recursie, overloading, interfaces

Modelleren en Programmeren
Jeroen Bransen
11 december 2013
Terugblik
Call-by-value
I
Een parameter is een losse variabele, die alleen bestaat binnen
die methode
Call-by-value
I
Een parameter is een losse variabele, die alleen bestaat binnen
die methode
I
Bij aanroep wordt de waarde (value) in die variabele
opgeslagen
Call-by-value
I
Een parameter is een losse variabele, die alleen bestaat binnen
die methode
I
Bij aanroep wordt de waarde (value) in die variabele
opgeslagen
I
Wijzigen van de parameter heeft dus geen effect buiten de
functie
Call-by-value
I
Een parameter is een losse variabele, die alleen bestaat binnen
die methode
I
Bij aanroep wordt de waarde (value) in die variabele
opgeslagen
I
Wijzigen van de parameter heeft dus geen effect buiten de
functie
I
Dit noemen we call-by-value en wordt in Java voor simpele
typen gebruikt
Call-by-reference
I
Een array of object wordt in een variabele opgeslagen als
verwijzing
Call-by-reference
I
Een array of object wordt in een variabele opgeslagen als
verwijzing
I
Bij aanroep wordt de verwijzingen (reference) opgeslagen in
de parameter
Call-by-reference
I
Een array of object wordt in een variabele opgeslagen als
verwijzing
I
Bij aanroep wordt de verwijzingen (reference) opgeslagen in
de parameter
I
Wijzigen van object/array waar parameter naar verwijst heeft
dus wel effect buiten de functie
Call-by-reference
I
Een array of object wordt in een variabele opgeslagen als
verwijzing
I
Bij aanroep wordt de verwijzingen (reference) opgeslagen in
de parameter
I
Wijzigen van object/array waar parameter naar verwijst heeft
dus wel effect buiten de functie
I
Dit noemen we call-by-reference en wordt in Java voor
objecten en arrays gebruikt
Call-by-reference
I
Een array of object wordt in een variabele opgeslagen als
verwijzing
I
Bij aanroep wordt de verwijzingen (reference) opgeslagen in
de parameter
I
Wijzigen van object/array waar parameter naar verwijst heeft
dus wel effect buiten de functie
I
Dit noemen we call-by-reference en wordt in Java voor
objecten en arrays gebruikt
I
Maar: de verwijzing zelf aanpassen heeft dan weer geen effect
Variabelen in geheugen
I
Primitieve waarden:
Variabelen in geheugen
I
Primitieve waarden:
I
Arrays:
Variabelen in geheugen
I
Primitieve waarden:
I
Arrays:
I
Objecten:
Call-by overzicht
public class CallBy {
public static void main(String[] args) {
int i = 2;
int[] j = { 2 };
int[] k = { 2 };
Persoon p = new Persoon("Sinterklaas", 417, 181);
add1(i, j, k, p);
System.out.println(i);
// Print 2
System.out.println(j[0]);
// Print 3
System.out.println(k[0]);
// Print 2
System.out.println(p.leeftijd); // Print 418
}
static void add1(int a, int[] b, int[] c, Persoon d) {
a++;
// heeft geen effect
b[0]++;
// heeft wel effect
c = new int[1]; c[0] = 3; // heeft geen effect
d.leeftijd++;
// heeft wel effect
}
}
Plaatje van whiteboard
Foto: Rianne van Dijk
Gelijkheid van objecten
I
Strings zijn ook objecten
Gelijkheid van objecten
I
Strings zijn ook objecten
I
Met == controleren we of variabelen dezelfde waarde hebben
Gelijkheid van objecten
I
Strings zijn ook objecten
I
Met == controleren we of variabelen dezelfde waarde hebben
I
Maar bij objecten is de waarde de verwijzing
Gelijkheid van objecten
I
Strings zijn ook objecten
I
Met == controleren we of variabelen dezelfde waarde hebben
I
Maar bij objecten is de waarde de verwijzing
I
Dus == controleert of de variabelen naar hetzelfde object
verwijzen
Gelijkheid van objecten
I
Strings zijn ook objecten
I
Met == controleren we of variabelen dezelfde waarde hebben
I
Maar bij objecten is de waarde de verwijzing
I
Dus == controleert of de variabelen naar hetzelfde object
verwijzen
I
x en y zijn niet hetzelfde object!
Gelijkheid van objecten
I
Strings zijn ook objecten
I
Met == controleren we of variabelen dezelfde waarde hebben
I
Maar bij objecten is de waarde de verwijzing
I
Dus == controleert of de variabelen naar hetzelfde object
verwijzen
I
x en y zijn niet hetzelfde object!
I
Ze representeren alleen dezelfde string
Gelijkheid van objecten
I
Strings zijn ook objecten
I
Met == controleren we of variabelen dezelfde waarde hebben
I
Maar bij objecten is de waarde de verwijzing
I
Dus == controleert of de variabelen naar hetzelfde object
verwijzen
I
x en y zijn niet hetzelfde object!
I
Ze representeren alleen dezelfde string
I
Met equals kunnen we controleren of strings hetzelfde zijn
Break en continue
I
Keyword break breekt een for of while meteen af
Break en continue
I
Keyword break breekt een for of while meteen af
I
Keyword continue gaat naar de volgende iteratie van een for
of while
Recursie
Recursie
I
“Om recursie te begrijpen, moet je eerst recursie begrijpen”
Recursie
I
“Om recursie te begrijpen, moet je eerst recursie begrijpen”
I
Recursieve functie roept zichzelf aan
Recursie
I
“Om recursie te begrijpen, moet je eerst recursie begrijpen”
I
Recursieve functie roept zichzelf aan
I
Minstens 1 parameter moet “kleiner” worden
Recursie
I
“Om recursie te begrijpen, moet je eerst recursie begrijpen”
I
Recursieve functie roept zichzelf aan
I
Minstens 1 parameter moet “kleiner” worden
I
Herhalingsconstructies (for, while) kunnen ook recursief
worden beschreven
Factorial voorbeeld
// A simple example of recursion.
public class Factorial {
// This is a recursive function.
public static int factR(int n) {
int result;
if(n==1) return 1;
result = factR(n-1) * n;
return result;
}
// This is an iterative equivalent.
public static int factI(int n) {
int t, result;
result = 1;
for(t=1; t <= n; t++) result *= t;
return result;
}
}
Mutuele recursie
I
Twee (of meerdere) functies die elkaar aanroepen
Mutuele recursie
I
Twee (of meerdere) functies die elkaar aanroepen
I
Functies roepen indirect zichzelf aan
Mutuele recursie
I
Twee (of meerdere) functies die elkaar aanroepen
I
Functies roepen indirect zichzelf aan
I
Ook hier moet er een parameter kleiner worden om oneindige
recursie tegen te gaan
Fibonacci
public class Fibonacci {
public static void main(String[] args) {
// Print het vijfde Fibonaccigetal
System.out.println(fib(5));
}
public static int fib(int n) {
// Basisgeval
if(n <= 1) return 1;
// Reken getal uit op basis van andere waarden
return fib(n-1) + fib(n-2);
}
}
Fibonacci call tree
fib(5)
+
fib(4)
+
fib(3)
+
fib(2)
+
fib(1)
1
fib(0)
1
fib(3)
+
fib(2)
+
fib(1)
1
fib(1)
1
fib(0)
1
fib(2)
+
fib(1)
1
fib(0)
1
fib(1)
1
Oefenopgave
Schrijf een functie macht die geven een int a en een int b met
behulp van recursie de waarde van ab (a tot-de-macht b) berekent.
Je mag aannemen dat b ≥ 0.
Oefenopgave
Schrijf een functie macht die geven een int a en een int b met
behulp van recursie de waarde van ab (a tot-de-macht b) berekent.
Je mag aannemen dat b ≥ 0.
public class Macht {
public static int macht(int a, int b) {
if(b == 0) return 1;
return a * macht(a, b - 1);
}
}
Overloading
Overloading demo
class Overload {
void ovlDemo() {
System.out.println("No parameters");
}
// Overload ovlDemo for one integer parameter.
void ovlDemo(int a) {
System.out.println("One parameter: " + a);
}
// Overload ovlDemo for two integer parameters.
int ovlDemo(int a, int b) {
System.out.println("Two parameters: " + a + " " + b);
return a + b;
}
// Overload ovlDemo for two double parameters.
double ovlDemo(double a, double b) {
System.out.println("Two double parameters: "+a+" "+b);
return a + b;
}
}
Overloading demo
class OverloadDemo {
public static void main(String[] args) {
Overload ob = new Overload();
int resI;
double resD;
// call all versions of ovlDemo()
ob.ovlDemo();
System.out.println();
ob.ovlDemo(2);
System.out.println();
resI = ob.ovlDemo(4, 6);
System.out.println("Result of ob.ovlDemo(4, 6): "
+ resI);
System.out.println();
resD = ob.ovlDemo(1.1, 2.32);
System.out.println("Result of ob.ovlDemo(1.1, 2.2): "
+ resD);
}
}
Overloading
I
Bij een functieaanroep kijkt Java naar de naam van de functie
en de types van de parameters
Overloading
I
Bij een functieaanroep kijkt Java naar de naam van de functie
en de types van de parameters
I
Er mogen dus meerdere functies met dezelfde naam zijn,
zolang de types van de parameters verschillend zijn
Overloading
I
Bij een functieaanroep kijkt Java naar de naam van de functie
en de types van de parameters
I
Er mogen dus meerdere functies met dezelfde naam zijn,
zolang de types van de parameters verschillend zijn
I
Ook resultaatwaarde mag anders zijn, maar die wordt niet
gebruikt voor de keuze
Overloading
I
Bij een functieaanroep kijkt Java naar de naam van de functie
en de types van de parameters
I
Er mogen dus meerdere functies met dezelfde naam zijn,
zolang de types van de parameters verschillend zijn
I
Ook resultaatwaarde mag anders zijn, maar die wordt niet
gebruikt voor de keuze
I
Ook constructors mogen overloaded zijn
Overloading
I
Bij een functieaanroep kijkt Java naar de naam van de functie
en de types van de parameters
I
Er mogen dus meerdere functies met dezelfde naam zijn,
zolang de types van de parameters verschillend zijn
I
Ook resultaatwaarde mag anders zijn, maar die wordt niet
gebruikt voor de keuze
I
Ook constructors mogen overloaded zijn
I
Bijvoorbeeld veel functies in Math klasse zijn overloaded
Overloaded constructor
public class Persoon {
String naam;
int leeftijd;
int lengte;
public Persoon(String naam) {
this.naam = naam;
this.leeftijd = 0;
this.lengte = 47;
}
public Persoon(String naam, int leeftijd, int lengte) {
this.naam = naam;
this.leeftijd = leeftijd;
this.lengte = lengte;
}
}
Interfaces
Interface
I
Een interface specificeert wat een klasse moet doen, maar niet
hoe
Interface
I
Een interface specificeert wat een klasse moet doen, maar niet
hoe
I
Interface heeft een naam en een aantal methode-declaraties
Interface
I
Een interface specificeert wat een klasse moet doen, maar niet
hoe
I
Interface heeft een naam en een aantal methode-declaraties
I
Een klasse kan een interface implementeren met:
class KlasseNaam implements InterfaceNaam
Interface
I
Een interface specificeert wat een klasse moet doen, maar niet
hoe
I
Interface heeft een naam en een aantal methode-declaraties
I
Een klasse kan een interface implementeren met:
class KlasseNaam implements InterfaceNaam
I
Klasse moet dan ook alle methoden van die interface
implementeren
Voorbeeldinterface
// Interface voor objecten die kunnen groeien
public interface Groeit {
// Geef terug hoe groot het object is
public int hoeGroot();
// Geef het object water
public void geefWater(int liter);
}
Voorbeeldimplementatie
// Een plant kan groeien
public class Plant implements Groeit {
int hoogte = 0;
public int hoeGroot() {
return hoogte;
}
public void geefWater(int liter) {
// Een plant groeit wel 5cm per liter water
hoogte += liter * 5;
}
}
Voorbeeldimplementatie 2
// Ook een boom kan groeien
public class Boom implements Groeit {
int hoogte = 0;
public int hoeGroot() {
return hoogte;
}
public void geefWater(int liter) {
// Een boom heeft meer dan 10 liter water
// nodig om te groeien
if(liter > 10)
hoogte++;
}
}
Interface
I
Meedere klassen kunnen dezelfde interface implementeren
Interface
I
Meedere klassen kunnen dezelfde interface implementeren
I
Hiermee maken we verschillende objecten met dezelfde
functies
Interface
I
Meedere klassen kunnen dezelfde interface implementeren
I
Hiermee maken we verschillende objecten met dezelfde
functies
I
Interface geeft ook een type
Interface
I
Meedere klassen kunnen dezelfde interface implementeren
I
Hiermee maken we verschillende objecten met dezelfde
functies
I
Interface geeft ook een type
I
Elk object van een klasse die de interface implementeert kan
dat type hebben
Groeit gebruik
public class GroeitMain {
public static void main(String[] args) {
// Maak een boom en plant aan en geef water
Boom boom = new Boom();
boom.geefWater(50);
Plant plant = new Plant();
plant.geefWater(2);
// Elke boom en plant is ook van type Groeit
Groeit groeit1 = plant;
Groeit groeit2 = boom;
// Geef elk nog wat water
groeit1.geefWater(5);
groeit2.geefWater(5);
System.out.println(groeit1.hoeGroot());
System.out.println(groeit2.hoeGroot());
}
}
Expressievoorbeeld
Maak klassen aan voor het representeren van rekenkundige
expressies bestaande uit ofwel een getal ofwel een optelling van
twee expressies. Deze expressies moeten een methode toString
hebben om ze als String te printen en een methode waarde om de
waarde uit te rekenen.
Voorbeeld: (1 + 3) + (5 + 9)
SAT-solver
Organisatorisch
I
Opdracht in tweetallen
Organisatorisch
I
Opdracht in tweetallen
I
Begin op tijd!
Organisatorisch
I
Opdracht in tweetallen
I
Begin op tijd!
I
Gezamenlijk cijfer betekent ook dat de bedoeling is dat jullie
elk evenveel bijdragen
SAT-solver
I
Gegeven een formule uit propositielogica, vindt een valuatie
die de formule waar maakt
SAT-solver
I
Gegeven een formule uit propositielogica, vindt een valuatie
die de formule waar maakt
I
Bijvoorbeeld: p ∧ (¬p ∨ ¬q)
SAT-solver
I
Gegeven een formule uit propositielogica, vindt een valuatie
die de formule waar maakt
I
Bijvoorbeeld: p ∧ (¬p ∨ ¬q)
I
De formule is waar wanneer p waar is en q onwaar
SAT-solver
I
Gegeven een formule uit propositielogica, vindt een valuatie
die de formule waar maakt
I
Bijvoorbeeld: p ∧ (¬p ∨ ¬q)
I
De formule is waar wanneer p waar is en q onwaar
I
Basisidee: probeer alle mogelijkheden
Toepassingen
I
Planningsproblemen (bv. treinschema)
Toepassingen
I
Planningsproblemen (bv. treinschema)
I
Roostering (bv. roosters op middelbare school)
Toepassingen
I
Planningsproblemen (bv. treinschema)
I
Roostering (bv. roosters op middelbare school)
I
Software-verificatie (voldoet programma aan bepaalde
eigenschappen?)
Toepassingen
I
Planningsproblemen (bv. treinschema)
I
Roostering (bv. roosters op middelbare school)
I
Software-verificatie (voldoet programma aan bepaalde
eigenschappen?)
I
Logische problemen (bv. sudoku oplossen)
Toepassingen
I
Planningsproblemen (bv. treinschema)
I
Roostering (bv. roosters op middelbare school)
I
Software-verificatie (voldoet programma aan bepaalde
eigenschappen?)
I
Logische problemen (bv. sudoku oplossen)
I
Etc...
SAT-solver
p ∧ (¬p ∨ ¬q)
SAT-solver
p ∧ (¬p ∨ ¬q)
vervulbaar?
p = true
p = false
q = true
q = false
q = true
q = false
nee
ja!
nee
nee
SAT-solver (iets slimmer)
p ∧ (¬p ∨ ¬q)
vervulbaar?
p = true
p = false
q = true
q = false
nee
ja!
nee