Ukeoppgaver 7:  5. - 9. okt (INF1000 - H?st 2009)

M?l
F? mer ?velse i bruk av klasser og objekter, en innf?ring i UML-klassediagrammer, og tips til Oblig 3.

Oppgaver til teoritimen

1. UML og behandling av obliger:
   (a) Lag et UML-klassediagram for et lite program som kan brukes til ? holde orden p? obliger og studenter i ¨¦n INF1000-gruppe.  Bruk tre klasser: Student, Obligbesvarelse, og Gruppe.  Navngi forholdene og skriv antall p? begge sider av disse.  Plass¨¦r f?lgende variabler i klassene der de passer best: navn p? studentene, og en boolean erGodkjent som angir status p? leverte obliger.  Hva slags dataelementer (variabler, arrayer, eller lignende) ville du lagt til for ? holde orden p? studentene i gruppen og obligbesvarelsene de leverer?  Anta at det bare er ¨¦n oblig i kurset, men at studentene kan levere to utgaver av obligen hvis den f?rste ikke blir godkjent. 
   Tips: Se eksemplet p? side 236 i l?reboka.
   
   (b) Skriv et program for systemet beskrevet i del (a), og lag en testmetode som legger inn 3 studenter i gruppen, og obligbesvarelser for to av dem.  Registr¨¦r ¨¦n av disse besvarelsene som godkjent.  (Anta som i (a) at kurset bare har ¨¦n oblig, og at hver student kan levere opptil 2 besvarelser p? den).  Til slutt i testmetoden kaller du en annen metode i klassen Gruppe, kalt skrivUt(), som g?r gjennom alle studentene som er registrert i gruppen, og for hver av de skriver ut antall obliger de leverte (0, 1, eller 2), og om de fikk godkjent. 
   
   (c) Diskut¨¦r hvordan man kan utvide programmet til ? kunne h?ndtere flere oblignr. i kurset, og enda flere besvarelser fra samme student p? en gitt oblig.  Evt. ogs? flere grupper.
   
   (d) Lag en konstrukt?r i en av klassene, med minst ¨¦n parameter, og skriv kode som benytter denne konstrukt?ren.  En konstrukt?r er en metode med samme navn som klassen den er i, og som blir utf?rt automatisk n?r man oppretter objekter av klassen vha. n?kkelordet new.  Husk ? endre alle setninger i programmet som inneholdt uttrykket "new Klassenavn()", slik at de benytter den nye konstrukt?ren (dvs. at du legger til en parameter i parentesene etter new Klassenavn...).
   
   
   
2. Lesing/skriving av datafil:  (Oblig3-relevant!)
   Utvid programmet fra punkt 1. (b) med lesing og skriving av dataene til en datafil.  Finn p? en passende m?te ? formatere dataene p? slik at du kan putte alt i en og samme fil.
   
   
   
3. Vanlige feilmeldinger i Oblig 3:  (Oblig3-relevant!)
   Finn feilene i f?lgende program og foresl? hvordan de kan rettes.  Programmet er en forenklet utgave av det fra punkt 1. (b), hvor det ikke er noen obliger, men bare h?ndtering av studentene i ¨¦n INF1000-gruppe.  Programmet best?r av to klasser: Student, som bare har ¨¦n objektvariabel: navn; og Gruppe, som har en array med opptil 40 studenter og en konstrukt?r med programkode som illustrerer bruk av klasser og objekter.

   class Student {
      String navn;
   }
   
   class Gruppe {
      Student[] studenter = new Student[40]; // Array med Student-objekter
      int antStudenter; // Antall plasser i arrayen over som er i bruk
   
      public static void main(String[] args) {
         Gruppe g = new Gruppe();
   
         skrivAntall();
         /* Sp?rsm?l:
          * a) Hvorfor gir linjen over f?lgende feilmelding?  Hvordan unng? det?
          *        Gruppe.java:12: non-static method skrivAntall() cannot
          *                        be referenced from a static context
          *            skrivAntall();
          *            ^
          *  Tips: Du kan lese mer om dette p? side 199 (og 155) i l?reboka.
          *    Problemet skyldes at main-metoden er litt spesiell, s?kalt
          *    "static", og derfor kan man ikke referere til "objektvariabler"
          *    eller "objektmetoder" (dvs. variabler og metoder som er deklarert
          *    uten n?kkelordet static) direkte fra en static metoden uten ? g?
          *    via en peker, f.eks. pekeren g ovenfor.  Dette illustrerer
          *    hvorfor vi vanligvis bare har noen f? programsetninger i
          *    main-metoden som bare setter programmet i gang, ved ? kalle
          *    p? andre metoder i programmet.
          */
      }
   
      Gruppe() {
         // b) Den vanligste feilmeldingen i Java er "cannot find symbol".
         //    F?lgende linje gir feilmeldingen vist under.  Hva er feil i dette
         //    tilfellet, og hvordan kan vi rette det?
         antallStudenter = 0;
         /*                 Gruppe.java:32: cannot find symbol
          *                 symbol  : variable antallStudenter
          *                 location: class Gruppe
          *                         antallStudenter = 0;
          *                         ^
          *  Tips: ?rsaken til feilmeldingen "cannot find symbol" er alltid
          *    at noe ikke er deklarert riktig (f.eks. at det ikke er deklarert
          *    p? riktig sted eller er stavet feil).  Feilen er heldigvis
          *    lett ? fikse: se i feilmeldingen hva det var som ikke var
          *    deklarert, og sjekk at du har deklarert det riktig (p? riktig
          *    sted i programmet, og stavet riktig).  Du kan finne hva det er
          *    som ikke var riktig deklarert p? 2. linje i feilmeldingen, der
          *    det st?r "symbol".  I eksemplet over er problem-symbolet
          *    "variable antallStudenter".  Legg ogs? merke til linjenummeret
          *    og posisjonen p? linja som Java-kompilatoren ogs? gir deg.
          */
   
         // c) F?lgende linje gir "NullPointerException" her.  Hvilken setning
         //    har vi glemt ? utf?re f?r dette?  (Husk at studenter[] er en array)
         studenter[antStudenter].navn = "Trine";
         antStudenter++;
         /*  Tips: Feilmeldingen NullPointerException skyldes oftest at man har
          *    fors?kt ? bruke prikk-notasjon p? en peker som hadde verdien null.
          *    Det er ikke lov (det gir ingen mening ? si f.eks. null.navn).
          *
          *  Slik fikser du NullPointerException-feil:
          *    1. Se i feilmeldingen hvilket linjenummer Java fant feilen i.
          *    2. Se hvilke pekere i den angitte linjen som kan ha v?rt null
          *       under kj?ring av programmet, s?rlig blandt de som har prikk-
          *       notasjon etter seg, f.eks. hvis linjen inneholder uttrykket:
          *         hyblene[rad][kol].leietager.navn  ...s? kan null-pekeren
          *       v?re hyblene[rad][kol] eller hyblene[rad][kol].leietager
          *    3. Endre programmet slik at pekeren som for?rsaket feilen ikke
          *       kan v?re null n?r programmet kommer til den aktuelle linjen.
          *       Hvis problemet var en peker med prikknotasjon kan du legge
          *       til en if-test p? at pekeren != null f?r den aktuelle linjen.
          *    Det som st?r foran prikken m? alts? v?re noe som peker p?
          *    et allerede-oppretet objekt av riktig klasse (og ikke null), p?
          *    det tidspunktet under programutf?relsen n?r setningen blir utf?rt.
          *
          *    4. Hvis linjen har flere pekere og du ikke finner hvilken som ga
          *       NullPointerException kan du legge inn en testutskrift rett f?r
          *       linja, og skrive ut ¨¦n av dem, f.eks.
          *         System.out.println("test1:" + hyblene[rad][kol].leietager);
          *       Med denne fremgangsm?ten vil du alltid kunne finne nullpekeren.
          */
   
         // d) Skriv det som mangler for at studenter[1].navn skal bli "Martin".
         Student s1 = new Student();
         s1 _________ = "Martin";
         studenter[antStudenter++] = _________ ;
   
         // e) Hva mangler her for at if-testen skal kunne gi true?
         //    Tips: Husk at tekster m? sammenlignes med andre tekster.
         if (studenter[1].equals("Martin")) {
             System.out.println(true);
         }
   
         // f) Hvorfor gir f?lgende l?kke NullPointerException p? linjen med
         //    System.out..? (anta at eneste kode som er blitt utf?rt n?r
         //    programmet kommer hit er det som st?r i linjene over, med feilene
         //    rettet).  Ogs?, hvordan kan betingelsen i f?rste linje endres for ?
         //    unng? NullPointerException?  Tips: Tenk arrayplasser og != null.
         for (int i = 0; i < studenter.length; i++) {
             Student s2 = studenter[i];
             System.out.println(s2.navn);
         }
   
         // g) Finn en annen m?te ? unng? NullPointerException her uten ? endre
         //    f?rste linje under, men ved ? legge til en if-setning inne i l?kka:
         for (int i = 0; i < studenter.length; i++) {
             Student s3 = studenter[i];
   
             System.out.println(s3.navn);
         }
   
         // h) Hvorfor gir f?lgende linje i programkoden denne feilmeldingen:
         //    ArrayIndexOutOfBoundsException: 40
         studenter[40] = new Student();
   
         // i) Hva vet vi om uttrykket merkert med "___" p? neste linje hvis
         //    linjen gir feilmeldingen "ArrayIndexOutOfBoundsException: -1":
         s1 = studenter[ ___ ];
   
         // j) Hva er feil her?  Feilmeldingen dette gir er:
         //                  Gruppe.java:103: incompatible types
                           found   : java.lang.String
         //                  required: Student
         studenter[2] = "Eva";
   
         // k) Hva er feil her?  Feilmeldingen er: cannot find symbol
         //                  symbol  : constructor Student(java.lang.String)
         Student lars = new Student("Lars");
   
         // l) Hva er feil her?  Feilmeldingen dette gir er:
         //                  Gruppe.java:114: incompatible types
         //                  found   : int
         //                  required: boolean
         if (antStudenter = 0) {
             system.out.println("Ingen student registrert!");
         }
         // m) Hvorfor klager Java ogs? med: "package system does not exist"?
   
         // n) N?r vi har rettet alle feilene i a) til m) ovenfor, s? gir fortsatt
         //    if-setningen under NullPointerException.  Hvordan unng?r vi det?
         boolean funnet;
         for (int i = 0; i < studenter.length; i++) {
             Student stud = studenter[i];
             if (stud.navn.equals("Eva")) {
                  funnet = true;
                  System.out.println(stud.navn);
             }
         }
   
         // o) L?kken ovenfor stopper ikke n?r navnet "Eva" blir funnet.
         //    Hvordan kan vi f? l?kken til ? stoppe n?r navnet blir funnet?
   
         // p) L?kken ovenfor gir ingen melding til bruker n?r navnet ikke blir
         //    funnet.  Hvordan kan vi programmere utskrift av en slik melding?
         //    Og hvordan kan vi unng? at Java da skal klage om at "variable
         //    funnet might not have been initialized"?
   
         // q) Anta at navnet til studenter[2] er "Eva".  Hvorfor endrer ikke
         //    f?lgende kode navnet til studenter[2]?  Hvordan kan det ordnes?
         //    (slik at studentobjektet i "ny" overf?res til studenter[2]).
         Student ny = new Student();
         Student studPeker;
         ny.navn = "Heidi";
         studPeker = studenter[2];
         studPeker = ny;
      }
   
      void skrivAntall() {
         System.out.println("Antall studenter: " + antStudenter);
      }
   
      // r) Hvorfor f?r vi feilmeldingen: "<identifier> expected" p? denne linjen:
      System.out.println("Slutt");
   }
   

   Flere debuggings-tips:
   B?de feilmeldingene fra kompilatoren (javac) og kj?resystemet til Java (java) gir deg vanligvis linjenummeret der feilen oppsto, og navnet til feilen.  Disse opplysningene er nyttige for ? finne og rette feilen.  Start alltid med ? rette den f?rste feilen som Java fant.
   
   Tips til kr?llparentes-feil:
   En annen type feil som er lett ? gj?re i Java er kr?llparentes-feil, f.eks. ? glemme en kr?llparentes et sted, ha en for mye, en som "vender" feil vei, o.l. Disse problemene gir opphav til mange typer feilmeldinger, bl.a.:
   • ?class, interface, or enum expected?, ?<identifier> expected?
   • ?reached end of file while parsing?, ?'}' expected?,
   • ?illegal start of type?, ?illegal start of expression?, ?'else' without 'if'?, m.fl...
   To gode tips for ? unng? og rette slike feil er:
   1. Alltid holde programmet riktig formatert med "innrykk" underveis mens du skriver det: Start et nytt "niv?" med innrykk rett etter hver "{" (?pnings-kr?llparentes) du skriver, dvs. at alle linjene etter en slik kr?llparentes f?r f.eks. 4 flere mellomrom foran enn linjene over ...frem til f?rste "}", da du forminsker ett innrykk-niv?, osv.  Alle programmer i disse ukeoppgavene er formatert p? denne m?ten.
      
   2. N?r et av de ovennevnte feilene dukker opp, bruk funksjonen i Emacs (eller Eclipse, e.l.) som setter inn riktig innrykk i hele programmet. I Emacs kan det gj?res ved ? markere hele programmet (Ctrl-x h) og velge "Java > Indent Line or Region" fra menyen ?verst i Emacs-vinduet.  Da blir det satt riktig innrykk i hele programmet og det blir lett ? se hvor feilen er, ved ? starte fra toppen og fortsette nedover til du finner noe som har havnet p? feil innrykksniv?: Sjekke at alle klasser havnet i "f?rste innrykks-niv?" (dvs. at det ikke st?r noen mellomrom f?r n?kkelordet class), og at f?rste linje i alle metoder havnet i 2. niv? av innrykk (dvs. at det er 4 mellomrom rett f?r n?kkelordet void), og at selve innmaten i metodene er i 3. niv? (har 8 mellomrom foran), osv.
   
   Enda flere tips til feils?king og -retting: Se Marit Nybakkens feilmeldinger.pdf
   
   

Oppgaver til terminaltimen

• UML og behandling av obliger:
  (Samme oppgave som i punkt 1. (b)-(d) og punkt 2. for teoritimen)
  
  
  
• Vanlige feilmeldinger i Oblig 3:  (Oblig3-relevant!)
  (Samme oppgave som i punkt 3. for teoritimen)
  
  
  
• Fortsett med Oblig 3:
  Ta utgangspunkt i den versjonen av Oblig 3 du har valgt (Hybelhus eller Pi), og ut fra oppgaveteksten:
  
  (a) Tegn et UML-klassediagram (dette skal ikke leveres i Oblig 3, men kan v?re nyttig for ? f? oversikt over programmet, s?rlig hvis du vil legge til flere klasser enn de som er minstekravet, eller hvis du vil ha oversikt over variablene eller metodene du ?nsker ? ha i hver klasse.)
  
  (b) Bestem forholdene mellom klassene, dvs. hvilke klasser skal ha pekere til hvilke klasser, og hvor mange (f.eks. om pekerne skal v?re enkle variabler eller arrayer).  Navngi forholdene og sett p? antall i hver ende.
  
  (c) Begynn ? skrive koden for Oblig 3, og finn ut hvilke metoder du vil ha i de ulike klassene.  Til ? begynne med skriver du tomme deklarasjoner (metoder uten noe kode inni) slik at du kan kompilere programmet og teste det underveis mens du skriver det.  Revid¨¦r og gjenta punkt (a) til (c) inntil programmet fungerer som det skal.
  
  
  
• (Ukens n?tt er Oblig3-Pi!)

L?sningsforslag