparable<T> ; ajouter nouvelle méthode compareto(t o). 3 appeler méthode void Collections.sort(List<T>) sur la liste utilisera la méthode compareto ajoutée dans la classe T pour réaliser le tri. Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

31 String, Integer, etc. implantent comparable Beaucoup de types prédéfinis implantent comparable : public class String implements Comparable<String> { public int compareto(string o){... // comparaison codes Unicode des caracteres } Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

32 String implante comparable String s1 = "abc"; String s2 = "abb"; String s3 = "abc"; System.out.println("s1 compare a s2? "+ s1.compareto(s2)); System.out.println("s2 compare a s1? "+ s2.compareto(s1)); System.out.println("s1 compare a s2? "+ s1.compareto(s3)); Affiche : s1 compare a s2? 1 s2 compare a s1? -1 s1 compare a s2? 0 Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

33 Implanter Comparable<AdressePostale> Implantons Comparable sur la classe AdressePostale : class AdressePostale implements Comparable<AdressePostale>{ private String numero; private String rue; private String code; private String ville; /** Comparaison apres conversion en minuscules. */ public int compareto(adressepostale o){ String autre = o.tostring().tolowercase(); String ici = this.tostring().tolowercase(); return ici.compareto(autre); } Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

34 Un arraylist avec adresses postales ArrayList<AdressePostale> apl1 = new ArrayList<AdressePostale>(); AdressePostale a1 = new AdressePostale ("1", "rue des Tilleuls", "75006", "Paris"); AdressePostale a2 = new AdressePostale ("40", "rue des Tilleuls", "75010", "Paris"); AdressePostale a3= new AdressePostale ("1", "rue des Marguerites", "75001", "Paris"); AdressePostale a4= new AdressePostale ("10", "rue des Amelie", "75007", "Paris"); apl1.add(a1); apl1.add(a2); apl1.add(a3); apl1.add(a4); Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

35 Trier des adresses postales Avec méthode sort qui prend (uniquement) la liste à trier : Collections.sort(List<T implements Comparable<T> >) ; où, le type T des éléments de la liste, doit implanter Comparable<T>. System.out.println("Adresses avant tri: "); for (AdressePostale a : apl1){ a.afficher(); } Collections.sort(apl1); System.out.println("Adresses apres tri: "); for (AdressePostale a : apl1){ a.afficher(); } Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36

36 Affichages Adresses avant tri: 1, rue des Tilleuls Paris 40, rue des Tilleuls Paris 1, rue des Marguerites Paris 10, rue des Amelie Paris Adresses apres tri: 1, rue des Marguerites Paris 1, rue des Tilleuls Paris 10, rue des Amelie Paris 40, rue des Tilleuls Paris Virginia Aponte (CNAM-Paris) NFA septembre / 36