Info2/2008tavasz/kuka

A tárgy főoldala: info2/2008tavasz A tárgy oktatásához felhasznált, http://wiki.math.bme.hu/ -n belüli wikioldalak GNU FDL licenc vagy (választás szerint) CC-BY-SA-2.0 licenc szerint szabadon használhatók és terjeszthetők.

8. előadás (2007-04-04)

Objektum-orientált programozás

Néhány új fogalom:

• osztály (a C-beli struktúratípusnak felel meg)
• objektum (a C-beli struktúrának felel meg)
• attribútum (a C-beli struktúramezőnek felel meg)
• metódus (a C-beli függvénynek felel meg)

Osztály class (síkidom), osztálypéldány class instance = objektum object (kör, téglalap), konstruktor constructor (új objektum létrehozása), objektum azonosító (object identifier - object ID), példány változó instance variable (mely az objektum állapotát/tulajdonságait tartalmazza, pl. középpont), példány metódus instance method (),

Ruby nyelv

A Ruby interpretált, szkriptnyelv (interpretált, és minden rendszer szintű szolgáltatáshoz hozzá lehet férni).

A Ruby osztályhierarchiája hasonló a biológiai törzsfához. Például a gerincesek (osztály) törzsén belül a madarak (osztály) osztályának egy alosztálya a pacsirta (osztály) nevű faj, melynek egy példánya a Csipcsip nevű kismadarunk (objektum), aki nem mellesleg egy pacsirta. Őt jellemezhetjük különböző tulajdonságai alapján; ezek az attribútumok. Például: él-e még? , mennyire éhes, hogy hívják a párját, stb. Tehát bizonyos tulajdonságait megadjuk, amik csak rá jellemzőek.

                      Változók                                 Konstansok és
Lokális        Globális        Példány         Osztály         osztály nevek

valtozo        $valami         @nev            @@osztvalt      PI
joEjt_2        $_              @XY             @@N             String

Feltételes utasítások

if

Először then-nel, majd újsorral elválasztva:

if x==2 then x += 1 end

if x==2 
  x += 1 
end

if x==2; x += 1 end

else

if x==2 then x += 1 else x += 2 end

if x==2 
  x += 1 
else 
  x += 2
end

elsif

if x == 1
  "hetfo"
elsif x == 2
  "kedd"
elsif x == 3 then "szerda"
else "hetvege"
end

if kifejezésben

x = if y == 1
      3
    else
      4
    end

x = 4
x = 3 if y == 1

unless

unless x <= 4
  "nagyobb, mint 4"
end

unless x <= 4
  "nagyobb, mint 4"
else
  "nem nagyobb"
end

x = unless x <= 4 then 5 end

x = 5 unless x <= 4

case

A fenti if-es példával ekvivalens a következővel (a sorvége helyett itt is lehet then vagy pontosvessző):

case x
when 1
  "hetfo"
when 2
  "kedd"
when 3; "szerda"
else "hetvege"
end

Ekkor valójában a következő hajtódik végre (figyeljük meg a case-egyenlőség használatát):

case
when 1 === x then "hetfo"
when 2 === x then "kedd"
when 3 === x then "szerda"
else "hetvege"
end

Az === néha megegyezik ==-vel, pl. a Fixnum osztályban, más osztályokban külön definiálva van a case számára:

tartomány használata: itt 'a === b' azt jelenti, hogy 'b' benne van-e az 'a' tartományban:

case x
when 1..5
  "hetkoznap"
when 6..7
  "hetvege"
else "rossz adat"
end

reguláris kifejezés használata: itt 'a === b' azt jelenti, hogy 'b' illeszkedik-e az 'a' mintára:

x = "ab"
case x
when /[a-z]+/
  "szoveg"
when /[0-9]+/
  "szam"
end
=> "szoveg"

egy összetettebb példa (beolvassa és kiírja a sorokat addig, míg egy 'ennyi' tartalmút nem kap, a megjegyzés sorokat kihagyja):

while line=gets.chomp do
  case line
  when /^\s*#/
    next
  when /^ennyi$/i    # i = case insensitive
    break
  else
    puts line
  end
end

osztályhoz tartozás: a Class osztályban 'a === b' azt jelenti, hogy a 'b' az 'a' osttály példánya-e:

case x
when Numeric then "szam"
when String then "sztring"
else "valami mas"
end

A Ruby case utasításában nincs ráfutás, így nem is kell minden ágat lezárni, mint C-beli switch utasításban break-kel vagy return-nel!!!

 ?:

Ha x == 3, y legyen 4, egyébként 5:

x = y == 3 ? 4 : 5

Ciklus utasítások

while, until

>> x=0
=> 0
>> while x<4 do
?>   x += 1
>>   puts x
>> end
1
2
3
4
=> nil

>> x=0
=> 0
>> until x>=4 do
?>   x += 1
>>   puts x
>> end
1
2
3
4
=> nil

while, until kifejezésekben

>> x = 0; x += 1 while x<4; x
=> 4

>> x=0; x += 1 until x==4; x
=> 4

for-in ciklus

Egy tömbre és egy hash-táblára:

>> a = [1,2,3]
=> [1, 2, 3]
>> for i in a
>>   p i
>> end
1
2
3
=> [1, 2, 3]

>> h = {"hetfo"=>1, "kedd"=>2, "vasarnap"=>7}
=> {"hetfo"=>1, "vasarnap"=>7, "kedd"=>2}
>> for kulcs, ertek in h
>>   puts "#{kulcs} a(z) #{ertek}. nap"
>> end
hetfo a(z) 1. nap
vasarnap a(z) 7. nap
kedd a(z) 2. nap
=> {"hetfo"=>1, "vasarnap"=>7, "kedd"=>2}

Iterátorok

A times iterátor:

>> print "Mondja! Maga "; 3.times {print "mindent ketszer mond? "}; print "\n"
Mondja! Maga mindent ketszer mond? mindent ketszer mond? mindent ketszer mond?
=> nil

>> a = "Mondja! Maga "
=> "Mondja! Maga "
>> 3.times {a << "mindent ketszer mond? "}
=> 3
>> a
=> "Mondja! Maga mindent ketszer mond? mindent ketszer mond? mindent ketszer mond? "

Ciklusváltozó használatával:

>> 5.times {|i| print i}; print "\n"
01234
=> nil

Az upto, downto iterátor:

>> 0.upto(4) {|i| print i}; print "\n"
01234
=> nil
>> 5.upto(8) {|i| print i}; print "\n"
5678
=> nil
>> 8.downto(5) {|i| print i}; print "\n"
8765
=> nil

break, next

while i<6
  if i == 4 then break end
  print i
  i += 1
end

0.upto(5) do |i|
  if i == 4 then break 17 end  # visszatérési érték is megadható, egyébként nil
  print i
  i += 1
end

Megszámlálható objektumok

Megszámlálható objektumok (enumerable objects). Amely osztályok objektumaira definiálva van az each metódus. Pl. Array, Hash, Range.

Az each, map és inject iterátorok használata:

>> [1,2,3].each {|i| p i}
1
2
3
=> [1, 2, 3]
>> [1,2,3].map {|i| i**2}
=> [1, 4, 9]
>> [1,2,3].inject {|sum, i| sum + i}
=> 6

>> (1..4).each {|i| print i}
1234=> 1..4

>> (1..4).map {|i| i**2}
=> [1, 4, 9, 16]

>> (1..4).inject {|s,i| s+i}
=> 10

Dobjuk fel 4-szer a kockát, és nézzük meg, melyik a legnagyobb dobás:

>> a = Array.new(4) {rand(6) + 1}
=> [3, 6, 6, 4]
>> a.inject {|m,i| m > i ? m : i}
=> 6

sőt!

(Array.new(4) {rand(6) + 1}).inject {|m,i| m > i ? m : i}

A következő program egy fájlt kiír az std outputra:

File.open(filenev) do |f|
  f.each {|sor| print sor }
end

Az each_with_index használata (az előző példa sorszámozott sorokkal):

>> filenev = "rrrr"
=> "rrrr"
>> File.open(filenev) do |f|
?>   f.each_with_index do |sor,i|
?>     print "#{i+1}: #{sor}"
>>   end
>> end
1: Ez egy tesztfile
2: Ez a 2. sora
3: Ez meg az utso
=> #<File:rrrr (closed)>

Blokkok

Blokkok csak metódushívásokat követhetnek. Vagy kapcsos zárójelek közt vagy do és end közt adhatók meg.

>> h = {:piros => 0xff0000, :zold => 0x00ff00, :kek => 0x0000ff}
=> {:piros=>16711680, :zold=>65280, :kek=>255}
>> h.each {|kulcs, ertek| print "%s kodja " % kulcs, "%06x\n" % ertek}
piros kodja ff0000
zold kodja 00ff00
kek kodja 0000ff
=> {:piros=>16711680, :zold=>65280, :kek=>255}

redo/retry

A redo csak azt a ciklust ismétli

puts "Mi jut eszedbe?"
szavak = %w(alma piros tehen) 
valasz = szavak.collect do |szo|
  print szo + "> "
  valasz = gets.chop
  if valasz.size == 0
    szo.upcase!
    redo
  end
  valasz
end

A retry az egész ciklust ismétli

n = 5
n.times do |x|
  print x
  if x == n-1
    n -= 1
    retry
  end
end

catch/throw

a=[[1,nil,3],[2,3,4],[0,2,5]]
catch :kiugrunk do
  0.upto 2 do |i|
    0.upto 2 do |j|
      throw :kiugrunk unless a[i][j]
      print a[i][j]
    end
    print "\n"
  end
end
print "vege\n"

Példányváltozó -- setter

A példányváltozó beállítása az =-végű metódussal. (Az előadáson mutatott példában figyelmetlenségből nagy betűvel lett írva a class parancs!) Helyesen:

class Nev
  attr_reader :vezetek, :kereszt

  def vezetek=(vezetek)
    if vezetek == nil or vezetek.size == 0
      raise ArgumentError.new('Mindenkinek van vezetekneve')
    end
    vezetek = vezetek.dup
    vezetek[0] = vezetek[0].chr.capitalize
    @vezetek = vezetek
  end

  def kereszt=(kereszt)
    if kereszt == nil or kereszt.size == 0
      raise ArgumentError.new('Mindenkinek van keresztneve')
    end
    kereszt = kereszt.dup
    kereszt[0] = kereszt[0].chr.capitalize
    @kereszt = kereszt
  end

  def teljes_nev
    "#{@vezetek} #{@kereszt}"
  end

  def initialize(vezetek, kereszt)
    self.vezetek=vezetek
    self.kereszt=kereszt
  end
end

Néhány példaprogram

Matmul Ruby nyelven:

a=[[1,2],                #megadjuk az 'a' mátrixot
   [3,4],
   [5,6]]

b=[[7],                  #megadjuk a 'b' mátrixot
   [8]]

ab=[]                    #létrehozzuk az üres szorzatmátrixot
i=0; while i<a.size;     # while ciklust nem véletlenül használunk, mivel Rubyban nincs for ciklus
  ujsor=[]
  j=0; while j<b[0].size;
    x=0
    k=0; while k<b.size
      x+=a[i][k]*b[k][j]
      ujsor[j]=x
   end
 ab[i]=ujsor
end

Objektum-orientáltan kezdtünk programozni Ruby nyelven, a Sikidom, BBox és Kor osztályok kerültek fel a táblára.

class BBox
  attr_accessor :llx, :lly, :urx, :ury
end

class Sikidom
  def bbox()
    fail  # még nem tudjuk megírni, a Sikidom túl absztrakt
  end
  def kerulet()
    fail  # még nem tudjuk megírni, a Sikidom túl absztrakt
  end
  def terulet()
    fail  # még nem tudjuk megírni, a Sikidom túl absztrakt
  end
end

class Kor <Sikidom
  attr_accessor :cx, :cy, :r
  def bbox()
    b=BBox.new
    b.llx=@cx-@r; b.lly=@cy-@r
    b.urx=@cx+@r; b.ury=@cy+@r
    return b  # a return fölösleges
  end
  def kerulet()
    Math::PI*2*@r
  end
  def terulet()
    Math::PI*@r*@r
  end
end

Egy sudoku megoldás (Fischer Richárd megoldása alapján):

 # puts "Add meg a filenevet! "
 # filenev=gets.chomp!
 filenev = "sudoku1"
 a=Array.new(9) {[]}
 File.open(filenev) do |f|
   f.each_with_index do |sor,i|
     0.upto(8) {|j| a[i][j]= if sor[j]>48 then sor[j].chr.to_i else 0 end}
   end
 end

 vanuj=true
 while vanuj do
   vanuj=false
   0.upto(8) do |i|
     0.upto(8) do |j|
       if a[i][j] == 0
         d=(1..9).to_a
         0.upto(8) do |k|
           d.delete(a[i][k])
           d.delete(a[k][j])
         end
         0.upto(2) do |e|
           0.upto(2) do |f|
             d.delete(a[i/3*3+e][j/3*3+f])
           end
         end  
         if d.size==1 
           a[i][j]=d[0]
           vanuj=true 
         end
       end
     end
   end
 end
 0.upto(8) do |i|
   0.upto(8) do |j|
     print a[i][j]
   end
   print "\n"
 end

Egy gráfokat kezelő osztály:

class Adjacencia < Array
  attr_reader :adj
  def initialize
    @adj = []
  end

  def [](x,y)
    x,y = y,x if x > y
    raise IndexError if x==y
    @adj[ (y*y-y)/2 + x ]
  end

  def []=(x,y,e)
    x,y = y,x if x > y
    raise IndexError if x==y
    @adj[ (y*y-y)/2 + x ] = e
  end
end

class Graf
  attr_reader :adj
  def initialize( *elek )
    @adj = Adjacencia.new
    @csucsok = 0
    for e in elek
      @adj[e[0],e[1]] = 1
      @csucsok = [@csucsok,e[0],e[1]].max
    end
  end

  def [](x,y)
    @adj[x,y]
  end

  def add x,y
    @adj[x,y]=1
    @csucsok = [@csucsok,x,y].max
  end

  def fok(x)
    (0..@csucsok).inject(0) {|s,i| x!=i && @adj[x,i] ? s+1 : s }
  end

  def each_csucs
    (0..@csucsok).each {|v| yield v}
  end

  def each_el
    for i in 0...@csucsok
      for j in i+1..@csucsok
        yield i,j if self[i,j]
      end
    end
  end

  def osszefuggo?
    c = @csucsok
    volt = []
    lesz = [c]
    for i in 0...@csucsok
      lesz << i if self[i,c]
      volt << i if self[i,c]
    end
    while !volt.empty?
      v = volt.shift
      self.each_el do |x,y|
        if x==v || y==v
          z = x==v ? y : x
          if !lesz.include? z
            lesz << z
            volt << z
          end
        end
      end
    end
    lesz.size <= @csucsok ? false : true
  end
  def euler_kor?
    return false if !osszefuggo?
    paratlan = 0
    each_csucs do |i|
      if fok(i) % 2 == 1
        paratlan += 1
      end
    end
    paratlan == 0
  end

  def euler_ut?
    return false if !osszefuggo?
    paratlan = 0
    each_csucs do |i|
      if fok(i) % 2 == 1
        paratlan += 1
      end
    end
    paratlan == 2
  end

  def euler?
    return false if !osszefuggo?
    paratlan = 0
    each_csucs do |i|
      if fok(i) % 2 == 1
        paratlan += 1
      end
    end
    paratlan <= 2
  end

  def show
    (0...@csucsok).each do |i|
      (0..@csucsok).each do |j|
        print i>=j ? " " : (@adj[i,j] ? @adj[i,j] : 0)
      end
      print "\n"
    end
  end
end