Uzupełnienie W OS zmienne indeksowane są utożsamiane ze zwykłymi, więc przykład z MonitoredArray trzeba by przerobić przeliczając indeksy o 1.

Prezentacja na temat: "Uzupełnienie W OS zmienne indeksowane są utożsamiane ze zwykłymi, więc przykład z MonitoredArray trzeba by przerobić przeliczając indeksy o 1."— Zapis prezentacji:

1 Uzupełnienie W OS zmienne indeksowane są utożsamiane ze zwykłymi, więc przykład z MonitoredArray trzeba by przerobić przeliczając indeksy o 1.

2 Kolekcje Collection Bag IndexedCollection Array ByteArray Interval
OrderedCollection SortedCollection String Symbol Set Dictionary Magnitude Association Te klasy definiują różne struktury danych. Kategorie metod: Przechodzenie (iterowanie) po elementach kolekcji Szukanie konkretnego elementu w kolekcji Dodawanie i usuwanie elementów Pobieranie i zmienianie elementów Konwersje: asArray asBag asOrderedCollection asSet asSortedCollection każdy element <= następny asSortedCollection: sortBlock sortBlock określa porządek

3 Klasa Collection Metody klasowe
add: newObject dodaje nowy obiekt do kolekcji addAll: aCollection dodaje wszystkie obiekty z aCollection remove: anObject ifAbsent: exceptionBlock remove: anObject usuwają obiekt z kolekcji removeAll: aCollection usuwa kolekcję z kolekcji do: aBlock wykonuje aBlock dla każdego elementu z kolekcji select: aBlock wykonuje aBlock dla każdego elementu odbiorcy, tworząc nową kolekcję składającą się z tych elementów odbiorcy, dla których aBlock daje true. reject: aBlock podobnie, tworzy kolekcję z elementów, dla których aBlock daje false collect: aBlock wykonuje aBlock dla każdego elementu odbiorcy i daje nową kolekcję zawierającą elementy wyliczane przez blok (przetwarza elementy kolekcji tworząc z wynikowych wartości nową kol.) size liczba elementów odbiorcy isEmpty czy kolekcja jest pusta includes: anObject czy kolekcja (odbiorca) zawiera anObject occurrencesOf: anObject liczba wystąpień obiektu w odbiorcy Metody klasowe with: anObject with: firstObject with: secondObject with: firstObject with: secondObject with: thirdObject withAll: aCollection np. OrderedCollection with: $4 with: ‘abc’ with: 8

4 IndexedCollection (kolekcje indeksowane)
BAG (worek) Rodzaj zbioru z powtórzeniami. Ma wszystkie metody klasy Collection. occurrencesOf: anObject liczba powtórzeń obiektu w worku size liczba elementów, razem z powtórzeniami SET (zbiór) Kolekcja bez powtórzeń i bez porządku. Ma wszystkie metody klasy Collection, tzn. add: anObject dodaje obiekt (teoriomnogościowo) remove: anObject usuwa obiekt (ignorowane jeśli nie ma) remove: anObject ifAbsent: aBlock usuwa obiekt, jeżeli go nie ma, to wykonuje blok size liczba elementów w zbiorze includes: anObject czy element należy do zbioru do: aBlock wykonuje blok dla każdego elementu IndexedCollection (kolekcje indeksowane) Klasa abstrakcyjna obejmująca kolekcje dające indeksowany dostęp do elementów. Indeksy wyznaczają porządek elementów w kolekcji. Oprócz metod z klasy Collection, są tu m. in. first pierwszy element kolekcji last ostatni element kolekcji at: anInteger element pod indeksem anInteger at: anInteger put: anObject wstawia obiekt na istniejącą pozycję anInteger at: anInteger insert: anObject wstawia obiekt na pozycję anInteger Najważniejsze kolekcje indeksowane to Array (tablice), String (napisy) i OrderedCollection (odpowiednik list).

5 Słownik (Dictionary) Reprezentuje zbiór elementów dostępnych poprzez klucze. Elementami słownika są obiekty klasy Association - pary (klucz, wartość). Wartości mogą się powtarzać, ale klucze są niepowtarzalne. add: anAssociation dodaje nowy element - asocjację associationsDo: aBlock parametrem bloku będzie asocjacja Zalecane jest działanie raczej na wartościach i kluczach, a nie na asocjacjach: at: aKey daje wartość związaną z kluczem aKey. Daje nil, jeśli takiego klucza nie ma w słowniku. at: aKey ifAbsent: aBlock jeśli klucza nie ma, wykonuje ABlock at: aKey put: anObject wstawia parę (aKey, anObject) do słownika. Jeśli taki klucz już jest, to zmienia drugi element pary. do: aBlock wykonuje blok dla każdej wartości ze słownika keysDo: aBlock wykonuje blok dla każdej wartości ze słownika removeAssociation: anAssociation usuwa parę anAssociation removeKey: aKey ifAbsent: aBlock removeKey: aKey usuwa parę, której kluczem jest aKey keys daje zbiór kluczy values daje tablicę wartości size daje liczbę par w słowniku

6 Kolekcja uporządkowana (OrderedCollection)
Może być użyta jako dynamiczna tablica, stos, lista lub kolejka. , aCollection daje uporządkowaną kolekcję powstałą przez połączenie dwóch kolekcji add: anObject dodaje obiekt na koniec kolekcji add: newObject after: oldObject dodaje obiekt we wskazanym add: newObject before: oldObject miejscu (błąd gdy nie ma) addFirst: anObject dodaje obiekt na początek kolekcji addLast: anObject dodaje obiekt na koniec kolekcji after: anObject ifNone: aBlock before: anObject ifNone: aBlock daje obiekt występujący bezp. po (przed) anObject. Jeśli anObject nie występuje, lub jest ostatni (pierwszy) to wykonuje się aBlock. remove: anObject ifAbsent: aBlock usuwa obiekt z kolekcji removeFirst usuwa (i daje) pierwszy element (błąd gdy nie ma) removeLast usuwa (i daje) ostatni element (błąd gdy nie ma) do: aBlock wykonuje aBlock dla kolejnych elementów ponieważ dziedziczy z IndexedCollection, to ma metody: at: anInteger daje element występujący na pozycji anInteger at: anInteger put: anObject first daje pierwszy element last daje ostatni element

7 Kolekcja posortowana (SortedCollection)
Podklasa OrderedCollection sortBlock: aBlock tworzy nową kolekcję z określonym porządkiem new tworzy nową kolekcję z porządkiem <= Przykłady bloków sortujących: 1. sortowanie napisów według liczby samogłosek [ :a :b | (a asLowerCase select: [ :c | c isVowel ]) asSet size <= (b asLowerCase select: [ :c | c isVowel ]) asSet size ] 2. Kolejka priorytetowa - zakładamy, że elementy mają priorytet [ :a :b | a priorytet <= b priorytet ]

8 Przykład użycia klasy Bag
Liczymy liczbę wystąpień słów na pliku. W wyniku wypisujemy listę słów (alfabetycznie) i liczbę ich wystąpień. | input wystapienia output slowo | input := NewFileStream file: 'in.dat'. output := NewFileStream createFile: 'out.dat'. wystapienia := Bag new. [(slowo := input nextWord) isNil] whileFalse: [ wystapienia add: slowo asLowerCase ]. wystapienia asSet asSortedCollection do: [ :word | output nextPutAll: word; tab; nextPutAll: (wystapienia occurrencesOf: word) printString; cr ]. input close. output close.

9 Słownik - przykłady KsiążkaTelefoniczna := Dictionary new. KsiążkaTelefoniczna at: ‘Ania’ put: ‘ ’ ; at: ‘Jan’ put: ‘ ’ ; at: ‘Basia’ put: ‘ ’. KsiążkaTelefoniczna at: ‘Ania’ --- numer telefonu Ani KsiążkaTelefoniczna at: ‘Tomek’ ifAbsent: [^’brak danych’] Zbiór - przykłady Obliczamy zbiór znaków występujących w jednym pliku, a w drugim nie. | set1 set2 | set1 := Set new. set2 := Set new. (NewFileStream name: ‘file1.txt’) do: [ :c | set1 add: c ]. (NewFileStream name: ‘file2.txt) do: [ :c | set2 add: c ]. ^set1 reject: [ :c | set2 includes: c ]

10 Reprezentacja grafu Graf = zbiór wierzchołków
Każdy wierzchołek grafu ma jakąś informację (etykietę) i uporządkowaną kolekcję (OrderedCollection) lub zbiór (jeżeli porządek jest nieistotny) wierzchołków będących sąsiadami. Jeżeli krawędzie grafu mają być etykietowane (np. jak w automacie), to można zamiast uporządkowanej kolekcji użyć słownika, którego kluczami będą etykiety, a wartościami wierzchołki grafu (sąsiedzi). Zaznaczanie wierzchołków przy obchodzeniu grafu można zrobić przez przechowywanie zbioru zaznaczonych wierzchołków.

11 Obchodzenie grafu wszerz
Decydujemy się na dostęp do węzłów grafu także poprzez ich etykiety. Graf musimy zatem reprezentować jako słownik, którego kluczami są etykiety (napisy), a wartościami węzły. Object sublass: #Graf instanceVariableNames: ‘ węzły’ classVariableNames: ‘‘ poolDictionaries: ‘‘ węzły - słownik węzłów (coś w rodzaju tablicy węzłów indeksowanej etykietami) Klasa definiująca węzły grafu. Dowiązania do sąsiadów są reprezentowane przez zbiór dowiązania. Object sublass: #Węzeł instanceVariableNames: ‘ etykieta dowiązania’ “Metody klasowe “ with: aString “Tworzy nowy węzeł o etykiecie aString” ^self new initialize: aString “Metody egzemplarzowe” initialize: aString etykieta := aString. dowiązania := Set new. etykieta ^etykieta dołącz: węzeł dowiązania add: węzeł

12 Object sublass: #Graf instanceVariableNames: ‘ węzły’ classVariableNames: ‘‘ poolDictionaries: ‘‘ “Metody klasowe “ new ^super new initialize “Metody indywidualne” initialize węzły := Dictionary new dodaj: et “Dodajemy do grafu węzeł o etykiecie et i przekazujemy jako wynik. Jeśli węzeł o takiej etykiecie już istniał, to jest wynikiem” | nowy | ^węzły at: et ifAbsent: [ nowy := Węzeł with: et . węzły at: et put: nowy. ^nowy ] dodajWęzeł: węzeł “Dodaje już gotowy węzeł do grafu, jeżeli nie ma jeszcze węzła o takiej samej etykiecie; wpp. błąd “ (węzły includesKey: węzeł etykieta) ifTrue: [ ^self error: ‘powtórzona etykieta’] ifFalse: [ węzły at: (węzeł etykieta) put: węzeł. ^węzeł ] połącz: et1 z: et2 (dodaj: et1) dołącz: (dodaj: et2) połączWęzeł: w1 z: w2 (dodajWęzeł: w1) dołącz: (dodajWęzeł: w2)

13 Przykład użycia: obejdźWszerz: startEt wykonując: aBlock
“Obchodzi graf wszerz począwszy od węzła o etykiecie startEt, dla każdego węzła wykonując aBlock “ ^self obejdźOdWęzła: (węzły at: startEt ifAbsent: [ ^self error: ‘nie ma takiego węzła’] ) wykonując: aBlock obejdźOdWęzła: start wykonując: aBlock “ Obchodzi graf wszerz, startując od węzła start.” | kolejny zaznaczone kolejka | zaznaczone := Set new. kolejka := OrderedCollection new. kolejka addLast: start. zaznaczone add: start. [ kolejka isEmpty ] whileFalse: [ kolejny := kolejka removeFirst . (kolejny dowiązania) do: [ : w | (zaznaczone includes: w) ifFalse: [ kolejka addLast: w . zaznaczone add: w ] . aBlock value: kolejny ] Przykład użycia: graf := Graf new. graf połącz: ‘A’ z: ‘B’; połącz: ‘A’ z: ‘C’; połącz: ‘C’ z: ‘A’; połącz: ‘A’ z: ‘D’; połącz: ‘C’ z: ‘D’. graf dodaj: ‘X’; dodaj ‘Y’. graf obejdźWszerz: ‘A’ wykonując: [ : w | w etykieta out ]

14 Przykład - Network (graf)
Sieć (Network) rozumiemy jako kolekcję wierzchołków jakoś ze sobą powiązanych. Object sublass: #Network instanceVariableNames: ‘ connections’ classVariableNames: ‘‘ poolDictionaries: ‘‘ Zmienne egzemplarzowa connections jest słownikiem powiązań między wierzchołkami. Kluczami w tym słowniku są wierzchołki, wartościami są zbiory wierzchołków powiązane z wierzchołkiem określonym przez klucz. A C D B Elementem słownika connections, czyli parą (klucz, wartość) będzie ( wierzchołek A, zbiór { B, C, D } ) “Metody egzemplarzowe klasy Network” connect: nodeA to: nodeB "Dodajemy powiązanie między wierzchołkiem A i B." (connections at: nodeA ifAbsent: [connections at: nodeA put: Set new]) add: nodeB. at: nodeB ifAbsent: [connections at: nodeB put: Set new]) add: nodeA

15 initialize "Inicjalizacja sieci." connections := Dictionary new printOn: aStream "Wypisujemy graf na strumień." connections keys asSortedCollection do: [ :node | node printOn: aStream. (connections at: node) asSortedCollection do: [ :neighbor | aStream cr; nextPutAll: ' >> '. neighbor printOn: aStream]. aStream cr] Chcemy znaleźć taką drogę w sieci pomiędzy dwoma wierzchołkami, która nie prowadzi przez wierzchołki należące do danego zbioru. pathFrom: nodeA to: nodeB avoiding: nodeSet " Znajdujemy drogę od wierzchołka A do wierzchołka B nie prowadzącą przez wierzchołki ze zbioru nodeSet. Wynik jest zwracany jako nowa sieć (obiekt klasy Network )”. | answer | nodeSet add: nodeA. (connections at: nodeA ifAbsent: [^nil]) do: node = nodeB ifTrue: [ ^Network new initialize connect: nodeA to: node]. (nodeSet includes: node) ifFalse: [ answer := self pathFrom: node to: nodeB avoiding: nodeSet. answer isNil ifFalse: [ ^answer connect: nodeA to: node]]]. ^nil!

16 Object sublass: #NetworkNode
instanceVariableNames: ‘ name ‘ classVariableNames: ‘‘ poolDictionaries: ‘‘ “Metody indywidualne klasy NetworkNode” <= aNode “Porównujemy nazwy” ^ name <= aNode name name ^name name: aString name := aString printOn: aStream aStream nextPutAll: ‘Node (‘, name, ‘)’

17 Strumienie (Streams) Strumienie służą m.in.do komunikowania się
programu z otoczeniem. Dwie wersje w OS: Object NewStream (w OS jest trochę więcej podklas NewStream) Random PositionableStream ReadStream WriteStream ReadWriteStream NewFileStream Stream (klasy Stream w OS nie będziemy używać) FileStream Zawartość strumieni jest przechowywana w postaci kolekcji.

18 NewStream Realizuje pojęcie strumienia sekwencyjnego
atEnd czy koniec strumienia (abstr) next daje następny obiekt ze strumienia (abstr) nextPut: anObject wpisuje obiekt na bieżącą pozycję (abstr) do: aBlock wykonuje blok dla każdego elementu strumienia nextPutAll: aCol dopisuje kolekcję aCol do strumienia i daje jako wynik contents daje kolekcję będącą zawartością strumienia (abstr) do: aBlock [self atEnd] whileFalse: [aBlock value: self next] nextPutAll: aCollection aCollection isSequenceable ifTrue: [self next: aCollection size putAll: aCollection startingAt: 1] ifFalse: [aCollection do: [:v | self nextPut: v]]. ^aCollection

19 NewStream>nextWord
| first aChar | [ self atEnd ifTrue: [ ^ nil ]. self next isAlphaNumeric ] whileFalse: []. "skip separators" first := self position. self atEnd ifTrue: [ ^ self copyFrom: first to: self position ]. (aChar := self next) isAlphaNumeric ] whileTrue: []. self backupOver: aChar.

20 PositionableStream Realizuje strumień pozwalający zmieniać
bieżącą pozycję on: anIndexedCollection Klasowa, tworzy nowy strumień oparty na IndexedCollection position daje bieżącą pozycję position: anInteger ustawia pozycję reset ustawia pozycję na 0 isEmpty czy strumień pusty

21 Random Realizuje strumień liczb pseudolosowych
new Klasowa, tworzy nowy generator (uwaga - zainicjowany na podstawie zegara systemowego) next daje kolejną liczbę pseudolosową [0..1[ seed: aSmallInteger inicjalizuje generator atEnd zawsze daje false contents powoduje błąd

22 Strumienie plikowe Klasy związane z plikami: Directory File
Tworzenie nowego obiektu klasy NewFileStream: Otwieranie istniejącego pliku file: aFileName file: aFileName onError: errorBlock file: aFileName mode: aSymbol onError: errorBlock Tworzenie pliku createFile: filename createFile: aFileName onError: errorBlock createFile: aFileName mode: aSymbol Metody klasy FileStream: close zamyka plik flush nie zamyka, ale zapisuje zawartość na dysku File name: name tworzy plik (File) o nazwie name File open:name otwiera plik (File) o nazwie name

23 Przykład - baza danych plików
Klasa WordIndex pozwala na utworzenie bazy danych dokumentów, umożliwiającej szybkie odszukanie wszystkich dokumentów zawierających pewne słowa. Zakładamy, że dokumenty są plikami tekstowymi zawierającymi słowa (ciągi znaków alfanumerycznych oddzielonych innymi znakami). Używamy bazy danych zadając jej pytanie zawierające kolekcję słów; w odpowiedzi otrzymujemy kolekcję nazw (ścieżek) dokumentów zawierających wszystkie te słowa. Np. chcemy znaleźć wszystkie dokumenty zawierające “programowanie obiektowe”. Obiekty tej klasy (bazy danych) będą miały dwa atrybuty: documents - zbiór napisów reprezentujących ścieżki do plików, których słowa są umieszczone w indeksie words - indeks słów, słownik, którego kluczami są słowa, a wartościami ścieżki do dokumentów zawierających te słowa Object subclass: #WordIndex instanceVariableNames: 'documents words ' classVariableNames: '' poolDictionaries: '' “Metody klasowe klasy WordIndex” new ^ super new initialize “Metody indywidualne klasy WordIndex” initialize "Inicjalizacja pustego indeksu." documents := Set new. words := Dictionary new

24 addWord: wordString for: pathName
"Dodaje wordString do słownika words dla dokumentu opisanego przez pathName." (words includesKey: wordString) ifFalse: [words at: wordString put: Set new]. (words at: wordString) add: pathName addDocument: pathName "Dodaje wszystkie słowa dokumentu opisanego przez pathName do słownika words." | word wordStream | “Jeżeli dokument o tej nazwie już tu jest, to usuwamy go i odwołania do niego ze słownika words” (documents includes: pathName) ifTrue: [self removeDocument: pathName]. “Otwieramy plik” wordStream := NewFileStream file: pathName. documents add: pathName. [(word := wordStream nextWord) == nil] whileFalse: [ self addWord: word asLowerCase for: pathName]. wordStream close removeDocument: pathName "Usuwamy dokument o nazwie pathName ze słownika words” words do: [ :docs | docs remove: pathName]. self removeUnusedWords removeUnusedWords "Usuwamy wszystkie słowa, które mają puste zbiory dokumentów." | newWords | newWords := Dictionary new. words associationsDo: [ :anAssoc | anAssoc value isEmpty ifFalse: [newWords add: anAssoc]]. words := newWords

25 Przykład użycia: locateDocuments: queryWords
"Daje tablicę nazw (ścieżek) plików wszystkich dokumentów zawierających wszystkie słowa w kolekcji queryWords." | answer bag | bag := Bag new. answer := Set new. queryWords do: [ :word | bag addAll: (words at: word ifAbsent: [#()])]. "bag zawiera wszystkie ścieżki dokumentów zawierających którekolwiek słowo" "do answer wstawiamy tylko nazwy plików, które zawierają wszystkie szukane słowa" bag asSet do: [ :document | queryWords size = (bag occurrencesOf: document) ifTrue: [answer add: document]]. ^answer asSortedCollection asArray Przykład użycia: Index := WordIndex new. Index addDocument: 'pierwszy.txt'. Index addDocument: 'drugi.txt'. ..... oop := Index locateDocuments: #('klasa' 'obiekt' 'metoda'). oop do: [ :name | name out ].