Tableaux

Un professeur veut calculer la moyenne de sa classe, puis afficher les notes supérieures à cette moyenne. Avec cinq élèves, on pourrait déclarer cinq variables n0, n1, …, n4. Avec trente élèves, ou un nombre d'élèves connu seulement à l'exécution, c'est impossible. Il faut une variable capable de contenir plusieurs valeurs, que l'on désigne par leur numéro : un tableau.

/** Chapitre 5 — un tableau de notes : moyenne et notes au-dessus de la moyenne. */
public class Notes {
    public static void main(String[] args) {
        double[] notes = {12.5, 8.0, 15.0, 17.5, 9.5};
        double somme = 0;
        for (int i = 0; i < notes.length; i++) {
            somme = somme + notes[i];
        }
        double moyenne = somme / notes.length;
        System.out.println("Moyenne : " + moyenne);
        System.out.print("Au-dessus de la moyenne :");
        for (int i = 0; i < notes.length; i++) {
            if (notes[i] > moyenne) {
                System.out.print(" " + notes[i] + " (élève " + i + ")");
            }
        }
        System.out.println();
    }
}

Moyenne : 12.5
Au-dessus de la moyenne : 15.0 (élève 2) 17.5 (élève 3)

Le programme fonctionne tel quel pour trente notes, ou pour mille : seule la première ligne change. Les tableaux sont la première structure de données de ce livre ; on les retrouvera dans presque tous les programmes.

5.1 Créer et utiliser un tableau

5.1.1 Déclaration, création, accès

Le type « tableau d'entiers » s'écrit int[]. Il y a deux façons de créer un tableau :

• par énumération de ses valeurs, au moment de la déclaration : double[] notes = {12.5, 8.0, 15.0}; ;
• par l'opérateur new, en donnant sa longueur : int[] carres = new int[6];. La longueur peut être une expression calculée à l'exécution : new int[n].

/** Chapitre 5 — créer un tableau ; valeurs par défaut. */
public class Creation {
    public static void main(String[] args) {
        int[] carres = new int[6];               // 6 cases, toutes à 0
        for (int i = 0; i < carres.length; i++) {
            carres[i] = i * i;
        }
        System.out.println(carres[0] + " " + carres[1] + " " + carres[5]);

        double[] d = new double[2];
        boolean[] b = new boolean[2];
        char[] c = new char[2];
        String[] s = new String[2];
        System.out.println(d[0] + " " + b[0] + " " + (int) c[0] + " " + s[0]);
    }
}

0 1 25
0.0 false 0 null

La longueur d'un tableau est fixée une fois pour toutes : on ne peut ni ajouter ni retirer de case. Pour « agrandir » un tableau, il faut en créer un plus grand et y recopier les valeurs (section 5.3). Les listes du chapitre 12 lèveront cette limitation.

5.1.2 Les indices vont de 0 à length - 1

C'est la source d'erreur la plus fréquente sur les tableaux. Dans un tableau de longueur $3$, les indices valides sont $0$, $1$ et $2$ ; l'indice $3$ n'existe pas.

/** Chapitre 5 — accès en dehors des indices valides. */
public class HorsBornes {
    public static void main(String[] args) {
        int[] t = {10, 20, 30};
        for (int i = 0; i <= t.length; i++) {   // <= : une case de trop
            System.out.println(t[i]);
        }
    }
}

10
20
30
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 3 out of bounds for length 3
    at HorsBornes.main(HorsBornes.java:6)

Le programme compile : le compilateur ne connaît pas les valeurs des indices. C'est à l'exécution que Java vérifie chaque accès, et arrête le programme sur une exception dès qu'un indice sort de l'intervalle. Le message est précis : l'indice fautif ($3$), la longueur du tableau ($3$), et la ligne du programme ($6$).

5.1.3 Le parcours for-each

Quand on veut seulement lire toutes les cases, dans l'ordre, sans avoir besoin de leur indice, Java propose une boucle plus courte.

/** Chapitre 5 — la boucle for-each. */
public class PourChaque {
    public static void main(String[] args) {
        String[] jours = {"lundi", "mardi", "mercredi"};
        for (String j : jours) {
            System.out.println(j.toUpperCase());
        }
        int[] t = {3, 1, 4, 1, 5};
        int max = t[0];
        for (int x : t) {
            if (x > max) max = x;
        }
        System.out.println("max = " + max);
    }
}

LUNDI
MARDI
MERCREDI
max = 5

On lit for (int x : t) « pour chaque x de t ». À chaque tour, x reçoit une copie de la case suivante.

5.2 Un tableau est une référence

5.2.1 Pile et tas

Les variables de type int ou double contiennent directement leur valeur. Une variable de type tableau, elle, ne contient pas les cases : elle contient une référence, c'est-à-dire l'adresse en mémoire où se trouve le tableau.

Une conséquence importante : l'affectation b = a recopie la référence, pas le tableau. Les deux variables désignent alors le même tableau.