Περιεχόμενα. Πρόλογος 11

Transcript

1

2

3 Περιεχόμενα Πρόλογος 11 1 Εισαγωγή Πριν από την ανάγνωση αυτού του βιβλίου Μια θεώρηση του υπολογιστή Εφαρμογές και μικροεφαρμογές Java JavaScript και JSP Η δομή του παρόντος βιβλίου Ένα μικρό δείγμα προγράμματος Παραδείγματα με μικροεφαρμογές Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού 43 2 Μεταβλητές, τύποι δεδομένων, και παραστάσεις Παράδειγμα Δεδομένα και μεταβλητές Αλγόριθμοι, σφάλματα προγραμματισμού, και δεδομένα ελέγχου Εντολές, μπλοκ κώδικα, και ονόματα Μεταβλητές και σταθερές Τύποι δεδομένων Αναθέσεις και αριθμητικές παραστάσεις Μετατροπή τύπων Υπολογισμοί για τις εργασίες ανακαίνισης Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού 77 3 Χρήση έτοιμων κλάσεων Τα αντικείμενα ως μοντέλα της πραγματικότητας Χρήση έτοιμων κλάσεων Η κλάση Random Η κλάση String Οργάνωση κλάσεων σε πακέτα Μέθοδοι κλάσης και σταθερές κλάσης στη βιβλιοθήκη Java Ανάγνωση δεδομένων από το χρήστη Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο 108

4 6 Περιεχόμενα 3.9 Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Κατασκευή των δικών σας κλάσεων Δημιουργία κλάσεων Προγραμματισμός κλάσης Τροποποιητές πρόσβασης ιδιωτικοί και δημόσιοι Περιεχόμενα μιας κλάσης Άλλη μια κλάση και μερικοί νέοι τελεστές Εισαγωγή στις μικροεφαρμογές Εισαγωγή στα γραφικά Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Η επιλογή ως δομή ελέγχου Μια απλή αριθμομηχανή Η επιλογή είναι μια δομή ελέγχου Μπλοκ κώδικα μέσα σε μεθόδους Η εντολή if Ένθετες if και εντολές πολλαπλής επιλογής Λογικές παραστάσεις Η εντολή πολλαπλής επιλογής switch Σύγκριση υπολογιζόμενων δεκαδικών αριθμών Ο τελεστής συνθήκης? Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Οι βρόχοι ως δομές ελέγχου Βρόχοι ελεγχόμενοι από μετρητές Βρόχος με γενική συνθήκη Ένα παράδειγμα με γραφικά Η εντολή for Ένθετες δομές ελέγχου Η εντολή do-while Επιλογή της σωστής εντολής βρόχου Έλεγχος των δεδομένων εισόδου Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Συνεργασία μεταξύ αντικειμένων Παραδείγματα συνεργασίας μεταξύ αντικειμένων Ένα πρόγραμμα οδηγούμενο από μενού Πολλές αναφορές στο ίδιο αντικείμενο Σύνοψη: Mεταβίβαση ορισμάτων Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού 245

5 Περιεχόμενα 7 8 Βιβλιοθήκες Java και χειρισμός εξαιρέσεων Η ηλεκτρονική τεκμηρίωση της διασύνδεσης ρογραμματισμού εφαρμογών (API) Δημιουργία των δικών σας βιβλιοθηκών Τοπική προσαρμογή Ήχοι και εικόνες Εισαγωγή στο χειρισμό των εξαιρέσεων Λεπτομέρειες για το χειρισμό των εξαιρέσεων Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Πίνακες στοιχειωδών τύπων δεδομένων Τι είναι ένας πίνακας; Αντιγραφή πινάκων Η κλάση Month για τα δεδομένα της βροχόπτωσης Ταξινόμηση Αναζήτηση Η κλάση java.util.arrays Διδιάστατοι πίνακες Περισσότερες από δύο διαστάσεις Πίνακες πολλών διαστάσεων και αντικειμενοστρεφής προγραμματισμός Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Πίνακες τύπων αναφοράς και λίστες πίνακα Ένας πίνακας τύπου αναφοράς Λίστες πίνακα Κλάσεις περιτύλιξης Integer, Double, κ.ο.κ Οι μέθοδοι equals() και tostring() Συσχετίσεις Ένα μεγαλύτερο παράδειγμα Οι διασυνδέσεις Comparable και Comparator Ταξινόμηση πινάκων και λιστών πίνακα Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Χρήση αρχείων και ρευμάτων δεδομένων Αρχεία και ρεύματα δεδομένων Ένα παράδειγμα αρχείου δεδομένων Ανάγνωση κειμένου από ένα αρχείο Εγγραφή κειμένου σε αρχείο Αρχεία δεδομένων: σύνοψη και περιγραφές κλάσεων Ανάγνωση αριθμών από ένα αρχείο δεδομένων Επικοινωνία με την κονσόλα Δυαδική μεταφορά δεδομένων Τυχαία προσπέλαση των περιεχομένων ενός αρχείου Σειριοποίηση Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης 390

6 8 Περιεχόμενα Προβλήματα προγραμματισμού Κληρονομικότητα και πολυμορφισμός Γενίκευση και ειδίκευση Κληρονομικότητα Η κλάση Material με τις υποκλάσεις της Χειρισμός των στιγμιοτύπων των υποκλάσεων ως συνόλου Η περίπτωση της ανακαίνισης με πολλές επιφάνειες και πολλά υλικά Και αν δεν υπήρχε ο πολυμορφισμός; Ο τροποποιητής πρόσβασης Protected Δύο επίπεδα κληρονομικότητας Κανόνες και σύνταξη Διασύνδεση Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Προγραμματισμός διασυνδέσεων γραφικών με το χρήστη και συμβάντα Στοιχεία GUI Το πάτημα ενός κουμπιού Εσωτερικές κλάσεις Διαχείριση της διάταξης Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Κείμενο, επιλογές, και παράθυρα Στοιχεία κειμένου και ακροατές εστίασης Παροχή στο χρήστη της δυνατότητας εκλογής μεταξύ πολλών επιλογών Επιλογές με πλαίσια ελέγχου Επιλογές με ραδιοπλήκτρα Επιλογές με λίστες Παράθυρα Δημιουργία παραθύρου Οι διαφορές μεταξύ εφαρμογών και μικροεφαρμογών Άλλοι τρόποι προγραμματισμού ακροατών Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Δημιουργία διασύνδεσης χρήστη Μενού Γραμμές εργαλείων Παράθυρα διαλόγου Ο διαχείριση διάταξης GridBagLayout Ο πίνακας στοιχείων GUI (η κλάση JTable) Η διασύνδεση χρήστη μέσω γραφικών για το έργο της ανακαίνισης Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού 569

7 Περιεχόμενα 9 16 Νήματα Νήματα σε διεργασίες Κατανομή του χρόνου μεταξύ των νημάτων Παραδείγματα νημάτων σε χρήση Καταστάσεις νημάτων Επικοινωνία μεταξύ νημάτων Κλείστρα και συγχρονισμός Περισσότερος έλεγχος: wait(), notify(), και notifyall() Έρευνα στα νήματα με τον αποσφαλματωτή JDB Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Δομές δεδομένων και αλγόριθμοι Γράφοι Λίστες Η λύση: Collection, List, και LinkedList Ουρές και στοίβες Αναδρομή Δένδρα Δένδρα στην API Πίνακες κατακερματισμού Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Περισσότερα για τις μικροεφαρμογές Τι κάνουν οι μικροεφαρμογές στον Ιστό Ασφάλεια Προγραμματισμός μικροεφαρμογής Ασφάλεια στην πράξη Επικοινωνία μεταξύ μικροεφαρμογής και φυλλομετρητή Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Κατανεμημένα συστήματα με προγραμματισμό υποδοχών και RMI Υποδοχές Αντικείμενα που συνεργάζονται μέσω δικτύου Πώς διαδραματίζεται η επικοινωνία μεταξύ των αντικειμένων; RMI και μικροεφαρμογές Διάγραμμα ανάπτυξης Ένα κατανεμημένο σύστημα με επανάκληση Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Προγραμματισμός με βάσεις δεδομένων Προγράμματα οδήγησης βάσεων δεδομένων Εγκατάσταση επαφής με μια βάση δεδομένων 707

8 10 Περιεχόμενα 20.3 Ένα μεγαλύτερο παράδειγμα Μια εφαρμογή βάσης δεδομένων Αρχιτεκτονική τριών στρώσεων Συναλλαγές και μεταγλωττισμένες εντολές SQL Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού Προγραμματισμός για τον Ιστό με σελίδες JavaServer Διάφοροι τρόποι προγραμματισμού για τον Ιστό Εγκατάσταση λογισμικού Μικροϋπηρεσίες Σελίδες JavaServer (JSP) Τι αποτελεί τον κώδικα της JSP; Εισαγωγή δεδομένων από το χρήστη Επικύρωση από την πλευρά του πελάτη με JavaScript Βάσεις δεδομένων Αποθήκευση πληροφοριών κατάστασης Νέες έννοιες σε αυτό το κεφάλαιο Προβλήματα ανακεφαλαίωσης Προβλήματα προγραμματισμού 792 Παραρτήματα A Χρήση του Java SDK και του WinEdit 794 Α.1 SDK 795 Α.2 Εκτέλεση μικροεφαρμογών 799 Α.3 WinEdit 800 B Δεσμευμένες λέξεις 802 Γ Συστήματα αρίθμησης 803 Δ Το σύνολο χαρακτήρων Unicode 806 E HTML και μικροεφαρμογές 808 Ε.1 HTML 808 Ε.2 Συμπερίληψη μικροεφαρμογών 810 Στ Εξαιρέσεις στο πρότυπο του κώδικα 813 Z Αναφορές 815 Ευρετήριο 817

9 7 Συνεργασία μεταξύ αντικειμένων Τι θα μάθετε σε αυτό το κεφάλαιο Αφού διαβάσετε αυτό το κεφάλαιο, θα πρέπει να κατανοείτε: Τι περιλαμβάνεται στην έννοια της συνεργασίας μεταξύ αντικειμένων Τις ομοιότητες και τις διαφορές κατά τη μεταβίβαση ορισμάτων ενός πρωταρχικού (στοιχειώδους) τύπου δεδομένων και ενός τύπου αναφοράς Αφού διαβάσετε αυτό το κεφάλαιο, θα πρέπει να μπορείτε: Να προγραμματίζετε τη συνεργασία μεταξύ αντικειμένων Να σχεδιάζετε το διάγραμμα ακολουθίας που παρουσιάζει τη συνεργασία μεταξύ των αντικειμένων Για να ολοκληρωθούν οι διάφορες εργασίες, συχνά πρέπει να συνεργαστούν πολλά αντικείμενα. Μερικά παραδείγματα από την καθημερινότητα: Ο καθηγητής στέλνει στο φοιτητή το μήνυμα "Ολοκλήρωσε αυτή την εργασία". Για να ολοκληρώσει την εργασία, ο φοιτητής ζητάει βοήθεια από άλλους φοιτητές και ερευνά στο Διαδίκτυο ή σε βιβλία. Η Elisabeth ανοίγει το CD player. Για να "παίξει" μουσική, το μηχάνημα πρέπει να συνεργαστεί με το CD. Στα προγράμματα καταφέρνουμε ένα αντικείμενο να συνεργαστεί με ένα άλλο αντικείμενο στέλνοντάς του μηνύματα. Ο σχετικός προγραμματισμός γίνεται με την κλήση μεθόδων για λογαριασμό του αντικειμένου προς το οποίο πρόκειται να στείλουμε το μήνυμα. Συνεπώς, ένα αντικείμενο μπορεί να συνεργαστεί με κάποιο άλλο αντικείμενο εφόσον μπορεί να του

10 220 7 Συνεργασία μεταξύ αντικειμένων στέλνει μηνύματα. Παράδειγμα: Μπορούμε να στείλουμε στο αντικείμενο mycdplayer το μήνυμα "Παίξε αυτό το CD!" με τον εξής τρόπο: mycdplayer.play("four Seasons"); Με τη σειρά του, το αντικείμενο mycdplayer μπορεί τώρα να συνεργαστεί με τις (ή να στείλει μηνύματα στις) δικές του μεταβλητές στιγμιοτύπου (τα εξαρτήματα από τα οποία αποτελείται ένα CD Player) και το αντικείμενο "FourSeasons" που έχει παραλάβει μέσω της λίστας παραμέτρων. Σε αυτό το κεφάλαιο θα δουλέψουμε και πάλι στο παράδειγμα της ανακαίνισης. Θα προγραμματίσουμε μερικές από τις κλάσεις του και θα δημιουργήσουμε ένα απλό πρόγραμμαπελάτη με μενού, το οποίο θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βρεθούν τα απαιτούμενα υ- λικά και το κόστος για την ταπετσαρία, το βάψιμο, και τα πατώματα. Η συνεργασία μεταξύ αντικειμένων μάς αναγκάζει να έχουμε αναφορές προς το ίδιο α- ντικείμενο από διάφορα σημεία του προγράμματος. Θα εξετάσουμε τις συνέπειες αυτής της αναγκαιότητας. 7.1 Παραδείγματα συνεργασίας μεταξύ αντικειμένων Θα εργαστούμε με το έργο της ανακαίνισης και θα δημιουργήσουμε ένα απλό πρόγραμμαπελάτη, το οποίο θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό των απαιτούμενων υλικών και του κόστους. Θα διαπιστώσουμε πώς πρέπει να συνεργαστούν τα αντικείμενα των υλικών με τα αντικείμενα των επιφανειών για να λύσουν αυτό το πρόβλημα. Στην παρούσα περίπτωση, στιγμιότυπα των κλάσεων Flooring (παρκέ), Paint (βάψιμο), και Wallpaper (ταπετσαρία) θα πρέπει να συνεργαστούν με ένα στιγμιότυπο της κλάσης Surface. Στην Ενότητα 2.9 καταλήξαμε ήδη στους περισσότερους μαθηματικούς τύπους. Το διάγραμμα κλάσεων παρουσιάζεται στην Εικόνα 4.1. Η Λίστα προγράμματος 7.1 παρουσιάζει τις κλάσεις Flooring και Wallpaper. Προγραμματίσαμε την κλάση Surface στο Κεφάλαιο 4. Η κλάση Paint αποτελεί τη λύση σε ένα από τα προβλήματα αυτής της ενότητας. Λίστα προγράμματος 7.1 /* * Flooring.java E.L * */ class Flooring { private static final double limit = 0.02; // όριο για ένα πλάτος ακόμη private String name; // για λόγους προσδιορισμού private double price; // τιμή ανά μέτρο private double widthofflooring; // πλάτος δαπέδου σε μέτρα public Flooring(String initname, double initprice, double initwidth) { name = initname;

11 7.1 Παραδείγματα συνεργασίας μεταξύ αντικειμένων 221 price = initprice; widthofflooring = initwidth; public String getname() { return name; public double getpriceperm() { return price; public double getwidth() { return widthofflooring; /* * Εδώ θα υπολογίσουμε την απαραίτητη ποσότητα για την κάλυψη μιας επιφάνειας. * Το παρκέ τοποθετείται πάντα εγκάρσια ως προς το μήκος της επιφάνειας. * Αν θέλετε να βρείτε την ποσότητα στην άλλη διάσταση, πρέπει να εναλλάξετε * το μήκος και το πλάτος στα ορίσματα της επιφάνειας (Surface). */ public double getnoofmeters(surface asurface) { double lengthsurface = asurface.getlength(); double widthsurface = asurface.getwidth(); int noofwidths = (int)(lengthsurface / widthofflooring); double rest = lengthsurface % widthofflooring; if (rest >= limit) noofwidths++; return noofwidths * widthsurface; public double gettotalprice(surface asurface) { return getnoofmeters(asurface) * price; /* * Wallpaper.java E.L */ class Wallpaper { private static final double limit = 0.02; // όριο για ένα πλάτος ακόμη private String name; // για λόγους προσδιορισμού private double price; // τιμή ανά ρολό private double lengthperroll; // μήκος ανά ρολό σε μέτρα private double widthperroll; // πλάτος ανά ρολό σε μέτρα

12 222 7 Συνεργασία μεταξύ αντικειμένων public Wallpaper(String initname, double initprice, double initlengthperroll, double initwidthperroll) { name = initname; price = initprice; lengthperroll = initlengthperroll; widthperroll = initwidthperroll; public String getname() { return name; public double getpriceperroll() { return price; public double getlengthperroll() { return lengthperroll; public double getwidthperroll() { return widthperroll; /* * Η μέθοδος αυτή υπολογίζει τον αριθμό των ρολών που απαιτούνται * για την κάλυψη μιας επιφάνειας. */ public int getnoofrolls(surface asurface) { double lengthsurface = asurface.getlength(); double heightsurface = asurface.getwidth(); /* υπολογισμός του αριθμού των υψών */ int noofheights = (int) (lengthsurface / widthperroll); double remnant = lengthsurface % widthperroll; if (remnant >= limit) noofheights++; /* υπολογισμός του αριθμού των ρολών */ int noofrolls; int noofheightsperroll = (int) (lengthperroll / heightsurface); if (noofheightsperroll > 0) { noofrolls = noofheights / noofheightsperroll; remnant = noofheights % noofheightsperroll; if (remnant >= limit) noofrolls++; else { // το ρολό είναι κοντύτερο από ένα ύψος (σπάνιο!) double totalnoofmeters = noofheights * heightsurface; noofrolls = (int) (totalnoofmeters / lengthperroll); if (totalnoofmeters % lengthperroll >= limit) noofrolls++;

13 7.1 Παραδείγματα συνεργασίας μεταξύ αντικειμένων 223 return noofrolls; public double gettotalprice(surface asurface) { return getnoofrolls(asurface) * price; Δημιουργούμε ένα μικρό πρόγραμμα-πελάτη: class FlooringClient { public static void main(string[] args) { Surface thesurface = new Surface("Margaret's Floor", 5, 6); Flooring theflooring = new Flooring("Fitted carpet", 24.50, 5); double noofmeters = theflooring.getnoofmeters(thesurface); double price = theflooring.gettotalprice(thesurface); System.out.println("You need " + noofmeters + " meters, price $" + price); Εδώ δημιουργούμε ένα αντικείμενο Surface και ένα αντικείμενο Flooring και στέλνουμε δύο μηνύματα στο αντικείμενο Flooring. Πρώτα του ζητούμε να βρει πόσα μέτρα χρειάζονται και, μετά, ποιο θα είναι το κόστος τους. Η έξοδος από το πρόγραμμα θα μοιάζει ως εξής: You need 6.0 meters, price $147.0 Παράδειγμα 1: η μέθοδος getnoofmeters() Ας εξετάσουμε πιο προσεκτικά τη μέθοδο getnoofmeters(). Το αντικείμενο που ονομάζεται theflooring θα εκτιμήσει πόσα μέτρα απαιτούνται για την κάλυψη μιας συγκεκριμένης επιφάνειας. Για να βρει αυτό το ζητούμενο, τα δύο αντικείμενα πρέπει να συνεργαστούν. Επομένως, μαζί με το μήνυμα getnoofmeters() στέλνουμε και μια αναφορά προς την επιφάνεια που πρόκειται να στρωθεί. Οι αναφορές ως ορίσματα Στέλνουμε ένα μήνυμα σε κάποιο αντικείμενο Α με την κλήση μιας μεθόδου. Για να μπορέσει το αντικείμενο Α να συνεργαστεί με το αντικείμενο Β προκειμένου να ολοκληρώσουν μια εργασία, συχνά πρέπει να υπάρχει ως όρισμα της μεθόδου μια αναφορά στο αντικείμενο Β. Με αυτόν τον τρόπο, το αντικείμενο Α θα μπορεί να στέλνει μηνύματα στο αντικείμενο Β. Στο παράδειγμα, το Α είναι ίσο με το theflooring και το Β είναι ίσο με το thesurface.

14 224 7 Συνεργασία μεταξύ αντικειμένων Επικεφαλίδα της μεθόδου: public double getnoofmeters(surface asurface) Κλήση: double noofmeters = theflooring.getnoofmeters(thesurface); Μελετήστε στο πρόγραμμα τον κώδικα της μεθόδου getnoofmeters(). Για να πάρει το μήκος και το πλάτος, στέλνει μηνύματα στο αντικείμενο Surface: double lengthsurface = asurface.getlength(); double heightsurface = asurface.getwidth(); Ένα διάγραμμα ακολουθίας (sequence diagram) παρουσιάζει τον τρόπο που στέλνονται τα μηνύματα από αντικείμενο σε αντικείμενο (Εικόνα 7.1). 1 Το κείμενο με πλάγια γραφή επεξηγεί τη χρήση των συμβόλων στο διάγραμμα και δεν αποτελεί στοιχείο της UML. Εδώ παρακολουθούμε τα αντικείμενα σε συνάρτηση με το χρόνο (στον κατακόρυφο άξονα). Μπορούμε να διαπιστώσουμε από την εικόνα της εξής ανταλλαγή μηνυμάτων: 1. Ο πελάτης δημιουργεί ένα αντικείμενο με όνομα theflooring. 2. Ο πελάτης δημιουργεί ένα αντικείμενο με όνομα thesurface. 3. Ο πελάτης στέλνει στο αντικείμενο theflooring το μήνυμα getnoofmeter(). Μαζί στέλνει και το thesurface ως όρισμα. 4. Το theflooring στέλνει στο thesurface το μήνυμα getlength(). 5. Το thesurface επιστρέφει μια απόκριση στο theflooring. 6. Το theflooring στέλνει στο thesurace το μήνυμα getwidth(). 7. Το thesurface επιστρέφει μια απόκριση στο theflooring. 8. Το theflooring επιστρέφει μια απόκριση στον πελάτη. Οι διακεκομμένες κατακόρυφες γραμμές υποδηλώνουν τη διάρκεια ζωής των αντικειμένων. Τα στενά κατακόρυφα ορθογώνια που επικαλύπτουν μερικώς τις γραμμές ζωής υποδηλώνουν τις περιόδους ζωής κατά τις οποίες ένα αντικείμενο είναι ενεργό. Ένα διάγραμμα ακολουθίας χρησιμοποιείται συνήθως για να δείξει πώς συνεργάζονται τα αντικείμενα για να εκτελέσουν κάποιο συγκεκριμένο έργο. Το αντικείμενο με το όνομα theflooring μπορεί να είναι ενεργό και σε άλλες περιόδους της ζωής του, όταν υπάρχουν άλλες εργασίες που πρέπει να εκτελέσει. τέτοιες περίοδοι, πάντως, δεν απεικονίζονται στο διάγραμμα της Εικόνας Η UML διαθέτει, επίσης, και τα ονομαζόμενα διαγράμματα συνεργασίας (collaboration diagrams). Τα διαγράμματα ακολουθίας και τα διαγράμματα συνεργασίας παρουσιάζουν παρόμοιες πληροφορίες, αλλά τις α- πεικονίζουν με διαφορετικό τρόπο. Για το βιβλίο αυτό, θεωρήσαμε καταλληλότερα τα διαγράμματα ακολουθίας.

15 7.1 Παραδείγματα συνεργασίας μεταξύ αντικειμένων 225 Εικόνα 7.1 Διάγραμμα ακολουθίας (UML) Παρατηρήστε τη διαφορά μεταξύ διαγράμματος δραστηριότητας (Κεφάλαιο 5) και διαγράμματος ακολουθίας. Και οι δύο τύποι διαγραμμάτων παρουσιάζουν πράγματα που συμβαίνουν σε συνάρτηση με το χρόνο. Τα διαγράμματα δραστηριότητας δείχνουν τι συμβαίνει σε ένα αντικείμενο σε επίπεδο λεπτομερειών 2 στο διάστημα της ζωής του που απεικονίζεται με το στενό κατακόρυφο ορθογώνιο στο διάγραμμα ακολουθίας. Για παράδειγμα, το διάγραμμα δραστηριότητας για τη μέθοδο getnoofmeters() στην κλάση Flooring παρουσιάζει τι γίνεται με το αντικείμενο που ονομάζεται theflooring όσο είναι ενεργό (δηλαδή, μέσα στο κατακόρυφο ορθογώνιο στο κέντρο της Εικόνας 7.1). Παράδειγμα 2: η μέθοδος gettotalprice() Από το προηγούμενο πρόγραμμα-πελάτη παίρνουμε την επόμενη εντολή: double price = theflooring.gettotalprice(thesurface); Η μέθοδος gettotalprice() θα έχει την εξής μορφή: 2 Τα διαγράμματα δραστηριότητας, από την άλλη, χρησιμοποιούνται συχνά για να δείξουν τη ροή του ελέγχου σε ανώτερο επίπεδο.

16 226 7 Συνεργασία μεταξύ αντικειμένων public double gettotalprice(surface asurface) { return getnoofmeters(asurface) * price; Θα βρούμε πόσο κοστίζει να καλύψουμε την επιφάνεια με το υπόψη παρκέ. Για το σκοπό αυτόν, πρέπει πρώτα να διαπιστώσουμε πόσα μέτρα χρειάζονται και μετά να τα πολλαπλασιάσουμε με την τιμή. Βέβαια, η κλάση Flooring διαθέτει ήδη μια μέθοδο που βρίσκει τον αριθμό των μέτρων. γι' αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε τη μέθοδο αυτή. Το αντικείμενο στέλνει το μήνυμα getnoofmeters() στον εαυτό του. Παράδειγμα 3: συνεργασία δύο αντικειμένων της ίδιας κλάσης Ένα αντικείμενο μπορεί να συνεργαστεί με ένα άλλο αντικείμενο της ίδιας κλάσης προκειμένου να ολοκληρώσουν κάποια εργασία. Ας επεκτείνουμε την κλάση Surface με μια μέθοδο που συγκρίνει το εμβαδόν της επιφάνειας αυτής με το εμβαδόν μιας άλλης. Στις μεθόδους σύγκρισης συνηθίζεται να επιστρέφουν την τιμή 0 αν τα αντικείμενα είναι ίδια, μια αρνητική τιμή αν είναι μικρότερο το πρώτο αντικείμενο, και μια θετική τιμή αν το πρώτο αντικείμενο είναι μεγαλύτερο. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη μέθοδο compareareas() με τον επόμενο τρόπο: Surface surface1 = new Surface("A", 5, 4); Surface surface2 = new Surface("B", 4, 4); int result = surface1.compareareas(surface2); if (result < 0) System.out.println(surface1.getName() + " is the smaller one."); else if (result > 0) System.out.println(surface2.getName() + " is the smaller one."); else System.out.println("The surfaces have the same area."); Βλέπουμε ότι στέλνουμε ένα μήνυμα προς το αντικείμενο surface1. Το όρισμα για τη μέθοδο σύγκρισης είναι το surface2. Πώς θα πρέπει να προγραμματίσουμε αυτή τη μέθοδο; Είναι φανερό ότι, για να πάρουμε μια απάντηση, το surface1 πρέπει να συνεργαστεί με το surface2. Πρώτα πρέπει να υπολογίσει το δικό του εμβαδόν, μετά να υπολογίσει το εμβαδόν του surface2, και μετά να τα συγκρίνει (Εικόνα 7.2). Παρατηρήστε με ποιο τρόπο σχεδιάζουμε ένα αντικείμενο που στέλνει ένα μήνυμα στον εαυτό του. Ο κώδικας του προγράμματος θα μοιάζει με τον εξής: public int compareareas(surface theothersurface) { final double precision = ; double area1 = getarea(); double area2 = theothersurface.getarea(); if (Math.abs(area2 - area1) < precision) return 0; else if (area1 < area2) return -1; else return 1;

17 7.1 Παραδείγματα συνεργασίας μεταξύ αντικειμένων 227 Καθώς συγκρίνουμε αποτελέσματα υπολογισμών με δεκαδικούς αριθμούς, α πρέπει να θυμόμαστε ότι οι υπολογισμοί αυτοί δεν είναι απολύτως ακριβείς. Γι' αυτό, ορίζουμε ότι οι ε- πιφάνειες έχουν ίσο εμβαδόν εφόσον η διαφορά τους είναι μικρότερη από τη σταθερά precision ("ακρίβεια"). Εικόνα 7.2 Ένα στιγμιότυπο της κλάσης Surface στέλνει ένα μήνυμα στον εαυτό του και σε ένα άλλο στιγμιότυπο της ίδιας κλάσης, ώστε να ολοκληρώσει μια εργασία (UML). Παρατηρήστε ότι, όταν καλούμε τη μέθοδο, η παράμετρος theothersurface ("η άλλη επιφάνεια") τίθεται ίση με το όρισμα surface2. Όταν αναφερόμαστε στο αντικείμενο theothersurface μέσα στη μέθοδο, εννοούμε το αντικείμενο πελάτη που ονομάζεται surface2. Οι μεταβλητές στιγμιοτύπου length και width είναι ιδιωτικές. Η πρόσβαση σε ιδιωτικά μέλη περιορίζεται μέσα στην κλάση και όχι μέσα στο ίδιο το αντικείμενο όπου βρισκόμαστε. Με άλλα λόγια, αντί να καλέσουμε τη μέθοδο getarea(), μπορούμε να υπολογίσουμε το εμβαδόν τού theothersurface μέσα στη μέθοδο compareareas() με τον εξής τρόπο: double area2 = theothersurface.length * theothersurface.width; Κάθε στιγμιότυπο μιας κλάσης έχει πρόσβαση στα ιδιωτικά μέλη των άλλων στιγμιοτύπων της ίδιας κλάσης.

18 228 7 Συνεργασία μεταξύ αντικειμένων Προβλήματα 1. Η Λίστα προγράμματος 7.1 παρουσιάζει την υλοποίηση της κλάσης Wallpaper. Υποθέστε ότι εκτελούνται οι εξής γραμμές του κώδικα: Surface thesurface = new Surface("Margaret's wall", 5, 2.5); Wallpaper thewallpaper = new Wallpaper("Brocade wallpaper", 8.50, 12, 0.6); int noofrolls = thewallpaper.getnoofrolls(thesurface); (α) Σχεδιάστε ένα διάγραμμα ακολουθίας που να δείχνει τι γίνεται εδώ. (β) Σχεδιάστε ένα διάγραμμα δραστηριότητας που να δείχνει τι συμβαίνει όταν το αντικείμενο με το όνομα thewallpaper εκτελεί τη δραστηριότητα getnoofrolls(). 2. Προγραμματίστε την κλάση Paint σύμφωνα με τις προδιαγραφές του διαγράμματος κλάσης στην Εικόνα 4.1. Στρογγυλοποιήστε την ποσότητα του απαραίτητου χρώματος στο επόμενο μισό λίτρο. 3. Έστω η κλάση Person: class Person { private String name; private int yearofbirth; public Person(String initname, int inityearofbirth) { name = initname; yearofbirth = inityearofbirth; public String getname() { return name; public int getyearofbirth() { return yearofbirth; Σε ένα πρόγραμμα-πελάτη δημιουργούνται δύο στιγμιότυπα αυτής της κλάσης: Person p1 = new Person("Peter", 1980); Person p2 = new Person("Jane", 1984); Θα συνθέσετε μια σειρά από μεθόδους στιγμιοτύπου στην κλάση Person. Για κάθε μέθοδο, πρέπει να δώσετε ένα παράδειγμα χρήσης της, με αποστολή μηνυμάτων στο p1 στο πρόγραμμα-πελάτη. Δημιουργήστε μεθόδους που: (α) θα διαπιστώνουν αν το πρόσωπο έχει ίδια ηλικία με κάποιο άλλο πρόσωπο και ο τύπος που θα επιστρέφουν θα είναι boolean

19 7.2 Ένα πρόγραμμα οδηγούμενο από μενού 229 (β) θα συγκρίνουν την ηλικία ενός προσώπου με την ηλικία ενός άλλου και ο τύπος που θα επιστρέφουν θα είναι int (για μικρότερη από, ίση με, μεγαλύτερη από) (γ) θα διαπιστώνουν αν ένα πρόσωπο είναι περισσότερο από x έτη πιο ηλικιωμένο από κάποιο άλλο πρόσωπο και ο τύπος που θα επιστρέφουν θα είναι boolean. 7.2 Ένα πρόγραμμα οδηγούμενο από μενού Θα γράψουμε τώρα ένα πρόγραμμα, το οποίο θα χρησιμοποιούμε για να πάρουμε μια εκτίμηση των απαιτούμενων υλικών και του κόστους για την ανακαίνιση μιας επιφάνειας (τοίχου ή πατώματος). Το πρόγραμμα θα εκτελείται σε βρόχο και θα δίνει τη δυνατότητα να γίνουν πολλοί υπολογισμοί διαδοχικά. Δείτε το διάγραμμα δραστηριότητας στην Εικόνα 7.3, που παρουσιάζει τις δραστηριότητες του πελάτη. Ο πελάτης αρχίζει με την εκτύπωση μερικών γραμμών με οδηγίες χρήσης, ώστε να παίρνει ο χρήστης μια ιδέα για το τι μπορεί να κάνει το πρόγραμμα και για το τι θα πρέπει να κάνει αυτός ως χρήστης. Εικόνα 7.3 Η δραστηριότητα σε ένα αντικείμενο πελάτη το οποίο υπολογίζει τα απαιτούμενα υλικά για μια ανακαίνιση (UML). Θα δημιουργήσουμε το μενού χρησιμοποιώντας τη μέθοδο showoptiondialog() της κλάσης JOptionPane (Εικόνα 7.4). Βέβαια, για να δημιουργήσουμε το πρόγραμμα θα χρειαστούμε τις κλάσεις Surface, Flooring, Paint, και Wallpaper. Εξετάσαμε τις κλάσεις αυτές σε προηγούμενες ενότητες αυτού του κεφαλαίου.

20 230 7 Συνεργασία μεταξύ αντικειμένων Εικόνα 7.4 Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει το υλικό ανακαίνισης. Η επικοινωνία με το χρήστη είναι πιο πολύπλοκη από όσο στα προγράμματα που καλύψαμε μέχρι εδώ. Χρειαζόμαστε ένα αντικείμενο που θα έχει την αρμοδιότητα εκτέλεσης των εργασιών του διαγράμματος δραστηριότητας. Ας ονομάσουμε ProjectChap7 την κλάση στην οποία θα ανήκει αυτό το αντικείμενο. Παρατηρήστε αυτή την κλάση στα αριστερά της Εικόνα 7.5. Με αυτό το διάγραμμα κλάσης θα εισαγάγουμε και μερικά νέα στοιχεία συμβολισμού: Εικόνα 7.5 Κλάσεις αρμόδιες για την επικοινωνία με το χρήστη (UML). Μέχρι τώρα, το πλήθος των τιμών που μπορούσε να έχει η ιδιότητα κάποιου συγκεκριμένου αντικειμένου ήταν 1. Ο αριθμός των εναλλακτικών επιλογών σε ένα μενού, όμως, είναι συνήθως περισσότερες από μία. Για να το υποδείξουμε αυτό χρησιμοποιούμε τη συντομογραφία [1..*] ή, γενικότερα, [m.. n]. Ο πρώτος αριθμός δείχνει το κάτω όριο μιας σειράς τιμών. ο δεύτερος αριθμός δείχνει το άνω όριο. Αστερίσκος αντί για αριθμό (όπως στην Εικόνα 7.5) δηλώνει ότι δεν υπάρχει άνω όριο για το πλήθος των τιμών. Στη συγκεκριμένη περίπτωση εκτιμήσαμε ότι είναι σωστό να συμπεριλάβουμε λίστες παραμέτρων για τις λειτουργίες. Η έκταση στην οποία θα το κάνουμε αυτό εξαρτάται από το πόσο μακριά θα φτάσουμε κατά τη διαδικασία ανάπτυξης. Ο τύπος δεδομένων και το όνομα των παραμέτρων υποδεικνύονται για τις παραμέτρους με τον ίδιο τρόπο που ισχύει για τις ιδιότητες. Εδώ υποδείξαμε τον επιστρεφόμενο τύπο για λειτουργίες που επιστρέφουν τιμές. Η λειτουργία doachoice() επιστρέφει έναν ακέραιο. Το διατυπώνουμε αυτό χρησιμοποιώντας μετά από τη λειτουργία μια άνω και κάτω τελεία και τον τύπο δεδομένων. Για να εκτελεστεί μια λειτουργία που συνδέεται με μια επιλογή μενού, πρέπει να εισαχθούν δεδομένα σχετικά με επιφάνειες και υλικά. Θα πρέπει να δημιουργηθούν νέα αντικεί-

21 7.2 Ένα πρόγραμμα οδηγούμενο από μενού 231 μενα και να εκτελεστούν νέοι υπολογισμοί. Θα δούμε, για παράδειγμα, τι πρέπει να συμβαίνει όταν το πρόγραμμα εκτελεστεί με σκοπό την εκτίμηση της απαραίτητης ποσότητας χρώματος: 1. Είσοδος δεδομένων σχετικών με την επιφάνεια που θα χρωματιστεί (όνομα, μήκος, πλάτος). 2. Δημιουργία ενός στιγμιοτύπου της κλάσης Surface. 3. Είσοδος δεδομένων σχετικών με το χρώμα που θα χρησιμοποιηθεί (όνομα, τιμή, αριθμός επαναλήψεων "χέρια", αριθμός τετραγωνικών μέτρων ανά λίτρο). 4. Δημιουργία ενός στιγμιοτύπου της κλάσης Paint. 5. Ερώτηση του αντικειμένου χρώματος πόσο χρώμα χρειάζεται για την κάλυψη της δεδομένης επιφάνειας και πόσο θα κοστίσει. 6. Εξαγωγή των απαντήσεων. Όλα αυτά μπορούμε είτε να τα τοποθετήσουμε στην κλάση ProjectChap7, είτε να συνθέσουμε μια νέα κλάση που θα είναι αρμόδια για το τμήμα αυτών των εργασιών που μπορεί να είναι χρήσιμο για άλλες καταστάσεις. Επιλέξαμε να έχουμε ξεχωριστά τα σημεία 1 και 2, και ξεχωριστά τα σημεία 3 και 4. Συνθέτουμε μια νέα κλάση με μεθόδους για την είσοδο πληροφοριών και τη δημιουργία στιγμιοτύπων (συγκεκριμενοποίηση instantiation) αντικειμένων. Δείτε την κλάση ReaderRenovationCase στα δεξιά της Εικόνας 7.5. Κάνουμε διάκριση μεταξύ εργασιών που συνδέονται άμεσα με το συγκεκριμένο πρόγραμμα-πελάτη που γράφουμε τώρα (την κλάση ProjectChap7) και εργασιών γενικότερης φύσης (την κλάση ReaderRenovationCase). Ορίζουμε ένα στιγμιότυπο της κλάσης ReaderRenovationClass ως ιδιότητα ενός στιγμιοτύπου της κλάσης ProjectChap7. Έτσι επιτρέπουμε τη συνεργασία μεταξύ αυτών των αντικειμένων. Το πρόγραμμα-πελάτη βρίσκεται στο ίδιο αρχείο με την κλάση ProjectChap7 (δείτε τη Λίστα προγράμματος 7.2). Παρατηρήστε ότι έχουμε ονομάσει τους ακέραιους που αντιπροσωπεύουν τις επιλογές μενού. Αυτό κάνει πιο ευανάγνωστο τον κώδικα του προγράμματος και έχει, επιπλέον, ένα σημαντικό πλεονέκτημα: μια από αυτές τις σταθερές (η exit) χρησιμοποιείται στη main() για τον τερματισμό του βρόχου. Έτσι μπορούμε να προσθέσουμε διάφορες επιλογές μενού στην κλάση ProjectChap7 και ταυτόχρονα να διατηρούμε την επιλογή exit στο τέλος του μενού. Ακόμη και αν η exit αλλάξει τιμή και γίνει, π.χ., 4, αυτό δεν σημαίνει απολύτως τίποτε για τη main(). Η τιμή μιας σταθεράς αλλάζει σε ένα μόνο σημείο. Η κλάση ProjectChap7 περιέχει τρεις μεθόδους: Τη μέθοδο showinstructions(), που παρουσιάζει σε ένα πλαίσιο μηνύματος οδηγίες για το χρήστη. Κάθε πρόγραμμα με εύλογες διαστάσεις πρέπει να περιλαμβάνει και ορισμένες οδηγίες για το χρήστη.

22