ark-modellen

8/14/2019 Ark-modellen

1/83

1

Tolkning og kjring av

Java-kode De fleste har en intuitiv forstelse av mer eller mindre enkle Java-

programmer (variabeldeklarasjoner, uttrykk, metodekall osv.)

Imidlertid trengs en mer detaljert modell for at nyanser og komplisertetilfeller skal kunne forsts.

Eksempel: for (int i = 0; i < 10; i++) {

if (...) {break;

}}

hvilken verdi har i-variablen etter for-setningen?

Eksempel: public int foo(int n) {

if (n


2/83

2

Ark-modellen for kjring

Tenk p programmet som enoppskrift med et tilhrende ark for notere verdier.

Til arket hrer en pil som peker pneste linje/setning i programmet.

Hver gang en kommer til envariabeldeklarasjon, utvides arketmed en navngitt verdi til.

Ved tilordning, erstattes den

gamle verdien med den nye. Eksempel:

int a = 1;

int b = a + 1;

a = b + 1;


3/83

3







int a = 1

int a = 1;

int b = a + 1;

a = b + 1;


4/83

4







int a = 1

int b = 2

int a = 1;

int b = a + 1;

a = b + 1;


5/83

5







int a = 3

int b = 2

int a = 1;

int b = a + 1;

a = b + 1;


6/83

6

Ark-modellen forts.

Hver type Java-snutt kan forklares ved vise hvordanarket brukes eller endres av at snutten kjres.

Deklarasjon: ; F.eks. int a;

ny variabel legges til arket ogsettes til standardverdien for typen

Deklarasjon: = ; F.eks. int a = 1;

ny variabel legges til arket

Tilordning: = ; F.eks. a = 1; verdien til variablen erstattes

Tilleggsregel:Sammensatte deklarasjoner gjres i sekvens: int a, b; utfres som

int a; int b;

int a;

int a = 1;

a = 1;


7/83

7

Ark-modellen forts.








int a; int b;

int a = 0int a;

int a = 1;

a = 1;


8/83

8

Ark-modellen forts.








int a; int b;

int a = 0int a;

int a = 1int a = 1;

a = 1;


9/83

9

Ark-modellen forts.








int a; int b;

int a = 0int a;

int a = 1int a = 1;

int a = ?a = 1;


10/83

10

Ark-modellen forts.








int a; int b;

int a = 0int a;

int a = 1int a = 1;

int a = 1a = 1;


11/83

11

Ark kan ligge i lag og

kommer og gr Med {...} vil et nytt, temporrt ark kan legges opp et

eksisterende. Eksempel:

Slike {...}-blokker er et signal om at variablene har kortvarig

relevans, f.eks. inneholder midlertidige mellomverdier. Nye (temporre) variabler kan

introduseres i alle slike {...}-blokker,ogs i if-else-grenser og i while og for-lkker.

Nr en blokk er utfrt, fjernes arket og tilhrende variabler.

int a = 1;

{

int b = a + 1;

a = b + 1;

}


12/83

12



eksisterende.

Eksempel:

Nye (temporre) variabler kan


Nr variabler utfres som uttrykk eller tilordnes en ny verdi, letesvariablen opp p arkene som er aktive, fra verst til underst.


int a = 1;

{int b = a + 1;

a = b + 1;

}


13/83

13



eksisterende.

Eksempel:





int a = 1int a = 1;

{int b = a + 1;

a = b + 1;

}


14/83

14



eksisterende.

Eksempel:





int a = 1int a = 1;

{int b = a + 1;

a = b + 1;

}


15/83

15



eksisterende.

Eksempel:





int a = 1int a = 1;

{int b = a + 1;

a = b + 1;

}

int b = 2


16/83

16



eksisterende.

Eksempel:





int a = 1int a = 1;

{int b = a + 1;

a = b + 1;

}

int b = 2


17/83

17



eksisterende.

Eksempel:





int a = 3int a = 1;

{int b = a + 1;

a = b + 1;

}

int b = 2


18/83

18



eksisterende.

Eksempel:





int a = 3int a = 1;

{int b = a + 1;

a = b + 1;

}


19/83

19

while

while-setningen endrer ikke arket, men spesifiserer

regler for hvordan pilen flytter seg testen og kroppen utfres vekselvis, til testen gir false som verdi

Eksempel:

int a = 1;

while (a < 4) {

a += 2;

}


20/83

20

while



Eksempel:int a = 1

int a = 1;

while (a < 4) {

a += 2;

}


21/83

21

while



Eksempel:int a = 1

int a = 1;

while (a < 4) {

a += 2;

}


22/83

22

while



Eksempel:int a = 3

int a = 1;

while (a < 4) {

a += 2;

}


23/83

23

while



Eksempel:int a = 3

int a = 1;

while (a < 4) {

a += 2;

}


24/83

24

while



Eksempel:int a = 5

int a = 1;

while (a < 4) {

a += 2;

}


25/83


26/83

26

while



Eksempel:int a = 5

int a = 1;

while (a < 4) {

a += 2;

}


27/83

27

for

for-setningen har subtile forskjeller fra while, fordiden introduserer en implisitt {...}-blokk for init-,test- og steg-delen

Eksempel:

test- og steg-delen kan ikke referere til temporre

variabler i den indre {...}-blokken

int sum = 0;for (int a = 1;

a < 4;

a += 2)

{

int b = a*2;sum += b;

}


28/83

28

for


Eksempel:



int sum = 0


a < 4;

a += 2)

{


}


29/83

29

for


Eksempel:



int sum = 0


a < 4;

a += 2)

{


}

int a = 1


30/83

30

for


Eksempel:



int sum = 0


a < 4;

a += 2)

{


}

int a = 1


31/83

31

for


Eksempel:



int sum = 0


a < 4;

a += 2)

{


}

int a = 1

int b = 2


32/83

32

for


Eksempel:



int sum = 2


a < 4;

a += 2)

{


}

int a = 1

int b = 2


33/83

33

for


Eksempel:



int sum = 2


a < 4;

a += 2)

{


}

int a = 3


34/83

34

for


Eksempel:



int sum = 2


a < 4;

a += 2)

{


}

int a = 3


35/83

35

for


Eksempel:



int sum = 2


a < 4;

a += 2)

{


}

int a = 3

int b = 6


36/83


37/83

37

for


Eksempel:



int sum = 8


a < 4;

a += 2)

{


}

int a = 5


38/83


39/83

39

for


Eksempel:



int sum = 8


a < 4;

a += 2)

{


}


40/83

40

Egendefinerte funksjoner

Nr funksjoner kalles, legges et nytt ark p, som skygger for deandre. Argumentene brukes til initialisere parametrene somvariabler p det nye arket:

Variablene i den kallende funksjonen,er ikke tilgjengelig i den kalte funksjonen. De kan kunkommunisere gjennom parametrene/argumentene

int x(int n1, int n2)

{ return n1 + n2;}

int y(int n1, int n2)

{ return n1 n2;}

int z(int a, int b, int c){

int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)


41/83

41




int a = 1

int b = 2

int c = 3


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)


42/83

42




int a = 1

int b = 2

int c = 3

int n1 =


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)


43/83

43




int a = 1

int b = 2

int c = 3

int n1 =


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)

int n1 = 1

int n2 = 2


44/83

44




int a = 1

int b = 2

int c = 3

int n1 =


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)

int n1 = 1

int n2 = 2


45/83

45




int a = 1

int b = 2

int c = 3

int n1 = 3


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)


46/83

46




int a = 1

int b = 2

int c = 3

int n1 = 3

int n2 =


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)


47/83

47




int a = 1

int b = 2

int c = 3

int n1 = 3

int n2 =


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)

int n1 = 3

int n2 = 3


48/83

48




int a = 1

int b = 2

int c = 3

int n1 = 3

int n2 =


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)

int n1 = 3

int n2 = 3


49/83

49




int a = 1

int b = 2

int c = 3

int n1 = 3

int n2 = 0


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)


50/83

50




int a = 1

int b = 2

int c = 3

int n1 = 3

int n2 = 0


{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3)


51/83

51





{ return n1 + n2;}


{ return n1 n2;}


int n1 = x(a, b);

int n2 = y(n1, c);

return n2;}

z(1, 2, 3) => 0


52/83

52

Rekursive funksjoner

Samme mekanisme brukes nr funksjoner kaller seg selv. Selv omslike funksjoner er vanskelige skrive rett, er prinsippet det samme.

Oppgave: Prv kalle flgende funksjon med 3 som argument:

int fak(int n){

if (n


53/83

53




int fak(int n){

if (n


54/83

54




int fak(int n){

if (n


55/83


56/83

56




int fak(int n){

if (n


57/83

57




int fak(int n){

if (n


58/83

58




int fak(int n){

if (n


59/83

59




int fak(int n){

if (n


60/83

60




int fak(int n){

if (n


61/83

61




int fak(int n){

if (n


62/83

62




int fak(int n){

if (n


63/83

63




int fak(int n){

if (n


64/83

64




int fak(int n){

if (n


65/83

65




int fak(int n){

if (n


66/83

66




int fak(int n){

if (n 6

int fib(int n)

{ return (n


67/83

67


fak-funksjonen (ogs kalt fakultet og angitt med !) er en skaltenkelt-rekursiv funksjon, siden den kaller seg selv n gang, inntilargumentet blir 1.

Dersom en ekspanderer uttrykket, ser en hvilke regneoperasjon somblir utfrt (hver parentes tilsvarer et funksjonskall).

fib-funksjonen er dobbelt-rekursiv, i og med at den kaller seg selv toganger, inntil argumentet er 1 eller 0. Ekspandert gir det:

Slike nstede kall er fiklete simulere riktig, men prinsippet er igrunnen enkelt og viktig kjenne (og kunne bruke p eksamen).

Heldigvis gjr Java-maskineriet dette for oss, og noks fort ogs!

fak(3) = 3 * (fak(2) = 2 * (fak(1) = 1)) == 3 * (2 * 1) = 6

fib(3) = ((fib(2) = (fib(1) = 1) + (fib(0) = 0)) +

(fib(1) = 1)

= (1 + 1) + 1 = 3


68/83

68

Globale variabler Globale variabler lever like lenge som hele

programmet de dukker opp nr programmet starter

de lever s lenge programmet er aktivt

de forsvinner frst nr programmet avslutter

Globale variabler ligger p et kjempeark underalle andre ark, ogs de knyttet til funksjonskall

kan endres av alle kode, ogs av koden inni egendefinertefunksjoner

gjr det mulig for funksjoner formidle resultater til andre deler avprogrammet, ut over return-verdien

Globale variabler br brukes med forsiktighet,fordi det gjr det vanskeligere isolereprogramdeler fra hverandre


69/83

69

Eksempel: public static int sum = 0, kvadratSum = 0;

public static void summer(String[] tabell) {

for (int i = 0; i < tabell.length; i++) {

int n = Integer.valueOf(tabell[i]);

sum += n;kvadratSum += n * n;

}

}

public static void main(String[] args) {

summer(args);

System.out.println(Sum: + sum);

System.out.println(Kvadratsum: + kvadratSum);

summer(args);



};

Hva skrives ut dersom programmet kalles med 1, 2 og 3

som kommandolinjeargumenter?

Globale variablerint sum = 0

int kvadratSum = 0


70/83

70






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 0

String[] args =

{1, 2, 3}


71/83

71






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 0

String[] args =

{1, 2, 3}


72/83

72


public static void summer(String[] tab) {

for (int i = 0; i < tab.length; i++) {

int n = Integer.valueOf(tab[i]);


}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 0

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}


73/83

73






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 0

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 0


74/83

74






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 0

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 0

int n = 1


75/83

75






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 0

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 0

int n = 1


76/83

76






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 0

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 0

int n = 1


77/83

77






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 1

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 0

int n = 1


78/83

78






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 1

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 1

int n = 2


79/83

79






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 5

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 1

int n = 2


80/83

80






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 5

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 2

int n = 3


81/83

81






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 14

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 2

int n = 3


82/83

82






}

}


summer(args);



summer(args);



};




int kvadratSum = 14

String[] args =

{1, 2, 3}

String[] tab =

{1, 2, 3}

int i = 2


83/83






}

}


summer(args);



summer(args);



};



int kvadratSum = 14

String[] args =

{1, 2, 3}

ark-modellen

Documents