Informatik II Übung 4. Pascal Schärli

Transkript

1 Informatik II Übung 4 pascscha@student.ethz.ch

2 Nachbesprechung Serie 3 - Aufgabe 1 Schleifeninvariante: z+u j=i j Nach der while-scheife: u=0 z= i j Was passiert wenn man das Programm so abändert? Schleifeninvariante stimmt immernoch, aber das Programm terminiert nicht mehr. static int f(int int u = i; int z = 0; while (u > z = z + u = u return z; i, int j) { 0){ j; 1; static int f(int i, int j) { int u = i; int z = 0; while (u > 0){ z = z; u = u; return z; 2

3 Nachbesprechung Serie 3 - Aufgabe 2 StringBuffer sind bei häufigen veränderungen viel schneller als Strings Möglicher Output: public static String encrypt(string s) { String ret = ""; for (int i = 0; i!= s.length(); ++i) { ret = ret + (char) (s.charat(i) + 3); return ret; Starting encryption (using Strings) Done - Duration: 3732 ms. Starting decryption (using StringBuffers) Done - Duration: 73 ms. Decryption successful :-) public static String decrypt(string s) { StringBuffer ret = new StringBuffer(); for (int i = 0; i!= s.length(); ++i) { ret.append((char) (s.charat(i) - 3)); return ret.tostring(); 3

4 Nachbesprechung Serie 3 - Aufgabe 2 (char) (s.charat(i) 3) Was passiert denn hier alles genau? public static String decrypt(string s) { StringBuffer ret = new StringBuffer(); for (int i = 0; i!= s.length(); ++i) { ret.append((char) (s.charat(i) - 3)); return ret.tostring(); char int int Nach der Operation haben wir einen Integer Wir müssen den resultierenden Integer wider in einen Char umwandeln (Englisch: cast) 4

5 Nachbesprechung Serie 3 - Aufgabe 3 Clause: 5

6 Nachbesprechung Serie 3 Aufgabe 3 Expr: 6

7 Nachbesprechung Serie 3 Aufgabe 4-7

8 Nachbesprechung Serie 3 Aufgabe 5 private static int parsetree(string kd, int offset) throws ParseException { if (checknext('-', kd, offset)) { return offset + 1; offset = parsenode(kd, offset); if (checknext('(', kd, offset)) { offset += 1; offset = parsesubtree(kd, offset); if (! checknext(')', kd, offset)) { throw new ParseException("expected ')'", offset); offset += 1; return offset; 8

9 Nachbesprechung Serie 3 Aufgabe 5 private static int parsesubtree(string kd, int offset) throws ParseException { offset = parsetree(kd, offset); while (checknext(',', kd, offset)) { offset += 1; offset = parsetree(kd, offset); return offset; 9

10 Nachbesprechung Serie 3 Aufgabe 5 private static int parsenode(string kd, int offset) throws ParseException { if (offset >= kd.length()) { throw new ParseException("Expected a node", offset); char c = kd.charat(offset); if (Character.isUpperCase(c)) { return offset + 1; else { throw new ParseException(String.format("'%c' is not a valid node name", c), offset); 10

11 Nachbesprechung Serie 3 Aufgabe 5 public static void parse(string kd) throws ParseException { int offset = parsetree(kd, 0); if (offset!= kd.length()) { throw new ParseException("Garbage at the end of the tree", offset); - 11

12 Serie 4

13 Aufgabe 1 Stack, LIFO (last in first out) Viel benutzte Datenstruktur Pointer zeigt auf das nächste freie Element In Informatik 1 als verkettete Liste implementiert Aufgabe 1: Implementierung als Array 13

14 Aufgabe 1 Stack als Array Push: Neue Daten oben auf den Stapel legen [ ] 2 3 size = 2 Stack mystack = Stack(4); mystack.push(21) [ size = 3 ] 3 14

15 Aufgabe 1 Stack als Array Pop: Daten von zuoberst auf dem Stapel entfernen. [ ] 3 size = 3 Stack mystack = Stack(4); int myint = mystack.pop(); [1 4 ] myint = size =

16 Aufgabe 1 Stack als Array Grow: Falls der Puffer (Array) voll ist, muss mehr Platz gemacht werden. [ ] size = 4 Stack mystack = Stack(4); grow() int myint = mystack.push(9) [ size = ] myint =

17 Aufgabe 1 Stack als Array Programm: Stack mystack = new Stack(2); mystack.push(1); mystack.push(2); Output: System.out.pritnln(myStack.pop()); mystack.push(3); mystack.push(4); System.out.pritnln(myStack.pop()); System.out.pritnln(myStack.pop()) 17

18 Aufgabe 1 Stack als Array ToString() Wie U2A2.2 aber mit StringBuffer push, pop peek wie besprochen empty() Ist Stack leer? size() Anzahl Elemente im Stack capacity() Platz des zugrundeliegenden Arrays 18

19 Aufgabe 2 - Ackermann-Funktion Wikipedia: Die Ackermannfunktion ist eine 1926 von Wilhelm Ackermann gefundene, extrem schnell wachsende mathematische Funktion, mit deren Hilfe in der theoretischen Informatik Grenzen von Computer- und Berechnungsmodellen aufgezeigt werden können. Rekursive Definition: A(0,m) = m + 1 A(n,0) = A(n-1,1) A(n,m) = A(n-1,A(n,m-1)) 19

20 Aufgabe 2 - Ackermann-Funktion Ratespiel: Welche Rückgabewerte haben folgende Funktionen? A(4,0) 13 A(4,1) A(0,m) = m + 1 A(n,0) = A(n-1,1) A(n,m) = A(n-1,A(n,m-1)) A(4,2)

21 Aufgabe 2 - Ackermann-Funktion Beispiel 1: A(1,1) A(1,1) A(1,0) A(0, 1) <- 2 <- 2 A(0, 2) <- 3 <- 3 A(1,1) A(1,1) = A(0,A(1,0)) A(1,0) = A(0,1) A(0,1) = 2 A(1,0) = 2 A(1,1) = A(0,2) A(0,2) = 3 A(1,1) = 3 A(0,m) = m + 1 A(n,0) = A(n-1,1) A(n,m) = A(n-1,A(n,m-1)) A(1,2) = 3 21

22 Aufgabe 3 Ackermann Iterativ mit Stack Ackermann-Formel benötigt immer (genau) zwei Werte Die gerade benötigten Werte sollten also zuoberst auf dem Stack liegen Benutzt While Schleife Abbruch wenn nur noch ein Element im Stack liegt Resultat Stack stack = new Stack(10); stack.push(n); stack.push(m); while(stack.size() > 1) { if(n == 0){ else if(m == 0){ else{ A(0,m) = m + 1 A(n,0) = A(n-1,1) A(n,m) = A(n-1,A(n,m-1)) 22

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29 Aufgabe 4 Java Bytecode 29

30 Aufgabe 4 Java Bytecode /J.v._bytencoien_i.strgucto._ list./s 30

31 Aufgabe 4 Java Bytecode Static int f(int a0,int a1,int a2){ return(a0+a1)/a2; static int f(int a0, int a1, int a2); 0 iload_0 1 iload_1 2 iadd 3 iload_2 4 idiv 5 ireturn Methode 1: Konsole (Terminal): javap -c yourfile.java Methode 2: Eclipse Links oben Tab Navigator auswählen Im Ordner bin das.class File der gewünschten Klasse suchen. 31

32 Aufgabe 4 Java Bytecode static int f1(int a0,int a1,int a2){ if(a0>a1) { a2 = a0-2; return a1*a2; static int f2(int a0,int a1,int a2){ while(a0>a1) { a0 = a0-2; return a1*2; static int f3(int a0,int a1,int a2){ if(a0<a1) { a2 = a1+2; return a0*a2; static int b1(int a0, int a1, int a2); goto 6 iinc 0-2 iload_0 iload_1 if_icmpgt 3 iload_1 iconst_2 imul ireturn 32

33 Aufgabe 4 Java Bytecode static int f1(int a0,int a1,int a2){ if(a0>a1) { a2 = a0-2; return a1*a2; static int f2(int a0,int a1,int a2){ while(a0>a1) { a0 = a0-2; return a1*2; static int f3(int a0,int a1,int a2){ if(a0<a1) { a2 = a1+2; return a0*a2; static int b2(int a0, int a1, int a2); iload_0 iload_1 if_icmpge 9 iload_1 iconst_2 iadd istore_2 iload_0 iload_2 imul ireturn 33

34 Aufgabe 4 Java Bytecode static int f1(int a0,int a1,int a2){ if(a0>a1) { a2 = a0-2; return a1*a2; static int f2(int a0,int a1,int a2){ while(a0>a1) { a0 = a0-2; return a1*2; static int f3(int a0,int a1,int a2){ if(a0<a1) { a2 = a1+2; return a0*a2; static int b3(int a0, int a1, int a2); iload_0 iload_1 if_icmple 9 iload_0 iconst_2 isub istore_2 iload_1 iload_2 imul ireturn 34

35 Reversi Turnier Turnier am 30.Mai Infos auf Vorlesungsseite: vs.inf.ethz.ch/edu/i2/reversi Online Plattform auf: reversi.ethz.ch Implementierung eines Spielers ab Serie 7 Wer als erstes mienen Spieler Trash.Can auf der Plattform schlägt bekomt wahlweise Bier oder Schokolade ;) 35

36 Viel Spass! 36