Objets, délégation, ArrayList, HashMap

Eclipse (A faire à la maison)

À partir de maintenant, nous allons utiliser Eclipse (lancer la commande eclipse dans un terminal) comme environnement pour faire les TPs. Installez-le sur votre machine et familiarisez-vous avec son utilisation.

Créer un projet nommé TP4.

Vérifier que l'environnement d'exécution est bien Java-23, changer si ce n'est pas le cas.

Écrire une classe Main qui affiche Hello Eclipse.

Raccourcis et astuces

Que fait sysout + Ctrl + Space dans un main ?

Que fait toStr + Ctrl + Space dans une classe ?

Définir un champs foo de type int, que fait get + Ctrl + Space, et set + Ctrl + Space .

Dans le menu Source, comment générer un constructeur initialisant le champ foo ?

Sélectionner le nom de la classe puis Alt + Shift + R, qu'obtient-on ? Même question avec le champ foo .

Écrire a = 2 + 3 + 4, puis sélectionner 2 + 3 puis Alt + Shift + L .

Écrire new Integer(2), en gardant le curseur après ')', appuyer sur Ctrl + 1, que se passe-t-il ?

Déclarer une variable s de type String et cliquer sur String en maintenant la touche Ctrl . Que se passe-t-il ?

Dans la méthode toString(), que fait un Ctrl + Clic sur super.toString() ?

Sélectionner le champs foo, puis Ctrl + Shift + G. Que se passe-t-il ?

À quoi sert Ctrl + Shift + O ?

À quoi sert Ctrl + Shift + C ?


Apprenez les raccourcis que nous venons de voir, cela vous fera gagner du temps lors des TPs notés.

Library

On souhaite écrire une classe Library pour modéliser une bibliothèque et permettant de stocker des livres.

On veut que le code suivant fonctionne :

    var library = new Library();
    library.add(book);
    System.out.println(library.findByTitle("Da Vinci Code"));
   

Pour stocker les livres, nous allons utiliser la classe java.util.ArrayList qui est une implantation d'un tableau dynamique (qui s'agrandit si nécessaire).

Vous utiliserez le record Book suivant

    public record Book(String title, String author) {
      public Book {
        Objects.requireNonNull(title);
        Objects.requireNonNull(author);
      }
     
      @Override
      public String toString() {
        return title + " by " + author;
      }
    }
   
Avec Eclipse, faire un copier-coller du code ci-dessus dans le répertoire src (oui, ça fonctionne !).

  1. Écrire une classe Library avec un champs books de type ArrayList ainsi qu'un constructeur sans paramètre initialisant le champ books.
    Attention à déclarer les bons modificateurs pour le champ books.
    Note : il est possible que le compilateur lève un warning, si c'est le cas, comment corriger le problème ?
  2. Ajouter une méthode add qui permet d'ajouter des books (non null) à la liste de livres.
  3. Écrire une méthode findByTitle qui permet de trouver un livre en fonction de son titre dans la bibliothèque. La méthode doit renvoyer null dans le cas où aucun livre n'a le bon titre.
  4. Comment le compilateur compile-t-il une boucle foreach sur une collection ?
    Utiliser la commande javap pour vérifier !
           javap -c Library.class
         
  5. Expliquer pourquoi la méthode findByTitle doit renvoier null plutôt que de lever une exception.
  6. Écrire une méthode toString permettant d'afficher les livres de la bibliothèque dans l'ordre d'insertion, un livre par ligne.

Librarie 2 (le retour de la vengeance)

L'implantation faite dans l'exercice précédent est lente si la méthode findByTitle est appelée fréquemment. On va changer l'implantation en gardant la même API, c'est à dire avec les mêmes méthodes publiques (ayant les mêmes signatures). De cette façon, il ne sera pas nécessaire de changer le code du main !

  1. Quelle est la complexité de la méthode findByTitle de la classe Library ?
  2. Regarder la javadoc de la classe java.util.HashMap ainsi que celle de ses méthodes put et get.
    Quelle est la structure de données algorithmique dont java.util.HashMap est une implantation ?
    Sachant que l'on veut améliorer la performance de findByTitle comment peut on utiliser la classe java.util.HashMap pour cela ?
    Quelle sera alors la complexité de findByTitle ?
  3. Commenter entièrement le code de la classe Library (pour ne pas perdre votre travail) et recopier les signatures des méthodes commentées. Pour l'instant, laisser la méthode toString de côté. Modifier les champs afin d'utiliser une java.util.HashMap et implanter les méthodes le constructeur et les méthodes add et findByTitle.
  4. Expliquer pourquoi, ici, on a préféré utiliser une classe pour représenter Libary plutôt qu'un record.
  5. Pour l'implantation de la méthode toString, quelle méthode de java.util.HashMap doit-on utiliser pour obtenir l'ensemble des valeurs stockées ? Si vous ne savez pas, lisez la javadoc !
    Écrire la méthode toString.
  6. En fait, la méthode toString ne fait pas exactement ce qui est demandé, car elle ne permet pas d'afficher les éléments dans l'ordre d'insertion. Sachant qu'il existe une classe LinkedHashMap, comment peut-on résoudre ce problème ?
  7. On souhaite ajouter une méthode removeAllBooksFromAuthor qui prend un nom d'auteur en paramètre et supprime tous les livres de cet auteur de la bibliothèque.
    Sachant qu'il existe une méthode remove dans la classe java.util.LinkedHashMap, écrire une implantation qui parcourt tous les livres avec une boucle for each et supprime ceux de l'auteur avec remove.
    Pourquoi votre implantation lève-t-elle une exception dans l'exemple suivant ?
          var library2 = new Library();
          library2.add(new Book("Da Vinci Code", "Dan Brown"));
          library2.add(new Book("Angels & Demons", "Dan Brown"));
          library2.removeAllBooksFromAuthor("Dan Brown");
         
  8. En fait, il existe une méthode remove sur l'interface Iterator qui n'a pas ce problème, car le parcours et la suppression se font sur le même itérateur.
    Implanter correctement la méthode removeAllBooksFromAuthor.
  9. De façon optionnelle, si vous êtes balèze, il existe une méthode removeIf sur Collection qui permet d'écrire la méthode removeAllBooksFromAuthor en une ligne !

Rogue

Dans cet exercice, nous allons voir sur un exemple concret ce que l'on entend par encapsulation. Pour cela, on revient sur le dernier exercice du TP précédent.

Considérons le code suivant qui est une solution possible pour l'exercice Rogue du TP précédent. Dans cette version, le concept de prix est complètement encapsulé dans la classe Price. La classe RogueEncapsulated n'a pas besoin de savoir comment les prix sont représentés, elle peut utiliser la classe Price sans savoir comment elle est implémentée.

Pour comprendre la puissance de l'encapsulation, nous allons rajouter un des pièces de cuivre avec la convention qu'une pièce d'argent vaut 25 pièces de cuivre.

Modifier l'implémentation de la classe Price pour qu'elle représente des prix en or, argent et cuivre. Vous ne toucherez pas au code de la classe RogueEncapsulated et tout devra fonctionner de la même façon sauf que les prix seront maintenant exprimés en or, argent et cuivre.

    import java.util.Objects;
    import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

    public record Price(int silverTotal){
        public static final int SILVER_PER_GOLD = 13;
        public Price {
          if (silverTotal < 0){
            throw new IllegalArgumentException("Invalid price.");
          }
        }

        public Price(int gold, int silver){
          this(gold * SILVER_PER_GOLD + silver);
        }

        private int gold(){
          return silverTotal / SILVER_PER_GOLD;
        }

        private int silver(){
          return silverTotal % SILVER_PER_GOLD;
        }

        @Override 
        public String toString(){
          return gold() +"g and " + silver() + "s";
        }
        
        public static Price randomBelow(Price cost){
          Objects.requireNonNull(cost);
          var rng = ThreadLocalRandom.current();
          return new Price(rng.nextInt(cost.silverTotal));
        }

        public boolean isLowerThan(Price other){
          Objects.requireNonNull(other);
          return silverTotal < other.silverTotal;
        }

        public Price substract(Price other){
          Objects.requireNonNull(other);
          if (isLowerThan(other)){
            throw new IllegalArgumentException("Not enough gold pieces.");
          }
          return new Price(silverTotal - other.silverTotal);
        }
    }  
import java.util.Scanner;

public class RogueEncapsulated {
    
    public static String ask(Scanner scanner){

        while(true){
            System.out.println("Type yes (to buy), no (to skip) or quit (to leave)");
            var choice = scanner.nextLine();
            if (choice.equals("yes") || choice.equals("no") || choice.equals("quit")){
                return choice;
            }
            System.out.println("Invalid choice, please try again.");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        var purse = Price.randomBelow(new Price(100, 0));
        var scanner = new Scanner(System.in);

        var potions = 0;
        while (true) {
            System.out.println("You have " + purse + " gold pieces.");
            var price = Price.randomBelow(new Price(10, 0));
            System.out.println("Do you want to buy a potion of healing for " + price +"?");
            var choice = ask(scanner);
            if (choice.equals("quit")){
                break;
            }
            if (choice.equals("no")){
                continue;
            }
            // buy potion
            if (purse.isLowerThan(price)){
              System.out.println("You don't have enough gold pieces.");
              continue;
            }
            potions++;
            purse = purse.substract(price);
        }
        System.out.println("You manage to acquire " + potions + " potions with " + purse + " gold pieces remaining.");
    }
}