Nützliche Operationen:

Transkript

1 Analoge Klassen stehen für die Ausgabe zur Verfügung. DiegrundlegendeKlassefür ÝØ -Ausgabeheißt ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ. Auch ÇÙØÔÙØËØÖ Ñistabstrakt :-) Nützliche Operationen: ÔÙ Ð ÚÓ ÛÖ Ø ÒØ µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ : schreibtdasunterstebytevon indieausgabe; ÚÓ ÐÙ µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ : fallsdieausgabe gepuffert wurde, soll sie nun ausgegeben werden; ÚÓ ÐÓ µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ : schließtden Ausgabe-Strom. 580

2 Weil ÇÙØÔÙØËØÖ Ñabstraktist,gibteskeineObjektederKlasse ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ,nurObjektevonUnterklassen. Konstruktoren von Unterklassen: ÔÙ Ð Ð ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ ËØÖ Ò Ô Ø µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ; ÔÙ Ð Ð ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ ËØÖ Ò Ô Ø ÓÓÐ Ò ÔÔ Ò µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ; ÔÙ Ð Ø ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ ÓÙØµ ÔÙ Ð ÈÖ ÒØËØÖ Ñ ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ ÓÙØµ der Rückwärts-Kompatibilität wegen, d.h. um Ausgabe auf ËÝ Ø ÑºÓÙØund ËÝ Ø Ñº ÖÖzumachen

3 Beispiel: ÑÔÓÖØ Ú º Óº ÔÙ Ð Ð Ð ¾ Ð ÓÔÝ ß ÔÙ Ð Ø Ø ÚÓ Ñ Ò ËØÖ Ò Ö µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ ß Ð ÁÒÔÙØËØÖ Ñ Ð ÁÒ Ò Û Ð ÁÒÔÙØËØÖ Ñ Ö ¼ µ Ð ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ Ð ÇÙØ Ò Û Ð ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ Ö ½ µ ÒØ Ò Ð ÁÒº Ú Ð Ð µ ÓÖ ÒØ ¼ Ò µ Ð ÇÙØºÛÖ Ø Ð ÁÒºÖ µµ Ð ÁÒºÐÓ µ Ð ÇÙØºÐÓ µ ËÝ Ø ÑºÓÙØºÔÖ ÒØ Ø Ø ÓÒ Ò µ Ð»» Ò Ó Ñ Ò Ð»» Ò Ó Ð ¾ Ð ÓÔÝ 582

4 Das Programm interpretiert die 1. und 2. Kommando-Zeilen-Argumente als Zugriffspfade auf eine Einbzw. Ausgabe-Datei. Die Anzahl der in der Eingabe enthaltenen Bytes wird bestimmt. Dann werden sukzessive die Bytes gelesen und in die Ausgabe-Datei geschrieben. Erweiterung der Funktionalität: DieKlasse Ø ÇÙØÔÙØËØÖ ÑbietetspezielleSchreib-Methodenfür verschiedene Basis-Typen an. 583

5 Beispielsweise gibt es: ÚÓ ÛÖ Ø ÝØ ÒØ Üµ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ; ÚÓ ÛÖ Ø Ö ÒØ Üµ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ; ÚÓ ÛÖ Ø ÁÒØ ÒØ Üµ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ; ÚÓ ÛÖ Ø ÓÙ Ð ÓÙ Ð Üµ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ. Beachte: ÛÖ Ø Ö µschreibtgenaudierepräsentationeineszeichens, dievon Ö Ö µverstandenwird,d.h.2byte. 584

6 Beispiel: ÑÔÓÖØ Ú º Óº ÔÙ Ð Ð ÆÙÑ Ö ß ÔÙ Ð Ø Ø ÚÓ Ñ Ò ËØÖ Ò Ö µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ ß Ð ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ Ð Ò Û Ð ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ Ö ¼ µ Ø ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ Ø Ò Û Ø ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ Ð µ ÒØ Ò ÁÒØ ÖºÔ Ö ÁÒØ Ö ½ µ ÓÖ ÒØ ¼ Ò µ Ø ºÛÖ Ø ÁÒØ µ Ø ºÐÓ µ ËÝ Ø ÑºÓÙØºÔÖ ÒØ Ø Ø ÓÒ Ò µ Ð»» Ò Ó Ñ Ò Ð»» Ò Ó ÆÙÑ Ö 585

7 Das Programm entnimmt der Kommando-Zeile den Datei-Pfad sowieeinezahl Ò. Eswirdein Ø ÇÙØÔÙØËØÖ ÑfürdieDateieröffnet. In die Datei werden die Zahlen 0,...,Ò¹½ binär geschrieben. Dassindalso4ÒBytes. Achtung: InderKlasse ËÝ Ø Ñsinddiezweivordefinierten Ausgabe-Ströme ÓÙØund ÖÖenthalten. ÓÙØ repräsentiert die Ausgabe auf dem Terminal. ÖÖrepräsentiertdieFehler-AusgabefüreinProgramm(i.a. ebenfalls auf dem Terminal). Diese sollen jedes Objekt als Text auszugeben können. DazudientdieKlasse ÈÖ ÒØËØÖ Ñ. 586

8 Die ÔÙ Ð -Objekt-Methoden ÔÖ ÒØ µund ÔÖ ÒØÐÒ µgibtes für jeden möglichen Argument-Typ. Für(Programmierer-definierte) Klassen wird dabei auf die ØÓËØÖ Ò µ-methodezurückgegriffen. ÔÖ ÒØÐÒ µunterscheidetsichvon ÔÖ ÒØ,indemnachAusgabe des Arguments eine neue Zeile begonnen wird. Achtung: ÈÖ ÒØËØÖ Ñbenutzt(neuerdings)dieStandard-Codierungdes Systems, d.h. bei uns Latin-1. Um aus einem(unicode-)string eine Folge von sichtbaren (Latin-1-)Zeichen zu gewinnen, wird bei jedem Zeichen, das kein Latin-1-Zeichen darstellt, ein? gedruckt... == für echte(unicode-) Text-Manipulation schlecht geeignet

9 16.2 Textuelle Ein- und Ausgabe Wieder erstmal eine Übersicht über hier nützliche Klassen... Reader BufferedReader InputStreamReader FileReader Object Java.lang OutputStreamWriter FileWriter Writer PrintWriter 588

10 DieKlasse Ê Öistabstrakt. Wichtige Operationen: ÔÙ Ð ÓÓÐ Ò Ö Ý µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ : liefert ØÖÙ,soferneinZeichengelesenwerdenkann; ÔÙ Ð ÒØ Ö µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ : liestein(unicode-)zeichenvominputals ÒØ-Wert;istdas Ende des Stroms erreicht, wird-1 geliefert; ÚÓ ÐÓ µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ : schließtden Eingabe-Strom. 589

11 Ein ÁÒÔÙØËØÖ ÑÊ ÖisteinspeziellerTextleserfür Eingabe-Ströme. Ein Ð Ê Ögestattet,auseinerDateiTextzulesen. Ein Ù Ö Ê Öistein Ê Ö,derTextzeilenweiselesen kann,d.h.einezusätzlichemethode ÔÙ Ð ËØÖ Ò Ö Ä Ò µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ zurverfügungstellt. Konstruktoren: ÔÙ Ð ÁÒÔÙØËØÖ ÑÊ Ö ÁÒÔÙØËØÖ Ñ Òµ ÔÙ Ð ÁÒÔÙØËØÖ ÑÊ Ö ÁÒÔÙØËØÖ Ñ Ò ËØÖ Ò ÒÓ Ò µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ ÔÙ Ð Ð Ê Ö ËØÖ Ò Ô Ø µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ ÔÙ Ð Ù Ö Ê Ö Ê Ö Òµ 590

12 Beispiel: ÑÔÓÖØ Ú º Óº ÔÙ Ð Ð ÓÙÒØÄ Ò ß ÔÙ Ð Ø Ø ÚÓ Ñ Ò ËØÖ Ò Ö µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ ß Ð Ê Ö Ð Ò Û Ð Ê Ö Ö ¼ µ Ù Ö Ê Ö Ù Ò Û Ù Ö Ê Ö Ð µ ÒØ Ò ¼ Û Ð ÒÙÐÐ Ù ºÖ Ä Ò µµ Ò Ù ºÐÓ µ ËÝ Ø ÑºÓÙØºÔÖ ÒØ ÆÙÑ Ö Ó Ä Ò Ø Ø Òµ Ð»» Ò Ó Ñ Ò Ð»» Ò Ó ÓÙÒØÄ Ò DieObjekt-Methode Ö Ä Ò µliefert ÒÙÐÐ,wennbeimLesen das Ende der Datei erreicht wurde. Das Programm zählt die Anzahl der Zeilen einer Datei :-) 591

13 Wieder stehen analoge Klassen für die Ausgabe zur Verfügung. DiegrundlegendeKlassefürtextuelleAusgabeheißt ÏÖ Ø Ö. Nützliche Operationen: ÔÙ Ð ÚÓ ÛÖ Ø type Üµ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ : gibtesfürdietypen ÒØ(dannwirdeineinzelnesZeichen geschrieben), Ö sowie ËØÖ Ò. ÚÓ ÐÙ µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ : falls die Ausgabe gepuffert wurde, soll sie nun tatsächlich ausgegeben werden; ÚÓ ÐÓ µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ :schließtden Ausgabe-Strom. 592

14 Weil ÏÖ Ø Öabstraktist,gibtkeineObjektederKlasse ÏÖ Ø Ö, nur Objekte von Unterklassen. Konstruktoren: ÔÙ Ð ÇÙØÔÙØËØÖ ÑÏÖ Ø Ö ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ ØÖµ; ÔÙ Ð ÇÙØÔÙØËØÖ ÑÏÖ Ø Ö ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ ØÖ ËØÖ Ò ÒÓ Ò µ; ÔÙ Ð Ð ÏÖ Ø Ö ËØÖ Ò Ô Ø µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ; ÔÙ Ð Ð ÏÖ Ø Ö ËØÖ Ò Ô Ø ÓÓÐ Ò ÔÔ Ò µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ; ÔÙ Ð ÈÖ ÒØÏÖ Ø Ö ÇÙØÔÙØËØÖ Ñ ÓÙØµ ÔÙ Ð ÈÖ ÒØÏÖ Ø Ö ÏÖ Ø Ö ÓÙØµ 593

15 Beispiel: ÑÔÓÖØ Ú º Óº ÔÙ Ð Ð Ì ÜØ¾Ì ÜØ ÓÔÝ ß ÔÙ Ð Ø Ø ÚÓ Ñ Ò ËØÖ Ò Ö µ Ø ÖÓÛ ÁÇ Ü ÔØ ÓÒ ß Ð Ê Ö Ð ÁÒ Ò Û Ð Ê Ö Ö ¼ µ Ð ÏÖ Ø Ö Ð ÇÙØ Ò Û Ð ÏÖ Ø Ö Ö ½ µ ÒØ Ð ÁÒºÖ µ ÓÖ ¹½ Ð ÁÒºÖ µµ Ð ÇÙØºÛÖ Ø µ Ð ÁÒºÐÓ µ Ð ÇÙØºÐÓ µ ËÝ Ø ÑºÓÙØºÔÖ ÒØ Ø Ø ÓÒ Ò µ Ð»» Ò Ó Ñ Ò Ð»» Ò Ó Ì ÜØ¾Ì ÜØ ÓÔÝ 594

16 Wichtig: OhneeinenAufrufvon ÐÙ µoder ÐÓ µkannes passieren, dass das Programm beendet wird, bevor die Ausgabe in die Datei geschrieben wurde:-( ZumVergleich:inderKlasse ÇÙØÔÙØËØÖ Ñwird ÐÙ µ automatisch nach jedem Zeichen aufgerufen, das ein Zeilenende markiert. Bleibt,diezusätzlichenObjekt-Methodenfüreinen ÈÖ ÒØÏÖ Ø Ö aufzulisten... Analogzum ÈÖ ÒØËØÖ Ñsinddies ÔÙ Ð ÚÓ ÔÖ ÒØ type Üµ und ÔÙ Ð ÚÓ ÔÖ ÒØÐÒ type Üµ 595

17 ... die es gestatten, Werte jeglichen Typs(aber nun evt. in geeigneter Codierung) auszudrucken. Text-Ein- und Ausgabe arbeitet mit(folgen von) Zeichen. Nichtschlecht,wennmandafürdieKlasse ËØÖ Ò etwasnäher kennenwürde

18 17 HashingunddieKlasse ËØÖ Ò DieKlasse ËØÖ Ò stelltwörtervon(unicode-)zeichendar. Objekte dieser Klasse sind stets konstant, d.h. können nicht verändert werden. VeränderbareWörterstelltdieKlasse ËØÖ Ò Ù Ö zur Verfügung. Beispiel: ËØÖ Ò ØÖ 597

19 ... ist äquivalent zu: Ö Ø Ò Û Ö ß³ ³ ³ ³ ³³Ð ËØÖ Ò ØÖ Ò Û ËØÖ Ò Ø µ Weitere Beispiele: ËÝ Ø ÑºÓÙØºÔÖ ÒØÐÒ µ ËØÖ Ò ËÝ Ø ÑºÓÙØºÔÖ ÒØÐÒ µ ËØÖ Ò º Ù ØÖ Ò ¾ µ ËØÖ Ò º Ù ØÖ Ò ½ ¾µ 598

20 DieKlasse ËØÖ Ò stelltmethodenzurverfügung,um einzelne Zeichen oder Teilfolgen zu untersuchen, Wörter zu vergleichen, neuekopienvonwörternzuerzeugen,dieetwanuraus Klein-(oder Groß-) Buchstaben bestehen. FürjedeKlassegibteseineMethode ËØÖ Ò ØÓËØÖ Ò µ,die eine ËØÖ Ò -Darstellungliefert. Der Konkatenations-Operator ist mithilfe der Methode ÔÔ Ò µderklasse ËØÖ Ò Ù Öimplementiert. 599

21 Einige Konstruktoren: ËØÖ Ò µ ËØÖ Ò Ö Ú ÐÙ µ ËØÖ Ò ËØÖ Ò µ ËØÖ Ò ËØÖ Ò Ù Ö Ù Öµ 600

22 Einige Objekt-Methoden: Ö Ö Ø ÒØ Ò Üµ ÒØ ÓÑÔ Ö ÌÓ ËØÖ Ò ÒÓØ ÖËØÖ Ò µ ÓÓÐ Ò ÕÙ Ð Ç Ø Ó µ ËØÖ Ò ÒØ ÖÒ µ ÒØ Ò ÜÇ ÒØ Öµ ÒØ Ò ÜÇ ÒØ Ö ÒØ ÖÓÑÁÒ Üµ ÒØ Ð ØÁÒ ÜÇ ÒØ Öµ ÒØ Ð ØÁÒ ÜÇ ÒØ Ö ÒØ ÖÓÑÁÒ Üµ 601

23 ... weitere Objekt-Methoden: ÒØ Ð Ò Ø µ ËØÖ Ò Ö ÔÐ Ö ÓÐ Ö Ö Ò Û Öµ ËØÖ Ò Ù ØÖ Ò ÒØ ÒÁÒ Üµ ËØÖ Ò Ù ØÖ Ò ÒØ ÒÁÒ Ü ÒØ Ò ÁÒ Üµ Ö ØÓ Ö ÖÖ Ý µ ËØÖ Ò ØÓÄÓÛ Ö µ ËØÖ Ò ØÓÍÔÔ Ö µ ËØÖ Ò ØÖ Ñ µ : beseitigtwhitespaceamanfangund Ende des Worts....sowievieleweitere :-) 602

24 ZurObjekt-Methode ÒØ ÖÒ µ DieJava-Klasse ËØÖ Ò verwalteteinenprivatenstring-pool: "Hello" " World!" "abc" "Quatsch..." 603

25 Alle ËØÖ Ò -KonstantendesProgrammswerdenautomatisch in den Pool eingetragen. º ÒØ ÖÒ µ überprüft,obdiegleichezeichenfolgewie bereits im Pool ist. Ist dies der Fall, wird ein Verweis auf das Pool-Objekt zurück gegeben. Andernfalls wird in den Pool eingetragen und zurück geliefert. 604

26 "Hello" " World!" str = str.intern(); "abc" "Quatsch..." str "Hello World!" 605

27 "Hello" " World!" "abc" "Hello World!" "Quatsch..." str 606

28 "Hello" " World!" str = str.intern(); "abc" "Quatsch..." str "Quatsch..." 607

29 "Hello" " World!" "abc" "Quatsch..." str 608

30 Vorteil: Internalisierte Wörter existieren nur einmal :-) Test auf Gleichheit reduziert sich zu Test auf Referenz-Gleichheit,d.h. == erheblich effizienter als zeichenweiser Vergleich!!!... bleibt nur ein Problem: Wiefindetmanheraus,obeingleichesWortimPoolist?? 609

31 1. Idee: Verwalte eine Liste der(verweise auf die) Wörter im Pool; implementiere ÒØ ÖÒ µalseine Ä Ø-Methode,diedieListe nach dem gesuchten Wort durchsucht. Ist das Wort vorhanden, wird ein Verweis darauf zurückgegeben. Andernfalls wird das Wort(z.B. vorne) in die Liste eingefügt. 610

32 poollist "Hello" " World!" "abc" "Quatsch..." 611

33 + Die Implementierung ist einfach. -dieoperation ÒØ ÖÒ µmussdaseinzufügendewortmit jedem Wort im Pool vergleichen == immens teuer!!! 2. Idee: Verwalte ein sortiertes Feld von(verweisen auf) ËØÖ Ò -Objekte. Herausfinden,obeinWortbereitsimPoolist,istdannganz einfach

34 poolarray "abc" "Quatsch..." "Hello" " World!" 613

35 + Auffinden eines Worts im Pool ist einfach. - Einfügen eines neuen Worts erfordert aber evt. Kopieren aller bereits vorhandenen Verweise... == immer noch sehr teuer!!! 3. Idee: Hashing Verwalte nicht eine, sondern viele Listen! Verteile die Wörter(ungefähr) gleichmäßig über die Listen. Auffinden der richtigen Liste muss schnell möglich sein. In der richtigen Liste wird dann sequentiell gesucht. 614

36 hashset "abc" "Quatsch..." "Hello" " World!" 615

37 Auffinden der richtigen Liste: Benutzeeine(leichtzuberechnende:-)Funktion ËØÖ Ò ¹ ÒØ; Eine solche Funktion heißt Hash-Funktion. Eine Hash-Funktion ist gut, wenn sie die Wörter (einigermaßen) gleichmäßig verteilt. HatdasFeld Ë ØdieGrößem,undgibtesnWörterim Pool,dannmüssenproAufrufvon ÒØ ÖÒ µ nurlisteneiner Länge ca. n/m durchsucht werden!!! 616

38 SeisdasWorts 0 s 1...s k 1. Beispiele für Hash-Funktionen: h 0 (s) =s 0 +s k 1 ; h 1 (s) =s 0 +s s k 1 ; h 2 (s) = (...((s 0 p) +s 1 ) p +...) p +s k 1 füreine krumme Zahl p. (Die ËØÖ Ò -Objekt-Methode Ó µentsprichtderfunktionh 2 mitp=31.) 617

39 ËØÖ Ò h 0 h 1 h 2 (p =7) alloc add and const div eq fjump false halt jump less leq ËØÖ Ò h 0 h 1 h load mod mul neq neg not or read store sub true write