ובתוכנה 1 א 2004) ( סמסטר א' תשס"ז מועד ב', 8 באוקטובר 2007

Transcription

1 עמוד 1 מתוך 14 בחינה בתוכנה 2157) 1 (368 - ובתוכנה 1 א 24) (368 - סיון טולדו, אוהד ברזילי, מיכל עוזרי-פלאטו, ליאור שפירא סמסטר א' תשס"ז מועד ב', 8 באוקטובר 27 משך הבחינה שלוש שעות. יש לענות על כל השאלות. בשאלות שבהן יש צורך לנמק, תשובה ללא נימוק לא תזכה באף נקודה. יש לענות על כל השאלות בגוף הבחינה במקום המיועד לכך. המקום המיועד מספיק לתשובות מלאות. יש לצרף את טופס המבחן למחברת הבחינה. מחברת ללא טופס עזר תפסל. תשובות במחברת הבחינה לא תיבדקנה. יש למלא מספר סידורי (מספר מחברת) ומספר ת"ז על כל דף של טופס הבחינה. אסור השימוש בחומר עזר כלשהו, כולל מחשבונים או כל מכשיר אחר פרט לעט. בהצלחה! לשימוש הבודקים: ז ן ה ד ג ב א 1 ג ב א 2 ן ה ד ג ב א 3 סה"כ

2 עמוד 2 מתוך 14 שאלה 4 1, נקודות בשאלה זו נדון במחלקות שמייצגות מספרים רציונליים, כגון 1/3 או 99/1. תזכורת מתמטית קצרה: כדי לצמצם שברים צריך לחלק את המונה והמכנה בגורם המשותף הגדול ביותר GCD) באנגלית). למשל, הגורם המשותף הגדול ביותר של 42 ו- 56 הוא 14, ולכן כדי לחבר או לחסר שברים, צריך למצוא את המכנה המשותף LCM) באנגלית). למשל, המכנה המשותף של 21 ו- 6 הוא 42, ולכן בשאלה הזו נניח שהמונה (numerator) והמכנה (denominator) מיוצגים תמיד על ידי שדות או משתנים מטיפוס.int בכל המחלקות שנדון בהן, המונה מיוצג על ידי שדה מופע בשם num והמכנה על ידי שדה מופע בשם.denom א. המחלקות שמייצגות מספרים רציונלים ימומשו תוך שימוש במחלקת עזר MathExtra שמכילה שירותי מחלקה שמממשים אלגוריתם לחישוב מכנה משותף של שני שלמים (שם השירות (lcm ואלגוריתם לחישוב הגורם המשותף הגדול ביותר של שני שלמים (שם השירות.(gcd הגדר/הגדירי את המחלקה הזו, השאר/י את גוף השירותים הללו ריק (כלומר אין צורך לכתוב קוד שמממש את האלגוריתמים הללו). { ב. במחלקה Rational1 שעליך להגדיר, משתמר הייצוג הוא denom!= (כלומר אסור למכנה להיות אפס). השלם/השלימי את הגדרת המחלקה. יש להוסיף קוד חסר ואת תנאי הקדם והאחר. על התנאים להיות עקביים עם מימושכם ולבטא הנחות נוספות שהנחתם (אם יש כאלה). // an object of this class represents the rational // number num/denom. // representation invariant: denom!= public class Rational1 { private int denom; private int num;

3 עמוד 3 מתוך 14 public Rational1(int denom, int num) { public void add(rational1 r) { public void divideby(rational1 r) {

4 עמוד 4 מתוך 14 public void multiply(rational1 r) { public boolean equals(rational1 r){ ג. נניח שהספריה הסטנדרטית של ג'אווה מכילה את המחלקה Rational1 מהסעיף הקודם, ושקיבלת את קוד המקור שלה. כיצד היית מגדיר מחלקה משלך שתאפשר גם לחסר מספרים רציונליים? עני/ענה במילים, ללא קוד.

5 עמוד 5 מתוך 14 ד. עכשיו הגדירו מחלקה אחרת,,Rational2 עם אותו משתמר ייצוג,(denom!=) אבל שזורקת חריג כאשר המכנה מתאפס. החריג שנזרוק יהיה.java.lang.ArithmeticException הטקסט הבא מועתק מתוך התיעוד של הספריה הסטנדרטית: java.lang Class ArithmeticException java.lang.object java.lang.throwable java.lang.exception java.lang.runtimeexception java.lang.arithmeticexception All Implemented Interfaces: Serializable public class ArithmeticException extends RuntimeException Thrown when an exceptional arithmetic condition has occurred. For example, an integer "divide by zero" throws an instance of this class. Since: JDK1. הגדר/י את המחלקה, את תנאי הקדם והאחר שלה ואת החריגים שהיא זורקת. // an object of this class represents the rational // number num/denom. // representation invariant: denom!= public class Rational2 { private int denom; private int num; // throws: public Rational2(int denom, int num) {

6 עמוד 6 מתוך 14 // throws: public void add(rational2 r) { // throws: public void divideby(rational2 r) { // throws: public void multiply(rational2 r) {

7 עמוד 7 מתוך 14 // throws: public boolean equals(rational2 r) { ה. אם נגדיר מנשק (interface) בשם Rational ששתי המחלקות הקודמות יממשו אותו, האם צריך להכריז על זריקת חריגים במנשק? נמקו תשובתכם. ו. מה צריך להיות החוזה (תנאי הקדם האחר וזריקת החריגים) של מנשק כזה?

8 עמוד 8 מתוך 14 ז. נניח שהיינו מגדירים מחלקה בשם Rational3 שהקוד שלה היה זהה* לשל Rational2 אבל שזורקת חריג שהגדרנו בעצמנו, מהטיפוס: public class RationalDivideByZero extends java.lang.exception {... (*כלומר, המימוש של שירותים ב- Rational3 יהיה זהה למימוש ב- Rational2, אבל כמובן ששירותים שזורקים חריג יצהירו שהם עלולים לזרוק אותו). איך צריך להגדיר את החוזה (תנאי הקדם האחר וזריקת החריגים) של מנשק שהמחלקות Rational1 ו- Rational3 מממשות (אם היה כזה)? נמקו תשובתכם.

9 עמוד 9 מתוך 14 שאלה 36 2, נקודות בשאלה זו נממש מחלקה אבסטרקטית של גרפים לא מכוונים (להלן גרף). גרף הוא מבנה שיש לו קבוצת קודקודים V וקבוצת קשתות E. לצורך השאלה נניח שכל קודקוד הוא מופע של מחלקה בשם Vertex (ראו למטה), וכל קשת היא זוג לא סדור Pair של קודקודים. V = { V1,V2,V3,V4,V5 בדוגמא זו: E = { {V3,V5, {V5, V4 public class Vertex{ המחלקה לייצוג קודקוד מוגדרת בפשטות: א. הגדירו מחלקת עזר גנרית class) (generic בשם Pair אשר מתאימה לייצג זוגות לא סדורים של עצמים מאותו טיפוס. על המחלקה לכלול: 1. בנאי המקבל שני עצמים מאותו טיפוס 2. מתודה toarray המחזירה מערך בן שני אברים המכיל את אברי הזוג 3. מתודת equals להשוואה לזוג לא סדור אחר (השוואה מבוססת תוכן)

10 עמוד 1 מתוך 14 ב. הגדירו מחלקה אבסטרקטית של גרף,,Graph על המחלקה לכלול: 1. מתודה אבסטרקטית vertices אשר מחזירה את אוסף כל הקודקודים בגרף. 2. מתודה אבסטרקטית neighbors אשר בהינתן קודקוד קיים מחזירה את אוסף כל הקודקודים בגרף אשר יש קשת בינם ובין הקודקוד הנתון. 3. מתודה connected שאינה אבסטרקטית אשר מקבלת כארגומנט קודקוד ומחזירה את אוסף הקודקודים אשר יש מסלול מקודקוד זה אליהם. על מתודה זו להיות יעילה במובן שאסור לה לקרוא למתודה neighbors של קודקוד מסוים יותר מפעם אחת. לנוחותכם, להלן תיעוד המנשק :Set java.util Interface Set<E> All Superinterfaces: Collection<E>, Iterable<E> Some Implementing Classes: HashSet, LinkedHashSet, TreeSet public interface Set<E> extends Collection<E> A collection that contains no duplicate elements Method Summary boolean add(e o) Adds the specified element to this set if it is not already present (optional operation). boolean addall(collection<? extends E> c) Adds all of the elements in the specified collection to this set if theyʹre not already present (optional operation). void clear() Removes all of the elements from this set (optional operation). boolean contains(object o) Returns true if this set contains the specified element. boolean containsall(collection<?> c) Returns true if this set contains all of the elements of the specified collection. boolean equals(object o) Compares the specified object with this set for equality. int hashcode() Returns the hash code value for this set. boolean isempty() Returns true if this set contains no elements. Iterator<E> iterator() Returns an iterator over the elements in this set. boolean remove(object o) Removes the specified element from this set if it is present (optional operation).

11 עמוד 11 מתוך 14 boolean removeall(collection<?> c) Removes from this set all of its elements that are contained in the specified collection (optional operation). boolean retainall(collection<?> c) Retains only the elements in this set that are contained in the specified collection (optional operation). int size() Returns the number of elements in this set (its cardinality). Object[] toarray() Returns an array containing all of the elements in this set. <T> T[] toarray(t[] a) Returns an array containing all of the elements in this set; the runtime type of the returned array is that of the specified array. השתמשו במקום זה כדי לענות על סעיף ב':

12 עמוד 12 מתוך 14 ג. ממשו במלואה את המחלקה MatrixGraph שהיא הרחבה של.Graph המחלקה מקבלת בבנאי שלה מטריצה ריבועית, משולשית עליונה עם אלכסון אפס, כמערך דו מימדי של int (אין צורך לבדוק זאת). הגרף המתואר ע"י המטריצה הוא הגרף בו יש קודקוד המשויך לכל שורה במטריצה, וקשת לכל איבר במטריצה אשר שונה מאפס. כך, למשל, אם בשורה i ובעמודה j ישנו ערך שונה מאפס אזי יש קשת (i,j) בגרף. לדוגמא, המטריצה הזו: וגם זו: הן שתיים מהמטריצות המשויכות לגרף הבא: V = { V1,V2, V3, V4 E = { {V1,V2, {V1,V4, {V2,V4 (שימו לב, עליכם לאתחל את הקודקודים בעצמכם, שמות המופעים הינם שרירותיים)

13 עמוד 13 מתוך 14 שאלה 24,3 נקודות נתונות המחלקות הבאות: public class Base { protected int i = ; public Base(int i) { this.i = i; public Base(Base b) { this(b.i); public Base foo() { return new Base(this); public class Sub extends Base { public Sub(int i) { super(i); public Sub(Sub s) { super(s.i * 2); public Base foo() { return this; public boolean equals(object o) { return ((Sub) o).i == this.i; public static void main(string[] args) { Base b1 = new Base(1); Base b2 = b1; Base b3 = b2.foo(); Base b4 = new Sub(1); Base b5 = b4.foo(); // HERE עבור כל אחת משורות הקוד הבאות בדקו האם ניתן להגדירה בפונקצית ה- main של המחלקהSub במקום ההערה סמנו את האפשרות //. HERE המתאימה: האם תהיה שגיאת קומפילציה (אם כן, ציינו מה השגיאה), או שתהיה תעופה בזמן ריצה (אם כן, ציינו מאיזה סיבה) או שהקוד ירוץ בצורה תקינה (אם כן, ציינו מה יהיה פלט ההדפסה). נמקו בקצרה. System.out.println(b1 == b3); א. שגיאת קומפילציה (מהי?) / תעופה בזמן ריצה (מה הסיבה) / קוד תקין (מה מודפס) System.out.println(b1.equals(b3)); ב. שגיאת קומפילציה (מהי?) / תעופה בזמן ריצה (מה הסיבה) / קוד תקין (מה מודפס)

14 עמוד 14 מתוך 14 System.out.println(b1.equals(b4)); ג. שגיאת קומפילציה (מהי?) / תעופה בזמן ריצה (מה הסיבה) / קוד תקין (מה מודפס) System.out.println(b4.equals(b1)); ד. שגיאת קומפילציה (מהי?) / תעופה בזמן ריצה (מה הסיבה) / קוד תקין (מה מודפס) System.out.println(b5 == b4); ה. שגיאת קומפילציה (מהי?) / תעופה בזמן ריצה (מה הסיבה) / קוד תקין (מה מודפס) System.out.println(b5.equals(b4)); ו. שגיאת קומפילציה (מהי?) / תעופה בזמן ריצה (מה הסיבה) / קוד תקין (מה מודפס) ושוב, בהצלחה!