Forelæsning Uge 5 – Mandag

Præsentationer af emnet: "Forelæsning Uge 5 – Mandag"— Præsentationens transcript:

1 Forelæsning Uge 5 – Mandag
Algoritmeskabeloner findOne, findAll, findNoOf, findSumOf (sidste mandag) findBest Sortering ved hjælp af klassen Collections og interfacet Comparable BlueJ’s Debugger Nyttig til at inspicere kørende Java kode Resten af dIntProg kurset

2 ● Algoritmeskabeloner
Lidt repetition fra i mandags Alle eksamenssæt indeholder opgaver, som kan løses ved hjælp af algoritmeskabeloner Finder ét element med den angivne egenskab public TYPE findOne( PARAM ) { for ( TYPE elem : LISTE ) { if ( TEST(elem,PARAM) ) { return elem; } return null; Finder alle elementer med den angivne egenskab, og returnerer dem i en arrayliste Når vi finder et element returneres det (og algoritmen standser) public ArrayList<TYPE> findAll( PARAM ) { ArrayList<TYPE> result = new ArrayList<TYPE>(); for ( TYPE elem : LISTE ) { if ( TEST(elem,PARAM) ) { result.add(elem); } return result; Når vi finder et element tilføjes det til result (som er en arrayliste)

3 Algoritmeskabeloner Finder antallet af elementer med den angivne egenskab public int findNoOf( PARAM ) { int result = 0; for ( TYPE elem : LISTE ) { if ( TEST(elem,PARAM) ) { result++; } return result; Når vi finder et element tælles result op Finder summen af de elementer, der har den angivne egenskab public int findSumOf( PARAM ) { int result = 0; for ( TYPE elem : LISTE ) { if ( TEST(elem,PARAM) ) { result += VALUE(elem, PARAM); } return result; Når vi finder et element adderes værdien af elementet til result

4 findBest = finder bedste element i liste
public TYPE findBest( PARAM ) { TYPE result = null; for ( TYPE elem : LISTE ) { if ( TEST(elem,PARAM) ) { if ( result == null || BEST(elem,result,PARAM) ) { result = elem; } return result; Resultatvariabel indeholder hidtil bedste Løkke Er elem bedre end hidtil bedste? Test Når vi har fundet et element, skal vi undersøge, om det er bedre end hidtil bedste or-operator (lazy) Højresiden evalueres kun, hvis result != null result opdateres til at pege på elem Har vi et hidtil bedste? Hvorfor er det vigtigt? Når result != null kan vi referere til objektets metoder/variabler Algoritmeskabelon Gennemsøger LISTE og returnerer det BEDSTE af de elementer, der opfylder TEST Hvis flere elementer er lige gode, returneres et vilkårligt af disse Hvis ingen elementer opfylder TEST, returneres null Hvis man undlader TEST (og fjerner den yderste if-sætning), finder man det BEDSTE blandt alle i LISTE Gentag!

5 Eksempler på findBest public Pixel findBrightestDarkPixel(int color) {
Pixel result = null; for ( Pixel p : pixels ) { if ( p.getColor() <= color ) { if ( result == null || p.getColor() > result.getColor() ) { result = p; } return result; Finder den lyseste mørke pixel public Person findFirstContaining(String q) { Person result = null; for ( Person p : persons ) { if ( p.getName().contains(q) ) { if ( result == null || p.getName().compareTo(result.getName()) < 0 ){ result = p; } return result; sammenligner to textstrenge Finder alfabetisk-første person, hvis navn indeholder den angivne textstreng

6 Sammenligning af algoritmeskabeloner
Fælles Alle skabeloner gennemsøger en arrayliste og tjekker hvert enkelt element i listen op mod en angiven betingelse (der kan afhænge af parametre) Betingelsen involverer kun det element i listen, der pt. undersøges Forskelle findOne returnerer ét element, der opfylder den angivne betingelse (og stopper så snart en sådant element er fundet) findAll returnerer en arrayliste med alle elementer, der opfylder den angivne betingelse findNoOf returnerer antallet af elementer, der opfylder den angivne betingelse findSumOf returnerer summen af værdierne af de elementer, der opfylder den angivne betingelse findBest returnerer det bedste af de elementer, der opfylder den angivne betingelse SKOBUTIK BETINGELSEN TESTER SKOENES FARVE EN RØD SKO ALLE RØDE SKO ANTALLET AF RØDE SKO SAMLET PRIS FOR ALLE RØDE SKO Skabelon Initialisering Opdatering findAll tom liste add findNoOf += 1 findSumOf += VALUE Clicker Quiz BILLIGSTE RØDE SKO findBest null hidtil bedste

7 ● Sortering via Collections og Comparable
Klassen Collections indeholder en række nyttige metoder Metoderne kan bruges på forskellige typer objektsamlinger Typen af objektsamlingen skal implementere Collection interfacet Det er f.eks. tilfældet for ArrayList T min(Collection<T> c) //returnerer mindste element T max(Collection<T> c) //returnerer største element void sort(List<T> l) //sorterer listen void shuffle(List<T> l) //blander listen void reverse(List<T> l) //vender listen om boolean disjoint(Collection<T> c1, Collection<T> c2) int frequency(Collection<T> c, Object o) ... Alle metoderne er static Collections.metode()

8 Brug af Collections på ArrayList<String>
public class Driver { public static void run() { ArrayList<String> list; list = new ArrayList<String>(); list.add("Cecilie"); list.add("Erik"); list.add("Adam"); list.add("Bo"); list.add("Dora"); print("*******************"); print("liste: " + list); print("min: " + Collections.min(list)); print("max: " + Collections.max(list)); Collections.sort(list); print("sorteret liste: " + list); } private static void print(Object o) { System.out.println(o); Test klasse Klassemetode til aftestning toString metoden

9 Brug af Collections på ArrayList<String>
public class Driver { public static void run() { ArrayList<String> list; ... print("*******************"); print("liste: " + list); print("min: " + Collections.min(list)); print("max: " + Collections.max(list)); Collections.sort(list); print("sorteret liste: " + list); Collections.shuffle(list); print("blandet liste: " + list); Collections.reverse(list); print("liste bagfra: " + list); }

10 Brug af Collections på ArrayList<Person>
public class Driver { public static void run() { ArrayList<Person> list; list = new ArrayList<Person>(); list.add(new Person("Cecilie", 18)); list.add(new Person("Erik", 16)); list.add(new Person("Adam", 16)); list.add(new Person("Bo", 39)); list.add(new Person("Dora", 47)); print("*******************"); print("liste: " + list); Collections.shuffle(list); print("blandet liste: " + list); Collections.reverse(list); print("liste bagfra: " + list); } ...

11 Brug af Collections på ArrayList<Person>
public class Driver { public static void run() { ArrayList<Person> list; list = new ArrayList<Person>(); list.add(new Person("Cecilie", 18)); list.add(new Person("Erik", 16)); list.add(new Person("Adam", 16)); list.add(new Person("Bo", 39)); list.add(new Person("Dora", 47)); print("*******************"); print("liste: " + list); print("min: " + Collections.min(list)); print("max: " + Collections.max(list)); Collections.sort(list); print("sorteret liste: " + list); } ...

12 Hvad gik galt? Metoderne min, max og sort i Collections kan kun anvendes, hvis elementerne i ArrayListen har en ordning String klassen har en indbygget ordning (alfabetisk sortering) Derfor kunne vi bruge min, max og sort på ArrayList<String> Eksempel på findBest public Person findFirstContaining(String q) { ... if ( result == null || p.getName().compareTo(result.getName()) < 0 ){ result = p; } Pause Finder alfabetisk-første person, hvis navn indeholder den angivne textstreng Sammenligner to textstrenge Person klassen (som vi selv har lavet) har (endnu ikke) en ordning Derfor kan vi ikke bruge min, max og sort på ArrayList<Person> Men vi kan godt bruge shuffle og reverse, idet disse metoder ikke kræver en ordning

13 Ordning kan defineres via interfacet Comparable
Tænk på et interface som en rolle Person-objekter kan spille rollen Comparable, hvis to ting er opfyldt public interface Comparable<T> { public int compareTo(T o); } Signatur for metode Person skal implementere interfacet public class Person { ... } implements Comparable<Person> { T = Person public int compareTo(Person p) { ... } T = Person Person skal implementere en compareTo metode med den signatur, der er specificeret i interfacet Metoden sammenligner to objekter af type Person, nemlig this og p negativ  this < p nul  this = p positiv  p < this Den ordning, som compareTo definerer, kaldes den NATURLIGE ORDNING Det objekt metoden kaldes på Det objekt parameteren angiver

14 compareTo kan implementeres på mange måder
Vi kan sortere (alfabetisk) efter personens navn Til dette formål kan vi bruge compareTo metoden fra String klassen public int compareTo(Person p){ return this.name . compareTo ( p.name ); } Personens eget navn (this kan udelades) Metode fra String klassen (sorterer alfabetisk) Navnet på personen p

15 Vi kan sortere efter personens alder
public int compareTo(Person p){ if (this.age == p.age) { return 0; } if (this.age < p.age) { return -1; else { return +1; De yngste først Simplere løsning public int compareTo(Person p){ return this.age - p.age; } Hvis to personer har samme alder, er rækkefølgen vilkårlig

16 Vi kan kombinere de to sorteringskriterier
De yngste først Hvis to personer er lige gamle: alfabetisk efter navn public int compareTo(Person p){ if ( this.age != p.age ) { return this.age - p.age; } //alderen er identisk return this.name.compareTo(p.name); Er alderen forskellig? Yngste først Alfabetisk efter navn Alle eksamenssæt indeholder opgaver, som kan løses ved hjælp af Collections og Comparable

17 <<interface>> <<interface>>
Klassediagram Collections T min(Collection<T> c) T max(Collection<T> c) void sort(List<T> l) void reverse(List<T> l) void shuffle(List<T> l) ... uses uses <<interface>> Comparable int compareTo(T o) <<interface>> Collection boolean add(E e) boolean contains(Object o) ... Nyttige metoder (programmeret en gang for alle) Diagrammet er ikke eksamenspensum extends implements implements <<interface>> List <<interface>> Set <<interface>> Queue Pixel Person … String … compareTo metode implements implements implements Vi skal lave compareTo metoden Resten er genbrug fra Java's API ArrayList HashSet LinkedList Ca. 35 forskellige Collection klasser

18 Multiple sorteringsmåder
Hvad gør man, hvis vi har behov for at kunne sortere på flere forskellige måder, f.eks Sommetider sortere personer efter navn Sommetider sortere personer efter alder Sommetider sortere personer efter alder og navn Så bruger man Collections sammen med Comparator interfacet (i stedet for Comparable interfacet) Det skal vi se på næste mandag ClickerQuiz

19 ● BlueJ's debugger (afluser = fejlfinder)
Nyttig, når man skal tjekke den detaljerede opførsel af kørende Java kode Breakpoints indsættes (og fjernes) ved at klikke i venstre margin af editoren Under programudførelsen vil debuggeren stoppe, når et breakpoint nås, og vise positionen med en sort pil (samt gul farve) Herefter kan man ”steppe” gennem koden statement efter statement

20 Metodekald Når den næste sætning er et metodekald, har man to muligheder: Udfører hele metodekaldet uden at man ser detaljerne Starter metode-kaldet, men stopper ved første instruktion i den kaldte metode

21 Metodekald Parat til at udføre første statement i den kaldte metode
Andre knapper: Fortsætter kørslen frem til næste breakpoint Stopper kørslen Nødstop (uendelig while-løkke eller lignende)

22 Undervejs kan man inspicere
Igangværende metodekald Værdier for feltvariabler Værdier for lokale variabler

23 ● Opsummering Algoritmeskabeloner
findOne, findAll, findNoOf, findSumOf findBest Sortering ved hjælp af klassen Collections og interfacet Comparable Metoden compareTo definerer den naturlige ordning BlueJ’s Debugger Nyttigt værktøj til at finde fejl i kode Alle eksamenssæt indeholder opgaver, som kan løses ved hjælp af algoritmeskabeloner Alle eksamenssæt indeholder opgaver, som kan løses ved hjælp af Collections og Comparable

24 Resten af dIntProg kurset
Uge 5 Torsdag: Ingen forelæsning Uge 6 Mandag Nedarvning, abstrakte klasser og interfaces Comparator ("generalisering" af Comparable – sortere på flere måder) Torsdag Repetition af det stof uge 2-5 (intet nyt – genbrug af slides) Uge 7 Mandag: Ingen forelæsning Om eksamen Kursusevaluering ved hjælp af clickere Præmiering af de bedste projekter fra uge 5 Mandelbrotmængden (eksempel på computer genererede billeder – uden for pensum, men enormt smukke)

25 Opgaver i uge 6-7 Uge 6 2 eksamensopgaver (fra ) Uge 7 4 eksamensopgaver (fra ) Alle eksamensopgaver løses og afleveres individuelt Undervejs må I gerne snakke med jeres makker hjælpe hinanden Når I begge har løst en opgave, gennemgår I hinandens løsninger og diskuterer, hvordan de kan forbedres Derefter forbedrer I jeres egen løsning Hver uge afleveres to af eksamensopgaverne individuelt til instruktoren Husk at kurset har nul-tolerance overfor plagiering På ugeoversigten kan I (under uge 7) finde 27 sæt eksamensopgaver, som I kan træne på

26 Det var alt for nu….. … spørgsmål