Gjøre noe i hele treet = kalle på samme metode i alle objekten. Java datastruktur Klassestruktur

Transkript

1 Godkjent oblig 1? Les e-post til din UiO-adresse Svar på e-post fra lablærer Ingen godkjenning før avholdt møte med lablærer Godkjentlistene brukes ikke til å informere om status for obligene Ta vare på all e-post om obliger Motivasjon for eksemplet I det følgende eksempel, er motivet å vise et eksempel på bruk av grenesnitt, subklasser, abstrakte klasser og generiske typer i en pekerkjedestruktur, et binærtre. Eksemplet må av pedagogiske grunner være kort, og vil framstå som unødig «overlesset». Hovedideen er å bruke grensnitt og subklasser for å skille ut det som har med binærtrestrukturen å gjøre. Generisk type brukes for å definere selve binærtreet, slik at det kan brukes på alle objekter som har de rette strukturelementene (kan spille rollen «inngå i et binærtre»). Dagens forelesning Eks 1: Binærtre Motivasjon for eksemplet Binærtretraversering Gjøre noe i hele treet = kalle på samme metode i alle objekten Eks 2: Binærtre og stakk Idé Et grensesnitt som beskriver rollen Rolle En (abstrakt) klasse som implementer Rolle En klasse som utvider og beskriver objektene (personene) En generisk klasse BTre som kan lage binære trær av objekter som er subklasser av (og indirekte implementerer Rolle)

2 1 interface Rolle {... } 2 abstract class implements Rolle {... } 3 class INF1010Person extends {... } 4 class BTre <T extends > {... } 5 class GBTeksempel { 6 public static void main( String [ ] args ) { 7 BTre <INF1010Person> INF1010PersonTre = 8 new BTre <INF1010Person >(); 9 } 10 } Klassen som beskriver et objekt som kan spille binærtreelementrollen 1 abstract class implements Rolle { 2 private venstre, høyre ; 3 abstract int sammenlign( Object o ) ; 4 abstract void skrivut ( ) ; 5 public hentvsubtrepeker ( ) { return venstre ; } 6 public henthsubtrepeker ( ) { return høyre ; } 7 public void setthsubtrepeker( Object o) { høyre = ( ) o; } 8 public void settvsubtrepeker ( Object o) { venstre = ( ) o; 9 public void leggtilbtre ( Object inn ) {... } 10 } Rollen binærtreelement 1 interface Rolle { 2 public Object hentvsubtrepeker ( ) ; 3 public Object henthsubtrepeker ( ) ; 4 public void setthsubtrepeker( Object o ) ; 5 public void settvsubtrepeker ( Object o ) ; 6 public void leggtilbtre ( Object o ) ; Klassen som beskriver objektene som skal inn i treet 1 class INF1010Person extends { 2 private String navn; 3 INF1010Person ( String n) { navn = n; } 4 int sammenlign( Object bte ) { 5 return navn.comparetoignorecase ( ( ( INF1010Person ) bte ).navn 6 } 7 String hentnavn ( ) { return navn; } 8 void skrivut ( ) { } 9 }

3 hentvsubtrepeker henthsubtrepeker void settvsubtrepeker void setthsubtrepeker void leggtilbtre venstre høyre INF1010Person void skrivut String hentnavn int sammenlign navn Et INF1010Personobjekt String Vi forminsker og forenkler objektet navn INF1010Person String void skrivut String hentnavn int sammenlign hentvsubtrepeker henthsubtrepeker void settvsubtrepeker void setthsubtrepeker void leggtilbtre venstre høyre navn INF1010Person String void skrivut String hentnavn int sammenlign hentvsubtrepeker henthsubtrepeker void settvsubtrepeker void setthsubtrepeker void leggtilbtre venstre høyre Vi flytter litt på innholdet Klassen som beskriver objektet som inneholder binærtreet 1 class BTre <T extends > { 2 private T rot ; 3 4 public void settinn (T inn ) { 5 if ( rot == null ) rot = inn ; 6 else rot. leggtilbtre ( inn ) ; 8 9 public void skrivut ( ) { 10 if ( rot!= null ) rot. skrivut ( ) ; 11 } 12 }

4 Hvor langt har main-metoden kjørt? kristhk haavand nikolark andrepar kristhk rot haavand nikolark andrepar rot kristhk INF1010person INF1010PersonTre haavand niko BTre andrepar Koden i main som skaper datastrukturen i skissen på forrige lysark 1 public class GBTeksempel{ 2 public static void main( String [ ] args ) { 3 BTre <INF1010Person> INF1010PersonTre = 4 new BTre <INF1010Person >(); 5 INF1010PersonTre. settinn (new INF1010Person ( kristhk ) ) ; 6 INF1010PersonTre. settinn (new INF1010Person ( haavaand ) ) 7 INF1010PersonTre. settinn (new INF1010Person ( andrepar ) ) 8 INF1010PersonTre. settinn (new INF1010Person ( nikolark ) ) 9 <Se struktur bygget opp så langt på forrige lysark>

5 Sette inn det første objektet Vi lager objektet ved å utføre konstruktøren i INF1010Person: 1 new INF1010Person ( kristhk ) Dette objektet gis som parameter til et kall på settinn i BTre-objektet INF1010PersonTre: 1 INF1010PersonTre. settinn (new INF1010Person ( kristhk ) ) ; public void settinn ( INF1010Person inn ) { 5 if ( rot == null ) rot = inn ; 6 else rot. leggtilbtre ( inn ) ; Vi får satt rot til å peke på objektet med navn lik kristhk. Innsettingsmetoden er inne i objektet Alle objektene i treet har en metode som kan sette inn innparameterobjektet. Når vi kaller innsettingsmetoden inne i et objekt med personen som som skal settes inn som parameter, vil denne først sjekke om innobjektet skal settes inn til venstre eller til høyre. Deretter settes objektet inn der ved å sette høyre- eller venstrepekeren til å peke på objektet som skal inn, dersom det ikke er noe der fra før. Hvis det er et objekt der fra før sendes parameteren videre ved å kalle på dette objektets settinnmetode. Sette inn det andre objektet Objektet blir laget på samme måte som det første. Men rot er ikke lenger null og vi får et kall på leggtilbtre i objektet som rot peker på. I denne metoden blir «kristhk» sammenlignet med «haavaand». Resultatet blir større enn null og metoden sjekker om venstrepekeren peker til noe. Det gjør det ikke og objektet «haavaand» blir satt inn der. Så gjentas dette for hvert nytt objekt som skal settes inn. Vi starter hver gang i rota (kaller på leggtilbtre), finner ut «hvilken vei vi skall» og kaller på leggtilbtre i riktig subtrerot. Slik sendes parameteren fra metode til metode nedover i treet til vi kommer til en peker som er null. Da settes denne til å peke på innobjektet. 1 public void leggtilbtre ( Object inn ) { 2 int smnlgn = this. sammenlign( inn ) ; 3 if ( smnlgn < 0 ) 4 i f ( henthsubtrepeker ( ) == null ) 5 setthsubtrepeker( inn ) ; 6 else henthsubtrepeker ( ). leggtilbtre ( inn ) ; 7 else 8 i f ( hentvsubtrepeker ( ) == null ) 9 settvsubtrepeker ( inn ) ; 10 else hentvsubtrepeker ( ). leggtilbtre ( inn ) ; 11 }

6 Drøft disse spørsmålene Hva gjør settinnmetoden i objektet som blir satt inn? Hvorfor kan vi ikke sette objektet der det er ledig hvis pekeren der det skal ikke er det? Hva skjer hvis vi setter inn to objekter med samme navn? Gjøre noe i hele treet = kalle på samme metode i alle objektene Skrive ut alle objektene I personklassen: 1 void skrivut ( ) { 2 p = hentvsubtrepeker ( ) ; 3 if (p!= null ) p. skrivut ( ) ; 4 5 System. out. print (hentnavn ()+ ) ; 6 7 if (henthsubtrepeker ( )!= null ) 8 henthsubtrepeker ( ). skrivut ( ) ; 9 } Gjøre noe i hele treet = kalle på samme metode i alle objektene Gjøre noe i alle objektene For å gjøre en konkret oppgave (sette en variabel til en bestemt verdi) i alle objektene kan vi: Utfør oppgaven i rotobjektet Utfør oppgaven i venstre subtre Utfør oppgaven i høyre subtre Disse tre operasjonene kan vi gjøre i vilkårlig rekkefølge. Oppgaven vil bli gjort i alle objektene, men i forskjellig rekkefølge. Idé Bruk av indre klasser I dette eksemplet er ideen at vi bruker indre klasser til strukturelementene. (Både for binærtre- og og listeobjektene). Fra strukturelementene går det en peker (generisk (T) eller generell (Object)) til dataobjektet. Med en slik organisering av dataene, er det naturlig å tegne objekter av den indre klassen inne i et objekt av den ytre klassen.

7 toppelement rot ListeNode skrivut tilstakk leggtilbtre skrivut BTreNode C Objekter av klassen Bil frabtretilstakk lifo BTre Rollen Skrivbar og klassen BTre 1 interface Skrivbar { 2 void skrivut ( ) ; 3 } 4 class BTre <T extends Skrivbar & Comparable <T>> { 5 BTreNode rot ; 6 void leggtilbtre (T t ) { } 7 void skrivut ( ) { } 8 void frabtretilstakk ( Stakk liste ) { } 9 10 class BTreNode { 11 BTreNode venstre, høyre ; 12 T denne; 13 BTreNode(T t ) { denne = t ; } 14 void leggtilbtre ( BTreNode inn ) { } 15 void frabtretilstakk ( Stakk liste ) { } 16 void skrivut ( ) { } } } 1 interface Skrivbar { } 2 3 class BTre <T extends Skrivbar & Comparable <T>> { 4 BTreNode rot ; 5 class BTreNode { } 6 } 7 class Stakk { 8 ListeNode toppelement ; 9 class ListeNode { } 10 } 11 class B i l implements Comparable <Bil >, Skrivbar { } public class TreStakkEksempel{ 14 BTre <Bil > biltre = new BTre <Bil >(); 15 Stakk lifo = new Stakk ( ) ; 16 } Listeklassen 1 class Stakk { 2 ListeNode toppelement ; 3 4 class ListeNode { } 5 6 void skrivut ( ) { } 7 8 void tilstakk ( Object o ) { } 9 }

8 Klassen som beskriver selve dataobjektet (Bil) 1 class B i l implements Comparable <Bil >, Skrivbar { 2 private String navn; 3 Bil ( String n) { navn = n; } 4 5 public int compareto( Bil b) { 6 return navn.comparetoignorecase (b.navn ) ; 8 9 String hentnavn ( ) { return navn; } public void skrivut ( ) { } 12 } Metoden som legger et objekt til LIFO-lista 1 class Stakk { 2 ListeNode toppelement ; 3 4 class ListeNode { 5 ListeNode neste ; Object denne; 6 ListeNode( Object objekt ) {denne = objekt ; } 8 9 void tilstakk ( Object o ) { 10 ListeNode ln = new ListeNode(o ) ; 11 ln. neste = toppelement ; 12 toppelement = ln ; 13 } 14 } Klassen som beskriver eksemplet (main) 1 public class TreStakkEksempel{ 2 public static void main( String [ ] args ) { 3 BTre <Bil > biltre = new BTre <Bil >(); 4 5 Stakk lifo = new Stakk ( ) ; 6 7 biltre. leggtilbtre (new Bil ( kristhk ) ) ; 8 // <.... mange utelatt > 9 biltre. skrivut ( ) ; 10 System. out. println( ========== ) ; 11 biltre. frabtretilstakk ( lifo ) ; 12 lifo. skrivut ( ) ; 13 } 14 } Metodene som gjør om fra binærtre til liste 1 class BTre <T extends Skrivbar & Comparable <T>> { 2 BTreNode rot ; 3 void frabtretilstakk ( Stakk liste ) 4 { if ( rot!= null ) rot. frabtretilstakk ( liste ) ; } 5 6 class BTreNode { 7 BTreNode venstre, høyre ; 8 T denne; 9 BTreNode(T t ) { denne = t ; } void frabtretilstakk ( Stakk liste ) { 12 if ( venstre!= null ) venstre. frabtretilstakk ( liste ) ; 13 liste. tilstakk (denne) ; 14 if (høyre!= null ) høyre. frabtretilstakk ( liste ) ; 15 } 16 } 1