FUNDAMENTELE PROGRAMĂRII

Transcription

1 UNIVERSIE BBEŞ-BOLYI acultatea de Matematică şi Informatică UNMENELE ROGRMĂRII ipuri definite de utilizator Laura ioşan

2 2 Conținut curs rogramming in the large Introducere în procesul de dezvoltare software rogramare procedurală rogramare modulară ipuri definite de utilizator rincipii de dezvoltare a softului estarea și inspectarea programelor rogramming in the small Recursivitate Complexitatea algoritmilor lgoritmi de căutare lgoritmi de sortare Metode de rezolvare a problemelor Recapitulare

3 3 Sumar ipuri de date e ce? în ython rincipii necesare la definirea unui Unified Modeling Language (UML)

4 4 ipuri de date ipul unei variabile omeniu de valori posibile Operații posibile rogramarea orientată obiect aradigmă de programare care folosește obiecte care stochează date și comunică unele cu altele Reluăm exemplul cu numere raționale

5 5 ipuri definite de utilizator / ipuri abstracte de date Exportarea unui nume (unui tip de date) efinirea unui domeniu de valori pentru date efinirea unei interfaţe (operaţiile -ului) Restricţionarea accesului la componentele ului (acces doar prin intermediul operaţiilor) scunderea implementării unui

6 6 ipuri definite de utilizator exemplu Număr rațional Nume: Rațional omeniu: {(a,b), a,b Z, b <> 0, cmmdc(a,b) = 1} Operații: Inițializare cces la componente (numărător, numitor) Copiere Comparare dunare/scădere/înmulțire/împărțire/etc....

7 7 ipuri definite de utilizator exemplu loare Nume: loare omeniu: {(denumire, înălțime, tip), denumire, tip string, înălțime N} Operații: Inițializare cces la componente (denumire, înălțime, tip) Copiere Comparare...

8 8 ipuri definite de utilizator în ython clase Clasă escrie obiecte care respectă acceași specificație și care au aceleași caracteristici (comportament) tribute datele efective Metode operațiile efectuate asupra datelor efinire Instrucțiunile dintr-o clasă pot fi: uncții lt tip de instrucțiuni class ClassName: #statement1 #... #statement n class Rational: rational number is composed by 2 numbers: numerator and denominator > 0 denominator <> 0, gcd(numerator, denominator) == 1 def init (self, num, denom): creates a new instance of Rational self.numerator = num self.denominator = denom

9 9 ipuri definite de utilizator în ython clase Obiect O instanță a unei clase Variabilă de tip clasă Când se creează o variabilă obiect trebuie precizat tipul acelui obiect (eg. Rational) class Rational: rational number is composed by 2 numbers: numerator and denominator > 0 denominator <> 0, gcd(numerator, denominator) == 1 def init (self, num, denom): creates a new instance of Rational self.numerator = num self.denominator = denom... r1 = Rational(2,3)

10 10 ipuri definite de utilizator în ython clase Observații efinirea unei clase implică crearea unui nou spațiu de nume (folosit ca scop local variabilele locale și funcțiile definite în clasă vor aparține acestui spațiu de nume) iecare obiect (ca instanță a unei clase) are propriul spațiu de nume / tabelă de simboluri care conține toate atributele și funcțiile obiectului entru inițializarea unui obiect clasa poate avea o metodă init care: este apelată automat atunci când se creează un obiect nou trebuie să aibă cel puțin un parametru (self) care referă obiectul creat poate avea și alți parametri (numerator, denominator) ot avea valori implicite class Rational: rational number is composed by 2 numbers: numerator and denominator > 0 denominator <> 0, gcd(numerator, denominator) == 1 def init (self, num = 0, denom = 1): creates a new instance of Rational self.numerator = num self.denominator = denom r1 = Rational(2,3) #r1 = 2/3 r2 = Rational(3) #r2 = 3/1 r3 = Rational() #r3 = 0/1

11 11 ipuri definite de utilizator în ython clase tribute Variabile care stochează date specifice unei anumite instanțe ot fi de diferite tipuri Ce creează atunci când primesc prima dată valori class Rational: # rational number is composed by 2 numbers: #numerator and denominator > 0, denominator <> 0, #gcd(numerator, denominator) == 1 def init (self, num = 0, denom = 1): #creates a new instance of Rational self.numerator = num self.denominator = denom def getnumerator(self): # getter method # return the numerator of the rational number return self.numerator def getenominator(self): #getter method #return the denominator of the rational number return self.denominator def test_create(): r1 = Rational(2,3) assert r1.getenominator() == 2 assert r1.getnumerator() == 3 r2 = Rational(5,4) assert r2.getenominator() == 5 assert r2.getnumerator() == 4 r1 = Rational(2,3) #r1 = 2/3 print("r1 = ", r1.getnumerator(), "/", r1.getenominator()) #r1 = 2/3

12 12 ipuri definite de utilizator în ython clase Metode uncții definite în interiorul claselor care pot accesa datele (valorile, atributele) clasei Orice metodă are ca prim parametru instanța curentă (obiectul curent) self Metodele pot avea și alți parametri (fără sau cu valori implicite) Metodele se apelează prin numeobiect.numemetodă(listaarametri) Obs.: la apel nu se trece si parametrul self, ci doar ceilalți (dacă există) class Rational: # rational number is composed by 2 numbers: #numerator and denominator > 0, denominator <> 0, #gcd(numerator, denominator) == 1 def init (self, num = 0, denom = 1): #creates a new instance of Rational self.numerator = num self.denominator = denom def getnumerator(self): # getter method # return the numerator of the rational number return self.numerator def getenominator(self): #getter method #return the denominator of the rational number return self.denominator def test_create(): r1 = Rational(2,3) assert r1.getenominator() == 2 assert r1.getnumerator() == 3 r2 = Rational(5,4) assert r2.getenominator() == 5 assert r2.getnumerator() == 4 r1 = Rational(2,3) #r1 = 2/3 print("r1 = ", r1.getnumerator(), "/", r1.getenominator()) #r1 = 2/3

13 ipuri definite de utilizator în ython clase Metode uncții definite în interiorul claselor care pot accesa datele (valorile, atributele) clasei Orice metodă are ca prim parametru instanța curentă (obiectul curent) self Metodele pot avea și alți parametri (fără sau cu valori implicite) Metodele se apelează prin numeobiect.numemetodă(listaarametri) Obs.: la apel nu se trece si parametrul self, ci doar ceilalți (dacă există) from utils import gcd class Rational:... def init (self, num = 0, denom = 1):... def getnumerator(self):... def getenominator(self):... def add(self, other): add two rational numbers (self + other) return a new rational number self=self+other def test_add(): r1 = Rational(2,3) r2 = Rational(5,4) r3 = r1.add(r2) assert r3.getnumerator() == 23 and r3.getenominator() == 12 a = self.numerator * other.denominator + self.denominator * other.numerator b = self.denominator * other.denominator d = gcd(a, b) self.numerator = a // d self.denominator = b // d return self 13

14 ipuri definite de utilizator în ython clase Metode speciale from utils import gcd Conversie la string utilă pentru afișări Comparări Operatori supraîncărcați add (self, other), mul (self, other) setitem (self.index, value), getitem (self.index) len (self) getslice (self, low, high) call (self, arg) class Rational:... def str (self): ' provides a string representation of a rational number return a string return str(self.numerator) + "/" + str(self.denominator) def eq (self, other): ' compares 2 rational numbers: self and other return rue, if self == other alse, otherwise if ((self.numerator == other.numerator) and (self.denominator == other.denominator)): return rue else: return alse def test_str(): r1 = Rational(2,3) assert r1. str () == "2/3" def test_eq(): r1 = Rational(2,3) r2 = Rational(2,3) assert r1 == r2 r3 = Rational(5,3) assert r1!= r3 14

15 15 ipuri definite de utilizator def test_create(): r1 = Rational(2,3) în ython clase Metode Respectarea specificațiilor class Rational: rational number is composed by 2 numbers: numerator and denominator, denominator <> 0, gcd(numerator, denominator) == 1 '' def init (self, num = 0, denom = 1): creates a new instance of Rational if (denom == 0): raise ValueError("0 denominator not allowed") if (num < 0) or (denom < 0): raise ValueError("numerator and denominator must be positive numbers") d = gcd(num, denom) self.numerator = num // d self.denominator = denom // d def getnumerator(self):... def getenominator(self):... assert r1.getnumerator()==3andr1.getenominator()==2 r2 = Rational(5,4) assert r2.getnumerator()==4andr2.getenominator()==5 r3 = Rational(25, 15) assert r3.getnumerator()==5andr3.getenominator()==3 try: r4 = Rational(2, 0) assert alse except ValueError as er: print("something goes wrong...", er) assert rue try: r5 = Rational(2, -3) assert alse except ValueError as er: print("something goes wrong...", er) assert rue try: r6 = Rational(-2, 3) assert alse except ValueError as er: print("something goes wrong...", er) assert rue try: r7 = Rational(-2, -3) assert alse except ValueError as er: print("something goes wrong...", er) assert rue

16 16 ipuri definite de utilizator în ython clase Scop și spații de nume Un spațiu de nume mapează nume în obiecte Spațiile de nume sunt implementate ca dicționare ython Cheie: nume Valoare: obiect mintiți-vă de globals() și locals() O clasă introduce un spațiu de nume Metodele și atributele unei clase sunt într-un spațiue de nume separat

17 17 ipuri definite de utilizator în ython clase tributele clasei versus atributele instanței tributele unei instanțe (unui obiect) Self atributele cărui obiect sunt folosite iecare instanță are propriile sale valori ale atributelor tributele clasei tribute unice pentru toate instanțele unei clase Elemente statice Metodele statice nu sunt referite cu self

18 18 ipuri definite de utilizator rincipii necesare la definirea unui Încapsulare Starea unui obiect date pe care le reprezintă (atributele) Comportamentul metode Încapsulare = starea și comportamentul se păstrează împreună, într-o unitate coezivă scunderea informației Reprezentarea internă a unui obiect este ascunsă pentru a proteja integritatea datelor Stări invalide sau inconsistente Separă codul în interfață publică și implementare privată

19 19 Unified Modeling Language (UML) UML Un limbaj general de modelare in domeniul OO Include un set de tehnici de notații grafice pentru construirea modelelor vizuale ale aplicațiilor OO iagrame de clasă UML escriu structura unui sistem precizând Clasele (atributele și metodele) Relațiile între clase

20 20 Unified Modeling Language (UML) iagrama de clasă Specificarea unei clase Numele clasei Secţiunea de date - protecţie - numele datelor - tipul datelor Secţiunea de metode - protecţia - numele metodei - parametrii metodei - tipul metodei lower - name : String - price : Integer init () <<constructor>> setname(string) setrice(integer) getname() : String getrice() : Integer tostring() : String compare(lower) : Boolean rotecţia: + - public - private # - protected

21 21 Unified Modeling Language Relaţii între clase asociere (colaborare) utilizează B Grădinarul utilizează Stropitoarea B agregare conţine 1/mai multe B-uri B există fără Gradina conţine lori B compoziţie conţine 1/mai multe B-uri B este creat de către loarea este compusă din mai multe etale B dependenţă depinde (într-un anumit fel) de B orma depinde de un Contexteesenare B moştenire este un B loarea este o lantă B

22 22 Recapitulare ipuri de date e ce? în ython Clase tribute Metode Spații de nume rincipii necesare la definirea unui Unified Modeling Language (UML) iagrama unei clase Relații între clase

23 23 Cursul următor rogramming in the large Introducere în procesul de dezvoltare software rogramare procedurală rogramare modulară ipuri definite de utilizator rincipii de dezvoltare a softului estarea și inspectarea programelor rogramming in the small Recursivitate Complexitatea algoritmilor lgoritmi de căutare lgoritmi de sortare Metode de rezolvare a problemelor Recapitulare

24 24 Materiale de citit şi legături utile 1. Limbajul ython 2. Biblioteca standard ython 3. utorial ython 4. rentiu, M., H.. op, undamentals of rogramming, Cluj University ress, 2006, 220 pagini 5. Kent Beck.est riven evelopment: By Example. ddison- Wesley Longman, Martin owler. Refactoring. Improving the esign of Existing Code. ddison-wesley,

25 25 Informaţiile prezentate au fost colectate din diferite surse de pe internet, precum şi din cursurile de undamentele rogramării ţinute în anii anteriori de către: Lect. r. driana Guran rof. r. Istvan Czibula - Conf. r. ndreea Vescan - Lect. r. Ioan Lazăr - Lect. r. Molnar rthur