F7: OU4, hashar,

omtentan 2017-08-24

Carl Nettelblad

2019-05-20

Lite administrativt

• Anmäl er till uppsamlingstillfällena. Ena blev fullt, fler platser öppnade.

• Möjligt att redovisa alla kursens uppgifter, framför allt rester.

• Men ingen given möjlighet att komplettera igen om ni får rest då. Se till att

kolla automattesterna, kodstil, korrekthet – och att ni själva minns vad

koden gör!

• ANMÄL ER i gruppindelning i Studentportalen, så vi kan bemanna utifrån

det, senast 29 maj.

OU4

• När bollar studsar byter de tillstånd

– Lätt att skriva system med fasta regler för att växla

mellan tillstånd som skapar oscillationer

– I vårt fall: boll studsar in och ut ur väggen eller

varandra fram och tillbaka

– Lösningar?

• Kolla att bollen faktiskt är på väg in i väggen

• Mer allmän (feg) lösning: timer som nollställs, nya

studsar mot samma vägg omöjliga väldigt snart

(men kan ge problem), flytta ut positionen en bit

OU4

• Vad händer om man skrivit något annat än ett tal i ett

fält?

– Kastas ett undantag? Inte så lyckat.

– Låter man bli att utföra åtgärden utan att berätta för

användaren? Kanske inte så lyckat.

Hitta källan

public void actionPerformed(ActionEvent e) {

if (e.getSource() == obj1) {

// Åtgärd för objekt 1

} else if (e.getSource() == obj2) {

// Åtgärd för objekt 2

} else {

// throw new RuntimeException här???

}

}

step-metod

• Hur tar vi hand om att radera objekt?

– Om man loopar med for (Ball b : balls) ges ett fel om man använder remove

– Att loopa med index kan gå bra, men det är lätt att missa ett

index (om du tar bort objekt k måste du minska k med 1)

• Kanske ingen katastrof att missa vissa par ibland på just

den här uppgiften, men mer generellt

– Annat alternativ: skapa lista med alla objekt som ska tas bort

och radera dem i efterhand

• När ska vi rita upp på nytt?

– En gång per tidssteg

Hashtabeller

• Arrayer är snabba. Lagra alla element i en array, välj

index utifrån en hashfunktion. Samma objekt leder alltid

till samma hashvärde.

• Blir värdena alltid unika? Oftast inte.

• Hur gör man då?

– Leta efter en annan plats i arrayen. eller

– Använd en länkad lista för alla element som

”kolliderar”.

• Vi tittar på alternativet med en länkad lista.

Heltal som element

• Tänk att vi har en liten tabell med 7 platser och hashfunktionen ℎ(𝑘) =𝑘 mod 7 (rest vid heltalsdivision) som hashfunktion.

• Väljer att hålla listorna sorterade

eftersom man vid inlägg ändå

måste kontrollera att elementet

inte redan är inlagt.

k 27 4 7 42 3 14 81 26 13 8

h(k) 6 4 0 0 3 0 4 5 6 1

Tidskomplexitet

• Om tabellstorleken ungefär motsvarar antalet element

och hashfunktionen ger bra spridning tar sökning,

inlägg och urtag 𝒪(1) tid

– Nära på lika snabbt som vanlig array

– Trädstrukturer är 𝒪(log 𝑛)

• Dessutom är varje operation ofta dyrare

Skapa hashfunktioner

• Enormt viktiga att hashvärdet är ”någorlunda unikt”

– Även när man tar modulo något mindre tal

• För heltal: ℎ(𝑘) = 𝑘

– Blir 𝑘 mod 𝑚 i praktiken för hashtabell storlek 𝑚

• Teckensträngar

– Konstruera ett heltal utifrån teckenkoderna, se mer i länkat

dokument

– Ofta viktigt att samma teckenföljd i annan ordning inte får

samma kod

– Addera hash för flera element, multiplicera med (samma)

primtal emellan

– Fungerar även för flera fält i ett objekt

Hashstrukturer i Java

• HashSet

• HashMap

• Ofta bättre (snabbare) än TreeSet, TreeMap

– Samma metoder

– Olika implementationer av gränssnitten (interface)

Set och Map

– Går att skriva kod som ska ”ta” en Map och sedan ge den antingen en TreeMap eller en HashMap

Hashfunktioner i Java

• Java har inbyggda hashfunktioner

– Metoden int hashCode() finns i klassen Object

– Precis som toString och equals

• Standardversionen beräknar hash utifrån referenslikhet

– D.v.s. om a == b har de också samma hashvärde

– I standardklasser som ersätter equals ersätts också hashCode

– Samma objekt bör inte byta hashvärde under sin livstid

– Tänk om du stoppar in ett objekt i en HashSet och sedan förändrar det så att det byter hashvärde…

• En egen klass bör alltid ha en egen toString

– Om du har en egen hashCode bör du ha en egen equals, och vice versa

Mer om hashar

• Det finns säkra ”kryptografiska” hashar

– Skapar unika värden från input

– Svårt att medvetet skapa input med viss output

– Kan användas för att kontrollera att en fil är oförändrad

– Om äkthet är viktigt, men inte konfidentialitet, räcker det att kryptera

hashvärdet med en nyckel

• Grund för certifikat på Internet, Bittorrent (filer delas upp i chunks som

hashas och bildar ett träd), Bitcoin (varje block i blockkedjan innehåller en

hash från föregående)

• Vanliga hashCode i Java är inte kryptografisk

– Att hasha ett heltal till sig självt modulo k är lätt att räkna baklänges

• Javabiblitoteken har stöd för kryptografiska hashar också

– Heter saker som SHA-256 (dåliga, som inte längre används, hette

MD5, SHA-1)

Genomgång av tentan

2017-08-24

• Tentan och lösningsförslag finns på nätet.

• Försöker fokusera på hur man kan tänka för att närma

sig en lösning.

• Fråga gärna om det är någon speciell uppgift ni har sett

som ni vill veta mer om.

Flervalsfrågor

• I princip kunskapsfrågor från kursen.

Flervalsfrågor

• Läs noga all information om ett eller flera svar är/kan

vara rätt.

Flervalsfrågor

• En logaritmisk

del är inte det

samma sak

som att den

växer

logaritmiskt.

• Läs noga även

om alternativen

på olika frågor

liknar varandra.

A2

• Javadoc-kommentaren beskriver vad metoden gör,

men säger inte vad den heter. Den säger inte returtyp,

men säger vilken sorts värde som returneras. Den

säger exakt vad argumenten heter.

• Här fick vi veta att den räknade ut upphöjt. I texten stod

det att var decimaltal, men double som sådant

nämndes inte.

• public static double pow(double base, intexponent)

A3

• Standardrekursion för listor. Hjälpmetod som jämför

varje nod tills den hittat rätt, returnerar ny efterföljare

som sätt att utföra raderingen.

• Notera behovet att kasta undantag i basfallet.

• Att uppgiften ber dig att implementera en metod

betyder inte att du BARA bör/kan/får skriva den

metoden.

A4

• Dokumentationen för String var bilaga. Parametrarna

kan vara en char-array, ett index och en längd.

Returtypen är en sträng. Alltså blir värdet här strängen

(inte arrayen eller något annat) "bcd”

• Viktigt att kunna läsa kod och skriva kod, men också

viktigt att kunna läsa och skriva dokumentation

• Ju komplexare funktionalitet du använder, desto

viktigare att inte behöva förstå hela koden du anropar

för att kunna använda den…

A5

• Det är viktigt att kunna implementera

standardmetoderna toString, equals, hashCodekorrekt för egna klasser.

• Vi har inte gjort equals så mycket.

• Men i kodbilagan fanns flera exempel på equals för andra klasser (t.ex. List)!

• equals jämför alltid med ett annat Object

• DU måste kolla att objektet inte är null och är av rätt typ (Student) innan du typomvandlar till Student och försöker komma åt dess fält

A6

• Vi får en ledtråd i att String implementerar Comparable.

• Dokumentationen för Comparable fanns med i bilagan. 0 betyder likhet. Om och endast om

surname.compareTo(s.surname) är 0 behöver vi jämföra firstName, annars returnerar vi det vi fick för surname

A6

• Vi får en ledtråd i att String implementerar Comparable.

• Dokumentationen för Comparable fanns med i bilagan. 0 betyder likhet. Om och endast om

surname.compareTo(s.surname) är 0 behöver vi jämföra firstName, annars returnerar vi det vi fick för surname

A7

• Tidskomplexiteten tar vi reda på genom att förstå det

rekursiva förloppet. Det här var en sorterad lista, så

metoden stegar så länge elementet som ska läggas till

kommer senare i sorteringsordningen än nuvarande

element. Om vi inte vet något annat om elementet som

läggs till bör det i medeltal hamna mitt i listan, så

komplexiteten är proportionell mot längden.

A8

• Borde ha stått höjden, men tydligt från uppgiften. Ni

gjorde samma sak i OU3. Kruxet är att se att man

måste följa alla grenar i trädet och ta max på varje nivå,

antingen med Math.max eller egen if-sats som jämför (undvik för hög komplexitet!).

A9

• Också väldigt lik OU3, med en demonstration av en

viktig teknik, där hjälpmetoden inte returnerar något

utan har voidtyp. Resultatet syns i stället i att den

förändrar en ArrayList som skickas in.

A10

• Hur kontrollera att en sträng är null eller tom? Hur göra det i rätt ordning för att undvika

NullPointerException?

A11

A11

• Hur fungerar arv? Om A extends B – vad gäller då?

• Varje A är en B. Varje B är inte en A.

• En variabel av basklasstyp kan referera till ett objekt av

subklasstyp.

A11

• I Java tillämpas konsekvent polymorfi (dynamisk

bindning). Det är objektets typ, inte variabelns typ, som

styr vilken metod som anropas. Draw-metoden för en Rose anropas alltid för det objektet, även om det är en Plant-variabel som refererar till den.

Godkänd!

• Dags för högre betyg.

B1

• Vi måste titta på List och övriga klasser, vad saknas vad gäller equals och hashCode?

• List.equals finns, Student.equals finns, Student.hashCode finns

• List.hashCode saknas!

• Kombinera hashvärdena för alla studenter genom

addition och multiplikation med primtal

– Godtagbar trubbig strategi

B2

• Rätt vanligt scenario, vi vill göra en traversering och

någon typ av filtrering samtidigt.

• Och vi vill inte i onödan besöka delar av trädet som inte

kan bidra till summan.

• Dock fel i facit, vänstergrenen måste följas även om now.data >= limit

B3

• Vi ska generera en ArrayList, så vi har nog en hjälpmetod med void som returtyp

• Vad kan vi rekursera på?

– Början av ordet och hur många versaler vi har ”kvar” att placera ut

• På varje nivå

– Lägg till gemen och rekursera med en bokstav till, samma count

– Lägg till versal och rekursera med en bokstav till, count – 1

• Basfall

– count blir negativt, bryt

– Vi uppnår mallsträngens längd, lägg till i listan

B4

B4

• Rekursion i x- och y-koordinater

– Rekursionssteg prova x+-1, y +-1

– Sätt färgen till newcolor

• Basfall

– Färgen är inte oldcolor

• För varje rekursionssteg som inte är basfallet kommer vi att ändra färg på

minst en pixel

• Både rekursionsdjup och komplexitet är som värst linjära med antalet

pixlar

• Se upp om gammal och ny färg är identiska i första anropet

• Annars, starta i angiven startpunkt

B5

Tänk på att ni kan använda en lämplig bas när konstanta faktorer är irrelevanta.

I bas 10 är jämförelsen lätt att göra, man kan lösa ut konstanter för de olika

algoritmerna och se vad som dominerar. Skriva en tabell över olika värden eller

skissa kurvor kan vara en hjälp.

B6

• Titta på att alla metoder som anropas faktiskt finns för de typer

som är deklarerade. Om variabeln har typ A kan du bara anropa

de metoder som finns i A, även om de versioner av metoderna

som anropas är de i B.

• Tänk på effekterna av olika synlighet (private, protected, public)

• Tänk på att abstrakta metoder och metoder i interface måste

implementeras i berörda konkreta klasser

• Tänk på skillnaden mellan extends och implements

Frågor?

• Lycka till med tentan och OU5!

• På OU5:

– Tänk på var olika delar av logiken placeras

– Försök att låta bli att kopiera kod

– Försök undvika många olika delfall (särskilt i

Symbolic)

– Fundera på när och om det är motiverat att

introducera nya metoder i basklasser