DEUG MIAS Option Info Introduction JAVA

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DEUG MIAS Option Info Introduction à JAVA

• Olivier Sigaud
• LIP6/AnimatLab
• olivier.sigaud_at_lip6.fr
• 01.44.27.88.53

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Plan du cours 8

• Exceptions
• Nature
• Emission / Capture dune exception
• Comment faire vos exceptions ?
• Des conteneurs les Collections
• Vector
• Set, Map, List
• Tri dans les collections

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Les Exceptions
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Prévoir les erreurs d'utilisation

• Certains cas d'erreurs peuvent être prévus à
  l'avance par le programmeur. Deux exemples
  typiques
• Service de couche basse (I/O fichiers)
• Saisie de données par lutilisateur
• Le programmeur a trois options
• Planter le programme à lendroit où lerreur
  est détectée
• Manifester explicitement le problème à la couche
  supérieure
• Tenter une correction

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Les exceptions

• Exception situation particulière imposant une
  rupture dans le cours dun programme erreur,
  impossibilité
• En JAVA, un objet Exception est une bulle
  logicielle produite dans cette situation qui va
  remonter la pile dexécution pour trouver une
  zone de code apte à la traiter
• Si cette zone nexiste pas, le programme sarrête
  en affichant la pile dexécution.
• Sinon, la zone de code sert à pallier au problème
  (poursuite éventuelle, ou sortie commentée)

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Nature des exceptions

• En Java, les exceptions sont des objets ayant 3
  caractéristiques
• Un type
• Une chaîne de caractères (option) pour plus de
  précision.
• Un  instantané  de la pile dexécution au
  moment de la création.
• Les exceptions construites par l'utilisateur
  étendent la classe Exception
• RunTimeException, Error sont des exceptions et
  erreurs standards gérées par Java (non
   checkées )

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Arbre des exceptions
Throwable String (message d'erreur)
Error
Exception
OutOfMemoryError
RunTimeException
NullPointerException ClassCastException ...
VosExceptions...
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Emission d'une exception

• L'exception elle-même est levée par l'instruction
  throw suivi de la création d'un objet du type de
  l'exception
• Une méthode susceptible de lever une exception
  est identifiée par le mot-clé throws suivi du
  type de l'exception Exemple
• public void ouvrirFichier(String name) throws
  FichierSansNomException
• if (namenull) throw new FichierSansNomExceptio
  n()
• else
• ...

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Capture d'une exception

• Try et catch servent à capturer l'exception dans
  la méthode appelante (attraper la bulle)
• Exemple
• public void lireFichier(String name)
• try ouvrirFichier(name)
• catch(FichierSansNomException e)
• e.printStackTrace()
• System.exit(-1)

Si une erreur se produit ici.
Je la récupère là.
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Comment faire vos exceptions ?

• Rappel Faites les hériter de la classe
  Exception et non pas de RunTimeException.
• Sinon, les utilisateurs de votre code ne
  prévoiront pas le traitement des erreurs (pas
  derreur à la compilation...)
• Cest une erreur de conception (Génie Logiciel)

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Créer une exception exemple

• Dans un fichier MonException.java
• class MonException extends Exception
• On peut difficilement faire plus simple !!!

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Exercice Vecteur et exception

• Dans la classe Vecteur développée lors des cours
  précédents, ajouter une méthode Object get(int
  index) dont le comportement est le suivant
• Si l'index est à l'extérieur des bornes définies
  pour la taille du vecteur, la méthode lève
  l'exception NoSuchElementException
• Sinon, elle renvoie l'objet stocké à la position
  spécifiée par l'index

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Solution création de l'exception

• class NoSuchElementException extends Exception

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Solution suite

• /
• Renvoie le index_ième objet du vecteur
• _at_param index numéro de lObject cherché
• _at_return lObject trouvé ou null
• /
• public Object get(int index) throws
  NoSuchElementException
• if ((indexlt0) (indexgtsize)) throw new
  NoSuchElementException()
• else
• return dataindex

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Exercice (suite)

• Dans la classe Vecteur développée lors des cours
  précédents, ajouter une méthode boolean add(int
  index, Object o) dont le comportement est le
  suivant
• Si l'index est à l'extérieur des bornes définies
  pour la taille du vecteur, la méthode lève
  l'exception NoSuchElementException
• S'il y a déjà un objet à l'index spécifié, la
  méthode ne fait rien et renvoie false
• Sinon, elle y place l'objet et renvoie true

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Solution méthode add()

• class Vecteur
• int size
• Object data
• public boolean add(int index, Object o) throws
  NoSuchElementException
• if ((indexlt0) (indexgtsize)) throw new
  NoSuchElementException()
• if (dataindex!null) return false
• else
• dataindexo
• return true

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Exercice (suite)

• Dans une classe Main, écrivez une méthode main()
  qui
• récupère un entier passé en argument au programme
  et le stocke dans la variable "index",
• crée un Vecteur doté de 10 cases, supposées
  vides,
• crée une Voiture de longueur 3.10m stockée dans
  une variable v1
• tente de stocker v1 dans la case numéro index,
• Si la méthode add() réussit, récupère l'objet
  dans une variable v2 de type Voiture.

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Solution classe Main

• class Main
• public static void main(String args)
• Vecteur v new Vecteur(10)
• int index args0.intValue()
• try
• Voiture v1 new Voiture(2.89)
• if (v.add(index,v1))
• Voiture v2 (Voiture) v.get(index)
• catch(NoSuchElementException e)
• System.out.println( lindex est erroné )

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La classe Vector
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Quid ?

• Fournit un tableau dobjets (de la classe Object)
  dont la taille peut évoluer dynamiquement
• Se crée avec une taille par défaut ou une taille
  imposée
• Alloue davantage de mémoire quand il se remplit à
  coups de addElement()
• Note a été considérablement étendu pour être
  compatible avec les collections (Iterator,
  Collection)

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Les Attributs

• capacityIncrement
• elementCount
• elementData

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Les Constructeurs

• Vector()
• Vector(Collection c)
• Vector(int initialCapacity)
• Vector(int initialCapacity, int
  capacityIncrement)

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Les Ajouts

• add(int index, Object element)
• set(int index, Object element)
• add(Object element)
• addAll(int index, Collection c)
• addAll(Collection c)
• addElement(Object element)
• insertElementAt(Object element, int index)
• setElementAt(Object element, int index)

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Les suppressions

• remove(Object element)
• removeElement(Object element)
• removeAll(int index, Collection c)
• removeAllElements()
• remove(int initialCapacity)
• removeElementAt(int index)
• removeRange(int fromIndex, int toIndex)

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Les accès

• int size ()
• int capacity()
• boolean isEmpty()
• Object elementAt(int index)
• Object get(int index)
• Object firstElement()
• Object lastElement()
• Enumeration elements()
• int indexOf(Object element)
• int indexOf(Object element, int index)
• int lastIndexOf(Object element)

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Divers

• clear()
• Object clone()
• boolean isEmpty()
• boolean contains(Object element)
• boolean containsAll(Collection c)
• boolean retainAll(Collection c)
• List subList(int fromIndex, int toIndex)
• Object toArray()
• String toString()

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Les Collections
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Les Collections

• Formellement une collection est un ensemble
• 2 types Set (ensemble) et Map (couples
  clef-valeur)
• Exemples de Set
• Lettres de lalphabet, mots réservés de Java,
• Exemples de Map
• Adresse IP ? nom DNS,
• clef -gt enregistrement dans base de données,
• dictionnaire mots -gt signification
• Intérêt
• Encapsulent à la fois les structures ET les
  algorithmes qui les manipulent...

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Fourni par Java

• Offert (1)
• Hiérarchie dinterfaces avec toutes les méthodes
  possibles.
• Offert (2)
• Implémentations performantes...

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Hiérarchie des Interfaces
Collection
duplications autorisées
Set
List
Map
duplications interdites
duplications autorisées Index de position
SortedMap
SortedSet
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Les implémentations
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Interface Collection

• Opérations de base
• ajout boolean add(Object element)
• retrait boolean remove(Object element)
• un retrait ne retire quun élément
• Requêtes
• int size()
• boolean isEmpty()
• boolean contains(Object element)
• Iterator iterator() pour parcourir la collection

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Iterator

• Méthodes
• boolean hasNext()
• Object next()
• void remove() (enlève le dernier élément next())
• Exemple
• Collection collection new ArrayList()
• Iterator iterator collection.iterator()
• while(iterator.hasNext())
• Object element iterator.next()
• if(removalCheck(element))
• iterator.remove()

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Autres opérations

• boolean containsAll(Collection collection)
• Optionnelles
• boolean addAll(Collection collection)
• void clear()
• void removeAll(Collection collection)
• void retainAll(Collection collection)
• Tout nétant pas implémenté
• UnsupportedOperationException
• Cest une RuntimeException et pas une Exception

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Interface Set

• Etend Collection mais duplications interdites
• (les implémentations concrètes utilisent la
  méthode equals())
• Sous interface de Set
• SortedSet maintient un ordre dans ses éléments
• 2 implémentations concrètes
• HashSet ensemble simple
• TreeSet Collection ordonnée qui implémente
  SortedSet

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Exemple.
import java.util. public class ExempleSet
public static void main(String args) Set set
new HashSet() set.add("Bernard")
set.add("Elisabeth") set.add("Gilles")
set.add("Elisabeth") set.add("Zebulon")
set.add("Clara") System.out.println(set) //
Bernard, Zebulon, Clara, Elisabeth,
Gilles Set sortedSet new TreeSet(set) System
.out.println(sortedSet) // Bernard,
Clara, Elisabeth, Gilles, Zebulon
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Interface List

• collection ordonnée, duplications autorisées,
  opérations dindexation
• Ajouts/retraits
• Insertion délément ou de collection,
  consultation délément, retrait délément,
  remplacement délément
• Indexation
• Recherche délément avec retour dindex si
  trouvé
• Sous listes
• List sublist(int fromInInclus, int toInExclus)
• Les modifications des sous-listes (add, remove,
  set) ont un effet sur la liste dorigine.

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ListeIterator

• Nouveau type qui étend Iterator avec parcours
  bidirectionnel
• Exemple
• List list
• ListIterator iterator list.listIterator(list.siz
  e())
• while(iterator.hasPrevious())
• Object element iterator.previous()
• // traitement de element...

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Deux implémentations de List

• ArrayList
• Optimale pour gestion accès aléatoire, sans
  ajout/retrait ailleurs quà la fin.
• LinkedList
• Pour ajouts/retraits fréquents en milieu de
  liste, accès séquentiels...
• Six méthodes supplémentaires de gestion des
  extrémités
• addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(),
• removeFirst(), removeLast()

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Exemple de file dattente
LinkedList queue ... queue.addFirst(element) O
bject object queue.removeLast()
Exemple de pile FIFO
LinkedList stack ... stack.addFirst(element) O
bject object stack.removeFirst()
Vector et Stack sont des implémentations
historiques de List
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Usage de List
import java.util. public class ExempleList
public static void main(String args) List
list new ArrayList() list.add("Bernard")
list.add("Elisabeth") list.add("Gilles")
list.add("Elisabeth") list.add("Zebulon")
list.add("Clara") System.out.println(list)
// ---gt Bernard, Elisabeth, Gilles, Elisabeth,
Zebulon, Clara System.out.println("2 "
list.get(2)) // ---gt 2 Gilles System.out.printl
n("0 " list.get(0)) // ---gt 0 Bernard ...
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Usage de LinkedList
LinkedList queue new LinkedList() queue.addFirs
t("Bernard") queue.addFirst("Elisabeth") queue.a
ddFirst("Gilles") queue.addFirst("Elisabeth") qu
eue.addFirst("Zebulon") queue.addFirst("Clara")
System.out.println(queue) // ---gt Clara,
Zebulon, Elisabeth, Gilles, Elisabeth,
Bernard queue.removeLast() queue.removeLast() S
ystem.out.println(queue) // ---gt Clara,
Zebulon, Elisabeth, Gilles
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Interface Map

• Ensemble de relations clef - valeur, clef
  unique
• Opérations daltérations
• Object put(Object key, Object value)
• Object remove(Object key)
• void putAll(Map mapping)
• void clear()
• Requêtes
• Object get(Object key)
• boolean containsKey(Object key)
• boolean containsValue(Object value)
• boolean isEmpty()
• int size()

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Opérations de Map

• Conversion de groupes de clefs ou de valeurs sous
  forme de Collections
• public Set keySet() les clefs étant uniques, on
  obtient un Set en retour
• public Collection values() les valeurs pouvant
  être répétées, on obtient une Collection en
  retour
• public Set entrySet() retourne un Set
  déléments qui implémentent linterface
• Map.entry un objet  Couple 

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Deux implémentations de Map

• HashMap
• Optimale pour insérer/retirer et tester la
  présence déléments
• TreeMap
• Parcours des couples clef-valeur suivant un
  certain ordre
• Il est plus rapide de tout entrer dans une
  HashMap et de convertir en TreeMap

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Le tri dans les collections
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Le tri (1)

• Implantation du tri au cur du JDK 1.2
• Ex String et Integer implémentent linterface
  java.lang.Comparable
• Permet de décrire un ordre  naturel 
• Lors dun tri, appel de ...
• public int compareTo(Object element)
• lt 0 si this avant element
• gt 0 si this après element
• 0 si même position

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Le tri (2)

• Classe non prévue pour être Comparable ?
• Utilisation dun objet  tiers  qui prend en
  charge la comparaison entre deux objets
• Cet objet tiers doit implémenter
  java.util.Comparator
• public int compare(Object o1, Object o2)
• Même signification que compareTo(), méthode de
  java.lang.Comparable

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Exemple (1)
public class GuideMichelin implements
Comparator public int compare(Object rest1,
Object rest2) double qual1 (Restaurant)rest1.e
valuation() double qual2 (Restaurant)rest2.eva
luation() return (int) (qual1 - qual2)
class Restaurant public Restaurant(String
s) public double evaluation() double
qualite return qualite
cast
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Exemple (2)
class Main public static void main(String
args) List listeRestos new
ArrayList() listeRestos.add(new
Restaurant( Tour dArgent )) listeRestos.add(n
ew Restaurant( Maxims )) listeRestos.add(new
Restaurant( Chez Mimile )) GuideMichelin
guide new GuideMichelin() Collections.sort(lis
teRestos, guide)
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Exercices

• Ecrire un programme qui remplit un ArrayList avec
  10 nombres entiers aléatoires entre 0 et 100, les
  trie puis les affiche dans l'ordre croissant
• Ecrire un programme qui associe dix 10 nombres
  entiers aléatoires entre 0 et 100 à dix chaînes
  de caractères de "a" à "j" dans un TreeMap, trie
  les couples selon les nombres, puis affiche les
  chaînes dans l'ordre croissant des nombres

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Une overdose de Java ?