Programmeringsteknik för D

(1)

}

Programmeringsteknik för D

LÖSNINGSFÖRSLAG TILL ÖVNINGAR }

EDA016

(2)

Övning 1

1. int sum = 3 + 8 + 12;

System.out.println("Summan är: " + sum);

Alternativt kan man t.ex. lagra termerna i varsin variabel, för att sedan räkna ut resul- tatet. Vilket kan vara en fördel om man i framtiden vill bygga ut programmet för att t.ex.

låta värdena bero av andra saker eller använda samma termer i en annan uträkning.

//Alternativ lösning:

int a = 3;

int b = 8;

int c = 12;

int sum2 = a + b + c;

System.out.println("Summan är: " + sum2);

Det är även möjligt att ha uträkningen direkt i utskriften (om man inte behöver använ- da summan till något annat än just att skriva ut den en gång). Tänk på att ett plustecken i en utskrift normalt anger att en text läggs till i utskriften. Vid uträkning i en utskrift skulle det krävas extra parenteser:

System.out.println("Summan är: " + (a+b+c));

2. Följande variabler finns efter de två första tilldelningssatserna:

2 nbrA

5 nbrB

och efter tredje, fjärde respektive femte tilldelningssatsen:

2 nbrA

5 nbrB

20 nbrC

4 nbrA

5 nbrB

20 nbrC

4 nbrA

5 nbrB

0 nbrC

3. a) Parentesen runt c + d i tilldelningssatsen int e = ... är onödig. Om den uteläm- nas görs ändå c + d först, eftersom den additionen står först.

b) 6 2 6 8 9 c) 7 2 10 4 9

4. Man måste använda en variabel (här kallar vi den temp) för att ”mellanlagra” det ena värdet. Satser:

int temp = a;

a = b;

b = temp;

2

(3)

i katalog med samma namn som paketet. Nedan finns koden som är given, i mer klipp-och- klistra-vänlig form utan radnummer:

package greeting;

public class Hello {

public static void main(String[] args) {

String name = javax.swing.JOptionPane.showInputDialog("What name?");

javax.swing.JOptionPane.showMessageDialog(null, "Hello " + name);

} }

package greeting;

import se.lth.cs.pt.window.SimpleWindow;

public class WindowApp {

SimpleWindow w = new SimpleWindow(200, 200, "App");

w.setLineColor(java.awt.Color.PINK);

w.moveTo(100,100);

w.writeText("Hello Pink Panter!");

while (true) {

w.waitForMouseClick();

w.lineTo(w.getMouseX(), w.getMouseY());

} } }

package greeting;

import se.lth.cs.pt.window.SimpleWindow;

import java.awt.Color;

/**

* A collection of greeting methods.

*/

public class Greet { /**

* Asks for a name and then greets politely.

*/

public static void swingGreeting(){

String name = javax.swing.JOptionPane.showInputDialog("What name?");

javax.swing.JOptionPane.showMessageDialog(null, "Hello " + name);

} /**

* Greeting of pink creature. Allows user to spam click but not too far down.

* Each click is awarded one point.

*

* @param color the color of the greeting

* @return the number of points earned

*/

public static int panterGreeting(Color color){

SimpleWindow w = new SimpleWindow(200, 200, "App");

w.setLineColor(color);

w.moveTo(100,100);

int points = 0;

while (w.getMouseY() < 180) { w.waitForMouseClick();

points = points + 1; //earn a point for each click w.lineTo(w.getMouseX(), w.getMouseY());

w.writeText("Your hello-points: " + points);

}

return points;

} }

(4)

package greeting;

/** A polite Greetings App. */

public class GreetApp { /** Starts the App. */

public static void main(String[] args) { Greet.swingGreeting();

int pts = Greet.panterGreeting(java.awt.Color.PINK);

System.out.println("You earned " + pts + " points!");

} }

(5)

1. public class TimeDifference {

System.out.println("Skriv starttid och sluttid (timmar och minuter):");

Scanner scan = new Scanner(System.in);

int startHour = scan.nextInt();

int startMin = scan.nextInt();

int stopHour = scan.nextInt();

int stopMin = scan.nextInt();

int minutes = 60 * (stopHour - startHour) + (stopMin - startMin);

System.out.println("Tidsavstånd i minuter: " + minutes);

} }

2. För att skriva ut tidsavståndet i timmar och minuter subtraherar vi timmarna för sig, minuterna för sig. Vi måste ta hänsyn till att minutskillnaden kan bli negativ och i så fall korrigera det. Nya satser (efter inläsningssatserna):

int diffHour = stopHour - startHour;

int diffMin = stopMin - startMin;

if (diffMin < 0) {

diffMin = diffMin + 60;

diffHour = diffHour - 1;

}

System.out.println("Tidsavstånd: " + diffHour +

" timmar, " + diffMin + " minuter");

Den andra varianten, med heltalsdivision:

int minutes = 60 * (stopHour - startHour) + (stopMin - startMin);

int diffHour = minutes / 60;

int diffMin = minutes % 60;

System.out.println("Tidsavstånd: " + diffHour +

" timmar, " + diffMin + " minuter");

3. Följande ritas:

(6)

4. public class ErrorTest {

SimpleWindow w = new SimpleWindow(600, 600, "ErrorTest"); // parameter Square sq = new Square(100, 200, 50); // deklaration

while (sq.getX() < 300) { // parentes sq.draw(w);

sq.move(10, 10);

} } }

5. a) Efter satsen sq2 = sq1 refererar båda referensvariablerna till samma objekt:

20 30 40 x y side sq1

sq2

b) Satsen sq1 = null sätter referensvariabeln till null – objektet som variabeln refererar till påverkas inte:

20 30 40 x y side null

sq1 sq2

6. Variablerna sq1 och sq2 innehåller samma värde efter andra tilldelninssatsen:

47540 47540

x y side sq1

30 40 20 5200 5204

...

47540 47544 47548

...

sq2

(7)

1. a) public class Max {

public static void main(String[] args) { int max = Integer.MIN_VALUE;

System.out.println("Skriv talen:");

while (scan.hasNextInt()) { int nbr = scan.nextInt();

if (nbr > max) { max = nbr;

} }

System.out.println("Största talet = " + max);

} }

b) Byt namn på variabeln max till (det nu lämpligare) namnet min och tilldela den ett stort startvärde:

int min = Integer.MAX_VALUE;

Vänd på jämförelsen i if-satsen:

if (nbr < min) ...

min = nbr;

...

2. a) y = Math.sin(20 * Math.PI / 180);

b) z = a * Math.exp(x) + b * Math.exp(-Math.cos(x));

c) hyp = Math.hypot(a, b); // eller: hyp = Math.sqrt(a * a + b * b);

3. (int) Math.round(x) 4. a) if (n % 2 == 0) ...

b) if (n % 10 == 0) ...

c) digit1 = number / 100;

digit2 = (number % 100) / 10; // eller: digit2 = (number / 10) % 10;

digit3 = number % 10;

5. public class AverageTemperature {

public static void main (String[] args) { double sum = 0;

for (int i = 0; i < 30; i++) {

double temperature = scan.nextDouble();

sum = sum + temperature;

}

double averageTemperature = sum / 30;

System.out.println("Medeltemperatur: " + averageTemperature + " grader");

(8)

} }

6. Scanner scan = new Scanner(System.in);

double limit = scan.nextDouble();

double smallSum = 0;

double largeSum = 0;

for (int i = 0; i < 100; i++) { double nbr = scan.nextDouble();

if (nbr < limit) {

smallSum = smallSum + nbr;

} else if (nbr > limit) { largeSum = largeSum + nbr;

} }

System.out.println("Summan av tal < " + limit + " = " + smallSum);

System.out.println("Summan av tal > " + limit + " = " + largeSum);

7. public class HugeSalary {

public static void main (String[] args) { int daySalary = 1;

int totalSalary = 0;

int days = 0;

while (totalSalary < 1000000) {

totalSalary = totalSalary + daySalary;

days = days + 1;

daySalary = 2 * daySalary;

}

System.out.println("Man måste arbeta " + days + " dagar.");

} }

8. a) a > 5 b) a > 2 c) a <= 2

d) a <= 2 || a >= 9 e) a >= 0 && a <= 10

f) ready g) !ready

(9)

1. public class Car {

private String nbr; // registreringnummer private Person owner; // ägare

/** Skapar en bil med registreringsnummer licenseNbr som ägs av personen owner. */

public Car(String licenseNbr, Person owner) { nbr = licenseNbr;

this.owner = owner;

}

/** Tar reda på bilens registreringsnummer. */

public String getLicenseNbr() { return nbr;

}

/** Tar reda på bilens ägare. */

public Person getOwner() { return owner;

}

/** Sätter bilens ägare till newOwner. */

public void changeOwner(Person newOwner) { owner = newOwner;

} }

2. Minnessituation:

"ABC123"

nbr owner p

c1 c2

"XYZ789"

owner

"Bo Ek"

name

"Eva Alm"

name

3. public class RailwayCoach {

private int seats; // antalet platser i vagnen private int free; // antalet lediga platser /** Skapar en vagn med nbrSeats platser. */

public RailwayCoach(int nbrSeats) { seats = nbrSeats;

free = nbrSeats;

}

(10)

/** Tar reda på antalet platser i vagnen. */

public int getNbrSeats() { return seats;

}

/** Tar reda på antalet lediga platser. */

public int getNbrFreeSeats() { return free;

}

/** Bokar n platser i vagnen. Det får förutsättas att n är <= antalet lediga platser. */

public void makeReservation(int n) { free = free - n;

} }

4. public class Person { private int age;

/** Skapar en person med åldern age. */

public Person(int age) { this.age = age;

}

/** Undersöker om denna person är äldre än personen p. Returnerar då true, annars false. */

public boolean isOlderThan(Person p) { return age > p.age;

} }

Observera att det går bra att nå den andra personens (p) attribut age direkt med punktno- tation. Det beror på att p har typen Person och den kod vi skriver finns i klassen Person.

Ett attribut deklarerat private är privat för klassen (och inte för ett specifikt objekt).

5. Här visas två möjliga lösningar. De skiljer sig i hur man säkerställer att de två slumptalen är olika. I den första lösningen används en while-sats för att dra nya slumptal tills de två är olika:

public class TwoRandomNumbers {

public static void main(String[] args) { Random rand = new Random();

int nbr1 = rand.nextInt(100) + 1;

while (nbr2 == nbr1) {

nbr2 = rand.nextInt(100) + 1;

}

System.out.print("Två slumptal: ");

if (nbr1 < nbr2) {

System.out.println(nbr1 + ", " + nbr2);

} else {

} } }

(11)

public static void main(String[] args) { Random rand = new Random();

if (nbr2 >= nbr1) { nbr2++;

}

System.out.print("Två slumptal: ");

if (nbr1 < nbr2) {

} else {

} } }

6. public class CollatzSequence {

System.out.println("Skriv startvärdet i talföljden (a0)");

int a = scan.nextInt();

System.out.println(a);

int length = 1;

while (a != 1) { if (a % 2 == 0) {

a = a / 2;

} else {

a = 3 * a + 1;

}

System.out.println(a);

length = length + 1;

}

System.out.println("Antal tal = " + length);

}

(12)

Övning 6

1. a) /** Hittar minsta talet i vektorn v. */

public static int min(int[] v) { int minNbr = Integer.MAX_VALUE;

for (int i = 0; i < v.length; i++) { if (v[i] < minNbr) {

minNbr = v[i];

} }

return minNbr;

}

b) /** Undersöker om talen är sorterade i växande ordning. */

public static boolean isSorted(int[] v) { for (int i = 0; i < v.length - 1; i++) {

if (v[i] > v[i + 1]) { return false;

} }

return true;

}

c) /** Undersöker om vektorerna v1 och v2 är lika, dvs. om de är lika långa och alla v1[i] == v2[i]. */

public static boolean equal(int[] v1, int[] v2) { if (v1.length != v2.length) {

return false;

}

for (int i = 0; i < v1.length; i++) { if ( v1[i] != v2[i]) {

return false;

} }

return true;

}

2. a) 33 b) 100

c) 1

3. I remove flyttas det sista elementet i apartments-vektorn till ”hålet” där det borttagna elementet fanns. Det går bra att göra så, eftersom ordningen mellan elementen inte har någon betydelse. I countApartments görs två genomgångar av vektorn: först en för att hitta det maximala antalet rum, sedan en för att registrera antalet rum.

12

(13)

public Register(int maxSize) {

apartments = new Apartment[maxSize];

n = 0;

}

public void add(Apartment a) { apartments[n] = a;

n++;

}

public void remove(int id) { int i = 0;

while (i < n && apartments[i].getId() != id) { i++;

}

if (i < n) {

apartments[i] = apartments[n - 1];

n--;

} }

public int[] countApartments() { int max = 0;

for (int i = 0; i < n; i++) {

if (apartments[i].getNbrOfRooms() > max) { max = apartments[i].getNbrOfRooms();

} }

int[] count = new int[max];

for (int i = 0; i < n; i++) {

int rooms = apartments[i].getNbrOfRooms();

if (rooms > 0) {

count[rooms - 1]++;

} }

return count;

(14)

Övning 7

1. public class Experiment { private Die die1;

private Die die2;

/** Skapar ett experiment där tärningarna d1 och d2 kastas */

public Experiment(Die d1, Die d2) { die1 = d1;

die2 = d2;

}

/** Kastar tärningarna n gånger, räknar antalet gånger summan blev 2, 3, 4, ..., 11, 12. Returnerar antalen i en vektor */

public int[] makeExperiment(int n) { int[] result = new int[11];

for (int i = 0; i < n; i++) {

int index = die1.roll() + die2.roll() - 2;

result[index]++;

}

return result;

} }

2. /** Returnerar en vektor med antal olika siffror av varje sort som behövs för nummer mellan start och stop där intervallet mellan numren är interval. */

public int[] nbrDigits(int start, int stop, int interval) { int[] digits = new int[10];

for (int i = start; i <= stop; i = i + interval) { int nbr = i;

while (nbr != 0){

digits[nbr % 10]++;

nbr = nbr / 10;

} }

return digits;

}

14

(15)

for (int i = 0; i < towns.length; i++) { towns[i].setVisited(false);

}

int startPos = 0;

while (!towns[startPos].getName().equals[startTown)) { startPos++;

}

Town current = towns[startPos];

System.out.println(current.getName());

current.setVisited(true);

for (int i = 1; i < towns.length; i++) { current = getNearest(current);

System.out.println(current.getName());

current.setVisited(true);

} }

/* Tar reda på den obesökta stad som ligger närmast staden t. */

private Town getNearest(Town t) { double minDist = Double.MAX_VALUE;

Town nearest = null;

for (int i = 0; i < towns.length; i++) {

if (towns[i] != t && !towns[i].isVisited() &&

towns[i].getDistanceTo(t) < minDist) { minDist = towns[i].getDistanceTo(t);

nearest = towns[i];

} }

return nearest;

}

(16)

Övning 8

1. /** Tar reda på elementet med index i, k. */

public double get(int i, int k) { return a[i][k];

}

/** Adderar matrisen m till denna matris (matriserna förutsätts vara lika stora). */

public void add(Matrix m) {

for (int i = 0; i < a.length; i++) {

for (int k = 0; k < a[i].length; k++) { a[i][k] += m.a[i][k];

} } }

/** Beräknar spåret av matrisen, dvs summan av diagonalelementen från övre vänstra hörnet till nedre högra hörnet. */

public double trace() { double sum = 0;

for (int i = 0; i < a.length; i++) { sum += a[i][i];

}

return sum;

}

2. /** Undersöker om strängarna s1 och s2 är lika långa och alla tecknen i s1 är lika med motsvarande tecken i s2. */

public static boolean equals(String s1, String s2) { if (s1.length() != s2.length()) {

return false;

}

for (int i = 0; i < s1.length(); i++) { if (s1.charAt(i) != s2.charAt(i)) {

return false;

} }

return true;

}

3. /** Bildar en sträng som innehåller tecknen i s i omvänd ordning. */

public String reverse(String s) {

StringBuilder sb = new StringBuilder();

for (int i = s.length() - 1; i >= 0; i--) { sb.append(s.charAt(i));

}

return sb.toString();

}

16

(17)

for (int i = 0; i < plainText.length(); i++) { char plainChar = plainText.charAt(i);

int codeNbr = plainChar + rand.nextInt(256);

if (codeNbr >= 256) {

codeNbr = codeNbr - 256;

}

char codeChar = (char) codeNbr;

sb.append(codeChar);

}

Beräkningen av det krypterade tecknet har för tydlighets skull delats upp i flera steg. Man kan också göra så här:

char codeChar = (char) ((plainText.charAt(i) + rand.nextInt(256)) % 256);

(18)

Övning 9

1. a) int sum = 0;

for (int i = 0; i < cards.size(); i++) { sum += cards.get(i).getRank();

}

b) int pos = 0;

while (pos < cards.size() && !(cards.get(pos).getSuit() == Card.SPADES &&

cards.get(pos).getRank() == 12)) { pos++;

}

if (pos >= cards.size()) { pos = -1;

}

Alternativ lösning:

int pos = -1;

for (int i = 0; i < cards.size(); i++} {

if (cards.get(i).getSuit() == Card.SPADES && cards.get(i).getRank() == 12) { pos = i;

break;

} }

c) Card aCard = new Card(s, r);

int pos = 0;

while (pos < cards.size() && cards.get(pos).getRank() < aCard.getRank()) { pos++;

}

cards.add(pos, aCard);

2. public class PhoneDirectory {

private ArrayList<Person> persons; // personerna i katalogen /** Skapar en tom telefonkatalog. */

public PhoneDirectory() {

persons = new ArrayList<Person>();

}

/* Tar reda på personen med namnet name. Returnerar null om ingen sådan person finns. */

private Person findPerson(String name) { for (int i = 0; i < persons.size(); i++) {

if (persons.get(i).getName().equals(name)) { return persons.get(i);

18

(19)

/** Lägger in en person med namnet name och telefonnumret nbr (om personen inte redan finns i katalogen). Om personen lagts in ska true returneras, annars false. */

public boolean insert(String name, String nbr) { if (findPerson(name) == null) {

persons.add(new Person(name, nbr));

return true;

} else {

return false;

} }

/** Tar bort personen med namnet name ur registret. */

public void delete(String name) {

for (int i = 0; i < persons.size(); i++) { if (persons.get(i).getName().equals(name)) {

persons.remove(i);

} } }

/** Tar reda på telefonnumret till personen med namnet name. Om personen inte finns i katalogen returneras null. */

public String findNbr(String name) { Person p = findPerson(name);

if (p != null) {

return p.getPhoneNbr();

} else {

return null;

} }

/** Returnerar en lista med namnen på de personer vars namn börjar med strängen s. */

ArrayList<String> startsWith(String s) {

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

for (int i = 0; i < persons.size(); i++) {

if (persons.get(i).getName().startsWith(s)) { list.add(persons.get(i).getName());

} }

return list;

}

/** Returnerar en sträng som representerar telefonkatalogen.

Strängen innehåller personens namn och telefonnummer med radslutstecken mellan de olika personernas uppgifter.

Om telefonkatalogen är tom ska en tom sträng returneras. */

public String toString() { if (persons.size() == 0) {

return "";

}

StringBuilder sb = new StringBuilder();

sb.append(persons.get(0).getName());

sb.append(’ ’);

(20)

sb.append(’\n’);

sb.append(persons.get(i).getName());

sb.append(’ ’);

sb.append(persons.get(i).getPhoneNbr());

}

} }

(21)

1. a) Man anger arv med extends och anropar superklassens konstruktor med super:

public class Person { private String name;

public Person(String name) { this.name = name;

} }

public class Student extends Person { private String program;

public Student(String name, String program) { super(name);

this.program = program;

} }

b) Observera Student- och Teacher-objekten: attributet name har ärvts från Person, men det syns inte på objekten.

D Bo Ek Nils Nilsson

CS Eva Alm

c) 1) p = s är korrekt — p får referera till Student-objekt eftersom Student är en subklass till Person, och s refererar garanterat till ett Student-objekt; 2) s = p är felaktigt

— p kan ju referera till andra slags objekt än Student-objekt; 3) s = t är felaktigt — sfår inte referera till Teacher-objekt; 4) s = (Student) p är korrekt — referensen konverteras explicit till Student (men det kan bli fel under exekvering).

d) s = (Student) p ger ClassCastException om p under exekvering inte refererar till ett Student-objekt (eller till ett objekt av en subklass till Student).

e) super.toString() betyder att toString-metoden i superklassen anropas. Utskrift:

Nils Nilsson Bo Ek, D Bo Ek, D

Notera att samma sats, System.out.println(p.toString()), ger två olika resultat.

Det beror på att Java använder dynamisk bindning för metodanrop: första gången refererar p till ett Person-objekt och Person.toString() anropas, andra gången refererar p till ett Student-objekt och Student.toString() anropas.

Anmärkning: toString anropas automatiskt när man ger ett objekt som parameter till print eller println. I stället för System.out.println(p.toString()) kan man alltså skriva System.out.println(p).

(22)

2. public static void partition(int[] v, Condition cond) { int first = 0;

while (first < v.length && cond.evaluate(v[first])) { first++;

}

for (int i = first + 1; i < v.length; i++) { if (cond.evaluate(v[i])) {

int temp = v[i];

v[i] = v[first];

v[first] = temp;

first++;

} } }

Anmärkning: metoden fungerar även utan den inledande while-satsen.

(23)

1. Metoden behöver två parametrar: vektorn som ska sorteras och antalet tal. Metoden för alla sina indata via parametrarna och bör därför vara en statisk metod.

public static void sort(int[] sequence, int n) { for (int i = 1; i < n; i++) {

int nbr = sequence[i];

int k = i - 1;

while (k >= 0 && sequence[k] > nbr) { sequence[k + 1] = sequence[k];

k--;

}

sequence[k + 1] = nbr;

} }

2. När referenser förs över som parametrar används värdeanrop, precis som för alla typer av parametrar. Men det är värdet av referensen som kopieras till metoden — det skapas inte någon kopia av objektet. I metoden use kommer alltså variabeln pa att referera till samma objekt som a, och när man utför pa.set(10) så ändras innehållet i objektet.

Utskrift (kommentarerna inom parentes skrivs inte ut):

value = 5 (före anropet av use) value = 5 (första print i use) value = 10 (andra print i use) value = 10 (efter anropet av use)

3. Satsen pa = new A(10) i use medför att den formella parametern pa sätts att referera till ett nytt objekt. Variabeln a påverkas inte. När man lämnar use så försvinner alla parametrar och lokala variabler — det medför att objektet med value = 10 inte längre kan nås och att det kommer att tas bort av skräpsamlaren.

Utskrift:

value = 5 value = 5 value = 10 value = 5