lecture12.ppt · 2010-10-12 · 10/12/2010 2 l u l e Å t e k n i s k a u n i v e r s i t et s y s...

10/12/2010

1

L U L E Å T E K N I S K A U N I V E R S I T ETD 0 0 0 9 ES Y S T E M T E K N I K

INTRODUKTION TILL PROGRAMMERING

1

Introduktion till programmeringD0009E

Föreläsning 12: “Klasser och funktioner”



2

Tid som en Python-klass

� En tämligen enkel klassdefinition:class Time:

hours = 0minutes = 0seconds = 0

� Användning:time = Time()time.hours = 11time.minutes = 59

Notera att både hours och minutes har muterat från ursprungsvärdet0, men vi bryr oss inte längre om att visa variablers historia i våratillståndsdiagram om det inte är absolut nödvändigt

hours 11minutes 59seconds 0

time

� Tillståndsdiagram:



Klasser är som typer

3

int float

i x

Klass för tid:

hours (heltal (int))minutes (heltal (int))seconds (heltal (int))

Time

y 103140

113513

tid1 tid2

Enkla typer:

4 6,8 3,7

typ/klass:

värde/instans:



4

Summering av tid

� Låt oss definiera en funktion sum(t1, t2), som returnerar summan av tiderna t1 och t2def sum(t1, t2):

t = Time()t.hours = t1.hours + t2.hourst.minutes = t1.minutes + t2.minutest.seconds = t1.seconds + t2.secondsreturn t

� Låt oss vidare anta att vi har en funktion printTime(t) som skriver ut information från ett tidobjekt t på formen hours:minutes:seconds (övning 13.1!)



5

Summering av tid

� Vi vill addera tidpunkten 10:15:0 (lektionsstart) och tiden 1:30:0 (längden av en lektion)>>> start = Time()>>> start.hours = 10>>> start.minutes = 15>>> length = Time()>>> length.hours = 1>>> length.minutes = 30>>> stop = sum(start, length)>>> printTime(stop)11:45:0

� Tycks fungera bra. Men vad händer om vi börjar 14:45?



6

Summering av tid

� Lektionen rapporteras sluta kl 15:75:0! Ej korrekt!� Rättad version av sum, som tar hänsyn till problemet:def sum(t1, t2):

t = Time()t.hours = t1.hours + t2.hourst.minutes = t1.minutes + t2.minutest.seconds = t1.seconds + t2.secondsif t.seconds >= 60:

t.seconds = t.seconds - 60t.minutes = t.minutes + 1

if t.minutes >= 60:t.minutes = t.minutes - 60t.hours = t.hours + 1

return t

10/12/2010

2



7

Summering av tid

� Vår funktion sum(t1,t2) är nu korrekt, men möjligen lite väl lång. Vi ska strax titta på en kortare variant

� Först ska vi dock undersöka ett principiellt annorlunda alternativ till att returnera resultatet som ett nytt objekt: def increment(t, s):

t.seconds = t.seconds + sif t.seconds >= 60:


if t.minutes >= 60:t.minutes = t.minutes - 60t.hours = t.hours + 1



8

Summering av tid

� Funktionen increment(t, s) returnerar inget resultat, i stället orsakar den en bestående effekt: argumentet tmuterar genom att s sekunder läggs till

� Men vad händer om s > 60? Här behövs en korrigering:def increment(t, s):

t.seconds = t.seconds + swhile t.seconds >= 60:


while t.minutes >= 60:t.minutes = t.minutes - 60t.hours = t.hours + 1



9

Summering av våra övningar

� Vi har konstruerat två funktioner, sum och increment, som var för sig erbjuder en lösning på problemet att summera tid

� Funktionen sum är en ren funktion – den returnerar ett resultat utan att orsaka några bestående effekter

� Funktionen increment är en modifierare – den orsakar mutation i ett argument, men returnerar inget resultat

� I båda varianterna har vi dessutom gjort konstruktionsmissar som vi sedan fått korrigera

� Och båda funktionerna har fortfarande utrymme för effektivitetsförbättringar...



10

Så vilken stil är bäst?

Rent funktionell stil

Är bättre på att avspeglamatematiska begrepp

Undviker alias-problemetgenom att inte mutera data

Resulterar ofta i korrektkod på kort tid

Modifierare

Är bättre på att efterliknabeteenden i verkliga världen

Utnyttjar alias-fenomenettill fullo

Resulterar ofta i effektivaremen ibland mer komplex kod

Frågan i vårt fall är hur vi ser på begreppet tid... Är tid ett matematisktbegrepp, eller ett objekt i den verkliga värden som vi vill simulera?



11

Om programutveckling

� I båda våra försök att summera tid utvecklade vi programkoden genom att bygga prototyper –funktioner som vi tyckte var ungefärligen rätt och som vi sedan testade och korrigerade efter hand

� Prototyp-baserad utveckling kan vara mycket effektiv, om man har rätt "känsla" för problemet

� Prototyp-baserad utveckling kan samtidigt leda till kod som är komplicerad och svårbedömd, som ett resultat av ett planlöst lappande och fixande för varje bug...

� Ett komplement till prototyp-baserad utveckling kan därför vara planering, utgående från en djupare förståelse om vad problemet egentligen handlar om



12

Summering av tid – planering

� I stället för att rusa iväg och lösa uppgiften utgående från hur tid representeras på ett digitalur...

� ... kan vi konstatera att de flesta av oss uppfattar tid som en en-dimensionell linje!

� Summering av tid är inget annat än förflyttning längs denna linje, vilket inte borde vara så krångligt att uttrycka

� Insikt: tid är egentligen ett en-dimensionellt värde på tidsaxeln som vi väljer att representera som timmar, minuter och sekunder (för att lättare kunna skilja ut de stora dragen från detaljerna)

� Slutsats: vi behöver kunna konvertera mellan dessa former!

10/12/2010

3



13

Konverteringsfunktioner

� Låt oss välja att gradera tidsaxeln i sekunder

� Konvertering till denna enhet:def convertToSecs(t):

minutes = t.hours * 60 + t.minutesreturn minutes * 60 + t.seconds

� Konvertering till traditionell representation:def convertToTime(seconds):

t = Time()t.hours = second / 3600t.minutes = (seconds % 3600) / 60t.seconds = seconds % 60return t



14

Summering av tid (sista gången!)

� En förbluffande enkel operation:def sum(t1, t2):

seconds = convertToSecs(t1) + convertToSecs(t2)return convertToTime(seconds)

� Som extra bonus kan vi nu enkelt beräkna tidsskillnader:def diff(t1, t2):

seconds = convertToSecs(t1) - convertToSecs(t2)return convertToTime(seconds)

� Samma sak med multiplikation (hur mycket tid är 16 lektioner à 1 timme 30 minuter?)

� Sens moral: ibland kan lösningen bli enklare om man ger sig på ett lite generellare ("svårare") problem än man först hade!

lecture12.ppt · 2010-10-12 · 10/12/2010 2 l u l e Å t e k n i s k a u n i v e r s i t et s y s...

Documents