סמסטר אביב 2015, מועד ב' סמסטר קיץ 2015, מועד א' מתרגלים: אביב - נורית מושקוביץ', הלאל עאסי, אלירן וייס; קיץ מאיה דיאמנט

Transcription

1 יום חמישי, 17 לספטמבר 2015 מבחן סוף סמסטר - תכנות מונחה עצמים )236703( סמסטר סמסטר מרצים: אביב - ערן גלעד; קיץ - פרופ' יוסי גיל מתרגלים: אביב - נורית מושקוביץ', הלאל עאסי, אלירן וייס; קיץ מאיה דיאמנט הנחיות: 1. במבחן 5 שאלות שוות משקל. עליכם לענות על כל השאלות. 2. בכל סעיף, אם אינכם יודעים את התשובה כתבו "לא יודע/ת" ותקבלו 20% מהנקודות. 3. בכל שאלה בה נדרש לציין את פלט הקוד, אם לא נאמר במפורש אחרת ייתכן כי הקוד לא מתקמפל או רץ. במקרה כזה יש לציין את שגיאת הקומפילציה או זמן הריצה ולהסביר מדוע היא מתרחשת. 4. בקורס הוצגו מספר מימושים ספציפיים )קישור דינמי, מבנה האובייקט, mixin וכו'(, אשר קיימות להם חלופות. בשאלות הרלוונטיות, ניתן לתאר כל אחד מהמימושים שנלמדו, להוציא אלה שהוצגו כדוגמא לפתרונות גרועים. 5. ענו לעניין. הוספת מידע לא רלוונטי בעליל )אף אם הוא נכון( תפגע בציון הניתן על התשובה. 6. עם זאת, הסבר נכון חלקית לתשובה שגויה עשוי לקבל ניקוד חלקי. מומלץ להסביר את תשובותיכם גם אם לא התבקשתם במפורש, אך אנא הימנעו מהרחבה מיותרת. 7. כתבו תשובתכם בכתב ברור. אי אפשר לבדוק תשובות בלתי קריאות. 8. התחילו כל תשובה בעמוד חדש. 9. אין להשתמש בכל חומר עזר. 10. במבחן 8 עמודים )כולל עמוד זה(. ודאו כעת שקיבלתם את כולם. 11. משך הבחינה שלוש שעות. בהצלחה! עמוד 1 מתוך 8

2 שאלה 1: ירושה מרובה תארו את אחד המצבים שבהם נעשה שימוש ב- thunk וכן את הפעולה שמבצע ה- thunk באותו מצב. השימוש ב- thunks אמור לשמר עיקרון של ++C. מהו עיקרון זה? מהי תרומת ה- thunk לשימור אותו עיקרון? ירושה וירטואלית משתמשת ב- vbase ו\או בהיסטים ששמורים ב- vtable כדי לדעת מה מיקומו של בסיס וירטואלי. מתי יש הכרח או עדיף )לקומפיילר( להשתמש בכל אחת מהשיטות? א( תנו דוגמא אחת למצב שבו עדיף )או יש הכרח( להשתמש ב- vbase. הסבירו. ב( תנו דוגמא אחת למצב שבו עדיף )או יש הכרח( להשתמש בהיסטים ששמורים ב-.vtable הסבירו. כידוע, ירושה מרובה ב-++ C יכולה לגרום לבעיות של דו-משמעות. האם ירושה מרובה של ממשקים ב- Java יכולה לגרום לדו-משמעות אינהרנטית? הסבירו. האם ירושה מרובה של ממשקים ב- Java יכולה לגרום לדו-משמעות מקרית? הסבירו. מתכנני שפה דינמית החליטו להוסיף תמיכה בירושה מרובה )לא וירטואלית(. כדי למנוע בעיות של דו-משמעות, הוחלט כי חיפוש המתודה יתבצע על ידי DFS על גרף הירושה, והמתודה המתאימה הראשונה שתימצא תופעל. הסבירו מדוע שיטת החיפוש הזו איננה משמרת בעקביות את יחס הדריסה. כלומר, יתכן מצב שבו במחלקה היורשת ממספר מחלקות תופעל מתודה נדרסת במקום מתודה דורסת עמוד 2 מתוך 8

3 שאלה 2: תבניות נתון קוד 1. ה- Java הבא: List<Base> lb = new List<Derived>(); lb.add(new Base()); א( ב( ג( מדוע הקוד לא יתקמפל? האם ניתן לשנות מעט את השורה הראשונה )בלבד( כך שהקוד יתקמפל בהצלחה, אבל תתגלה בו שגיאת טיפוס בזמן ריצה, בעת הקריאה ל- add? הסבירו. החליפו את הטיפוסים שלמעלה בסוג שונה של מבנה נתונים כך שהקוד גם יתקמפל וגם יזרוק שגיאת זמן ריצה בהכנסת Base למבנה הנתונים. מהם סוגי הפרמטרים שניתן להעביר לתבניות ב-++ C, ומה המשותף לכולם? בקורס נאמר שתהליך ה- instantiation של ++C templates דומה לפונקציית זמן-קומפילציה. נתון קטע הקוד הבא:.std::list<int> li מהו הקלט ומהו הפלט של הפעלת "פונקציה" זו בקטע הקוד הנתון? בקורס נאמר שגילוי שגיאות הטיפוסים בהרצת "פונקציות" ה- instantiation דומה לגילוי שגיאות טיפוסים בשפות בעלות מערכת טיפוסים דינמית, למרות ש-++ C היא שפה עם מערכת טיפוסים סטטית. הסבירו טענה זו על סמך האופן שבו מתגלות שגיאות טיפוסים בעבודה עם תבניות ב-++ C. הדרכה: היזכרו כיצד מתגלה השגיאה בהעברת פרמטר מטיפוס שגוי בכל אחד מסוגי השפות, והתאימו ל"פונקציה" המדוברת..3.4 עמוד 3 מתוך 8

4 Squeak( מתקדם( שאלה 3: תרגיל בית 3 בתרגיל הבית מימשתם ירושה מרובה עם access specifiers ב- Squeak. תיאור המודל: כל מחלקה המעוניינת להשתמש בירושה מרובה יורשת מהמחלקה.MyObject לכל מחלקה כזו יש מערך של אבות ברמת המטה-מחלקה )superclasses( הכולל את סוג הירושה. בנוסף, יש מערך של מופעים של האבות ברמת המחלקה.)superInstances( מערך המופעים מדמה את "תת האובייקט" של האב המתאים בתוך המחלקה הנוכחית. ב- MyObject דרסתם את המתודה amessage doesnotunderstand: הנקראת בכל פעם שהודעה נשלחת לאובייקט שאינו מבין אותה. המתודה הדורסת בודקת האם למחלקה ששלחה את ההודעה יש הרשאה להפעיל את ההודעה על המחלקה המקבלת. אם כן, ההודעה נשלחת למופע המתאים במערך ה- SuperInstances של המקבל. אחרת, נזרקת שגיאה. לאיזה סוג ירושה ב-++ C מתאים המנגנון החדש, וירטואלית או רגילה? הסבירו בקצרה. נתונה מחלקה X היורשת במנגנון החדש ממחלקה Y, בה מוגדרת המתודה f. איזו מחלקות רשאיות להפעיל את f על מופע של X אם ירושת X מ- Y היא: א( Public ב( Protected ג( Private.1 בהמשך התרגיל נתייחס למחלקה A המתוארת בסכמה הבאה, היורשת במנגנון החדש מ- B ו- C. MyObject MyObject class ירושה מופע של C B, מחלקות היורשות מ- MyObject doesnotunderstand: amessage A superinstances array: Instance of B Instance of C A class superclasses array: (B, private ) (C, public ) נגדיר את המתודות הבאות: MyObject foo super foo. A foo super foo. Transcript show: A: foo ; cr. bar super bar. Transcript show: A: bar ; cr. B bar C foo עמוד 4 מתוך 8 המשך השאלה בעמוד הבא

5 המשך שאלה 3 3. נריץ את השורה הבאה: A new foo. תארו בפירוט את ריצת התוכנית תוך התייחסות לנקודות הבאות: היכן Squeak מחפש את המתודה. איזו מתודה )באיזו מחלקה( נקראת בכל שלב של ההרצה )כולל קריאות ל-.)doesNotUnderstand מה מודפס, והאם נזרקת שגיאה. אם נזרקת שגיאה יש לציין את כל מה שמודפס עד שהשגיאה נזרקת! A new bar. 4. חזרו על סעיף 3 עבור השורה הבאה: בתרגיל הבית מימשתם ירושה של מתודות, ולא של משתנים. האם ניתן לדאוג גם לירושה של משתני instance variables במנגנון החדש? למשל, אם x הוא instance variable של B, היינו רוצים להיות מסוגלים לבצע את המתודה הבאה ב- A : setx: aval x := aval. האם ניתן להוסיף תמיכה בירושה מרובה של משתנים? אם כן תארו בקצרה את המנגנון, אם לא הסבירו מדוע. כזכור, היררכית הירושה של מטה-המחלקות ב- Squeak מקבילה לזו של המחלקות הרגילות. נרצה לשמור על תכונה זו גם ביחס למחלקות היורשות מ- MyObject ומטה-המחלקות המתאימות להן. לדוגמא, אם יצרנו מחלקה חדשה בשם A, אשר יורשת מהמחלקות B ו- C, חייב להתקיים גם שמטה-המחלקה A class יורשת מ- class B ו- class C. תארו בקצרה אילו מתודות\מנגנונים באיזו מחלקות צריך להוסיף בשביל לאפשר זאת, ואת אופן פעולתם..5.6 עמוד 5 מתוך 8

6 ו- Java C# delegates שאלה 4: סטודנטים החליטו שברצונם לממש בשפת Events Java בדיוק כמו ב-# C. לשם כך הם הגדירו את הממשק הבא לייצוג פונקציה שמקבלת פרמטר אחד : public interface Function<RetType, ParamType> { public RetType invoke(paramtype param); ואת המחלקה החלקית הבאה לייצוג ה- event : public class Event<RetType, ParamType> { private Class<?> creator; private List<Function< (1), (2) >> functions; public Event(Class<?> creator) { this.creator = creator; functions = new ArrayList<Function< (3), (4) >>(); public void addeventhandler(function< (5), (6) > handler) { //not implemented yet public void removeeventhandler(function< (7), (8) > handler) { //not implemented yet public RetType invoke(paramtype param) { //not implemented yet השלימו את כל פרמטרי הטיפוס החסרים במחלקה Event כך שתתאפשר תמיכה ברמת התאימות )Variance( של Events ב-# C. כתבו את תשובתכם במחברת התשובות, תשובות על חוברת הבחינה לא תיבדקנה! כיצד היה ניתן לתמוך בפונקציות בעלות מספר לא מוגבל של פרמטרים? מה היינו מפסידים כתוצאה מהוספת התמיכה בתכונה הזו? השלימו את מימוש מתודות המחלקה: פונקציות ה- add וה- remove צריכות להיות בעלות אותה התנהגות של האופרטור =+ והאופרטור =- של Event ב-# C, בהתאמה. פונקצית ה- remove צריכה להסיר את ה- handler המבוקש רק אם אותו אובייקט הוכנס לרשימת ה- handlers, ואחרת לא תבצע כלום. פונקצית ה- invoke, אשר משמעותה קריאה ל- event, צריכה לעבוד רק במקרים בהם היא מתקמפלת ועובדת ב-# C. בכל מקרה אחר אין לקרוא ל- handlers, ועליה להחזיר.null לנוחיותכם, ניתן להשתמש בפונקציה getcallerclass(),class<?> אשר מחזירה את ייצוג זמן הריצה של המחלקה שקראה לפונקציה..1.3 המשך השאלה בעמוד הבא עמוד 6 מתוך 8

7 המשך שאלה 4 ממשו מחלקה לבחירתכם אשר מגדירה ומשתמשת ב- Event, ומחלקה נוספת אשר עושה כמו ב-# C. יש לשמור על התנהגות תקינה של event -ים.event לאותו subscribe רמז: זכרו כי מחלקות מחוץ למחלקה המגדירה את ה- event יכולות אך ורק להוסיף handlers חדשים או למחוק קיימים..4 עמוד 7 מתוך 8

8 שאלה 5: תאימות ב- Java שאלה זו הופיעה בסמסטר חורף 11\2010, מועד א' אריאל ואלון כתבו מערכת המנהלת קופת חולים ב- Java, כך שמבוגר יכול לבקר כל רופא, וילד יכול לבקר רופא-ילדים בלבד. להלן קוד המערכת: class Doctor { רופא ילדים class Pediatrician extends Doctor { // class Person { void see(doctor d); class Child extends Person { void see(pediatrician p);.1 אלון טוען כי המערכת לא אוכפת את הדרישה כי של אלון. ילד יבקר רק רופא-ילדים. הסבירו את טענתו אריאל הציע שעל מנת לאכוף את הדרישה מהסעיף הקודם, יש לשנות את מיקומה של המתודה see() כך: class Person { האם השינוי שהציע אריאל פותר את הבעיה? class Child extends Person { class Doctor { void see(person p); class Pediatrician extends Doctor { void see(child c); אלון החליט שבמקום לשנות את קוד המערכת, ישנה את התכונות של Java ע"י שינוי הקומפיילר. איזה שינוי על אלון לבצע על מנת לפתור את הבעיה )בהתייחס למערכת מסעיף א'(? אריאל טוען כי השינוישל אלון עלול ליצור בעיות אחרות. אם אתם מסכימים עם טענה זו, הדגימו זאת. אם לא, הסבירו מדוע השינוי בטוח..3.4 עמוד 8 מתוך 8