To jest jeden z artykułów w ramach darmowego kursu programowania w Javie. Proszę zapoznaj się z pozostałymi częściami, mogą one być pomocne w zrozumieniu materiału z tego artykułu.
Czym jest tablica
Tydzień ma siedem dni. Załóżmy, że pierwszy dzień tygodnia to poniedziałek. Wtorek jest drugi, środa jest następna itd. Dni możemy ułożyć w swego rodzaju ponumerowany szereg.
Tablica jednowymiarowa to nic innego jak właśnie taki ponumerowany szereg. W Javie elementy w tablicy numerujemy od 0. Więc w naszym przypadku poniedziałek ma numer 0, wtorek 1 itd. Numer identyfikujący każdy element tablicy to indeks.
Tablice grupują obiekty tego samego typu1. Mogą to być łańcuchy znaków, liczby, wartości logiczne, instancje klas stworzonych przez Ciebie, itd.
Tworzenie tablicy
Przekładając nasz przykład z dniami tygodnia na Javę dojdziemy do takiego fragmentu kodu
String[] daysOfWeek = new String[7];
daysOfWeek[0] = "poniedziałek";
daysOfWeek[1] = "wtorek";
daysOfWeek[2] = "środa";
daysOfWeek[3] = "czwartek";
daysOfWeek[4] = "piątek";
daysOfWeek[5] = "sobota";
daysOfWeek[6] = "niedziela";
W pierwszej linijce tworzymy nową tablicę obiektów typu String. Tablica może pomieścić 7 elementów. Poniedziałek ma indeks 0, niedziela ma indeks 6.
Raz przypisany obiekt w tablicy możemy nadpisać.
daysOfWeek[0] = "Monday";
Teraz pod indeksem 0 znajduje się Monday, pod 1 bez zmian nadal jest wtorek.
Jeśli spróbujesz odwołać się do nieistniejącego elementu w tablicy zostanie rzucony wyjątek java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException. O wyjątkach przeczytasz w jednym z kolejnych artykułów. Aktualnie wystarczy Ci informacja, że wyjątki sygnalizują sytuacje wyjątkowe :) i mogą przerwać działanie programu. Poniższa linijka zakończy program wyjątkiem, odwołujemy się tam do ósmego, nieistniejącego elementu tablicy.
System.out.println(daysOfWeek[7]);
Tablicę można też od razu zainicjalizować wartościami. Oba sposoby inicjalizacji tworzą obiekt tablicy. Zauważ, że w drugim przypadku nie musimy podawać jej długości. Jest ona znana na podstawie przekazanych wartości.
String[] wintersMonths = new String[] {"grudzień", "styczeń", "luty"};
Pobierz opracowania zadań z rozmów kwalifikacyjnych
Przygotowałem rozwiązania kilku zadań algorytmicznych z rozmów kwalifikacyjnych. Rozkładam je na czynniki pierwsze i pokazuję różne sposoby ich rozwiązania. Dołącz do grupy ponad 6147 Samouków, którzy jako pierwsi dowiadują się o nowych treściach na blogu, a prześlę je na Twój e-mail.
Atrybut length
Tablica to obiekt. Podobnie jak inne obiekty posiada swoje atrybuty i metody. Jedynym publicznie dostępnym atrybutem metody jest length. Atrybut ten przechowuje rozmiar tablicy
System.out.println(wintersMonths.length); // w naszym przypadku wyświetli 3
Tablice wielowymiarowe
Wyżej napisałem, ze w tablicy możesz trzymać dowolny obiekt. Tablica też jest obiektem :) Więc nic nie stoi na przeszkodzie, żeby w tablicach umieścić inne tablice. Tablica dwuwymiarowa to nic innego jak tabela zawierająca wiersze i kolumny w której możesz przechowywać dane.
Możliwe jest tworzenie tablic, które mają więcej niż 2 wymiary, jednak w praktyce raczej ich się nie spotyka. Jeśli potrzebna jest tak skomplikowana tablica programiści zazwyczaj przechowują dane w inny sposób używając zbiorów, map czy list2.
W naszym przykładzie tablicy dwuwymiarowej użyjemy do przechowywania stanu gry kółko krzyżyk
int[][] ticTacToeBoard = new int[3][];
ticTacToeBoard[0] = new int[3];
ticTacToeBoard[1] = new int[3];
ticTacToeBoard[2] = new int[3];
W pierwszy wierszu inicjalizujemy wyłącznie jeden z wymiarów. Musimy tam podać tylko liczbę wierszy, które będzie przechowywała nasza tablica dwuwymiarowa. Kolejne 3 linie kodu to inicjalizacja wierszy tablicy.
Jeśli każdy z wierszy tablicy wielowymiarowej ma dokładnie taki sam rozmiar możemy zainicjalizować ją w jednej linijce. Poniższy przykład ma ten sam efekt jak poprzedni:
int[][] ticTacToeBoard = new int[3][3];
ticTacToeBoard[0] odwołuje się do pierwszego wiersza w tablicy. ticTacToeBoard[0][0] odwołuje się do pierwszej komórki w pierwszym wierszu. W ten sposób każde pole na naszej planszy ma unikalny indeks składający się z dwóch liczb:
| 00 | 01 | 02 |
| 10 | 11 | 12 |
| 20 | 21 | 22 |
Podobnie jak w przypadku tablicy jednowymiarowej i tu możemy przypisywać wartości. Poniżej przykładowy przebieg gry.
int nought = 1; // kółko
int cross = 2; // krzyżyk
ticTacToeBoard[1][1] = nought;
ticTacToeBoard[2][2] = cross;
ticTacToeBoard[0][0] = nought;
ticTacToeBoard[1][2] = cross;
ticTacToeBoard[0][2] = nought;
ticTacToeBoard[0][1] = cross;
Spróbuj narysować sobie na kartce powyższy przebieg gry. Kto ma szanse na wygraną? :)
Magiczne liczby
Przykład z planszą do gry świetnie nadaje się do wytłumaczenia czym właściwie są magiczne liczby (ang. magic numbers). W kodzie programu bardzo często występują liczby. Liczby te w rzeczywistości mają jakieś znaczenie. W naszym przykładzie 1 to nie zwykła jedynka, a wartość oznaczająca kółko. Dobrą praktyką jest przypisanie takich „magicznych wartości” do zmiennych/stałych3 i używanie ich w kodzie. Na dłuższą metę kod używający nazwanych zmiennych w miejscu „magic numbers” jest bardziej czytelny i łatwiejszy w utrzymaniu.
ticTacToeBoard[1][1] = nought;
ticTacToeBoard[2][2] = cross;
ticTacToeBoard[1][1] = 1;
ticTacToeBoard[2][2] = 2;
Poza czytelnością zyskujemy kolejną rzecz. Nie łamiemy zasady DRY (ang. Don’t Repeat Yourself)4.
Tablice o różnej liczbie elementów
Powyższy przykład do pokazujący planszę do gry w kółko i krzyżyk pokazuje kwadratową tablice dwuwymiarową. W języku Java istnieje możliwość utworzenia zagnieżdżonych tablic, w których każdy element ma różną długość. Proszę spójrz na przykład poniżej:
int[][] irregularArray = new int[3][];
irregularArray[0] = new int[3];
irregularArray[1] = new int[5];
irregularArray[2] = new int[2];
W tym przykładzie każda z zagnieżdżonych tablic ma różną długość.
Metody o zmiennej liczbie argumentów (ang. varargs)
Znasz już metodę main, domyślnie przyjmuje ona tablicę łańcuchów znaków. Równie dobrze tę metodę możemy zapisać jako:
public static void main(String ... args);
Inny przykład metody z wieloma argumentami to metoda sumująca wszystkie przekazane liczby:
int sum(int ... numbers);
Magiczny wielokropek to coś w rodzaju wzbogacenia składni (ang. syntactic sugar). Nasza metoda z przykładu może przyjąć dowolną liczbę argumentów typu int (ang. varargs). W szczególności może też nie przyjąć żadnego.
sum();
sum(1, 2, 3);
Metody mogą przyjmować wiele argumentów. Jednak argument z wielokropkiem może być tylko jeden i musi występować jako ostatni.
Jak wspomniałem wielokropek to wzbogacenie składni. W związku z tym obie metody w skompilowanej klasie są tożsame:
int sum(int ... numbers);
int sum(int[] numbers);
Materiały dodatkowe
Jeśli chcesz przeczytać o tablicach w innym miejscu zachęcam do rzucenia okiem na linki poniżej:
Zadania
- Napisz metodę pobierającą dwuelementową tablicę liczb i zwracający ich sumę.
- Napisz program pobierający trójelementową tablicę liczb i zwracający największą liczbę.
- Jak przechowałbyś stan sudoku? Napisz program, który stworzy instancje tablicy służących do przechowywania sudoku i uzupełnij ją przykładową planszą.
- Jak przechowałbyś stan gry w szachy? Napisz program, który stworzy instancje tablic służące do przechowywania stanu gry w szachy. Potrafiłbyś zachować w nim ostatni stan partii Kasparowa z Deep Blue?
Zachęcam Cię, do samodzielnego rozwiązania zadań, jeśli jednak miałbyś jakikolwiek problem możesz rzucić okiem na przykładowe rozwiązania. Pamiętaj, że rozwiązując zadania samodzielnie nauczysz się najwięcej.
Podsumowanie
Bardzo się cieszę, że przeczytałeś artykuł aż do końca. Jeśli masz jakiekolwiek uwagi proszę podziel się nimi w komentarzach. Byłbym także bardzo wdzięczny gdybyś przekazał swoim znajomym informację o blogu – jak zawsze zależy mi na dotarciu do jak największej grupy ludzi, którzy chcą uczyć się programować.
Jak zwykle informacje o artykule prezentuję na stronie na Facebooku. Polub ją, a będziesz otrzymywał informacje o nowych artykułach.
-
Znów uproszczenie, jak poznamy dziedziczenie dowiesz się trochę więcej na ten temat. ↩
-
Są to 3 podstawowe typy kolekcji w języku Java. Przeczytasz o nich w jednym z kolejnych artykułów. ↩
-
O stałych przeczytasz w innym artykule. ↩
-
W uproszczeniu zasada mówi o nie powtarzaniu tego samego kodu wielokrotnie, przeczytasz o tym w jednym z kolejnych artykułów. Poprę to lepszym przykładem niż ten w tym artykule. ↩
Pobierz opracowania zadań z rozmów kwalifikacyjnych
Przygotowałem rozwiązania kilku zadań algorytmicznych z rozmów kwalifikacyjnych. Rozkładam je na czynniki pierwsze i pokazuję różne sposoby ich rozwiązania. Dołącz do grupy ponad 6147 Samouków, którzy jako pierwsi dowiadują się o nowych treściach na blogu, a prześlę je na Twój e-mail.
Zostaw komentarz