Προγραμματισμός ΙΙ: Συμβολοσειρές και Συλλογές

Προγραμματισμός ΙΙ

Συμβολοσειρές και Συλλογές

Συμβολοσειρές

Μία συμβολοσείρα (String) είναι μια σειρά από χαρακτήρες. Στην java τα strings είναι
αντικείμενα της κλάσης String.
Οι συμβολοσειρές είναι σταθερές - δηλαδή, οι τιμές τους δεν αλλάζουν μετά την
δημιουργία τους. Αντίθετα, ο Stringbuffer έχει μεταβλητό μήκος και τιμές
χαρακτήρων.
Όπως και για την δημιουργία άλλων αντικειμένων, έτσι και για να δημιουργήσουμε
αντικείμενα τύπου String χρειάζεται να χρησιμοποιήσουμε τη λέξη new και να
επικαλεστούμε τον κατασκευαστή.

Παράδειγμα

char[] helloArray = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '!'};
String helloStr = new String(helloArray);
System.out.println(helloStr);

Χειρισμός Συμβολοσειρών

Το μέγεθος μία συμβολοσειράς επιστρέφεται με το κάλεσμα της συνάρτησεις length()
```
String h = "hello world!";
int l = h.lenght();
```
Μία αλληλουχία (concatenation) από συμβολοσειρές μπορεί να κληθεί ως εξής:
```
String h = "hello world";
System.out.println("This is an example: " + h);
```
Για την μετατροπή ενός αριθμού σε συμοβολοσειρά καλούμε την εξής συνάρτηση:
```
int i = 600;
String s = Integer.toString(i); 
```

Σύκριση Συμβολοσειρών

Οι θέσεις μίας συμβολοσειράς αριθμούνται από το 0. Η μη ύπαρξη θέσης συμβολίζεται με το -1.
```
h e l l o
0 1 2 3 4
```
Για να ελέξουμε εάν μία συμβολοσειρά είναι τμήμα μίας άλλης, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την
indexOf(String str2)
Η σύγκριση 2 συμβολοσειρών γίνεται είτε με την equals(Object Obj) είτε λεξικογραφικά με την
compareTo(String str2)
```
if (str1.equals(str2))
    System.out.println(str1 + " " + str2);
```

Μέθοδος substring

Για να επιστρέψουμε ένα τμήμα μία συμβολοσειράς χρησιμοποιούμε την substring(int beginIndex, int endIndex)
η οποία επιστρέφει το τμήμα που αρχίζει στη θέση beginIndex και τελειώνει στη θέση endIndex - 1.

// Return sustring "world"
// H e l l o   w o r l d
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

String h = new String("Hello world");
h.substring(6,11);

Μέθοδος split(1)

Για να σπάσουμε μία συμβολοσειρά σε ένα πίνακα από χαρακτήρες χρησιμοποιούμε την String.split(String reg)

// Split using the underscore
String word = new String("Hello_Programming_II");
String[] splitThisString = word.split("_");

// Split using the whitespace
String word2 = new String(Hello Programming               II);
String[] splitThisOneToo = word2.split("\\s+");
// "\\s+" μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κενά όπως \n, \t, κτλ.

Μέθοδος split(2)

Για να σπάσουμε μία συμβολοσειρά n-φορές χρησιμοποιούμε την split(String reg, int limit).

String word2 = new String(“Hello Programming       II”);
String[] splitThisNow = word2.split(“\\s+”, 1);
System.out.println(splitThisNow.length);

Μεταβλητές Συμβολοσειρές

Η κλάση StringBuffer υλοποιεί μεταβλητές συμβολοσειρές και υποστηρίζει τις περισσότερες μεθόδους
της συμβολοσειράς και μερικές επιπρόσθετες.

StringBuffer str1 = new StringBuffer("Programming");
String str = " II"; 
str1.append(String str);

StringBuffer sb = new StringBuffer("abcdefghijk");
sb.insert(3,"1234");

StringBuffer delete(int start, int end)

StringBuffer sb = new StringBuffer("abcdefghijk");
sb.replace(3, 8, "DONE");

Συλλογές

Μία συλλογή (collection) είναι ένα σύνολο από αντικείμενα.
Ένα πλαίσιο συλλογών (collection framework) υποστηρίζει την αρχιτεκτονικά
ομογένη παράσταση και χειρισμό των συλλογών, ανεξάρτητα από την υλοποιήση τους.

Κατηγορίες Συλλογών

Υλοποιήσεις Συλλογών

Οι ακολουθίες υλοποιούνται με τους παρακάτω τρόπους:
- Πίνακας
- Συνδεδεμένη λίστα (Linked List)
Τα σύνολα και οι απεικονίσεις υλοποιούνται με τους παρακάτω τρόπους:
- Πίνακας κατακερματισμού (Hash Table)
- Ισοζυγισμένο δέντρο (Balanced Tree)
- Συνδυασμός συνδεδεμένης λίστα και πίνακα κατακερματισμού

Διαπαφές και Υλοποιήσεις

ArrayList -- Λίστα Πίνακα

ArrayList είναι μία κλάση που υλοποιεί την διεπαφή List.
ArrayList μπορεί να αλλάξει μέγεθος δυναμικά.

// class declaration according to Oracle
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, .... {
    // ...
}

Παράδειγμα ArrayList

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // Δήλωση ArrayList 
        ArrayList<Integer> myList = new ArrayList<>();
        
        // πρόσθεσε στοιχεία στο τέλος της λίστας
        myList.add(1);
        myList.add(2);
        myList.add(4);
        System.out.println(myList);
        
        // πρόσθεσε στοιχείο στην συγκεκριμένη θέση
        myList.add(2, 3);
        System.out.println(myList);
        
        // έλεγχος αν υπάρχει το συγκεκριμένο στοιχείο
        System.out.println("List contains 2? " + myList.contains(2) + "\n"
                            + "List contains 0? " + myList.contains(0));
        
        // διαγραφή όλων των στοιχείων από την ArrayList
        myList.clear();
        System.out.println(myList);
    }

}

with output

    [1, 2, 4]
    [1, 2, 3, 4]
    List contains 2? true
    List contains 0? false
    []

LinkedList -- Συνδεδεμένη Λίστα

Κάθε στοιχείο (κόμβος) της λίστας έχει δύο χαρακτηριστικά, τα δεδομένα και τον δείκτη
για τον επόμενο κόμβο.
Ο τελευταίος κόμβος πρέπει να αναφέρεται στο null.
Το πρώτο στοιχείο της λίστας ονομάζεται κεφάλι (head).
Στην Java η LinkedList είναι υλοποιημένη ως διπλά συνδεδεμένη λίστα.

// class declaration according to Oracle
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Queue<E>, .... {
    // ...
}

Παράδειγμα LinkedList (1)

Παράδειγμα LinkedList (2)

CircleList, a linked list example

class Circle {
    private Circle next;

    Circle(){ this.next = null; }
    public void setNext (Circle c) { this.next = c; }
    public Circle getNext () { return this.next; }
}

public class CircleList {
    private Circle first_element;
    
    CircleList() { this.first_element = null; }
    
    public void addElement(Circle c) {
        if(this.first_element == null) {
            this.first_element = c; 
        } else {
            Circle current_circle = this.first_element;
            while (current_circle.getNext() != null) {
                current_circle = current_circle.getNext();
            }
            current_circle.setNext(c);
        }
    }

}

Σύγκριση ArrayList και LinkedList

Αναζήτηση
- Η ArrayList παρέχει αναζήτηση στοιχείου σε σταθερό χρόνο (ανεξαρτήτως του πλήθους των στοιχείων της λίστας) ενώ η αναζήτηση στην LinkedList εξαρτάται από τον αριθμό των στοιχείων της λίστας.
Λειτουργίες
- Η Linkedlist έχει πιο γρήγορες λειτουργίες εισαγωγής, προσθήκης και αφαίρεσης στοιχείων από την ArrayList.
Χρήση μνήμης
- Η Linkedlist καταναλώνει περισσότερη μνήμη από την ArrayList.

Stack -- Στοίβα

Stack: προσφέρει 2 βασικές λειτουργίες (μεθόδους)
- push (προσθέτει στοιχείο)
- pop (αφαιρεί στοιχείο)
Εκπροσωπεί το μοντέλο "αυτός που ήρθε τελευταίος εξυπηρετείται πρώτος" (lifo).
Κάθε φορά μπορεί να αφαιρείται το τελευταίο στοιχείο.

// The Stack class, as defined by Oracle
public class Stack<E> extends Vector<E> implements List<E>, ... { 
    // ... 
}

Παράδειγμα Stack (1)

Παράδειγμα Stack (2)

import java.util.Stack;

public class StackDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // Αρχικοποιήση στοίβας
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        
        // προσθέτουμε στοιχεία στην οροφή της στοίβας
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        stack.push(3);
        stack.push(4);
        System.out.println(stack);
        
        // δες την τελευταία προσθήκη
        int top = stack.peek();
        System.out.println("top element: " + top);
        
        // αφαίρεση του τελευταίου στοιχείου και αποθήκευση
        int first = stack.pop();
        System.out.println("popped element: " + first + "\n" + stack);
        
        // δες το τελευταίο στοιχείο
        top = stack.peek();
        System.out.println("top element: " + top);
    }

}

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.