INF våren januar, uke 3 - Oversikt og forutsetninger Java datastruktur-tegninger

Transkript

1 INF våre jauar, uke 3 - Oversikt og forutsetiger Java datastruktur-tegiger Stei Gjessig Ist. for iformatikk Nye temaer i INF1010 Fra problem til program Software Egieerig light, fasee i systemutviklig Subklasser og virtuelle metoder Typig, omtypig, Abstrakte klasser og iterface (gresesitt) Rekursjo og Rekursive metoder og Biærsøkig, quick-sort, lister, trær Grafiske brukergreseitt Swig og hedelseshådterig Utak Kastig, mottakig, kotroll av feilsituasjoer Parallellprogrammerig Tråder og sykroiserig Lærigsmål INF1010: Kue lage større, komplekse og effektive programmer 1 2 Java - repetisjo Variabler, tilordiger og uttrykk Ethvert Java-program består av e eller flere klassedeklarasjoer. E av klassee må ha e metode som heter mai; dette vil være startpuktet for programmet. Pogrammet har (este) alltid også adre klasser ute mai-metode. Klasseav begyer med Stor bokstav. Iholdet i e klasse eller e metode skal alltid være omsluttet av krøllpareteser, og programsetiger avsluttes alltid med semikolo. Programsetiger utføres e og e i de rekkefølge de ligger i programmet. Tekster agis mellom doble aførselsteg. Java-filer kompileres med kommadoe javac Kompilerte Java-filer kjøres med kommadoe java Java-programmer bør ieholde kommetarer (Java-doc). 3 Å deklarere e variabel vil si å sette av lagerplass i maskies mie og å gi dee lagerplasse et av. Nav på variabler begyer med lite bokstav og ka ieholde siffer, me ikke begye med siffer. Variabelav ka ikke være det samme som oe av de reserverte ordee i Java. Vi gir variabler verdi ved e tilordigssetig, der likhetsteget betyr settes lik. 1. Reg ut høyreside it atall = 3; atall = atall + 4; 2. Sett resultatet i i variabele på vestreside atall Variabelavet vil på vestre side av et likhetsteg bety lagerplasse som skal gis y verdi. På høyre side av likhetsteget betyr variabelavet de verdie som er lagret på plasse med dette avet. 3 4

2 Variabler, tilordiger og uttrykk, forts. Bruk av tastatur og skjerm E tilordig består av tre deler: e variabel som får verdi, et likhetsteg, og et uttrykk ( et regestykke) som resulterer i e verdi. E operator er e operasjo som har sitt eget symbol, slik som for eksempel de fire regeartee og ikremet/dekremet-operatoree. E metode er e operasjo som har sitt eget av, slik som for eksempel Math.sqrt (...). Vi ka lage uttrykk ved å bruke operatorer og metoder på verdier eller variabler. Slike uttrykk blir evaluert, eller reget ut, år programmet kjører. Tre typer uttrykk som forekommer særlig ofte i programmer er umeriske uttrykk, logiske uttrykk og streg-uttrykk. Ekel, uformatert utskrift ka gjøres med metodee System.out.prit(...) og System.out.pritl(...). Formatert og uformatert utskrift ka gjøres med pakke easyio. Hvert program som skal bruke dee pakke må først importere pakke og deklarere e variabel (for eksempel skjerm) som blir forbidelse til skjerme. Deretter ka vi gi utskriftskommadoer av forme skjerm.out(...) og skjerm.outl(...). Vi ka skrive ut uformatert, iefor e oppgitt bredde, med stadard justerig iefor e oppgitt bredde, eller med selvvalgt justerig (vestrejustert, setrert eller høyrejustert). Ilesig fra tastaturet ka gjøres med verktøykasse easyio. Hvert program som skal bruke dee pakke må først importere pakke og deklarere e variabel (for eksempel tast) som blir forbidelse til tastaturet. Deretter ka vi gi ilesigskommadoer av forme tast.iit(), tast.idouble(), osv. 5 6 Variable, forgreiger og løkker Løkker forts. Alle programsetiger i et Java-program ligger ii e programblokk, avgreset av krøllparateser. E variabel er ku defiert iefor de programblokke de er deklarert, og ku fra det puktet i blokke hvor deklarasjoe gjøres og fram til slutte av programblokke. E variabel i e metode oppstår år metode starter, og dør år metode er ferdig utført. Defiisjosområdet til e variabel kalles skopet til variabele. Programblokker ka estes i i hveradre. Dersom e programblokk ligger iefor skopet til e variabel, vil variabele være defiert også ii dee programblokke. Forgreiger brukes år det er øskelig å foreta et valg mellom ulike programistruksjoer, basert på e logisk betigelse. De to viktigste kostruksjoee i Java for å lage forgreiger er if-else (ikludert spesialtilfellet ute else-gre) og switch. class A { static it k = 1; public static void mai ( Strig[] args) { it i=4; if (i >0) { i = 2; it k = i+5; System.out.pritl ("i:" + i + ", k:" + k); // slutt mai // slutt klasse A > java A i:2, k:7 7 Løkker brukes år det er øskelig å få utført et sett av programistruksjoer gjetatte gager. I Java er det tre former for løkker: class B{ public static void mai ( Strig[] args) { it i, a=0, b=0,c=0; >java B i = 1; while (i < 4) { a++; a:3, i++; b:4, c:3 i = 1; do {b++; i++; while (i < 4); for (i = 1; i < 4; i++){ c++; System.out.pritl("a:"+a+", b:"+b+", c:"+c); >java B a:3, b:3, c:3 De to første løkkekostruksjoee brukes gjere i situasjoer hvor e ikke øsker å ta stillig til øyaktig hvor mage gjeomløp løkke skal gjøre, me hvor e i stedet skal løpe gjeom løkke helt til e gitt betigelse blir usa. E for-løkke brukes gjere i situasjoer hvor atall løkkegjeomløp kotrolleres av e tellevariabel som oppdateres i slutte av hvert løkkegjeomløp. 8

3 Løkker forts. Løp gjeom alle objekter i HashMap Java 1.5 HashMap <Strig, Perso> h = ew HashMap <Strig,Perso> ( ); Arrayer E edimesjoal array består av e arraypeker og et arrayobjekt it[] primtall = ew it [10];... For å løpe gjeom alle objektee i h, lager vi e oppramsig og låser samtidig det vi skal hete til e bestemt klasse (Perso): Iterator <Perso> it = h.values ( ). iterator ( ) ; Deretter ka vi se på hvert ekelt objekt i HashMap'e ved å gå i løkke: while ( it.hasnext ( ) ) { Perso p = it.ext ( ); System.out.pritl( Nav: + p.hetnav ( ) ); Todimesjoal array: it[] [] soltimer = ew it [12][31]; Vi ka også i 1.5 ytte de ye for-løkka som automatisk lager e iterator for ( Perso p: h.values ( ) ) { System.out.pritl( Nav: + p.hetnav ( ) ); 9 10 Array Metoder E array består av e array-peker til et array-objekt som ieholder mage variable (elemeter) av samme type. Hver ekelt lagrigsplass i e array idetifiseres ved avet på arraye og e ideks (et heltall fra 0 og oppover), for eksempel primtall[4]. E todimesjoal array består av e array-peker til et array-objekt med arraypekere til hver sitt array-objekt med elemeter av de datatype som er i arraye (SE FIGUREN FORRIGE SIDE!) Startverdiee til elemetee i e array er avhegig av type: arrayer av tall (it, double, log, float, byte, short) får startverdie 0, boolske arrayer får startverdie false, char-arrayer får verdie \u0000, peker-arrayer får verdie ull. Etter iitialiserig er arrayes legde fast; de ka ikke edres. Legde av e array a er gitt ved a.legth. E array-peker ka settes til å peke på e y eller e ae array (av riktig type) Vi ka få tak i alle elemetee i e array ved å bruke e for-løkke der legde på arraye bestemmer atall gjeomløp. To- og flerdimesjoale arrayer deklareres ved å agi atall dimesjoer som atall par av hakepareteser, som i it[][] soltimer = ew it[12][31]; Gjeomløp av flerdimesjoale arrayer ka gjøres ved å legge forløkker ii Metoder ieholder deklarasjoer av lokale variabler og programsetiger. Metoder deklareres ie i e klasse. Metoder ka ha parametere de er som lokale variabler og får som startverdi verdie til uttrykk (regestykket) som brukes i kallet på metode. Metoder returerer verdier ved at selve kallet ka brukes i uttrykk (regestykker). Skal det ikke retureres e verdi, settes void fora metodeavet ved deklarasjo, ellers settes type (it, double, boolea,...peker til e klasse) som retureres. Verdie av det uttrykket som settes mellom retur og semikoloet, er de verdie som retureres (eks. retur j;). Statiske metoder (static) tilhører klasse eks. Math.sqrt(..), B.mai( ). mai(strig[]args) er e metode som startes av Java år programmet starter. Parametere Strig[]args er e array av tekster som er det ma har skrevet på kommadolije etter programavet (class- file) atskilt med blake. hveradre

4 /** Test av ulike typer av metoder */ class Perso { private Strig av; >java PersoMai Nytt av: Kari Trestakk Askeladdse /** kostruktor for Perso*/ Perso(Strig av) { this.av = av; /** leser verdie av av*/ Strig getnav() { retur av; /** setter y verdi i av */ void setnav (Strig ) { av = ; // ed class Perso /** Lager et Persoobjekt og kaller metodee*/ public class PersoMai { public static void mai ( Strig[] args) { Perso p = ew Perso("Kari Trestakk"); p.setnav(p.getnav() + " Askeladdse"); System.out.pritl("Nytt av: " + p.getnav()); >javadoc package PersoMai.java Tekster E tekststreg består av ige, ett eller flere teg omgitt av doble aførselsteg. Tekststreger ka pekes på av stregvariabler. Strig s = God dag ; E tekststreg ka ikke foradres, me ma ka lage ye tekststreger. Tekster ka skjøtes samme med adre tekster og tall ved bruk av operatore +. Java skiller mellom verdie av et tall og e tekst som ieholder tegee til tallet. For å skifte mellom typee må ma beytte e av metodee for koverterig. For å sammelike tekster brukes equals()-metode. compareto()-metode gir alfabetisk sammelikig. Se for øvrig Javadokumetasjoe for fullstedig oversikt over alle metodee for tekstmaipulasjo. s God dag Objekter, klasser og pekere For hver type av objekter (meesker, hus, bakkoti) vi øsker å represetere, deklarerer vi e klasse i programmet. I e klasse tar vi med bare det som iteresserer problemstillige vår. Det gjør vi med de variabler, pekere og metoder vi deklarerer der (ikke mer e ødvedig). E klasse (med utak for klassemetoder og -variabler) er bare e oppskrift på hvilke variabler og metoder vi skal ha i objektee vi lager av dee type. Et objekt lager vi ved å sette ew fora et klasseav og e paretes etter klasseavet (ew Koto(); ). Når vi lager et objekt, kaller vi samtidig kostruktør-metode til klasse for å iitiere data, mm. E peker er e ekel variabel som ieholder adresse til et objekt. Peker-vatriable deklareres med klasseavet først, deretter avet på pekere: Koto k2; 15 ull eller eller 16

5 Objekter, klasser og pekere forts (1) Når vi sier ew på e klasse, retureres adresse (pekere) til objektet. Dee fager vi opp med e tilordig til e peker-variabel k2 = ew Koto (); Objekter som ikke har mist e peker som peker på seg, blir fjeret år klasses kostruktør-metode er ferdig med kode si. Adgag til iholdet (variabler, pekere og metoder) i et objekt får vi ved å gå via e peker til objektet, etterfulgt av puktum og så avet på e variabel eller metode ie i objektet k2.setti (100); De variable vi deklarerer i e klasse, kalles objektvariabler, og det blir laget ett eksemplar av disse for hvert av objektee vi lager med ew. E metode i et objekt kalles e objektmetode og er kyttet til objektet, og er ikke tilgjegelig ute via e peker til objektet eller fra e objektmetode i samme objekt. Objekter, klasser og pekere forts (2). Objekter av samme klasse har objektmetoder med samme av, og vi teger og teker oss at metodee fies i alle objekter som lages. I virkelighete er ikke kode duplisert i alle objektee, me fies bare ett sted, felles for alle objekter av samme klasse. Setter vi static fora deklarasjoe av e variabel eller metode, får vi e klassevariabel eller klassemetode. Det vil da være laget bare ett eksemplar av hver slik klassevariabel kyttet til selve klasseavet. Vi teger disse é gag i klasse-datastrukture som vi teger som e stiplet boks. I e klassemetode ka ma ikke bruke objektmetoder eller objektvariabler i ege klasse (med midre ma har e peker til et slikt objekt og bruker dee pekere) Filbehadlig Å skrive til fil liker svært mye på å skrive til skjerm. Filreferase opprettes slik: Out ut = ew Out("filav"); Resultatet er e y fil med det oppgitte filavet. Etter at skrivig til fil er ferdig, må file lukkes. Metode for dette heter close. ut.close(); Lesig fra fil er parallelt med lesig fra tastatur, og ma har de samme metodee til rådighet.. Referase til file lages med I ifil = ew I("filav"); Ilesig fra fil gjøres ormalt i e løkke hvor ma ete tester for slutt på file, for slutt på tekst-deler, eller for teg avhegig av hvorda ma leser fra file; lije-vis ( readlie() og edoffile() ), ord/item (iit(), iword(), idouble() ) tegvis (ichar() og edoffile()). UML-diagrammer (Uified Modelig Laguage) Objektdiagram brukes i læreboka (vi skal stort sett bruke java datastrukturtegiger istede): Klassediagram: 19 Mer este forelesig Fra problem til program UML + MVC (Model View - Cotrol) 20

6 Repetisjo Hva skjer ie i e datamaski år et Javaprogram blir utført? Masse elektroer farer rudt Umulig å skjøe Vi skal tege det som foregår ie i datamaskie år Javaprogrammet vårt blir utført Vi kaller det Java datastrukturtegiger Alle som programmerer må ha fullstedig oversikt over det som foregår ie i maskie Når jeg programmerer ser jeg for meg det som skal foregå ie i maskie og skriver Java-istruksjoer for å få det til. Noe gager teker jeg meg hvorda Java datastrukture ser ut, adre gager teger jeg de (mer eller midre fullstedig) på papir 21 Program for salg av biler. public class BilSalg{ static salgsobjekt; public static void mai (Strig [ ] args) { salgsobjekt = ew BilSalg ( ); BilSalg ( ) { it atallsteib; Bil steist = ew Bil ( ); Bil oleso = ew Bil ( ) ; steist.foresporsel ( ); oleso.foresporsel ( ); steist.foresporsel ( ); atallsteib = steist.fiatforesp(); System.out.pritl("Atall forespørsler på + Steis Toyota er " + steist.fiatforsp()); System.out.pritl("Atall forespørsler totalt + er å " + Bil.fiTotal( ) ); //slutt kostruktør // slutt BilSalg class Bil { static private it total = 0; private it atforesporsler = 0; static it fitotal ( ) { retur total; void foresporsel ( ) { atforesporsler ++; total ++; it fiatforesp ( ) { retur atforesporsler; //slutt Bil 22 Vi skiller mellom Klasse-deklarasjoe i programtekste. De er et møster som brukes både år klassedatastrukture lages (i det programmet starter opp) og seere år ye objekter lages. Klasse-datastrukture, dvs. de (stiplete) datastrukture som lages i det programmet starte Objekt-datastrukture (også bare kalt objekter eller klasse-objekter) som lages hver gag vi sier ew. Utrolig Viktig! 23 BilSalg klassedatastruktur Nav: salgsobjekt mai Type: BilSalg salgsobjekt = ew BilSalg ( ); BilSalg( ) steist Type: Bil Type: Bil it atallsteib; Bil steist = ew Bil ( ); BilSalg-objekt oleso atallsteib it Bil oleso = ew Bil ( ) ; steist.foresporsel ( ); oleso.foresporsel ( ); steist.foresporsel ( ); atallsteib = steist.fiatforesp(); System.out.pritl("Atall forespørsler på + Steis Toyota er " + steit.fiatforsp()); System.out.pritl("Atall forespørsler totalt + er å " + Bil.fiTotal( ) ); Bil-objekt av: atforesporsler 012 type: it void foresporsel( ) atforesporsler ++; total ++; it fiatforesp( ) retur (atforesporsler); Atall forespørsler på Steis Toyota er 2 Atall forespørsler totalt er å 3 Bil klassedatastruktur Nav: total Type: it fitotal retur total; Bil-objekt av: atforesporsler 01 type: it void foresporsel( ) atforesporsler ++; total ++; it fiatforesp( ) retur (atforesporsler); 24

7 Mer tegig (ikke så godt eksempel) class Tull { it tall = 11; static it statt = 12; Java datastruktur-tegig ved kjørig av BrukTull Java datastrukturtegiger m/parametre File heter BrukTull.java Oversettes og kjøres med >javac BrukTull.java >java BrukTull Oversettere lager to filer: BrukTull.class og Tull.class Java fiklig public void skrivt (it tl) { it sum; sum = tall + statt + BrukTull.tall1 + tl; System.out.pritl("Summe er " + sum); // slutt Tull public class BrukTull { static it tall1 = 16; static it tall2 = 10; it ubrukt = 15; public static void mai(strig [ ] args) { Tull testpeker; tall1 = 13; testpeker = ew Tull( ); testpeker.skrivt(tall2+4); // slutt BrukTull 25 klassedatastruktur BrukTull mai av: args av: tall type: it av: tall2 10 type: it type: Strig[] av: testpeker type: Tull tall1 = 13; testpeker = ew Tull( ); testpeker.skrivt(tall2+4); av: statt 12 type: it Objekt av klasse Tull skrivt(it tl) Summe er 50 av: tall 11 type: it av: sum 50 type: it av: tl 14 type: it Klassedatastruktur Tull sum = tall + statt + BrukTull.tall1 + tl; System.out.pritl( Summe er + sum); 26