הנכות 1 תואיגש םע תודדומתהו תואלול,םיכרעמ : לו 2 גרת

Transcription

1 תוכנה 1 תרגול 2: מערכים, לולאות והתמודדות עם שגיאות

2 מערכים Array: A fixed-length data structure for storing multiple values of the same type Example from last week: An array of odd numbers: Indices (start from 0) odds: The type of all elements is int odds.length == 8 The value of the element at index 4 is 9: odds[4] == 9 2

3 Array Variables An array is denoted by the [] notation Examples: int[] odds; String[] names; int[][] matrix; // an array of arrays matrix: 3

4 Array Creation and Initialization What is the output of the following code: int[] odds = new int[8]; for (int i = 0; i < odds.length; i++) { System.out.print(odds[i] + " "); odds[i] = 2 * i + 1; System.out.print(odds[i] + " "); Output: Array creation: all elements get the default value for their type (0 for int)

5 Array Creation and Initialization Creating and initializing small arrays with a-priori known values: int[] odds = {1,3,5,7,9,11,13,15; String[] months = {"Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun", "July", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec"; Jan months: 5

6 Loop through Arrays By promoting the array's index: for (int i = 0; i < months.length; i++) { foreach: System.out.println(months[i]); for (String month: months) { System.out.println(month); The variable month is assigned the next element in each iteration 6

7 Operations on arrays The class Arrays provide operations on array Copy Sort Search Fill... java.util.arrays ays.html 7

8 Copying Arrays Assume: int[] array1 = {1,2,3; int[] array2 = {8,7,6,5; Naïve copy: array1 = array2; 8,7,6,5 array2 1,2,3 array1 What s wrong with this solution? 8

9 Copying Arrays Arrays.copyOf 1 st argument: the original array 2 nd argument: the length of the copy int[] arr1 = {1, 2, 3; int[] arr2 = Arrays.copyOf(arr1, arr1.length); Arrays.copyOfRange 1 st argument: the original array 2 nd initial index of the range to be copied, inclusive 3 rd argumrnt: final index of the range to be copied, exclusive 9

10 Question What is the output of the following code: int[] odds = {1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15; int newodds[] = Arrays.copyOfRange(odds, 1, odds.length); for (int odd: newodds) { System.out.print(odd + " "); Output:

11 2D Arrays There are no 2D arrays in Java but you can build array of arrays: char[][] board = new char[3][]; for (int i = 0; i < 3; i++) board[i] = new char[3]; Or equivalently: char[][] board = new char[3][3]; board 11

12 2D Arrays A more compact table: int[][] table = new int[10][]; for (int i = 0; i < 10; i++) { table[i] = new int[i + 1]; for (int j = 0; j <= i; j++) { table[i][j] = (i + 1) * (j + 1); table 1 12

13 Fibonacci Fibonacci series 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 Definition: fib(0) = 1 fib(1) = 1 fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2) en.wikipedia.org/wiki/fibonacci_number

14 If-Else Statement public class Fibonacci { /** Returns the n-th Fibonacci element */ public static int computeelement(int n) { if (n==0) return 1; else if (n==1) return 1; else return computeelement(n-1) + computeelement(n-2); Can be removed Assumption: n 0 14

15 Switch Statement public class Fibonacci { /** Returns the n-th Fibonacci element */ public static int computeelement(int n) { switch(n) { case 0: return 1; case 1: return 1; default: Assumption: n 0 can be placed outside the switch return computeelement(n-1) + computeelement(n-2); 15

16 Switch Statement public class Fibonacci { /** Returns the n-th Fibonacci element */ public static int computeelement(int n) { switch(n) { case 0: return 1; case 1: return 1; break; default: Compilation Error: Unreachable Code Assumption: n 0 return computeelement(n-1) + computeelement(n-2); 16

17 Iterative Fibonacci A loop instead of a recursion static int computeelement(int n) { if (n == 0 n == 1) return 1; int prev = 1; int prevprev = 1; int curr = 2; Assumption: n 0 for (int i = 2 ; i < n ; i++) { curr = prev + prevprev; Must be initialized. prevprev = prev; Why? prev = curr; curr = prev + prevprev; return curr; prevprev prev curr 17

18 נתונים במקום חישוב בתרגום רקורסיה ללולאה אנו משתמשים במשתני עזר לשמירת המצב curr, prev ו- prevprev הלולאה "זוכרת" בתהליך החישוב דיון: יעילות לעומת פשטות. עיקרון ה- KISS את הנקודה שבה אנו נמצאים )keep it simple stupid( 18

19 For Loop Printing the first n elements: public class Fibonacci { public static int computeelement(int n) { It is better to use args[0] public static void main(string[] args) { for(int i = 0 ; i < 10 ; i++) { System.out.println(computeElement(i)); 19

20 מודולריות, שכפול קוד ויעילות יש כאן חוסר יעילות מסוים: לולאת ה- for חוזרת גם ב- main וגם ב-.computeElement לכאורה, במעבר אחד ניתן גם לחשב את האיברים וגם להדפיס אותם כמו כן כדי לחשב איבר בסדרה איננו משתמשים בתוצאות שכבר חישבנו )של איברים קודמים( ומתחילים כל חישוב מתחילתו 20

21 מודולריות, שכפול קוד ויעילות צריכה לעשות דבר אחד בדיוק! והדפסה פוגע במודולריות )מדוע?( מתודה )פונקציה( ערוב של חישוב היזהרו משכפול קוד! קטע קוד דומה המופיע בשתי פונקציות שונות יגרום במוקדם או במאוחר לבאג בתוכנית )מדוע?( את בעיית היעילות )הוספת מנגנון )memoization אפשר לפתור בעזרת מערכים )תרגיל( 21

22 for vs. while The following two statements are almost equivalent: Variable i is not defined outside the for block for(int i = 0 ; i < n ; i++) System.out.println(computeElement(i)); int i=0; while (i < n) { System.out.println(computeElement(i)); i++; 22

23 while vs. do while The following two statements are equivalent if and only if n>0 : int i=0; while (i < n) { System.out.println(computeElement(i)); i++; int i=0; do { System.out.println(computeElement(i)); i++; while (i>n(; 23

24 Compilation vs. Runtime Errors שגיאות קומפילציה )הידור(: שגיאות שניתן "לתפוס" קריאת הקובץ והפיכתו ל- bytecode ע"י המהדר בעת Syntax error on token "Class", class expected Class MyClass { void f() { int n=10; void g() { int m = 20; int i; System.out.println(i); דוגמאות: Syntax error, insert "" to complete MethodBody בדרך כלל קשורות ל: תחביר, תאימות טיפוסים, הגדרה לפני שימוש 24

25 Compilation vs. Runtime Errors שגיאות זמן ריצה: לא ניתן לדעת שתהיה שגיאה במקום ספציפי בזמן ההידור )קומפילציה( a = new int[20]; int a[] = new int[10]; a[15] = 10; דוגמאות: String s = null; System.out.println(s.length()); מתקשר למנגנון החריגים,)exceptions( עליו נלמד בהמשך 25

26 Compilation vs. Runtime Errors האם יש עוד סוג של טעויות? כן, הכי גרועות, טעויות לוגיות בתוכנית public class Factorial { /** calculate x! **/ public static int factorial(int x) { int f = 0; for (int i = 2; i <= x; i++) f = f * i; return f; 26

27 The Debugger Some programs may compile correctly, yet not produce the desirable results These programs are valid and correct Java programs, yet not the programs we meant to write! The debugger can be used to follow the program step by step and may help detecting bugs in an already compiled program

28 Debugger Add Breakpoint Right click on the desired line Toggle Breakpoint

29 Debugger Start Debugging debug (F11) breakpoint

30 Debugger Debug Perspective

31 Debugger Debugging Current state Back to Java perspective Current location

32 Debugger Debugging

33 Using the Debugger: Video Tutorial מצגות וידאו מדריך עדכני יותר e.html הקישורים נמצאים גם באתר הקורס 33

34 הסוף...