Estructuras

Programación

Estructuras en Java

Las estructuras en Java se definen como clases.

La estructura permite almacenar datos de diferentes tipos en una sola entidad.

Es conveniente definir constructores para las estructuras, esto permite tener siempre datos bien definidos.

Se acostumbra definir métodos get y set para accesar a los miembros dato.

Una estructura para fechas

class Fecha{public int dia,mes,anyo;public Fecha(){

dia = 1; mes = 1; anyo = 2000;}public Fecha(int d, int m, int a){

dia = d;mes = m;anyo = a;

}public String toString(){

return ""+dia+" de "+mes+" de "+anyo;}

}

Constructor sin parámetros

Constructor con parámetros

Miembros dato

Convierte fecha a cadena

Ejemplo de fechas

public class TestEstructuras{ static public void main(String []args){ Fecha hoy,otroDia; hoy = new Fecha(13,11,2005);//crea una fecha (13 de nov 2005) otroDia = new Fecha();//crea otra fecha (1 de enero 2000) System.out.println("Hoy es:"+hoy.toString()); System.out.println("El primer dia fue:"+otroDia.toString()); }}

La clase Empleado

class Empleado{ public String nombre; public String direccion; public String telefono; public Fecha diaNacimiento,ingreso; public float salario; public Empleado(String nom,String dir,String tel,Fecha dn,Fecha ingr,float s){ nombre = nom; direccion = dir; telefono = tel; diaNacimiento = dn; ingreso = ingr; salario = s; }}

nombre direccion telefono

diaNacimiento ingreso salariodia mes anyo dia mes anyo

NombreDirecciónTeléfonoDía de nacimientoCarreraSexo (utilice un booleano)Lugar de nacimientoEstado civil

Ejemplo de empleadopublic class TestEstructuras{ static public void main(String []args){ Empleado e = new Empleado("Juan Perez", "Calle Olmo #23","555-33-22", new Fecha(5,4,1994),new Fecha(12,9,2004),30000); System.out.println("Nombre:"+e.nombre); System.out.println("Direccion:"+e.direccion); System.out.println("Telefono:"+e.telefono); System.out.println("Nació el "+ e.diaNacimiento.toString()); System.out.println("Ingresó el "+e.ingreso.toString()); System.out.println("Salario:"+e.salario); }}

Nombre:Juan PerezDireccion:Calle Olmo #23Telefono:555-33-22Nació el 5 de 4 de 1994Ingresó el 12 de 9 de 2004Salario:30000.0

Salida

Números racionalesUn número racional es aquel que puede expresarse como el cociente de dos enteros.

Ejemplos: 1/2, 34/17, -5/4, 8 (8/1)

public class Racional{private int num, den;

}

.

.

Racional r1, r2;

Constructor de racionales

public Racional(int a,int b){ num = a; den = b;}

Ejemplo

Racional r1, r2;

r1 = new Racional(5,7); // r1 = 5/7

r2 = new Racional(3,8); // r2 = 3/8

Igualdad de racionales

Dos racionales son iguales si representan el mismo número real.

Ejemplo: 3/8 = 6/16, 5/15 = 1/3

Para comparar dos racionales hay que expresarlos en su forma reducida, es decir, de forma que el numerador y el denominador sean primos entre sí.

Para esto divida el numerador y el denominador entre su m.c.d.

Reducción de un racionalprivate void simplifica(){ int a,b,res; if(num>den){ a = num; b = den; } else{ a = den; b = num; } while(b != 0){ res = a%b; a = b; b = res; } num = num/a; den = den/a;}

Reducción de un racional mediante el algoritmo de Euclides.

Comparación de racionales

public static boolean igual(Racional a,Racional b){ a.simplifica(); b.simplifica(); return (a.num == b.num && a.den == b.den);}

Implementación de la comparación como método de clase.

Correcto Incorrecto

Racional a,b; Racional a,b,c;a = new Racional(3,4); a = new Racional(3,4);b = new Racional(5,6); b = new Racional(5,6);if(Racional.igual(a,b)) if(a.igual(b)) son iguales son igualeselse else NO son iguales NO son iguales

Indica que el método es de clase

Operaciones con racionalesSuma

bdbcad

dc

ba 65

43135

65131136

51

Restabdbcad

dc

ba 65

17135

65131136

51

Multiplicaciónbdac

dc

ba 65

613561

136

51

Divisiónbcad

dc

ba 13

3013165

136

51

Implementación de la suma

public static Racional suma(Racional a,Racional b){ int n,d; n = a.num*b.den+b.num*a.den; d = a.den*b.den; Racional c = new Racional(n,d); c.simplifica(); return c;}

Implementación de la suma como método de clase.

Correcto Incorrecto

Racional a,b,c; Racional a,b,c;a = new Racional(3,4); a = new Racional(3,4);b = new Racional(5,6); b = new Racional(5,6);c = Racional.suma(a,b); c = a.suma(b);

Indica que el método es de clase

Ejemplo de evaluaciónSe desea calcular el valor de la siguiente expresión con racionales:

6

13

7

3

4

15

6

2

5

15

7

Racional a,b,c,d,e;a = Racional.multiplica(new Racional(5,2),new Racional(6,5));// a = (5/2)x(6/5)b = Racional.resta(new Racional(1,4),new Racional(3,7));// b = (1/4)-(3/7)c = Racional.divide(a,b); // c = a/bd = Racional.resta(new Racional(7,15),c); // d = 7/5 - ce = Racional.suma(d,new Racional(13,6)); // e = d + 13/6Syatem.out.println(e.toString())

5/2x 6/5= 3/11/4- 3/7= -5/28(3/1)/ -5/28= -84/57/15- -84/5= 259/15259/15+ 13/6= 583/30

Resumen

El acceso a miembros de una clase se logra empleando el operador punto (.).

Las clases permiten al programador modelar objetos con atributos (datos) y comportamiento (métodos), se definen mediante la palabra class.

El cuerpo de la definición de clases se encierra en llaves ({}).

Cualquier variable de ejemplar (instancia) o método declarado public en una clase esta visible para cualquier método con acceso a un objeto de la clase.

Cualquier variable de ejemplar (instancia) o método declarado private solo esta solo esta visible para los demás miembros de la clase.

Un constructor es un método especial con el mismo nombre de la clase y que sirve para inicializar los miembros dato de un objeto de la clase. Los constructores se invocan cuando se ejemplarizan (crean) los objetos.

El conjunto de métodos public de una clase se conoce como la interfaz publica de la clase.

Resumen (continuación)Dentro del alcance de una clase, podemos hacer referencia a los miembros de la clase simplemente con sus nombres. Fuera del alcance de la clase, hacemos referencia a los miembros de la clase mediante una referencia a un objeto.

Los constructores pueden sobrecargarse. Se pueden definir varios constructores siempre y cuando no coincidan en el número y tipo de los parámetros.

Los constructores no pueden regresar ningún valor.

Las clases pueden estar compuestas por objetos de otras clases.

Los miembros dato privados se pueden acceder por métodos get y set. Los métodos get obtienen el valor de un dato y los métodos set lo modifican.

Si una clase tiene un método toString(), este se utiliza automáticamente cuando se mezcla un objeto de la clase en una expresión de cadena. Es decir

System.out.print(“”+c.toString()); System.out.print(“”+c);

Conjuntos (ejemplo)Un conjunto de enteros puede representarse utilizando un arreglo de enteros.

Si un elemento se encuentra en el conjunto, el elemento del arreglo con el índice igual al entero se hace 1.

Ejemplo: A = {3, 5, 7, 12, 14} B = {2, 3, 6, 7, 8, 12}

0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] a[10] a[11] a[12] a[13] a[14]

Representación de A

Representación de B 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] a[10] a[11] a[12] a[13] a[14]

A B = {3, 7, 12}

0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] a[10] a[11] a[12] a[13] a[14]

A B = {2, 3, 5, 6, 7, 8, 12, 14}

0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] a[10] a[11] a[12] a[13] a[14]

class ConjuntoEnteros{ private int a[]; public ConjuntoEnteros(){ a = new int[100]; for(int i=0; i<100 ; i++) a[i] = 0; } public void agregar(int n){ if(n>=0 && n<100) a[n] = 1; } public static ConjuntoEnteros union( ConjuntoEnteros c1,ConjuntoEnteros c2){ ConjuntoEnteros c = new ConjuntoEnteros(); for(int i=0; i<100 ; i++) if(c1.a[i]==1 || c2.a[i]==1) c.a[i] = 1; return c; }

Miembro dato privado

Constructor

Agrega un elemento

Calcula la uniónDe dos conjuntos(Método de clase)

public void imprime(){ int j = 0; System.out.print("{"); for(int i=0; i<a.length ; i++) if(a[i]==1){ System.out.print(" "+i); j++; if(j==50) System.out.println(""); } System.out.println("}"); }}

Uso de la clase ConjuntoEnteros

ConjuntoEnteros a = new ConjuntoEnteros();ConjuntoEnteros b = new ConjuntoEnteros();a.agregar(3);a.agregar(5);a.agregar(7);a.agregar(12);a.agregar(14);b.agregar(2);b.agregar(3);b.agregar(6);b.agregar(7);b.agregar(8);b.agregar(12);a.imprime();b.imprime();ConjuntoEnteros c = ConjuntoEnteros.union(a,b);c.imprime();

Crea 2 conjuntos vacíos

c = a b

A = {3, 5, 7, 12, 14}

B = {2, 3, 6, 7, 8, 12}

La clase ComplejoClass Complejo{ double re, im; public Complejo(){ re = 0; im =0; } public Complejo(double r){ re = r; im =0; } public Complejo(double r,double c){ re = r; im =c; }}

Ejemplos:Complejo a = new Complejo();// 0+0iComplejo b = new Complejo(5);//5+0iComplejo c = new Complejo(3,4);//3+4i

Suma de complejos

public static Complejo suma(Complejo a,Complejo b){ double c,d; c = a.re+b.re; d = a.im+b.im; Complejo t = new Complejo(c,d); return(t);}

(a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)i

Calcula la sumade dos complejos(Método de clase)

public static Complejo resta(Complejo a,Complejo b){double c,d;c = a.re-b.re;d = a.im-b.im;Complejo t = new Complejo(c,d);return(t);

}public static Complejo multiplica(Complejo a,Complejo b){

double c,d;c = a.re*b.re-a.im*b.im;d = a.im*b.re+a.re*b.im;Complejo t = new Complejo(c,d);return(t);

}public static Complejo divide(Complejo a,Complejo b){

double c,d,den;den = b.re*b.re+b.im*b.im;c = (a.re*b.re+a.im*b.im)/den;d = (a.re*b.im-a.im*b.re)/den;Complejo t = new Complejo(c,d);return(t);

}public String toString(){

return(""+re+" + i("+im+")");}

Otros métodos

22

2222 baai

baaiba

Actividad

1. Amplíe la clase Complejo para agregar un métodos para extraer la raíz cuadrada de un complejo con la fórmula.

22

2222 baai

baaiba

La clase Matriz

class Matriz{ double m[][]; public Matriz(int n){ m = new double[n][n]; cero(); } public Matriz(double m1[][]){ int n = m1.length; m = new double[n][n]; for(int i=0;i<n;i++) for(int j=0;j<n;j++) m[i][j] = m1[i][j]; }

Construye una matrizde nxn rellena de ceros

Construye una matriz

copiando un arreglo

Arreglo de

double

métodos

public void cero(){ for(int i=0;i<m.length;i++) for(int j=0;j<m.length;j++) m[i][j] = 0;}public void unidad(){ for(int i=0;i<m.length;i++) for(int j=0;j<m.length;j++) if(i==j) m[i][j] = 1; else m[i][j] = 0;}

static public Matriz suma(Matriz a,Matriz b){ Matriz m1 = new Matriz(a.m.length); for(int i=0;i<m1.m.length;i++) for(int j=0;j<m1.m.length;j++) m1.m[i][j] = a.m[i][j] + b.m[i][j]; return m1;}public void imprime(){ for(int i=0;i<m.length;i++){ for(int j=0;j<m.length;j++) System.out.print(" "+m[i][j]); System.out.println(""); } System.out.println("");}

Ejemplo de matrices

class TestMatriz{static public void main(String[] args){

double d[][] = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};Matriz a = new Matriz(d);Matriz b = new Matriz(d);Matriz c = Matriz.suma(a,b);a.imprime();b.imprime();c.imprime();

}}

La clase Fecha/*archivo Fecha.java, Deitel & Deitel*/public class Fecha{ private int mes; // 1-12 private int dia; // 1-31 private int anyo;//cualquiera //constructor: Confirma valor correcto para mes. //llama al método checaDia para checar el día. public Fecha(int m, int d, int a){ if(m>0 && m<=12)//valida el mes mes = m; else{ mes = 1; System.out.println("mes "+m+" no válido. Se usará 1."); } anyo = a; dia = checaDia(d); System.out.println( "Constructor de objeto Fecha para la fecha "+toString()); }

private int checaDia(int d){ int diaPorMes[] = {0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; if(d>0 && d<=diaPorMes[mes]) return d; if(mes == 2 && //Febrero: determinar si año bisiesto d == 29 && (anyo % 400 == 0 || (anyo % 4 == 0 && anyo % 100 != 0))) return d; System.out.println("Día "+d+" no válido. Usar dia 1."); return 1; //dejar objeto en estado consistente } public String toString(){ return dia+"/"+mes+"/"+anyo; }}

Ejemplo

import java.util.*;public class testFecha{ static public void main(String []args){ GregorianCalendar d = new GregorianCalendar(); Fecha hoy = new Fecha(d.get(Calendar.MONTH),

d.get(Calendar.DAY_OF_MONTH),d.get(Calendar.YEAR));

System.out.println(hoy.toString()); }}

Juego del gato

Para el gato se requiere un arreglo de 3x3, en donde cada elemento puede ser 0 (vacío), 1 (X) o 2 (O).

Un contador de jugadas para determinar a quien le toca (X o O).

class ClaseGato{int tablero[][];int numJugada;

...

}

Tablero

Contador de jugadas, si es par le toca a X, sino a O.

Inicio del juego

public ClaseGato(){ tablero = new int[3][3]; inicia();}public void inicia(){ int i,j; numJugada = 0; for(i=0; i<3 ; i++) for(j=0; j<3 ; j++) tablero[i][j] = BLANCO;//tablero vacío}

Procesar una jugada

public void jugada(int r, int c){ if(tablero[r][c]==BLANCO){ numJugada++; if(numJugada%2==0) tablero[r][c]=X; else tablero[r][c]=O; }}

Renglón de la jugada Columna de la jugada

Constantes con valores adecuados

Dibujo del tablero

w1w2

g.fillRect(20+(w1+w2)*j,

20+(w1+w2)*i,w1,w1);

j = columna

i = renglón

g.fillRect(20,20,3*w1+2*w2,3*w1+2*w2);

Detección de renglón y columna

public int renglonColumna(int y){ if(y>=20 && y<=20+w1) return 0; else if(y>=20+w1+w2 && y<=20+2*w1+w2) return 1; else if(y>=20+2*w1+2*w2 && y<=20+3*w1+2*w2) return 2; else return -1;}

Este método regresa el número de renglón que corresponde a una coordenada y. Si cae fuera del tablero regresa -1. La detección de columna es igual que la de renglón así que definimos una sola función.

Applet para el gato

import java.applet.*;import java.awt.*;public class Gato extends Applet{ ClaseGato gato; Button b; public void init(){ gato = new ClaseGato(); b = new Button("Iniciar"); setLayout(null); b.setBounds(200,10,100,25); add(b); } public void paint(Graphics g){ gato.dibuja(g); }

Lectura del mouse

public boolean mouseDown(Event e, int x, int y){ int r = gato.renglonColumna(y); int c = gato.renglonColumna(x); if(r>=0 && c>=0){ showStatus("renglon "+r+" columna "+c); gato.jugada(r,c); repaint(); } else showStatus("Fuera"); return true;}

Renglón y columna de la jugada

Ejecuta jugada

Procesamiento del botón

public boolean action(Event e, Object o){ if(e.target == b){ gato.inicia(); repaint(); } return true;}