Object-Oriented Programming เนื้อหามิดเทอม 2023/1

Midterm

• Object, Class
• Method
• Basic Array
• Array List, Multidimensional Arrays

Midterm exam guideline (77 คะแนน, 30%)

ออกถึง Array 2 มิติ / ArrayList

• ตอนที่ 1 (14 คะแนน)
  • ทฤษฎี OOP (True / False)
  • หาผลลัพธ์
• ตอนที่ 2 (28 คะแนน)
  • หาผลลัพธ์โปรแกรม OO + Array
  • แก้โปรแกรม + ดู Error ทุกบท
• ตอนที่ 3 (3 ข้อ, 35 คะแนน)
  • ArrayList
  • OO
  • Algorithm
• บอกในคราส (ไม่ชัวร์)
  • Binary Search

Weeks

• 2 12/07/2023

  • String.format("", vars, ...)

    • เช่น

      System.out.println(String.format("Area of the circle (radius = %.2f): %.3f", radius, area));
      // Area of the circle (radius = 1.00): 3.142

  • Primative Data type: ตัวแปรพื้นฐาน

    • long (64 bits) > int (32 bits) > short (16 bits) > byte (8 bits)
    • double (64 bits) > float (32 bits)
    • string ("") > char ('')
    • boolean

  • Casting: การแปลงประเภทข้อมูล

    • Conversion: การแปลงประเภทข้อมูล
      • Widening conversion: ข้อมูลเล็ก $\rArr$ ข้อมูลใหญ่
      • Narrowing conversion: ข้อมูลใหญ่ $\rArr$ ข้อมูลเล็ก
    • Explicit casting: บังคับ cast (ข้อมูลใหญ่ $\rArr$ ข้อมูลเล็ก)
    • Implicit casting: Java cast มาให้ (ข้อมูลเล็ก $\rArr$ ข้อมูลใหญ่)

  • Reference Data type: ไม่ได้เก็บโดยตรงแต่เก็บ Refernce ของมัน:

    • Class: เช่น

      // ชนิด Scanner (ประเภท Class) ชื่อ sc
      // ละต้องใส่ Object เข้าไป Scanner(System.in);
      // new จะเป็นการ Allowcate memory ให้ Object
      Scanner sc = new Scanner(System.in);
      
      // การรับ Input, เรียก method next ของ data type นั้นๆ
      double radius = sc.nextDouble();
      // สามารถทำได้เพราะ Int ขนาดเล็กกว่า Double
      radius = sc.nextInt();
      // XX ไม่ได้เพราะ Double ใหญ่กว่า XX
      int x = sc.nextDouble();

    • Array, String

  • การใช้ float / double / long / int

    // เพราะทศนิยมจะ default ที่ double
    // XX ไม่ได้ XX
    float f = 1.0;
    // ได้
    float f = 1.0f;
    
    // จำนวนเต็ม default ที่ int
    // ได้ หรือไม่มี l ก็ได้ เพราะ int เล็กกว่า long
    long l = 10l;
    
    1.23E+7
    1.11E-7

    int a = 5 / 2;
    // a = 2
    double b = 5.0 / 2;
    // b = 2.5
    b = 5 / 2;
    // b = 2.0
    a = (int)(5.0 / 2);
    // a = 2

  • i++, ++i

    // i++: ใช้ก่อนค่อยบวก
    int i = 10;
    int a = 10 * (++i);
    // a = 110, i = 11
    // ++i: บวกแล้วค่อยนำมาใช้ต่อ
    i = 10;
    a = 10 * (i++);
    // a = 100, i = 11 

  • แปลง string เป็น int / double

    // Int Wrapper Class: Integer
    // เป็น Refererence data type
    int y = Integer.parseInt("100");
    
    double x = Double.parseDouble("100.10");

  • Assignment Precedence: จะทําจากขวาไปซ้ายเรียกว่า Right-associative

    int a = 10, b = 10, c = 10;
    a = b += c = 5;
    System.out.println(String.format("a: %d, b: %d, c: %d", a, b, c));
    // a: 15, b: 15, c: 5

• 4 26/07/2023

  • Instantiation: การสร้าง Object (Instance) จากคราส

    • Methods: Function, Instance Method
    • Attribute: Field, Instance Variable

  • UML Class Diagram: เขียนอธิบาย Class และ Object

    • Visibility: ระดับการมองเห็น
      • - Private: ใช้ได้ภายใน Class
      • # Protected: ใช้ได้เฉพาะคราสแม่และลูก (Inheritance)
      • + Public: ใช้ได้จากทุกๆ คราส
      • <ins>ขีดเส้นใต้</ins>: static ตัวแปรสาธารณะ
    • Association: ความสัมพันธ์ระหว่าง Class
      • Composition: มีคราสอื่นเป็นส่วนประกอบ
    
    • เช่น
    

  • Methods

    class A {
      // Method signator: Return Type, Visibility, Parameter
      public void B() {
        // Methods Body
        ...
      }
    }

    • Mutator methods (setter): เปลี่ยนข้อมูลภายในวัตถุ

    public void setRadius(double r) {
      this.radius = r;
    }

    • Accessor methods (getter): ดึงข้อมูลจากวัตถุ

    public double getRadius() {
      return this.radius;
    }

    • Other methods

      • เช่น getArea(), getCircumference()

    • ตัวอย่าง

    Instance methods (non-static) คือ methods ที่ต้องมี Instanciate Object ก่อนถึงจะใช้ได้ แต่ถ้าเป็น static methods จะสามารถใช้ได้เลย

    public void getArea() {
      // ✅
      return max(10, 20);
    }
    
    public static int max(int num1, int num2) {
      // ❌
      double a = this.getArea();
      
      if(num1 >  num2) {
        return num1;
      }
      return num2;
    }

    • การเรียก

      ⬇️ เรียก / จาก ➡️	static	non-static
      static	✅	✅
      non-static	❌	✅

    • Fields / Attribute

      • Instance variable: จะเกิดเวลามี Object
      • Class variable: static: ตัวแปรสาธารณะ
        • Class constant: ตัวแปร final สาธารณะ

      class A {
        // Instance variable
        int i;
        // Class / Static variable
        static int j;
        // Class constant
        final static int j;
      }

      Concept การเรียกเหมือนกับ methods

    • Constructors

      • ชื่อเดียวกับ Class
      • เพื่อกำหนดค่าเริ่มต้นให้กับ Object (Initializing Object)
      • Constructors ที่ไม่ Parameters จะเรียกว่า Default Constructor

      class Circle {
        private double r;
      
        // Default Constructor
        Circle() {
          r = 0;
        }
      
        Circle(double r) {
          this.r = r;
        }
      }
      
      myCircle = new Circle(5.0);

  • Visibility

    • default: จะเข้าถึงได้โดยทุกๆคลาสใน package เดียวกัน
    • public: เรียกได้ทั้งหมด ทั้ง package เดียวกันและต่าง package
    • private: สามารถจะเข้าถึงได้เฉพาะภายในคลาส
    • protected: การอ้างถึงต้องอยู่ในรูปแบบของ this หรือ super เท่านั้น

• 5 09/08/2023

  • ขอบเขตของตัวแปร: Instance scope

    • เห็นตั้งแต่ { ของ Class ไปถึง } ของ Class

    • แต่สามารถใช้ this เพื่อบอกถึง Object ตัวนั้นๆ ได้ๆ

      class A {   // Instance scope
        int x;    // Instance variable (ตำแหน่งไม่มีผล)
      
        void f() {  // Instance method / Local scope
          int x;    // Local variable
      
          // By default will use nearest variable
          x = 10;       // Local variable
          this.x = 20;  // Instance variable
        }
      
        int y;  // This is cool
      }

    • สามารถใช้ this กับ Constructor ได้เหมือนกัน

      class A {
        int x;
      
        A() {
          this(1);  // Will cal another constructor, A(1)
        }
      
        A(int x) {
          this.x = x;
        }
      }

  • Methods: กลุ่มคำสั่ง

    • Methods signature: method name + parameter list

      • Modifier
      • Return value type
      • Method name
      • Parameters list

    • Methods body: ส่วนชุดคำสั่ง

      // Method signature
      // public static: Method modifier
      // int: Return value type
      // (int num1, int num2): Parameter list
      public static int main(int num1, int num2) {
        // Method body
        int result;
      
        if(num1 > num2) result = num1;
        else result = num2;
      
        // return value 
        return result
      }

    • Invoke a method: การเรียกใช้ methods

      // จะมีการ Copy ค่า x, y ไปใน method max
      // x, y จะเรียกว่า actual paramters หรือ arguments
      int z = max(x, y);

    • ถ้า Code มี if และ else if แต่ไม่มี else อาจจะทำให้เกิด Complitation error เพราะ java จะเข้าใจว่าไม่มี Return value

      public static int xMethod(int n) {
        if (n > 0) return 1;
        else if (n == 0) return 0;
        else if (n < 0) return -1;
      }

      • แก้เป็น ถึงจะมั่นใจได้แน่นอนว่ามี Return value

      
      public static int xMethod(int n) {
        if (n > 0) return 1;
        else if (n == 0) return 0;
        else return -1;
      }

    • ประเภทของ Methods

      • ไม่มี return type / ไม่มี arguments

        public void add() {}

      • ไม่มี return type / มี arguments

        public void add(int x, int y) {}        

      • มี return type / ไม่มี arguments

        public int add() {}

      • มี return type / มี arguments

        public int add(int x, int y) {}

    • Pass parameters ของ java จะเป็นการ Pass by Value เสมอ หรือการ Copy value เข้าไปใน methods เมื่อเรียกใช้ methods

      • ถ้าเป็น Object จะเป็นการโยน Reference เข้าไป (ตย. Circle@a09ee92)
      • เวลาดึงค่าจะได้ค่าเดียวกัน เวลาแก้ก็จะแก้ค่าเดียวกันเช่นกัน หรือ Pass by Refernece

    • Ambiguous Invocation: ถ้ามี Methods ที่สามารถใช้งานได้สองอัน จะได้ Compiler Error เนื่องจาก Java แยกไม่ออกว่าควรใช้อันไหน

      public class AmbiguousOverloading {
        public static void main(String[] args) {
          System.out.println(max(1, 2));
        }
      
        public static double max(int num1, double num2) {
          if (num1 > num2)
            return num1;
          else
            return num2;
        }
      
        public static double max(double num1, int num2) {
          if (num1 > num2)
            return num1;
          else
            return num2;
        }
      }

  • ในห้อง 1, 5, 6, 7 ที่เหลือการบ้าน

• 7 23/08/2023

  • Lab 1,2,5 การบ้านทุกบททุกข้อภายในหลังสอบ 1 วีค

  • Proposal เกมที่จะทำ

    • ชื่อเกม
    • ขอบเขต
      • ตัวอย่างหน้าจอ
      • ตัวละคร

  • Array 1d

    // เก็บที่อยู่ใน Stack memory, จอง 10 ช่อง
    int[] x;
    
    // Dynamic memory allocate
    // สร้างช่องที่ Heap memory
    int[] x = new int[10];

  • Array 2d

    // 1. Define array variable
    // in stack memory
    int[][] x;
    
    // 2. Create array and assign referece to variable
    // in heap memory
    x = new int[10][10];
    
    // or 2 in 1
    // x is in stack memory, and new int[10][10] is in heap memory
    int[][] x = new int[10][10];

    • Pass array to methods

      public static int sum2DArray(int[][] arr) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
                sum += arr[i][j];
            }
        }
        return sum;
      }

    • Return array from methods

      public static int[][] inputArray(int row, int col) {
        int[][] out = new int[row][col];
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        for (int i = 0; i < row; i++) {
            for (int j = 0; j < col; j++) {
                out[i][j] = sc.nextInt();
            }
        }
        return out;
      }

    • Array of object

      int studentCount = 3;
      // Array of object reference
      Student[] stds = new Student[studentCount];
      for (int i = 0; i < studentCount; i++) {
          System.out.print(String.format("%d. ", i + 1));
          stds[i] = new Student(sc.next(), sc.next(), sc.nextDouble());
      }

      

  • ArrayList

    • ไม่ต้องระบุขนาด (ใช้บ่อยเด้อ)

      ArrayList<Student> arr = new ArrayList<>();
      Scanner sc = new Scanner(System.in);
      
      System.out.print("Enter number of student: ");
      int n = sc.nextInt();
      for (int i = 0; i < n; i++) {
          Student newStd = new Student(sc.next(), sc.next(), sc.nextDouble());
          arr.add(newStd);
      }
      
      // looping
      // size() is a method!!
      for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
            System.out.println(arr.get(i));
      }
      
      // remove
      arr.remove(0);

    • รับ Parameters เป็น ArrayList

      public static void printStudentArrayList(ArrayList<Student> arr) {
        for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
            System.out.println(arr.get(i));
        }
      }

  • Wrapper Class จะแปลงจาก Primative class $\rArr$ Reference class

    • จาก int $\rArr$ Integer

    • จาก double $\rArr$ Double

    • เช่น

      ArrayList<Integer> arrInt = new ArrayList<>();
      arrInt.add(1); // Boxing
      int x = arrInt.get(1); // Unboxing

  • ประโยชน์ของ Array

    • Searching
      • Linear searching O(n)
      • Binary searching O(log2(n))
    • Sorting

      • Selection sort

        loop value, idx in arr from n-1 to 0
          max_val = max(arr[0, idx])
          swap(max_val, value)

      • Insertion sort