Forelæsning 7.1 – repetition

Præsentationer af emnet: "Forelæsning 7.1 – repetition"— Præsentationens transcript:

1 Forelæsning 7.1 – repetition
Diagramtyper (3 statiske / 2 dynamiske) ArrayLists (én-til-mange relation) Programløkker (for-each for- og while) Mini Java Style Guide BlueJ debugger FindEn og FindAlle (algoritmeskabeloner) Primitive typer (forfremmelse og begrænsning) Identitet mellem objekter (sammenligning af strenge) Klassevariabler og klassemetoder Levetid og virkefeltsregler Forprogrammerede metoder (Collections og Comparables) dIntProg, E14

2 Statisk versus dynamisk syn
Klassediagram (specifikation) hvad JavaDoc (specifikation) Java-kode (implementation) hvordan Objektdiagram objektrelationer (referencer) Sekvensdiagram Objektinteraktion (metodekald) Statisk struktur rum for hvad der generelt kan ske Dynamik scenarie for hvad der vil ske i en konkret situation dIntProg, E14

3 Klassediagram (BlueJ vs. UML)
TestDriver run() 1 ClockDisplay NumberDisplay int getValue() String getDisplayValue() void setValue(int val) void increment() timeTick() setTime(int h, int m) getTime() void updateDisplay() 2 dIntProg, E14

4 JavaDOC dIntProg, E14

5 Java-kode dIntProg, E14

6 Objektdiagram :ClockDisplay hours minutes displayString :NumberDisplay
24 :NumberDisplay limit value “00:00” 60 :NumberDisplay limit value public ClockDisplay() { hours= new NumberDisplay(24); minutes= new NumberDisplay(60); updateDisplay(); } public NumberDisplay(int rollOverLimit) { limit= rollOverLimit; value= 0; } dIntProg, E14

7 Sekvensdiagram timeTick
minutes :NumberDisplay hours :NumberDisplay 23:00 22:59 :ClockDisplay timeTick() increment() getValue() increment() updateDisplay() getDisplayValue() getDisplayValue() public void timeTick() { minutes.increment(); if(minutes.getValue() == 0) { hours.increment(); } updateDisplay(); private void updateDisplay() { displayString = hours.getDisplayValue() + ":” + minutes.getDisplayValue(); }

8 * ≈ én-til-mange relation
Brug af ArrayLists Player void add(PlayList p) List<PlayList> find(String q) void print() * Playlist PlayList String getName() void addTrack(Track t) void print() Track shortestTrack() Track longestTrack() List<Track> search(String q) List<Track> longerThan(int r) void shuffle() * Track * ≈ én-til-mange relation Vilkårligt mange objekter af den pågældende type Track String getName() String getArtist() int getTime() dIntProg, E14

9 Collections – Samlinger af objekter
Objektreferencer for at holde fast i et objekt skal der bruges en objektreference (en variabel) for at holde fast i objekter skal der bruges objektreferencer... Collections en særlig slags objekter, der kan opbevare (referencer til) objekter f.eks. ArrayList java.util en pakke, der bl.a. indeholder klasserne i Javas såkaldte collection framework dIntProg, E14

10 Eksempel: Liste af personer
public void testMethod() { Person person; ArrayList<Person> persons = new ArrayList<Person>(); // add some persons person = new Person( "Jeppe", " ", 33 ); persons.add(person); person = new Person( "Ole", " ", 28 ); person = new Person( "Linda", " ", 21 ); } dIntProg, E14

11 Objektmodel for personeksempel
persons: ArrayList<Person> size() = 3 name: number: age: 33 ”Jeppe” ” ” name: number: age: 28 ”Ole” ” ” name: number: age: 21 ”Linda” ” ” person: dIntProg, E14

12 Realisering af en-til-mange - Kode
For at realisere en en-til-mange relation i koden skal man gøre 3 ting: Importere klassen ArrayList import java.util.ArrayList; Erklære en feltvariablen af typen ArrayList<…> private ArrayList<Person> persons; Initialisere feltvariablen i konstruktøren public AddressBook(){ persons = new ArrayList<Person>(); } dIntProg, E14

13 Collection – parametriseret type
ArrayList<E> lister (sekvenser) af objekter af typen E public class ArrayList<E> { boolean add(E e){…} void add(int index, E element){…} E get(int index){…} boolean contains (Object o){…} boolean isEmpty(){…} Iterator<E> iterator(){…} boolean remove(Object o){…} int size(){…} ... } Se JavaDoc... dIntProg, E14

14 Gennemløb med Javas for-each-løkke
public void testMethod() { Person person; ArrayList<Person> persons = new ArrayList<Person>(); // add some persons person = new Person( ”Jeppe”, ” ”, 33 ); persons.add(person); ... // for each person print for ( Person person : persons ) { System.out.println(person); } dIntProg, E14

15 Implementation af ageSum
/** * return the sum of the age of the people in the * address book */ private int ageSum() { int result= 0; for (Person person : persons) { result += person.getAge(); } return result; dIntProg, E14

16 Eksempler på iteration (gentagelse)
for ( int i= 0; i<4; i++ ) { c.move(length); c.turn(90); } int i= 0; while ( i<4 ) { c.move(length); c.turn(90); i++; } dIntProg, E14

17 Mini Java Style Guide Navngivning Indrykning
Klasser: med stort CamelCase eks.: Person, String, NumberDisplay, Variabler og metoder: med lille camelCase eks.: firstName, trackName, displayString Indrykning Alt mellem {} rykkes ét ’hak’ ind For hvert ekstra niveau af {} rykkes endnu et ’hak’ ind., eks.: public class Person { private int age; public Person() { age = 32; } Husk at bruge editorens Auto-layout BlueJ styleguide: dIntProg, E14

18 BlueJ debugger (afluser = fejlfinder)
Nyttig når man skal tjekke den detaljerede opførsel af noget Java kode Breakpoints indsættes (og fjernes) ved at klikke i venstre margin Under kørslen vil debuggeren stoppe, når et breakpoint nås, og vise positionen med en sort pil Herefter kan man ”steppe” gennem koden statement for statement dIntProg, E14

19 Metodekald Når man skal til at udføre et metodekald er der to muligheder: Udfører hele metodekaldet uden at man ser detaljerne Starter metode-kaldet, men stopper ved første statement i den kaldte metode dIntProg, E14

20 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) dIntProg, E14

21 Undervejs kan man inspicere
Igangværende metodekald Feltvariables værdier Lokale variables værdier dIntProg, E14

22 findEn = Find et element i en liste
Algoritmeskabelon Gennemsøger en liste og returnerer ét element, der opfylder en specificeret betingelse Hvis ingen elementer opfylder betingelsen returneres null dIntProg, E14

23 findAlle = Find alle elementer i en liste
Algoritmeskabelon Gennemsøger en liste og returnerer en liste med alle elementer, der opfylder en specificeret betingelse Hvis ingen elementer opfylder betingelsen er listen tom Video 4.2 fra BlueJ bogen handler om findAlle dIntProg, E14

24 Primitive typer byte ≤ short ≤ int ≤ long ≤ float ≤ double char
Ved assignments skal typerne være ”sammenlignelige” Det samme gælder for aktuelle/formelle parametre double d; //real int i; //heltal d = 3.14; i = 7; d = i // ok i = d // ej ok! byte ≤ short ≤ int ≤ long ≤ float ≤ double 8 bit 16 bit 32 bit 64 bit heltal reals Lidt anderledes end subklasser og superklasser. char boolean ≤ 1 bit 16 bit dIntProg, E14

25 Forfremmelse og begrænsning
En værdi af en subtype kan ved en implicit typekonvertering (automatisk) forfremmes til en værdi af en supertype Begrænsning () En værdi af en supertype kan ved en eksplicit typekonvertering (et såkaldt ”type cast”) begrænses til en værdi af en subtype Eksempel: 9 + (int) ((6 * 2) / 2.5) 9 + (int) ( / 2.5) 9 + (int) ( / 2.5) 9 + (int) 4.8 9 + 4 13 Hvad bliver resultatet hvis vi fjerner (int)? dIntProg, E14

26 Forfremmelse og begrænsning
Javas subtyperelation: char ≤ int ≤ double Forfremmelse ( ) sker automatisk hvis nødvendigt evaluerer til '2' evaluerer til !!! Begrænsning () sker kun ved eksplicitte cast (int) ( ) evaluerer til 3 (char) ('2' + 1) evaluerer til '3' !!! Bemærk Tegn (char) behandles som heltal: '2' + 1 = 51 = '3' Strenge (String) konkateneres: "24" + 1 = "241" dIntProg, E14

27 Identitet versus lighed
I det virkelige liv skelner vi mellem objekter der er identiske og objekter der er af magen til hinanden To personer er ikke identiske selvom de hedder det same og er født samme dag (har samme attributværdier). Hvis et barn siger, at det vil have den Pizza, som står på nabobordet, kommer tjeneren med en ”magen til”. Java modellerer == identitet ≈ ”samme som” equals() lighed ≈ ”magen til” dIntProg, E14

28 Identitet mellem objekter
“Fred” person1 :Person “Jill” person2 :Person “Fred” person1 :Person “Fred” person2 :Person :Person :Person person1 == person2 person1 == person2 evaluerer til false evaluerer til false “Fred” person1 :Person “Jill” person2 :Person :Person person1 == person2 evaluerer til true dIntProg, E14

29 Sammenligning af strenge
“bye” input :String “bye” :String Strenge skal altid sammenlignes med equals() :Person == tester identitet String input = reader.getInput(); if( input == "bye" ) { ... } evaluerer til false equals tester lighed String input = reader.getInput(); if( input.equals("bye") ) { ... } evaluerer til true dIntProg, E14

30 Klassevariabler og klassemetoder
Instansvariabler og instansmetoder Ethvert objekt har sin egen version af feltvariabler Kald af en metode er en besked sendt til et objekt (non-static) Det er imidlertid muligt at erklære feltvariabler og metoder som tilhører klassen Klassevariabler og klassemetoder erklæres med keywordet static Klassevariabler bruges til at modellere egenskaber for klassen, f.eks.: myndighedsalder for personer, fælles rentesats for alle konti Klassemetoder bruges til at modellere operationer der er uafhængige af objekters tilstande Hvor har I mødt klassemetoder? dIntProg, E14

31 Eksempler fra java.lang.Math
public class Math { public static final double PI = ... /** 0.0 ≤ random() < 1.0 */ public static double random() {...} /** sqrt(a) == a */ public static double sqrt(double a) {...} /** pow(a,b) == ab */ public static double pow(double a, double b) {...} } konstant (kan ikke ændres) dIntProg, E14

32 interestRate ændres for alle konti
Kald af klassemetoder Klassemetoder kaldes via klassen Math.PI; Math.random(); Account.setInterestRate(1.10); Kan kaldes via objekt, men det er dårlig stil Math mathObject = new Math(); double d = mathObject.random(); Kald via objekt kan være yderst forvirrende Account myAccount = new Account(...); myAccount.setInterestRate(1.10); interestRate ændres for alle konti dIntProg, E14

33 Levetid for variabler og parametre
Feltvariabler modellerer tilstand for objekter levetid er den samme som objektets Lokale variabler hjælpevariabler i en metode/konstruktør levetid er metodekaldet Parametre parametrisering af metode/konstruktør lokale variabler hvor startværdien leveres af kalderen Klassevariabler programudførelsen dIntProg, E14

34 Virkefeltsregler (fortolkning af navne)
Et navn fortolkes i en kontekst og konteksten er med til at definere navnets betydning. Eks: Brian spillede blændende i søndags! Skolen ligger i Viby Ring til Kirsten og sig at ... Beskeden “Ring til Kirsten og sig at ...” fortolkes vidt forskelligt på arbejde og hjemme! I Java (og andre programme- ringssprog) er der præcise utvetydige regler for fortolkning af navne int i; int j; int k; i = i+j; Sequence s; String s; dIntProg, E14

35 Tre slags variabler Feltvariabler Parametre Lokale variabler
public class Date { private int day; private int month; private int year; public void addDays(int d) { for ( int i=0; i<d; i++ ) { setToNextDate(); } private int daysInMonth() { int[] daysInMonth = {0,31,28,31,…}; int res; res = daysInMonth[month]; // handle leap year if (month == 2 && isInLeapYear()) { res++; return res; Samme navn for metode og lokal variabel dIntProg, E14

36 Feltvariabler public class Scope { public Scope() { i = 0; } public void addTwo() { addOne(); addOne(); private int i; public void addOne() { i = i + 1; public int getValue() { return i; Style-guide: Feltvariabler bør erklæres i begyndelsen af klassen En klasse definerer et navnerum hvor alle navne erklæret i klassen er tilgængelige overalt i klassen dIntProg, E14

37 Metoder public class Scope { public Scope() { i = 0; } public void addTwo() { addOne(); addOne(); private int i; public void addOne() { i = i + 1; public int getValue() { return i; En klasse definerer et navnerum hvor alle navne erklæret i klassen er tilgængelige overalt i klassen dIntProg, E14

38 Parametre public void addDays( int d ) { for ( int i=0; i<d; i++ ) { setToNextDate(); } En metode definerer et navnerum hvor parametre til metoden er tilgængelige overalt i metoden dIntProg, E14

39 Lokale variabler public void pip() { x = x++; int x = 0; x++; } Fejl(medmindre der er en feltvariabel x) I en metode definerer en blok {...} et navnerum hvor alle navne erklæret i blokken er tilgængelige fra og med erklæringen og indtil blokkens afslutning. dIntProg, E14

40 Indre blokke I en blok kan man erklære indre blokke { ... { ... } ... } Reglen for indre blokke er den samme som reglen for blokke i metoder (forrige slide), dvs. lokale variabler er tilgængelig fra og med erklæringen og indtil afslutningen på den indre blok public void pip() { int i = 0; { i++; System.out.println(i); int x = 0; x = i; x++; System.out.println(x); } dIntProg, E14

41 Et navn virker også inde i indre blokke
public void pip() { int i = x; int x = 0; ... { i++; System.out.println(i); x++; System.out.println(x); } Fejl(medmindre der er en feltvariabel x) dIntProg, E14

42 Et navn kan “skygge” for et andet
public class Scope { private int i; public Scope() { i = 0; } public void pip() { i++; { i++; System.out.println(i); int i = 0; public static void testMethod() { Scope s = new Scope(); s.pip(); Gør livet lettere for jer selv og andre: Brug forskellige navne !!! 2 1 Hvad sker der når vi oversætter (og afvikler) Scope.testMethod() i ovenstående program? dIntProg, E14

43 Virkefeltsregler i Java
En variabel erklæret i en klasse virker overalt i klassen med undtagelse af virkefeltet for eventuelle ens-benævnte variabler erklæret i (blokke i) klassens metoder. En variabel erklæret i en blok virker overalt i blokken med undtagelse af den del af blokken der går forud for erklæringen virkefeltet for eventuelle ens-benævnte variabler erklæret i indre blokke i blokken. dIntProg, E14

44 Kontrolvariabel i for-løkke
Konstruktionen for ( int j=0 ; j<4; j++) { System.out.println(j); } svarer til { int j; for (j=0; j<4; j++) { System.out.println(j); } dIntProg, E14

45 Hvilken variabel? Antagelse: Feltvariabler er erklæret øverst i klasse (jvf style-guide) Metode: Gå op og ud indtil en erklæring nås (spring indre blokke over) public class Scope { private int i = 0; public Scope ( int i ) { i = i + 1; System.out.println("a " + i ); } public void foo() { System.out.println("b " + i ); for ( int i = 0; i < 3; i ++){ System.out.println("c " + i ); System.out.println("d " + i ); new Scope(1).foo(); dIntProg, E14

46 Forprogrammerede metoder i Java Library
Klassen Collections indeholder en række metoder Metoderne kan bruges på objekter af mange forskellige typer Typen skal være en subtype af (interfacet) Collection 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 reverse(List<T> l) //vender listen om void shuffle(List<T> l) //blander listen void copy(List<T> dest, List<T> src) //kopierering boolean disjoint(Collection<T> c1, Collection<T> c2) int frequency(Collection<T> c, Object o) ... dIntProg, E14

47 Brug af Collections på ArrayList<String>

48 Sammenligning kan ske via interfacet Comparable
public interface Comparable<T> { /** whether this object is * smaller (negative integer) * equal (0) * or greater (positive integer) * than object o */ public int compareTo(T o); } Tænk på et interface som en rolle Track-objekter kan spille rollen Comparable Track skal implementere Interfacet public class Track { ... } implements Comparable<Track> { public int compareTo(Track o) { ... } Track skal have en compareTo metode (med den specificerede signatur) dIntProg, E14

49 Implementation af min metoden i Collections
/** Vi antager at ArrayListen list ikke er tom */ public T min( ArrayList<T> list ){ T res = list.get(0); //gemmer hidtil mindste for ( T elem : list ){ if ( elem < res ) { res = elem; } return res; elem.compareTo(res) < 0 ) { dIntProg, E14

50 <<interface>>
Klassediagram Collections T min(Collection<T> c) void sort(List<T> l) ... <<interface>> Comparable int compareTo(T o) uses implements Track Person String … dIntProg, E14