Informatik II Übung 7 Gruppe 3

Transkript

1 Informatik II Übung 7 Gruppe 3 Julia Gygax jgygax@student.ethz.ch Julia Gygax

2 Nachbesprechung Übung 6 Julia Gygax

3 Aufgabe 1 Klassen, Schnittstellen und Typumwandlungen Julia Gygax

4 Aufgabe 1 Klassen, Schnittstellen und Typumwandlungen. was ist nicht möglich davon? - new A() - new B() - new C() - new D() - new E() - new F() interface abstract class interface Julia Gygax

5 Aufgabe 1 Klassen, Schnittstellen und Typumwandlungen Type casts Statisch (implicit cast): nur von Kinderklasse zu Elternklasse Dynamisch (explicit cast): T t = (T)obj; geht, falls das tatsächliche Objekt an der Referenz obj vom Typ T ist (inkl. alle Kindertypen von T) Julia Gygax

6 Aufgabe 1 Klassen, Schnittstellen und Typumwandlungen void c1() { D d = new D(); A a = d; B b = d; C c = d; E e = d; F f = d; } void c2() { F f = new F(); A a = f; B b = f; C c = f; D d = f; E e = f; } void c3() { E e = new E(); A a = e; B b = e; C c = e; D d = e; F f = e; } Julia Gygax

7 Aufgabe 1 Klassen, Schnittstellen und Typumwandlungen void c4() { B b = new D(); A a = b; C c = b; D d = b; E e = b; F f = b; } void c5() { C c = new D(); A a = c; B b = c; D d = c; E e = c; F f = c; } void c6() { C c = new F(); A a = c; B b = c; D d = c; E e = c; F f = c; } Julia Gygax

8 Aufgabe 1 Klassen, Schnittstellen und Typumwandlungen void d1() { A a = new D(); B b = (B) a; C c = (C) a; D d = (D) a; E e = (E) a; F f = (F) a; } void d2() { A a = new E(); B b = (B) a; C c = (C) a; D d = (D) a; E e = (E) a; F f = (F) a; } void d3() { B b = new D(); A a = (A) b; C c = (C) b; D d = (D) b; E e = (E) b; } Julia Gygax

9 Aufgabe 1 Klassen, Schnittstellen und Typumwandlungen Julia Gygax

10 Aufgabe 1 Klassen, Schnittstellen und Typumwandlungen Julia Gygax

11 Aufgabe 2 Schnittstellen und Implementierungen A1: Factory-Methode Julia Gygax

12 Aufgabe 2 Schnittstellen und Implementierungen A2: empty() im Interface: in der Klasse ListStack: A3: in der Klasse Tests: Julia Gygax

13 JUnit Tests AssertEquals kann theoretisch für beliebige Assertions verwendet werden, trägt aber nicht zur Lesbarkeit bei AssertEquals für numerische Assertions AssertTrue/False für boolsche Assertions Universell einsetzbar: Viele Dinge z.b. Zustände oder Formate lassen sich boolsch überprüfen Zustände: is... (z.b. isempty) Formate: has oder contains..., matches,... AssertNull/NotNull für Null-Werte AssertSame/NotSame für Objektidentität Julia Gygax

14 Aufgabe 3 - Polymorphie A1: Factory-Methode: A2: ListUtils: Julia Gygax

15 Aufgabe 3 - Polymorphie Julia Gygax

16 Aufgabe 3 - Polymorphie smallerthan: area(): in rectangle() und triangle() implementieren Julia Gygax

17 Aufgabe 3 - Polymorphie Bei Objekten smallerthan anstelle von < verwenden Julia Gygax

18 Aufgabe 5 Chunked Stack Textaufgaben Performance Test: ChunkedStack ist langsamer. Grund: size() wird rekursiv über die Liste aufgerufen. Der Aufwand wächst linear mit der Listengrösse. Lösung: Es wird deutlich schneller, wenn size() effizienter implementiert wird. Man kann die Grösse des Stacks in einer Klassenvariable speichern, z.b. int size size() gibt dann lediglich size zurück Natürlich muss size bei jeder push() oder pop() Operation angepasst werden Julia Gygax

19 Theorie Generics, binäre Suchbäume, Coding Style Julia Gygax

20 Generics Was sind Generics? Generics erlauben es, Interfaces oder Klassen über einen Typen zu parametrisieren Wozu braucht man Generics? Der Compiler überprüft die Typen bei Generics und ansonsten gibt es einen Error Compile-time errors sind einfacher zum finden als runtime errors. Typenprüfung durch Compiler auch bei der Aufnahme in den Kontainer kein dynamic cast nötig bei Ausnahme Eliminierung von Casts Ermöglicht es, generische Algorithmen zu programmieren Julia Gygax

21 Generics Verwendung von Generics: Naming Conventions T - Type K - Key V - Value E - Element N - Number Julia Gygax

22 Generics Kollektion mit Java Generics class MyPair<T> { public T first; public T second; } Ein Objekt pair vom Typ MyPair<Float> enthält zwei Float-Referenzen: pair.first und pair.second Ein Objekt pair vom Typ MyPair<Int> enthält zwei Int-Referenzen: pair.first und pair.second Julia Gygax

23 Binäre Suchbäume Repetition Bäume Blatt Wurzel Kinder Vater Knoten Höhe Niveau Längster Pfad Julia Gygax

24 Binäre Suchbäume Arten von Bäumen Entarteter Baum Die Niveaus sind nicht voll besetzt. Z.B. links ist ein Baum, der zu einer verketten Liste entartet ist. A A B B D E E H H I Julia Gygax

25 Binäre Suchbäume Arten von Bäumen Voller Baum / ausgefüllter Baum Jeder Knoten hat entweder die maximale Anzahl an Kindern (also 2) oder ist ein Blatt A B D E C H I Julia Gygax

26 Binäre Suchbäume Arten von Bäumen Balancierter Baum (AVL): Alle Niveaus ausser das letzte sind voll, d.h. die Höhen der Knoten unterscheiden sich um maximal 1. A B D E C F G H I Julia Gygax

27 Binäre Suchbäume Arten von Bäumen Vollständiger Baum Jeder Niveau hat die maximale Anzahl an Knoten (also 2 i ) A B D E C F G Julia Gygax

28 Binäre Suchbäume Jeder Knoten hat einen: int Key T Thing BinarySearchTree<T> left BinarySearchTree<T> right Thing ist vom Typ T Beim erstellen eines neuen Suchbaumes wird T definiert. Z.B. BinarySearchTree<Integer> B A D Key bestimmt die Reihenfolge der Dinge im Baum. E C F G H I Julia Gygax

29 Binäre Suchbäume Alle Schlüssel der Knoten links von der Wurzel sind kleiner als der Schlüssel der Wurzel. Alle Schlüssel der Knoten rechts von der Wurzel sind grösser als der Schlüssel der Wurzel. Alle Unterbäume sind auch binäre Suchbäume. Julia Gygax

30 Binäre Suchbäume - Traversieren PreOrder InOrder PostOrder A A A B D B D B D E C F G E C F G E C F G H I H I H I Julia Gygax

31 Binäre Suchbäume Element entfernen Strategie: Element ersetzen durch kleinstes Element des rechten Teilbaums Gehe in den rechten Teilbaum Das kleinste Element befindet sich nun im linken Teilbaum zuunterst Falls es ein Kind hat, dieses an den Vater des kleinsten Elementes verlinken Julia Gygax

32 Warum nur Binärbäume? Allgemeine Bäume können auch als Binärbaume representiert werden: Der linke Teilbaum repräsentiert jeweils den ersten Nachfolger eines Knotens (schwarz). Der rechte Teilbaum repräsentiert die Geschwister des Knotens. (blau). Ein solcher Baum wird left-child-right-sibling binary tree (LCRS tree) genannt Julia Gygax

33 Spielbäume Welche Spiele werden betrachtet? endlich strategisch zwei Spieler Nullsummenspiel perfekte Information Beispiel: Streichholzspiel Julia Gygax

34 Coding Style - kompakter Code Julia Gygax

35 Coding Style kompakter Code Julia Gygax

36 Coding Style Julia Gygax

37 Coding Style - Rekursion Julia Gygax

38 Vorbesprechung Übung 7 Julia Gygax

39 Aufgabenübersicht A1 Array-Listen und Generics A2 TicTacToe-Spielbaum A3 Binäre Suchbäume Textaufgabe A4 Binäre Suchbäume Programmieraufgabe A5 Reversi Teil 1 Julia Gygax

40 Aufgabe 1 - Array-Listen und Generics A1: FilterFactory und (leere) IFilter-Implementierung A2: Implementieren von filterraw Keine Generics: ArrayList als Raw Type (Compilerwarnungen ignorieren) Alle Studenten rausfiltern, die nicht genug Punkte für das Testat haben. -> Type cast nötig A3: Implementieren von filtergeneric ArrayList<T> zeigt an, was darin gespeichert ist -> ArrayList<Student> verwenden. Julia Gygax

41 Aufgabe 2 TicTacToe - Spielbaum Vorgehen wie bei Streichholzspiel Zuerst Spielbaum zeichnen Min und Max anschreiben Von unten mit bewerten beginnen Julia Gygax

42 Aufgabe 3 Binäre Suchbäume Textaufgabe: Elemente entfernen -> ersetzen durch kleinstes Element des rechten Teilbaums Julia Gygax

43 Aufgabe 4 Binäre Suchbäume BinarySearchTreeUtils<T> Klasse erstellen Diese soll IBinarySearchTreeUtils<T> implementieren -> T könnt ihr einfach wie alle anderen Typen verwenden Die factory soll ein Element IBinarySearchTreeUtils<String> erstellen Julia Gygax

44 Reversi Mit dieser Aufgabe startet eine Serie, die zum Ziel hat, einen Reversispieler zu implementieren. Spielregeln und weitere Infos: Reversi-Plattform: Framework API Julia Gygax

45 Reversi Reversi Turnier: Mittwoch, , ab 12:30 Uhr, im CABinett (Stuz 2 ) Abgabe der Spieler Bis Mittwoch, , 23:59 Uhr Tolle Preise! Snacks und Getränke Julia Gygax

46 Reversi Julia Gygax

47 Reversi A1: Selber spielen: -> Anleitung Run configurations: -> in Aufgabe beschrieben A2: RandomPlayer implementieren -> implements ReversiPlayer -> wählt unter allen möglichen Zügen einen aus -> seht euch die API an und benutzt die Methoden von dort Zum spielen: neue Run-configuration anlegen: -t 0 TestGame u7a4.humanplayer u7a4.randomplayer Julia Gygax

48 Viel Spass! Julia Gygax