🧩 Estruturas de Dados e Algoritmos em Java

Projeto acadêmico desenvolvido para a disciplina de Laboratório II na Unisinos – Universidade do Vale do Rio dos Sinos (2025/1).

Sistema em Java com 4 etapas progressivas cobrindo algoritmos de busca, ordenação, estruturas de dados estáticas e encadeadas.

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📋 Visão Geral

Disciplina: Laboratório I
Linguagem: Java
Paradigma: Programação Orientada a Objetos + Estruturas de Dados

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📁 Estrutura do Projeto

src/
├── Etapa1/
│   ├── Labirinto.java          ← Resolução de labirinto por backtracking recursivo
│   ├── PrincipalLabirinto.java ← Main da Etapa 1
│   └── labirinto.txt           ← Arquivo de entrada do labirinto
│
├── Etapa2/
│   ├── Candidato.java          ← Classe com nome, partido e intenções de voto
│   ├── OrdenarCandidatos.java  ← Insertion sort estável + pesquisa binária
│   ├── PrincipalCandidatos.java← Main da Etapa 2
│   ├── nomes.txt               ← Nomes para geração aleatória
│   └── partidos.txt            ← Partidos para geração aleatória
│
├── Etapa3/
│   ├── List.java               ← Interface de lista
│   ├── Stack.java              ← Interface de pilha
│   ├── StaticList.java         ← Lista estática genérica com contagem recursiva
│   ├── StaticStack.java        ← Pilha estática genérica
│   ├── Etapa3.java             ← Verificação de parênteses com pilha
│   ├── OverflowException.java  ← Exceção de capacidade excedida
│   ├── UnderflowException.java ← Exceção de estrutura vazia
│   └── PrincipalEtapa3.java   ← Main da Etapa 3
│
└── Etapa4/
    ├── Queue.java              ← Interface de fila
    ├── Stack.java              ← Interface de pilha
    ├── Node.java               ← Nó genérico para estruturas encadeadas
    ├── LinkedStack.java        ← Pilha encadeada genérica
    ├── LinkedQueue.java        ← Fila encadeada genérica
    ├── OverflowException.java  ← Exceção de capacidade excedida
    ├── UnderflowException.java ← Exceção de estrutura vazia
    └── PrincipalEtapa4.java   ← Main da Etapa 4

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🔄 Etapas do Projeto

Etapa 1 – Labirinto (Backtracking Recursivo)

Resolução de labirinto lido de arquivo .txt usando algoritmo de backtracking recursivo.

• Lê o labirinto de labirinto.txt como matriz de chars
• Percorre recursivamente tentando todas as direções (baixo, cima, direita, esquerda)
• Marca o caminho solução com # e desfaz marcações em becos sem saída
• Exibe o labirinto antes e depois da resolução

 XXXXXX  XXXXXX
  X XX XXXXXX X
X  X XXX   XXXX
  XX X XXX XXXX
X     XX XXXX X
XX  XXX XXXX XX
XX     DXXXXXXX

Conceitos: Recursão, backtracking, leitura de arquivo, matriz de chars

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Etapa 2 – Ordenação e Pesquisa de Candidatos

Sistema de candidatos eleitorais com ordenação estável e pesquisa binária.

• Array de tamanho aleatório (1–100) com candidatos gerados aleatoriamente
• Insertion Sort estável por nome, partido e votos (decrescente)
• Pesquisa binária por nome no array ordenado — retorna primeira ocorrência

Nome            Part.   Votos
Alexandre       PSB       989
Amanda          PL        576
Beatriz         PSB       972
...
[OK] Candidato encontrado na posição 5: Amanda    PSB    867

Conceitos: Insertion sort, estabilidade de algoritmos, pesquisa binária, generics

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Etapa 3 – Estruturas Estáticas (Lista e Pilha)

Implementação de lista e pilha estáticas genéricas com interfaces.

• List<E> — interface com insert, remove, get, search
• StaticList<E> — lista estática com contagem recursiva de elementos
• Stack<E> — interface de pilha com push, pop, top
• StaticStack<E> — pilha estática com overflow/underflow
• Etapa3.checkBrackets() — verifica se parênteses estão balanceados usando pilha

Conceitos: Interfaces, generics, recursão, pilha estática, tratamento de exceções

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Etapa 4 – Estruturas Encadeadas (Pilha e Fila)

Implementação de pilha e fila encadeadas genéricas com nó.

• Node<E> — nó genérico com element e next
• LinkedStack<E> — pilha encadeada sem limite de capacidade
• LinkedQueue<E> — fila encadeada com front, back, enqueue e dequeue
• Estruturas nunca ficam cheias — crescem dinamicamente

Conceitos: Listas encadeadas, nós, pilha/fila dinâmica, generics

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💡 Conceitos Aplicados

• Recursão — backtracking (labirinto) e contagem recursiva (lista)
• Algoritmos de ordenação — Insertion Sort estável
• Pesquisa binária — busca eficiente O(log n)
• Estruturas de dados — lista, pilha e fila (estáticas e encadeadas)
• Interfaces e generics — List<E>, Stack<E>, Queue<E>
• Tratamento de exceções — OverflowException, UnderflowException
• Leitura de arquivos — BufferedReader, FileReader

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▶️ Como Executar

# Compilar
javac -d out src/Etapa1/*.java
javac -d out src/Etapa2/*.java
javac -d out src/Etapa3/*.java
javac -d out src/Etapa4/*.java

# Executar cada etapa
java -cp out Etapa1.PrincipalLabirinto src/Etapa1/labirinto.txt
java -cp out Etapa2.PrincipalCandidatos
java -cp out Etapa3.PrincipalEtapa3
java -cp out Etapa4.PrincipalEtapa4

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🎓 Contexto

Projeto desenvolvido como Laboratório I no curso de Tecnólogo em Análise e Desenvolvimento de Sistemas na Unisinos, semestre 2025/1.

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Julio Cesar da Silva Filho | LinkedIn