Informatik II - Tutorium 7

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1 Informatik II - Tutorium 7 Vincent Becker vincent.becker@inf.ethz.ch Vincent Becker

2 Altklausuren verfügbar Für regisitrierte AMIV-Mitglieder Mehrere Altklausuren Disclaimer lesen! Die Altklausuren lassen keine Schlüsse auf zukünftige Klausuren zu! Vincent Becker

3 Häufige Fehler und Java-Tipps Für Array a und int index = 5 Unterschied zwischen a[++index] und a[index++]? Variante 1: Zugriff auf a[6] und index == 6 Variante 2: Zugriff auf a[5] und index == 6 Object o = new Object(); return o; kann ersetzt werden durch return new Object(); Vincent Becker

4 Class Person Person Name Age Address PhoneNumber tostring() getname() getage() getaddress() getphonenumber() setaddress(newaddress) setphonenumber(newphonenumber) Attributes Accessors Mutators Getter and Setter Methods Vincent Becker

5 Class Student eine Erweiterung von Person Wie würde man einen Studenten modellieren? Was hat ein Student, was eine Person im Allgemeinen nicht hat? Person Name Age Address PhoneNumber Student Name Age Address PhoneNumber Legi tostring() getname() getage() getaddress() getphonenumber() setaddress(newaddress) setphonenumber(newphonenumber) tostring() getname() getage() getaddress() getphonenumber() getlegi() setaddress(newaddress) setphonenumber(newphonenumber) Vincent Becker

6 Class Student public class Student extends Person { private String m_legi; public Student(String name, int age, String address, String phone, String legi){ super(name, age, address, phone); m_legi = legi; } public String tostring() { return getname() + " is " + getage() + "old, lives in " + getaddress() + " and has legi-nr.: " + getlegi(); } } public String getlegi() { return m_legi; } Vincent Becker

7 Warum Vererbung? Besseres Design & Struktur Abstraktion der realen Welt, Modellierung von ist ein - Beziehungen z.b. Student peter peter ist ein Student und auch peter ist ein Person Wiederverwendung von Code Bessere Wartbarkeit Vincent Becker

8 Weitere Konzepte Abstrakte Klassen Können nicht instanziert warden Enthalten meist abstrakte Methoden Bsp.: Abstrakte Klasse Tier. Von einem Tier gibt es keine Instanzen, nur von dessen Unterklassen Hund, Katze, Mensch, Interfaces (Schnittstellen) Definieren im Normalfall reine Methodensignaturen Definieren im abstrakteren Sinne Eigenschaften bzw. Fähigkeiten Bsp.: Interface Comparable, alle implementierenden Klassen haben eine Methode smallerthan, die einen Vergleich zulässt Vincent Becker

9 Interfaces Apollo 13 Astronaut John L. Swigert, at right, with the "mailbox" rig improvised to adapt the Command Module's square carbon dioxide scrubber cartridges to fit the Lunar Module, which took a round cartridge Vincent Becker

10 Übungsblatt 6 Vincent Becker

11 U6.A1 UML-Diagramm interface A {} abstract class B implements A {} interface C extends A {} class D extends B implements C {} class E extends B {} class F implements C {} B <<interface>> A <<interface>> C A, B und C können nicht instanziiert werden E D F Vincent Becker

12 U6.A2 Type casts Statisch (implicit cast) Nur von Unter- zu Oberklasse Dynamisch (explicit cast) T t = (T)obj; Geht, falls das tatsächliche Objekt mit der Referenz obj vom Typ T ist (inkl. Aller Unterklassen von T) Vincent Becker

13 U6.A2 Static casts welche ungültig? D d = new D(); A a = d; <<interface>> A B b = d; C c = d; E e = d; F f = d; B <<interface>> C Dynamic casts welche ungültig? A a = new D(); B b = (B) a; C c = (C) a; E D F D d = (D) a; E e = (E) a; F f = (F) a; Vincent Becker

14 U6.A2 Fabrikmethode Von aussen relevant ListStack implementiert IStack StackFactory hat eine Methode create() Diese instanziiert einen ListStack und gibt diesen als IStack zurück: return new ListStack(); Für Benutzer ist nur relevant, dass die Eigenschaften von IStack erfüllt werden, die konkrete Implementierung ist uninteressant ListStack <<interface>> IStack String tostring() void push(int number) int pop() int peek() int size() boolean empty() StackFactory IStack create() Vincent Becker

15 U6.A3 Polymorphie Generische Liste durch die Verwendung von Object und Comparable Hier muss eine Utility-Klasse erstellt werden, indem IListUtils implementiert wird Achtung: Diesmal wird die Utility-Klasse instanziiert und ist nicht mehr static Vincent Becker

16 U6.A3 GeometricObject <<interface>> Comparable Schreibt smallerthan vor <<abstract>> GeometricObject Schreibt area() vor, kann smallerthan implementieren Rectangle Triangle Müssen beide area() auf ihre Weise implementieren Eclipse Demo Vincent Becker

17 U6.A4 Wieder ein Stack Kombination Listen und Arrays zur Implementierung eines dynamischen Stacks Verwaltung von ChunkLists Vincent Becker

18 Übungsblatt 7 (bis nach den Osterferien) Vincent Becker

19 U7.A1 Generics In U6.A3 schon Mal eine Art Generics Object MyType MyType MyType MyType next next mylist next Vincent Becker

20 U7.A1 Generics Jetzt Java Generics class MyPair<T> { public T first, second; } Ein Objekt pair vom Typ MyPair<Float> enthält zwei Float- Referenzen: pair.first und pair.second Vorteil von Generics: Typenprüfung durch Compiler auch bei der Aufnahme in den Kontainer und bei Herausnahme (kein dynamischer Cast mehr nötig) Vincent Becker

21 U7.A1 Generics ArrayList<T> : ein vorimplementierter generischer Container Verwendung: ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>(); Auch möglich: ArrayList<ArrayList<Student>> Dokumentation ArrayList: Iterator: ArrayList<T> al = new ArrayList<T>(); for (T thing : al) { } // do something with thing Vincent Becker

22 U7.A1 Aufgabe Filter schreiben für Listen von Studenten Threshold-Filter für Punkte für das Testat Einen Filter ohne Generics und einen mit schreiben Vincent Becker

23 U7.A2 Tic-Tac-Toe Überlegungen zu Spielbäumen Überlegen Sie sich, wie das Attribut eines Knotens auf Grund der Attribute der Nachfolger berechnet wird, wenn Sie bzw. Ihr Gegner an der Reihe sind. Vincent Becker

24 U7.A3 Binäre Bäume Ein Binärbaum ist ein Baum, in dem jeder Knoten höchstens zwei Kinder hat Jeder Knoten enthält Zeiger auf: Linker Nachfolger Rechter Nachfolger (Vater) Rekursive Traversierung: Pre-order: W-L-R In-order: L-W-R Post-order: L-R-W L W R Vincent Becker

25 U7.A3 Binäre Bäume In-order Traversierung L W - R [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] Vincent Becker

26 U7.A3 Binäre Bäume Allgemeine Bäume können auch als Binärbaume repräsentiert werden: Vincent Becker

27 U7.A3 Binäre Suchbäume Die Knoten enthalten Schlüsselattribute, die total geordnet sind Suchen erfolgt durch Schlüsselvergleich Für jeden Knoten mit Schlüsselattribut s gilt: Alle Schlüssel im linken Unterbaum sind kleiner als s Alle Schlüssel im rechten Unterbaum sind grösser als s Die Unterbäume sind wiederum Suchbäume Vincent Becker

28 U7.A3 Binäre Bäume Implementierung public class BinarySearchTree<T> { } public int key; public T thing; public BinarySearchTree<T> left; public BinarySearchTree<T> right; public BinarySearchTree(int key, T thing) { } this.key = key; this.thing = thing; this.left = null; this.right = null; Vincent Becker

29 U7.A3 Binäre Suchbäume Teilaufgabe a (von Hand) Löschen, ersetzen durch das kleinste Element des rechten Teilbaums Teilaufgabe b Implementation eines binären Suchbaums IBinarySearchTreeUtils<T> UtilsFactory.create() soll ein Utils für den Typ String erzeugen new MyTreeUtils<String>() Vincent Becker

30 U7.A3 Binäre Suchbäume Wie löscht man einen Knoten? Kleinsten Knoten im rechten Unterbaum an dessen Stelle setzen Wie findet man den kleinsten Knoten? Wenn tree.left == null Dann Baum neu verknüpfen Vater des kleinsten Knotens erhält als linken Unterbaum dessen rechten Unterbaum Wie findet man diesen Vater? tree.left.left == null löschen Vincent Becker

31 U7.A4 Erste Reversi-Aufgabe Vorbereitung auf das Reversi- Turnier Es werden weitere Aufgaben folgen Zuerst sollen die Grundprinzipien des Spiels implementiert werden Das letztendliche Ziel ist es einen Reversi-Spieler zu implementieren Finden von Strategien etc. Vincent Becker

32 U7.A4 Spielt! Gegen euren Teampartner oder euch selbst Schickt einen Snapshot Vincent Becker

33 Submission System reversi.ethz.ch Vincent Becker

34 viel Spass! Vincent Becker

35 abstract class vs. interface Abstract class Kann vollständige Implementierungen enthalten und/oder abstrakte Methoden Interface In der Regel sind keine Implementierungen enthalten (Ausnahme: default in Java8) Methoden können protected sein Attribute, Konstanten, Alle Methoden sind implizit public Nur Konstanten (public static final) Vincent Becker