Informatik II - Tutorium 5

Transkript

1 Informatik II - Tutorium 5 Vincent Becker vincent.becker@inf.ethz.ch Vincent Becker

2 Neue Webseite Vincent Becker

3 Allgemeines Java-Konvention: Alle Variablen- und Methodennamen (Ausnahme: Konstruktor) werden klein geschrieben, alle Klassennamen gross Code formatieren! Die Verwendung von this ist nicht notwendig, wenn das Attribut eindeutig identifiziert werden kann Gegenbeispiel: public Car(int speed) { this.speed = speed; // zwischen Attr. und lok. } // Var. könnte ohne this // nicht unterschieden werden if (cond1 && cond2) anstatt if (cond1) { if (cond2) { Vincent Becker

4 Allgemeines Bonusübung 1 seit ein paar Tagen online! Vorsicht: Nicht voneinander abschreiben! Automatische Checks! Vincent Becker

5 Übungsblatt 4 Vincent Becker

6 U4.A1 Ein wachsender Stack Kann als Array implementiert werden Grösse festgelegt Dynamischer Stack Bei vollem Stack neues Array doppelter Grösse erzeugen und Werte kopieren Vincent Becker

7 U4.A1 Stack-Attribute Buffer: Kapazität Size: Füllstand Wann ist der Stack leer? Size == 0 Wann muss der Stack wachsen? Size == Buffer Nützlich: Java-Bibliotheksfunktionen int[] Arrays.copyOf(int[] original, int newlength) Vincent Becker

8 U4.A1 private void grow() { int[] new_buffer = new int[2 * buffer.length]; for (int i = 0; i < size; i++) { new_buffer[i] = buffer[i]; } buffer = new_buffer; } Vincent Becker

9 U4.A1 public void push(int number) { if (size == buffer.length) { grow(); } buffer[size] = number; size += 1; } Vincent Becker

10 U4.A1 public int pop() throws EmptyStackException { if (size == 0) throw new EmptyStackException(); size -= 1; return buffer[size]; } Element wird nicht explizit gelöscht, sondern nur durch verschieben des Zeigers Vincent Becker

11 U4.A2 Ackermann-Funktion Wilhelm Ackermann Wächst EXTREM schnell A(3,3) = 61 A(4, 2) hat bereits Dezimalstellen!! Vincent Becker

12 U4.A2 Aufruf von A(1,1) m 0 m 1 m 1 n 1 n 0 m 2 n n 0 3 Stack t = 0 Stack t = 1 Stack t = 2 Stack t = 3 Stack t = 4 Vincent Becker

13 U4.A2 public int A(int n, int m) { Stack stack = new Stack(); stack.push(n); stack.push(m); while(stack.size()!= 1) { final int cm = stack.pop(); final int cn = stack.pop(); if (cn == 0) { stack.push(cm+1); } else if (cm == 0) { stack.push(cn - 1); stack.push(1); } else { stack.push(cn-1); stack.push(cn); stack.push(cm - 1);}} return stack.pop(); } Vincent Becker

14 U4.A3 Java Bytecode Vincent Becker

15 U4.A3 Befehle für die Konsole javac: Compiler java: Ausführen javap: Disassembler Byte position javac -g RecursiveAckermann.java javap -c -l RecursiveAckermann Referenz auf Methode Mapping von Java auf Bytecode Vincent Becker

16 U4.A3 aload 0 kopiert this Referenz auf den Funktionsstack beim Methodenaufruf /** * Recursive implementation of the Ackermann function. */ public class RecursiveAckermann { /** 0: 4: iload_2 iload_1 } * Recursive implementation of the Ackermann function. 8: iload_2 * 5: ifne 8 9: 12: 21: iconst_1 ifne aload_0 aload_0 13: 21 n parameter n 6: 22: iload_1 iadd iload_1 m parameter m 14: 7: 23: iconst_1 ireturn iconst_1 Ackermann(n,m) 15: 24: isub isub */ 16: 25: iconst_1 aload_0 public int A(int n, int m) 17: 26: invokevirtual iload_1 #2 { 20: ireturn if (n == 0) return m + 1; if (m == 0) return A(n-1, 1); return A(n-1, A(n, m-1)); } 27: iload_2 28: iconst_1 29: isub 30: invokevirtual #2 33: invokevirtual #2 36: ireturn Vincent Becker

17 Java Datentypen Datentypen Primitive Typen: z.b. byte, int, float, char Referenz-Typen: z.b. Arrays, Strings, Klassen Thou shalt not follow the null pointer, for chaos and madness await thee at its end. [The Ten Commandments for C Programmers by Henry Spencer] Vincent Becker

18 Java Call-by-value vs -reference Methodenaufrufe Call-by-value an Funktion übergebenen Daten werden kopiert keine Verbindung mehr zwischen den Daten beim Aufrufer und den Daten in der Funktion Call-by-reference Anstatt Daten zu kopieren werden Referenzen auf die Daten übergeben Methodenaufrufe an einem so übergebenen Objekt arbeiten also auf demselben Objekt, das auch außerhalb sichtbar ist Vincent Becker

19 Java Call-by-value vs -reference Methodenaufrufe In C++ beide sind möglich Call-by-value: Daten werden kopiert und übergeben //C++ Call-by-reference: Referenz auf die Daten wird übergeben //C++ void swap(a, b); void swap(&a, &b); Java ist IMMER call by value!! Bei Übergabe von einem Primitiven Typ wird der Wert in eine lokale Variable kopiert. Und bei Übergabe von einem Referenz-Typ wird der Adressenwert in eine lokale Variable kopiert! Vincent Becker

20 Java Call-by-value vs -reference Argumente primitive Typs: public void add(int s1, int s2) { s1 = s1 + s2; } int a = 5; int b = 10; add(a, b); // Hier gilt immer noch: a = 5, b = 10 // Anders mit return s1; in add: a = add(a, b); Vincent Becker

21 Java Call-by-value vs -reference Modifizieren ist möglich, Vertauschen aber nicht! Hauptprogramm erzeugt zwei Objekte mypoint1 mypoint2 int x1; int y1; int x2; int y2; swap(mypoint1, mypoint2); swap(point p1, Point p2) { Point tmp = p1; p1 = p2; p2 = tmp; } mypoint1 p1 mypoint2 p2 int x1; int y1; int x2; int y2; Bemerkung: Modifizieren von Attributen ist möglich: p1.x1 = 5; aber im Hauptprogramm nach swap(...) mypoint1 p1 mypoint2 p2 int x1; int y1; int x2; int y2; Beachte: Die Referenzen p1 und p2 existieren eigentlich nicht mehr Vincent Becker

22 Java Speicherallokation int a = 5; Tier fido = new Tier( fido, m ); Tier rex = new Hund( rex, m, braun ); Tier (name, String, "fido") (geschlecht, char, 'm') Hund Tier (name, String, "rex") (geschlecht, char, 'm') (fellfarbe, String, "braun") STACK (rex, Tier, ) (fido, Tier, ) (a, int, 5) HEAP Vincent Becker

23 Java Speicherallokation foobar(rex, a); void foobar(tier t, int p) { t.name = "#@!&"; p = 42; t = new Tier( xena,w); } STACK Tier (name, String, "fido") (geschlecht, char, 'm') Hund Tier (name, String, "#@!&") "rex") (geschlecht, char, 'm') (fellfarbe, String, "braun") Tier (name, String, "xena") (geschlecht, char, 'w') (p, int, 42) 5) (t, Tier, ) (rex, Tier, ) (fido, Tier, ) (a, int, 5) HEAP Vincent Becker

24 Übungsblatt 5 Vincent Becker

25 Listen Array: Alle Plätze liegen im Speicher hintereinander int[] a Listen: über Zeiger verkettet 32 adr 9 adr 42 adr 21 adr List l 7 adr 54 adr Varianten: Einfach, doppelt, zyklisch verkettet Vincent Becker

26 Wie kann man eine Liste realisieren? public class List { } public int value; public List next; public List(int value, List next) { this.value = value; } mylist this.next = next; value 76 next value 15 next value 22 next value 3 next value 32 next Vincent Becker

27 List tostring() add(list list, int value) size(list list) sum(list list) public static String tostring(list list) { if (list == null) return "null"; StringBuffer buf = new StringBuffer(); buf.append(list.value).append(","). append(tostring(list.next)); return buf.tostring(); } mylist value value value value next next next next value 32 next 76,15,22,3,32,null Vincent Becker

28 viel Spass und frohe Ostern! Vincent Becker