Conheça a API Java Collections

A API de collections do Java � uma das partes mais utilizadas da plataforma Java, porque na maioria dos sistemas � necess�rio manipular conjuntos de dados, mas muitos programadores conhecem apenas as classes b�sicas dessa API, como a classe ArrayList, mas ela proporciona muito mais op��es para se trabalhar com dados, como as classes HashSet e HashMap, que em determinadas situa��es podem ser op��es melhores que as listas.

O objetivo desse artigo � apresentar as principais classes da API de collections do Java, entre elas, as listas, os conjuntos e os mapas, ser�o apresentados alguns exemplos pr�ticos de como utilizar essas classes, e ser�o feitas algumas compara��es de quando usar cada classe.

A API Collections

A API collections disponibiliza diversas funcionalidades para a manipula��o de conjuntos de dados. Os principais componentes dessa API s�o:

Interfaces: Representam os principais tipos de cole��es que a API java disponibiliza como Listas e Conjuntos.
Implementa��o: Classes concretas que implementam uma ou mais interfaces, que implementam algum tipo de cole��o, como o ArrayList ou o HashSet.
Algoritmos: Implementa��o de alguns algoritmos dispon�veis, como algoritmos para ordena��o e busca.

Listas

� o tipo de cole��o mais utilizado porque � mais f�cil e simples que os outros. Todas as classes desse tipo de cole��o implementam a interface java.util.List, e as duas implementa��es s�o as classes java.util.ArrayList e java.util.LinkedList. Nesse tipo de cole��o os dados s�o alocados na ordem que eles foram adicionados.

Os m�todos mais importantes dessa interface s�o:

Add: adiciona um objeto na lista;
Get: recupera um objeto da lista, passando como par�metro o �ndice do objeto;
Remove: remove o objeto da lista.

A Listagem 1 mostra um exemplo de utiliza��o do ArrayList.


package com.devmedia.lista;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class MainArrayList {
       
       public static void main(String [] args) {
             List<String> nomes = new ArrayList<String>();
             nomes.add("Eduardo");
             nomes.add("Luiz");
             nomes.add("Bruna");
             nomes.add("Sonia");
             nomes.add("Brianda");
             nomes.add("Julia");
             nomes.add("Carlos");
 
 
             
             for (String nome : nomes) {
                    System.out.println(nome);
             }
       }
 
}

Listagem 1. Exemplo de utiliza��o de um ArrayList

A diferen�a entre as classes ArrayList e LinkedList est� na performance, pois o ArrayList � mais r�pido na recupera��o de dados, enquanto o LinkedList tem melhor performance na adi��o e exclus�o de dados. A Listagem 2 mostra um exemplo de utiliza��o da classe LinkedList.


package com.devmedia.lista;
 
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
 
public class MainLinkedList {
       
       public static void main(String [] args) {
             List<String> nomes = new LinkedList<String>();
             nomes.add("Eduardo");
             nomes.add("Luiz");
             nomes.add("Bruna");
             nomes.add("Sonia");
             nomes.add("Brianda");
             nomes.add("Julia");
             nomes.add("Carlos");
 
             
             for (String nome : nomes) {
                    System.out.println(nome);
             }
       }
 
}

Listagem 2. Exemplo de utiliza��o de um LinkedList

A Figura 1 mostra a sa�da no console da execu��o dos c�digos das Listagens 1 e 2 e, como esperado, o resultado � o mesmo para as duas execu��es, j� que as duas classes funcionam da mesma forma.

**Figura 1**. Execu��o dos exemplos com ArrayList e LinkedList

Conjuntos

Os conjuntos s�o cole��es onde n�o existem dados repetidos. Caso dois objetos sejam iguais, considerando o m�todo equals, apenas um ser� inclu�do no conjunto. Todas as classes desse tipo de cole��o implementam a interface java.util.Set. Existem tr�s implementa��es de conjunto: classes java.util.HashSet, java.util.LinkedHashSet e java.util.TreeSet.

A Listagem 3 mostra a utiliza��o da classe HashSet, onde os dados do conjunto ser�o armazenados em uma tabela Hash. Nesse tipo de cole��o, a ordem em que os dados ser�o retornados n�o � garantida.


package com.devmedia.conjuntos;
 
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
 
public class MainHashSet {
       
       public static void main(String [] args) {
             Set<String> nomes = new HashSet<String>();
             nomes.add("Eduardo");
             nomes.add("Luiz");
             nomes.add("Bruna");
             nomes.add("Sonia");
             nomes.add("Brianda");
             nomes.add("Julia");
             nomes.add("Carlos");
 
             
             for (String nome : nomes) {
                    System.out.println(nome);
             }
       }
 
}

Listagem 3. Exemplo de utiliza��o de um HashSet

A Listagem 4 mostra a utiliza��o da classe LinkedHashSet que � uma extens�o da classe HashSet. A diferen�a � que nessa classe os dados s�o recuperados na ordem em que foram inseridos.


package com.devmedia.conjuntos;
 
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
 
public class MainLinkedHashSet {
       
       public static void main(String [] args) {
             Set<String> nomes = new LinkedHashSet<String>();
             nomes.add("Eduardo");
             nomes.add("Luiz");
             nomes.add("Bruna");
             nomes.add("Sonia");
             nomes.add("Brianda");
             nomes.add("Julia");
             nomes.add("Carlos");
 
             
             for (String nome : nomes) {
                    System.out.println(nome);
             }
       }
 
}

Listagem 4. Exemplo de utiliza��o de um LinkedHashSet

A Listagem 5 mostra a utiliza��o da classe TreeSet, onde os dados s�o armazenados em uma �rvore s�o recuperados ordenados. Essa � a grande vantagem dessa classe.


package com.devmedia.conjuntos;
 
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
 
public class MainTreeSet {
       
       public static void main(String [] args) {
             Set<String> nomes = new TreeSet<String>();
             nomes.add("Eduardo");
             nomes.add("Luiz");
             nomes.add("Bruna");
             nomes.add("Sonia");
             nomes.add("Brianda");
             nomes.add("Julia");
             nomes.add("Carlos");
 
             
             for (String nome : nomes) {
                    System.out.println(nome);
             }
       }
 
}

Listagem 5. Exemplo de utiliza��o de um TreeSet

A Figura 2 mostra a execu��o do c�digo das Listagens 3, 4 e 5 e, como podemos verificar, apesar dos dados terem sidos inseridos na mesma ordem, a sa�da � diferente nos tr�s casos:

Com o HashSet, a ordem da sa�da � aleat�ria;
Com o LinkedHashSet a sa�da � na ordem da inser��o dos dados, e
Com o TreeSet a sa�da � com a ordena��o dos dados.

**Figura 2**. Execu��o com HashSet, LinkedHashSet e TreeSet

Mapas

Os mapas s�o cole��es relacionadas as chaves com valores, com isso, quando for adicionar um novo objeto na cole��o, � preciso dizer qual a chave para a busca desse objeto. Todas as classes desse tipo de cole��o implementam a interface java.util.Map.

Existem tr�s classes principais de mapas: o java.util.HashMap, o java.util.TreeMap e o java.util.LinkedHashMap.

A Listagem 6 mostra um exemplo da utiliza��o de um HashMap, onde, para adicionar valores em um Map, � utilizado o m�todo put, passados como par�metro uma chave e um valor. O HashMap n�o tem uma ordena��o espec�fica e permite valores nulos tanto para a chave quanto para os valores armazenados.


package com.devmedia.mapas;
 
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
public class MainHashMap {
       
       public static void main(String [] args) {
             Map<Integer,String> nomes = new HashMap<Integer,String>();
             nomes.put(5, "Eduardo");
             nomes.put(3, "Luiz");
             nomes.put(2, "Bruna");
             nomes.put(4, "Sonia");
             nomes.put(1, "Brianda");
             nomes.put(7, "Julia");
             nomes.put(6, "Carlos");
 
             
             for (String nome : nomes.values()) {
                    System.out.println(nome);
             }
       }
 
}

Listagem 6. Exemplo de utiliza��o do HashMap

A Listagem 7 apresenta um exemplo da utiliza��o do TreeMap, onde a adi��o e a recupera��o dos dados � igual � do HashMap. A diferen�a � que os dados no TreeMap s�o ordenados pela chave e apenas os valores armazenados podem ser nulos, mas a chave n�o.


package com.devmedia.mapas;
 
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;
 
public class MainTreeMap {
       
       public static void main(String [] args) {
             Map<Integer,String> nomes = new TreeMap<Integer,String>();
             nomes.put(5, "Eduardo");
             nomes.put(3, "Luiz");
             nomes.put(2, "Bruna");
             nomes.put(4, "Sonia");
             nomes.put(1, "Brianda");
             nomes.put(7, "Julia");
             nomes.put(6, "Carlos");
 
             
             for (String nome : nomes.values()) {
                    System.out.println(nome);
             }
       }
 
}

Listagem 7. Exemplo de utiliza��o do TreeMap

A Listagem 8 apresenta um exemplo da utiliza��o do LinkedHashMap, onde a adi��o e a recupera��o dos dados � igual � do HashMap e do TreeMap, mas a diferen�a � que os dados no TreeMap s�o ordenados pela ordem de adi��o dos valores no mapa e, assim como o TreeMap, apenas os valores armazenados podem ser nulos, mas a chave n�o.


package com.devmedia.mapas;
 
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
 
public class MainLinkedHashMap {
       
       public static void main(String [] args) {
             Map<Integer,String> nomes = new LinkedHashMap<Integer,String>();
             nomes.put(5, "Eduardo");
             nomes.put(3, "Luiz");
             nomes.put(2, "Bruna");
             nomes.put(4, "Sonia");
             nomes.put(1, "Brianda");
             nomes.put(7, "Julia");
             nomes.put(6, "Carlos");
 
             
             for (String nome : nomes.values()) {
                    System.out.println(nome);
             }
       }
 
}

Listagem 8. Exemplo de utiliza��o do LinkedHashMap

A Figura 3 mostra a execu��o do c�digo das Listagens 6, 7 e 8 e, como podemos verificar, apesar dos dados terem sidos inseridos na mesma ordem, a sa�da � diferente nos tr�s casos:

Com o HashMap, a ordem da sa�da � aleat�ria;
Com o LinkedHashMap, a sa�da � na ordem da inser��o dos dados;
Com o TreeMap, a sa�da � com a ordena��o dos dados.

**Figura 3**. Execu��o com HashMap, LinkedHashMap e TreeMap

Algoritmos

A API collections disponibiliza uma s�rie de algoritmos pr� implementados para serem utilizados sobre as cole��es. Alguns algoritmos s�o bastante utilizados, como a ordena��o dos dados, e outros s�o pouco conhecidos e utilizados, como o algoritmo de busca binaria. A Tabela 1 apresenta alguns dos algoritmos que s�o disponibilizados.

O primeiro algoritmo apresentado � o para a ordena��o dos dados. Para isso, � utilizado o m�todo sort da classe Collections e como par�metro s�o passados a lista a ser ordenada e um objeto do tipo Comparator, que indica como deve ser feita a ordena��o.

Para objetos Integer e String, j� existe um Comparator padr�o, mas para classes definidas pelo programador, tamb�m deve ser implementado um Comparator. A Listagem 9 mostra a implementa��o da ordena��o dos dados.


package com.devmedia.algortimos;
 
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.LinkedList;
 
public class MainOrdenacao {
       public static void main(String args[]) {
 
             LinkedList<Integer> lista = new LinkedList<Integer>();
             lista.add(new Integer(10));
             lista.add(new Integer(20));
             lista.add(new Integer(5));
             lista.add(new Integer(3));
             lista.add(new Integer(10));
             lista.add(new Integer(-5));
             lista.add(new Integer(6));              
lista.add(new Integer(8));
             lista.add(new Integer(-2));
             lista.add(new Integer(4));
 
             
             System.out.println("Lista na ordem crescente:");
             Collections.sort(lista);
             for (Integer i : lista) {
                    System.out.println(i);
             }
             
             System.out.println("Lista na ordem crescente:");
             Comparator<Integer> r = Collections.reverseOrder();
             Collections.sort(lista, r);
             for (Integer i : lista) {
                    System.out.println(i);
             }
       
       }
}

Listagem 9. Ordena��o dos dados

Outra funcionalidade bastante �til � descobrir o valor m�nimo e o valor m�ximo de uma cole��o: para isso, podem ser utilizados os m�todos min e max da classe Collections. O �nico par�metro � a lista que se quer analisar. A Listagem 10 exibe um exemplo de c�digo onde s�o escritos o maior e menor valor da lista.


package com.devmedia.algortimos;
 
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
 
public class MainMinMax {
 
       public static void main(String[] args) {
 
             LinkedList<Integer> lista = new LinkedList<Integer>();
             lista.add(new Integer(10));
             lista.add(new Integer(20));
             lista.add(new Integer(5));
             lista.add(new Integer(3));
             lista.add(new Integer(10));
             lista.add(new Integer(-5));
             lista.add(new Integer(6));              
lista.add(new Integer(8));
             lista.add(new Integer(-2));
             lista.add(new Integer(4)); 
             lista.add(new Integer(12));
 
 
             System.out.println("O valor minimo �: " + Collections.min(lista));
             System.out.println("O valor maximo �: " + Collections.max(lista));
       }
 
}

Listagem 10. Busca do elemento m�nimo e m�ximo de uma lista

A API Collections disponibiliza uma implementa��o de busca bin�ria, para isso, � necess�rio utilizar o m�todo binarySearch da classe Collections. Os par�metros devem ser passados a lista onde se vai fazer a busca e qual o elemento buscado. A lista passada como par�metro deve estar ordenada para que o algoritmo funcione. A Listagem 11 mostra o c�digo para utilizar a busca bin�ria.


package com.devmedia.algortimos;
 
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.LinkedList;
 
import javax.swing.JOptionPane;
 
public class MainBinarySearch {
 
       public static void main(String args[]) {
             LinkedList<Integer> lista = new LinkedList<Integer>();
             lista.add(new Integer(10));
             lista.add(new Integer(20));
             lista.add(new Integer(5));
             lista.add(new Integer(3));
             lista.add(new Integer(10));
             lista.add(new Integer(-5));
             lista.add(new Integer(6));              
             lista.add(new Integer(8));
             lista.add(new Integer(-2));
             lista.add(new Integer(4)); 
             lista.add(new Integer(12));
 
             
             System.out.println("Lista na ordem crescente:");
             Collections.sort(lista);
             
             int valor = Integer.parseInt(JOptionPane
             .showInputDialog("Digite o valor procurado:"));
             
             int indice = Collections.binarySearch(lista, valor);
             System.out.println("O item buscado esta na posicao: " + indice);
       
       }
}

Listagem 11. Busca bin�ria em uma lista

O m�todo swap da classe Collections troca a posi��o de elementos em uma lista. Esse m�todo pode ser �til quando se quer trocar a posi��o de elementos da lista, sem ter que excluir e incluir novamente os elementos. A Listagem 12 mostra o c�digo da utiliza��o do m�todo swap.


package com.devmedia.algortimos;
 
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
 
import javax.swing.JOptionPane;
 
public class MainOrdenacao {
       
       public static void main(String args[]) {
             LinkedList<Integer> lista = 
             new LinkedList<Integer>();
             lista.add(new Integer(10));
             lista.add(new Integer(20));
             lista.add(new Integer(5));
             lista.add(new Integer(3));
             lista.add(new Integer(10));
             lista.add(new Integer(-5));
             lista.add(new Integer(6));              
             lista.add(new Integer(8));
             lista.add(new Integer(-2));
             lista.add(new Integer(4));
             lista.add(new Integer(12));
 
 
             
             int pos1 = Integer.parseInt(JOptionPane
             .showInputDialog("Digite a primeira posi��o:"));
             int pos2 = Integer.parseInt(JOptionPane
             .showInputDialog("Digite a segunda posi��o:"));
             
             Collections.swap(lista, pos1, pos2);
             
             for (Integer i : lista) {
                    System.out.println(i);
             }
       
       }
}

Listagem 12. Utiliza��o do m�todo swap

O m�todo Rotate da classe Collections desloca todos os elementos da lista uma determinada quantidade de posi��es. Os par�metros desse m�todo s�o a lista que se quer rotacionar e um inteiro com a quantidade de vezes que os elementos ser�o deslocados. Com esse m�todo a lista funciona como uma lista circular, com isso, os �ltimos elementos da lista v�o para as primeiras posi��es. A Listagem 13 apresenta o c�digo para a utiliza��o do m�todo rotate.


package com.devmedia.algortimos;
 
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
 
import javax.swing.JOptionPane;
 
public class MainOrdenacao {
       
   public static void main(String args[]) {
     LinkedList<Integer> lista = new LinkedList<Integer>();
     lista.add(new Integer(10));
     lista.add(new Integer(20));
     lista.add(new Integer(5));
     lista.add(new Integer(3));
     lista.add(new Integer(10));
     lista.add(new Integer(-5));
     lista.add(new Integer(6));              
     lista.add(new Integer(8));
     lista.add(new Integer(-2));
     lista.add(new Integer(4)); 
     lista.add(new Integer(12));


     
     int valor = Integer.parseInt(JOptionPane
     .showInputDialog("Digite o n�mero de descolamento da lista:"));
     Collections.rotate(lista, valor);
     for (Integer i : lista) {
            System.out.println(i);
     }
   
   }
}

Listagem 13. Utiliza��o do m�todo rotate

O m�todo shuffle da classe collections embaralha randomicamente os dados de uma lista e o �nico par�metro desse m�todo � a pr�pria lista que ser� embaralhada. A Listagem 14 exibe o c�digo da utiliza��o desse m�todo.


package com.devmedia.algortimos;
 
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
 
import javax.swing.JOptionPane;
 
public class MainShuffle {
 
   public static void main(String args[]) {
     LinkedList<Integer> lista = new LinkedList<Integer>();
     lista.add(new Integer(10));
     lista.add(new Integer(20));
     lista.add(new Integer(5));
     lista.add(new Integer(3));
     lista.add(new Integer(10));
     lista.add(new Integer(-5));
     lista.add(new Integer(6));              
     lista.add(new Integer(8));
     lista.add(new Integer(-2));
     lista.add(new Integer(4)); 
     lista.add(new Integer(12));


     Collections.shuffle(lista);
     
     for (Integer i : lista) {
            System.out.println(i);
     }
   
   }
       
}

Listagem 14. Utiliza��o do m�todo shuffle

Este artigo apresentou as principais funcionalidades da API de cole��es do Java, que � uma das principais funcionalidades da plataforma. Os principais tipos de cole��es s�o as listas, os conjuntos e os mapas. Apesar de parecidas, cada uma tem alguma particularidade que as torna melhores que as outras em determinadas situa��es.

Foram apresentados tamb�m diversos algoritmos que est�o dispon�veis na classe java.util.Collections, como a busca bin�ria, a ordena��o e a busca por elementos m�nimos e m�ximos.

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Em quanto tempo de estudo vou me tornar um programador?

Sim, você pode se tornar um programador e não precisa ter diploma de curso superior!

O que eu irei aprender estudando pela DevMedia?

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Qual o investimento financeiro que preciso fazer para me tornar um programador?

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Por Eduardo Em 2015

Coment�rios nesta publica��o Escrever um coment�rio sobre conte�do

Marco Cunha

N�vel 5

boa noite prof Eduardo, eu gostaria de saber se o Java possui alguma biblioteca de controle para o Arduino

e outra para o Raspebarry pi e onde encontralas e como intalar essas bibliotecas. Eu tenho as duas placas

aqui e quero faser uma integra��o entre ambas para usar em projetos de IOT.

há +1 ano

Daniella Gomes

DevMedia

Ol� Marco, tudo bem!
Bacana a tua d�vida. A nossa comunidade pode te ajudar contando experi�ncias que eles tenham tido com projetos como o seu, por isso encaminhei a sua d�vida para o nosso f�rum e est� em https://www.devmedia.com.br/forum/biblioteca-de-controle-para-o-arduino-e-raspberry-pi/592513

Ah, e aqui no portal temos um artigo para te ajudar o com o Raspberry-pi:
https://www.devmedia.com.br/raspberry-pi-e-a-biblioteca-java-rxtx/32722
Forte abra�o[]

há +1 ano

Jose Junior

N�vel 0

Parab�ns pelo excelente post!

há +1 ano

Eduardo Santana

N�vel 0

Obrigado!

há +1 ano

Desenvolvedor

N�vel 0

Melhor explica��o ilustrada que j� encontrei. Meus parab�ns!

há +1 ano

Eduardo Santana

N�vel 0

obrigado!

há +1 ano

Nossos casos de sucesso

Leonardo Carlos

Eu sabia pouqu�ssimas coisas de programa��o antes de come�ar a estudar com voc�s, fui me especializando em v�rias �reas e ferramentas que tinham na plataforma, e com essa bagagem consegui um est�gio logo no in�cio do meu primeiro per�odo na faculdade.

Lucas Rodrigues

Estudo aqui na Dev desde o meio do ano passado! Nesse per�odo a Dev me ajudou a crescer muito aqui no trampo.
Fui o primeiro desenvolvedor contratado pela minha empresa. Hoje eu lidero um time de desenvolvimento!
Minha meta � continuar estudando e praticando para ser um Full-Stack Dev!

Her�clito J�nior

Economizei 3 meses para assinar a plataforma e sendo sincero valeu muito a pena, pois a plataforma � bem intuitiva e muuuuito did�tica a metodologia de ensino. Sinto que estou EVOLUINDO a cada dia. Muito obrigado!

Julio Cablen

Nossa! Plataforma maravilhosa. To amando o curso de desenvolvimento front-end, tinha coisas que eu ainda n�o tinha visto. A did�tica � do jeito que qualquer pessoa consegue aprender. S�rio, to apaixonado, adorando demais.

Joelberth Sena

Adquiri o curso de voc�s e logo percebi que s�o os melhores do Brasil. � um passo a passo incr�vel. S� n�o aprende quem n�o quer. Foi o melhor investimento da minha vida!

Felipe Nunes

Foi um dos melhores investimentos que j� fiz na vida e tenho aprendido bastante com a plataforma. Voc�s est�o fazendo parte da minha jornada nesse mundo da programa��o, irei assinar meu contrato como programador gra�as a plataforma.

Wanderson Oliveira

Comprei a assinatura tem uma semana, aprendi mais do que 4 meses estudando outros cursos. Exerc�cios pr�ticos que n�o tem como n�o aprender, est�o de parab�ns!

Jos� Lucas

Obrigado DevMedia, nunca presenciei uma plataforma de ensino t�o presente na vida acad�mica de seus alunos, parab�ns!

Eduardo Dorneles

Aprendi React na plataforma da DevMedia h� cerca de 1 ano e meio... Hoje estou h� 1 ano empregado trabalhando 100% com React!

Adauto Junior

J� fiz alguns cursos na �rea e nenhum � t�o bom quanto o de voc�s. Estou aprendendo muito, muito obrigado por existirem. Est�o de parab�ns... Espero um dia conseguir um emprego na �rea.

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Conhe�a a API Java Collections

A API de cole��es � um dos pontos fortes da plataforma Java, pois s�o disponibilizadas diversas maneiras de gerenciar dados, como listas, conjuntos e mapas com diversos m�todos dispon�veis que facilitam a manipula��o desses dados.

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