Föreläsning 8. Föreläsning 8 Flerdimensionella fält ArrayList enum. Flerdimensionella. ArrayList enum switch-satsen. switch-satsen

Transkript

1 Föreläsning 8 Flerdimensionella fält ArrayList enum Flerdimensionella fält switch-satsen Föreläsning 8 ArrayList enum switch-satsen Tvådimensionella fält Tvådimensionella fält är fält av fält. int[][] tabell = new int[][4]; tabell

2 Tvådimensionella fält Istället för att skapa ett tvådimensionellt fält med new kan fältet skapas genom att initiera värden till fältet vid deklarationen. int[][] tabell = {{, 4, 7, 9, {5, 4,, 68, {9,,, 4; Eftersom ett tvådimensionellt fält är ett fält med referenser till ett endimensionellt fält, kan raderna vara olika långa int[][] tabell = {{, 4, 7, 9, {5, 4,, {9, ; Tvådimensionella fält int[][] tabell = {{, 4, 7, 9, {5, 4,, {9, ; tabell[].length ger 4 tabell[].length ger tabell[].length ger Arrays.sort(tabell[]) sorterar rad i tabell Arrays.sort(tabell[]) sorterar rad i tabell Arrays.sort(tabell[]) sorterar rad i tabell

3 Problemexempel Skriv ett program som läser in en NxN matris, samt avgör och skriver ut huruvida matrisen är symmetrisk eller inte. Matrisens gradtal ges som indata. För en symmetrisk matris A gäller att aij = aji för alla i och j Analys: Indata: Ett gradtal samt en kvadratiskt matris med detta gradtal. Utdata: Utskrift av huruvida den inlästa matrisen är symmetrisk eller inte. Exempel: Matrisen ger utskriften MATRISEN ÄR SYMMETRISK, medan matrisen ger utskriften MATRISEN ÄR INTE SYMMETRISK, medan matrisen Design: Diskussion: När vi skall kontrollera om matrisen är symmetrisk utgår vi från att så är fallet. För att handha denna kunskap sätter vi en boolsk variabel, som vi kan kalla okey till värdet true. Sedan genomlöper vi matrisen och om vi då påträffar något element a ij för vilket det gäller att aij aji har vi en icke-symmetrisk matris. Detta kommer vi ihåg genom att sätta okey till värdet false. Algoritm:. Läs gradtalet n. Läs matrisen A. okey = true; 4. För varje element aij i matrisen A 4.. if (aij aji ) okey = false; 5. if okey Skriv ut Matrisen är symmetrisk.. else Skriv ut Matrisen är INTE symmetrisk.. Datarepresentation: A är av datatypen double[][].

4 Implementation: static double[][] readmatrix(int size) { import javax.swing.*; double[][] thematrix = new double[size][size]; class Symmetric { for (intvoid rowmain(string[] = ; row <args) size; static { row = row + ) { Stringfor input = JOptionPane.showInputDialog("Ange (int col = ; col < size; col = col +matrisens ) { gradtal: "); import javax.swing.*; int size =String Integer.parseInt(input); input = JOptionPane.showInputDialog("Ge element (" + row + ", " + class { double[][] matrixsymmetric = readmatrix(size); thematrix[row][col] = Double.parseDouble(input); if (issymmetric(matrix)) static void main(string[] args) { JOptionPane.showMessageDialog(null, "Matrisen är symetrisk!"); String input = JOptionPane.showInputDialog("Ange matrisens gradt else int size = Integer.parseInt(input); JOptionPane.showMessageDialog(null, "Matrisen är INTE symetrisk!"); thematrix ; // double[][] matrix = readmatrix(size); main // readmatrix if (issymmetric(matrix)) static boolean issymmetric(double[][] matrix)"matrisen { JOptionPane.showMessageDialog(null, är symetrisk!") for (int row = ; row < matrix.length; row = row + ) else for (int col = ; col < matrix[row].length; col = col + ) "Matrisen är INTE symet ifjoptionpane.showmessagedialog(null, (matrix[row][col]!= matrix[col][row]) // main false; true; //issymmetric //Symmetric Implementation: fortsättning static double[][] readmatrix(int size) { double[][] thematrix = new double[size][size]; for (int row = ; row < size; row = row + ) { for (int col = ; col < size; col = col + ) { String input = JOptionPane.showInputDialog("Ge element (" + row + ", " + col + ")"); thematrix[row][col] = Double.parseDouble(input); thematrix; // readmatrix static boolean issymmetric(double[][] matrix) { for (int row = ; row < matrix.length; row = row + ) for (int col = ; col < matrix[row].length; col = col + ) if (matrix[row][col]!= matrix[col][row]) false; true; //issymmetric //Symmetric

5 Alternativ implementation av metoden readmatris, med användning av ett Scannerobjekt: import java.util.*;... static double[][] readmatrix(int size) { import java.util.*; double[][] thematrix = new double[size][size];.. input. = JOptionPane.showInputDialog( "Ge element: "); String Scanner sc = new Scanner(input); static double[][] readmatrix(int size) { for (int row = ; row < size; row = row + ) { double[][] thematrix = new double[size][size]; int col = ; whilestring (col < size ) { = JOptionPane.showInputDialog( "Ge input if (sc.hasnextdouble()) { Scanner sc = new Scanner(input); thematrix[row][col] = sc.nextdouble(); for row = ; row < size; row = row + ) { col = (int col + ; int col = ; else { while (col < size) { input = JOptionPane.showInputDialog( "Ge fler element: "); sc = new if Scanner(input); (sc.hasnextdouble()) { thematrix[row][col] = sc.nextdouble(); col = col + ; thematrix; // readmatrix element: "); else { input = JOptionPane.showInputDialog( "Ge fler element: "); sc = new Scanner(input); Flerdimensionella fält thematrix; ett // readmatrix Man kan ha godtyckligt antal dimensioner i ett fält, dvs man kan bilda fält av fält av fält av fält av... int[][][] cube = new int[][][4]; cube

6 Flerdimensionella fält En bild kan lagras som ett tvådimensionellt fält av bildpunkter (eller pixels). I en gråskalebild är varje bildpunkt ett heltal i intervallet [, 55], där betecknar svart och 55 betecknar vitt. I en färgbild utgörs varje bildpunkt av tre heltal i intervallet [, 55], som representerar intensiteten av färgerna rött, grönt respektive blått. En gråskalebild respektive en färgbild med höjden 8 pixels och bredden 6 pixels avbildas således enligt: int[][] grayimage = new int[8][6]; int[][][] colorimage = new int[8][6][]; Laboration 5 I laboration 5 kommer ni att få öva på att programmera med tvådimensionella fält. Laborationen handlar om digital bildbehandling. Ni kommer att få skriva några digitala filter för att manipulera bilder.

7 Klassen ArrayList Ett fält är en statisk datastruktur, vilket innebär att storleken på fältet måste anges när fältet skapas. Detta innebär att fält inte är särskilt väl anpassade för att handha dynamiska datasamlingar, dvs datasamlingar som under sin livstid kan variera i storlek. För att handha dynamiska datasamlingar i ett fält måste man själv utveckla programkod för att t.ex: - ta bort ett element ur fältet - lägga in ett nytt element på en given position i fältet - öka storleken på fältet om ett nytt element inte ryms. Klassen ArrayList är en standardklass (av flera) för all handha samlingar av objekt. Särskilt när vi handhar dynamiska datasamlingar, är det lämpligt att använda klassen ArrayList istället för ett endimensionellt fält. ArrayList finns i paketet java.util. Klassen ArrayList<E> Metod Beskrivning ArrayList<E>() skapar en tom ArrayList för element av typen E. void add(e elem) lägger in elem sist i listan (d.v.s. efter de element som redan finns i listan). void add(int pos, E elem) lägger in elem på plats pos. Efterföljande element flyttas ett position framåt i listan. E get(int pos) erar elementet på plats pos. E set(int pos, E elem) ersätter elementet på plats pos med elem, erar elementet som fanns på platsen pos. E remove(int pos) tar bort elementet på plats pos, erar det borttagna elementet. Efterföljande element i listan flyttas en position baket i listan.

8 Klassen ArrayList<E> Metod Beskrivning int size() erar antalet element i listan boolean isempty() erar true om listan är tom, annars eras false int indexof(e elem) erar index för elementet elem om detta finns i listan, annars eras - boolean contains(object elem) erar true om elem finns i listan, annars eras false void clear() tar bort alla elementen i listan String tostring() erar en textrepresentation på formen [e, e,..., en] Anm: Metoderna indexof och cointains förutsätter att objekten i listan kan jämföras, d.v.s. klassen som objekten tillhör måste definiera metoden boolean equals(object obj) Alla standardklasser, såsom String, Integer och Double, definierar metoden equals. Klassen ArrayList Klassen ArrayList är en generisk klass. Detta innebär att när man skapar en lista av klassen ArrayList måste man ange en typparameter som specificerar vilken typ av objekt som skall lagras lagras i listan. Exempel: ArrayList<String> words = new ArrayList<String>(); ArrayList<Integer> values = new ArrayList<Integer>(); ArrayList<BigInteger> bigvalues = new ArrayList<BigInteger>(); ArrayList<Person> members = new ArrayList<Person>(); I en ArrayList kan man endast spara objekt, dvs. en ArrayList kan inte innehålla de primitiva datatyperna (t.ex. int, double, boolean och char). Vill man handha primitiva datatyper med hjälp av en ArrayList måste man lagra objekt av motsvarande omslagsklass.

9 Autoboxing och auto-unboxing Typomvandling sker automatiskt mellan primitiva datatyper och motsvarande omslagsklass. Detta kallas för autoboxing respektive auto-unboxing. Istället för att skriva Genomlöpning av hela samlingarna med den vanliga Integer talobjekt = new Integer();... double[] values = new double[]; int ArrayList<String> tal = talobjekt.tovalue(); listan = new ArrayList<String>(); for-satsen... kan man skriva for (int index = ; index < values.length; index = index +) Integer talobjekt = ; //autoboxing System.out.println(values[index]);... int for tal =(int talobjekt; pos = ; pos <//auto-unboxing listan.size(); pos = pos +) System.out.println(listan.get(pos)); Genomlöpning av hela samlingarna med den förenklade double[] values = new double[]; ArrayList<String> listan = new ArrayList<String>();... for (double v : values) System.out.println(v); Förenklad for-sats for (String str : listan) System.out.println(str); När man vill löpa igenom alla objekt i en samlingar (t.ex. ett objekt av ArrayList eller ett en-dimensionellt fält) finns den förenklade for-satsen. Genomlöpning av hela samlingarna med den vanliga for-satsen double[] values = new double[]; ArrayList<String> listan = new ArrayList<String>();... for (int index = ; index < values.length; index = index +) System.out.println(values[index]); for (int pos = ; pos < listan.size(); pos = pos +) System.out.println(listan.get(pos)); Genomlöpning av hela samlingarna med den förenklade for-satsen double[] values = new double[]; ArrayList<String> listan = new ArrayList<String>();... for (double v : values) System.out.println(v); for (String str : listan) System.out.println(str);

10 Problemexempel Skriv en metod private static ArrayList<Integer> readlista() som läser in en indatasekvens består av osorterade heltal från standard input och erar dessa i en ArrayList. I indatasekvensen kan samma tal förekomma flera gånger, men i listan skall endast den första förekomsten av varje unikt tal skall lagras. Exempel: static ArrayList<Integer> readlist() { ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); ett anrop av metoden readlist skall då era en lista som innehåller Scanner in = new Scanner(System.in); talen, 4,, 5, och. while (in.hasnextint()) { int value = in.nextint(); if (!list.contains(value)) { list.add(value); list; Algoritm: //readlist. while (fler tal att läsa) Antag att indatasekvensen består av talen ,.. läs talet.. if (talet inte finns i listan )... lagra talet i listan;. era listan Implementation static ArrayList<Integer> readlist() { ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); Scanner in = new Scanner(System.in); while (in.hasnextint()) { int value = in.nextint(); if (!list.contains(value)) { list.add(value); list; //readlist

11 Klassen PhoneBook implementerad med fält Maximal storlek måste anges class PhoneBook { private Entry[] book; class Entry { private int count; import java.util.arraylist; private String name; class PhoneBook { PhoneBook(int size) { private String number; class PhoneBook { private book = new Entry[] Entry[size];book; class Entry Entry(String name, String number) { { private = new ArrayList<Entry>(); count = ; intarraylist<entry> private count; Antalet element book this.name = name; private String name; måste bokföras //constructor PhoneBook(int size) { this.number = number; PhoneBook(int size) { private String number; void put(string name, String nr) { //constructor book = new ArrayList<Entry>(); book ==new new Entry[size]; book[count] Entry(name, nr); class Entry { name, String getname() { Entry(String count//constructor = count + ; count = ; name; private String this.name = name; name; //put //getname String //constructor void put(string name, String nr) { private String number; this.number = number; String get(string name) { String getnumber() { book.add(new Entry(name, nr)); for (int i = void ; i < count; i = i +) name, String put(string nr) number; { Entry(String name, //constructor if//put (name.equals(book[i].getname())) //getnumber book[count] = new Entry(name, nr); this.name = name; { book[i].getnumber(); String getname() //Entry null; String count = countget(string + ; name) { this.number name;= number; //get //putfor (Entry e : book) //constructor //getname //PhoneBook String if (name.equals(e.getname())) String get(string name) { String StringgetNumber() getname() { { for (int i = ; i <e.getnumber(); count; i = i +) number; name; null; if (name.equals(book[i].getname())) //getname //getnumber //get book[i].getnumber(); String getnumber() { //Entry //PhoneBook null; number; //get //getnumber //PhoneBook Klassen PhoneBook implementation med ArrayList//Entry import java.util.arraylist; class PhoneBook { private ArrayList<Entry> book = new ArrayList<Entry>(); PhoneBook(int size) { book = new ArrayList<Entry>(); class Entry { //constructor private String name; void put(string name, String nr) { private String number; book.add(new Entry(name, nr)); Entry(String name, String number) { //put this.name = name; String get(string name) { this.number = number; for (Entry e : book) //constructor if (name.equals(e.getname())) String getname() { e.getnumber(); name; null; //getname //get String getnumber() { //PhoneBook number; //getnumber //Entry

12 Uppräkningstyper - enum I bland vill man kunna använda variabler som endast skall kunna anta vissa givna värden: gender: MALE, FEMALE state: READY, RUNNING, BLOCKED, DEAD suit: HEARTS, SPADES, DIAMONDS, CLUBS season: WINTER, SPRING, SUMMER, FALL bearing: NORTH, WEST, SOUTH, EAST I Java kan detta göras genom att deklarera särskilda uppräkningsklasser: enum suit { enum inte class HEARTS, SPADES, DIAMONDS, CLUBS; //suit Räkna upp alla värden (instanser) typen skall ha Uppräkningstyper - enum Varje deklarerat (uppräknat) värde i en enum är en instans av klassen. Varje värde är implicit, static och final, alltså en klasskonstant. Metod Beskrivning int compareto(e o) erar ett negativt heltal om aktuellt objekt är mindre än argumentet o, om aktuellt objekt och argumentet o är lika och ett positivt heltal om aktuellt objekt är större än argumentet o. Jämförelsen görs efter den ordning objekten har deklarerats boolean equals(e o) erar true om o är lika med aktuellt objekt, annars eras false String name() erar namnet på aktuellt objekt (enligt deklarationen) int I ordinal() erar ordningstalet för aktuellt objekt (enligt deklarationen) String tostring() erar namnet på aktuellt objekt (enligt deklarationen) static E valueof(string str) erar objektet med det angivna namnet static E[] values() erar ett fält innehållande objekten i klassen

13 Lägga till tillstånd på enum-konstanter Eftersom enum definierar en klass kan man ge tillstånd och beteenden till objekten som tillhör en uppräkningstyp, Tillståndet hos en instans beskrivs med hjälp av instansvariabler. Tillståndet för en instans ges som argument till instansen. En konstruktor för att initiera tillståndet behöver definieras. Konstruktorn får/kan inte vara. Argument som anger tillståndet enum enum Customer Customer {{ CHILD(5), CHILD(5), ADULT(), ADULT(), SENIOR(6); SENIOR(6); private private int int price; price; private private Customer(int Customer(int price) price) {{ this.price = price; this.price = price; //constructor //constructor int int getprice() getprice() {{ price; price; //getprice //getprice //Customer //Customer Konstruktor som sätter tillståndet Lägga till beteenden på enum-konstanter enum enum DayOfWeek DayOfWeek {{ MONDAY, MONDAY, TUESDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, THURSDAY, FRIDAY, FRIDAY, SATURDAY, SATURDAY, SUNDAY; SUNDAY; int int nrinweek() nrinweek() {{ this.ordinal() this.ordinal() ++ ; ; //nrinweek //nrinweek DayOfWeek DayOfWeek tomorrow() tomorrow() {{ DayOfWeek[] DayOfWeek[] days days == DayOfWeek.values(); DayOfWeek.values(); days[(this.ordinal() days[(this.ordinal() ++ ) ) % % days.length]; days.length]; //tomorrow //tomorrow DayOfWeek DayOfWeek yesterday() yesterday() {{ DayOfWeek[] days DayOfWeek[] days == DayOfWeek.values(); DayOfWeek.values(); days[(this.ordinal() days[(this.ordinal() -- ) ) % % days.length]; days.length]; //yesterday //yesterday static static DayOfWeek DayOfWeek getdaywithnr(int getdaywithnr(int daynr) daynr) {{ DayOfWeek[] days = DayOfWeek.values(); DayOfWeek[] days = DayOfWeek.values(); days[daynr days[daynr -- ]; ]; //getdaywithnr //getdaywithnr //DayOfWeek //DayOfWeek Returnerar vilket ordningsnummer i veckan Den aktuell dagen har Returnerar dagen efter aktuell dag Returnerar dagen före aktuell dag Returnerar dagen med ordningsnummer daynr i veckan

14 switch-satsen En switch-sats är en selekteringssats med flervalsalternativ. Varje alternativ beskrivs av en case-sats; som består dels av ett case-uttryck, dels av de som anger vad som skall göras om alternativet inträffar. I switch-satsen testas värdet av ett uttryck (expression) mot ett antal givna case-uttryck (value, value, ). Uttrycket (expression) måste vara en heltalstyp, typen char eller en uppräkningstyp. case-uttrycken måste ha samma typ som expression. case-uttrycken måste ha olika värden. switch-satsen kan innehålla ett default-alternativ, som avser de möjliga alternativ som inte anges i ett eget case-uttryck Syntax: switch (expression) { case value: statements; case value: case value: statements;...(more cases)... default: statements; switch-satsen Först evalueras uttrycket expression. Det erhållna värdet jämförs med värdena av caseuttrycken. Om det finns ett case-uttryck som har samma värde som expression, sker ett hopp till den sats som följer efter detta case-uttryck. Annars sker ett hopp till satsen efter default-alternativet (om ett sådant finns). Exekveringen av en case-sats, forsätter förbi andra case-uttryck tills switch-blocket är slut eller tills ett break-uttryck påträffas. Flera case-uttryck kan således finnas framför ett visst alternativ. Syntax: switch (expression) { case value: statements; case value: case value: statements;...(more cases)... default: statements;

15 switch-satsen: Flödesscheman uttryck enum DayOfWeek { MONDAY,TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUN value value value5 value4...value static void tellitlikeitis(dayofweek day) { //DayOfWeek switch (day) { case MONDAY: uttryck System.out.println("Mondays are bad."); value value value5 value value4 case FRIDAY: System.out.println("Fridays are better."); Oops: om man glömmer break körs även case SATURDAY: nästa case. case SUNDAY: System.out.println("Weekends are best."); default: System.out.println("Midweek days are so-so switch-satsen: Exempel //tellitlikeitis enum DayOfWeek { MONDAY,TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY;... static void tellitlikeitis(dayofweek day) { //DayOfWeek switch (day) { case MONDAY: System.out.println("Mondays are bad."); case FRIDAY: System.out.println("Fridays are better."); Utförs för SATURDAY och SUNDAY case SATURDAY: case SUNDAY: System.out.println("Weekends are best."); Utförs för TUESDAY, default: WEDNESDAY och System.out.println("Midweek days are so-so."); THURSDAY //tellitlikeitis

16 Shorthand operatorer I Java finns ett antal shorthand operatorer. Dels finns operatorer för increment och decrement, både i en prefix och i en postfix version, dels finns sammansatta tilldelningsoperatorer. Shorthand ++x --x Shorthand x++ x-++x x += y --x x -= y x *= y x++ x /= y Motsvarand uttryck x+ x- Motsvarand x+ x- x+ x=x+y x- x=x-y x=x*y x+ x=x/y x-x += y x -= y x *= y x /= y Shorthand operatorer uttryck x- x=x+y x=x-y x=x*y x=x/y Efter som operatorerna ++ och -- ändrar värdet på en variabel måste man vara observant om man använder dessa operatorer i kombination med en tilldelningsoperator. Betrakta nedanstående : firstnumber = ; secondnumber = ++firstnumber; Efter att na har utförts har både variabeln fistnumber och secondnumber värdet. När däremot följande exekveras firstnumber = ; secondnumber = firstnumber++; Har variabeln fistnumber värdet och variabeln secondnumber värdet. Prefixoperatorn (++i) utförs före tilldelningsoperatorn, medan postfixoperatorn (i++) utförs efter tilldelningsoperatorn. Använd shorthand operatorerna med med försiktighet!