Книга: Программист-прагматик. Путь от подмастерья к мастеру

Приложение В Ответы к упражнениям

Приложение В

Ответы к упражнениям

Ответ: По нашему разумению, более ортогональным является класс Split2. Он сосредоточен на собственной задаче – расщеплении строк и игнорирует подробности, связанные с источником обрабатываемых им строк. Это не только упрощает разработку программы, но и придает ей большую гибкость. Класс Split2 может расщеплять строки, считываемые из файла, сгенерированные другой программой или передаваемые через операционную среду.

Ответ: Если все сделано корректно, то, по всей вероятности, немодальное. Система, которая использует немодальные диалоговые окна, испытывает меньшее беспокойство о том, что происходит в любой конкретный момент времени. Скорее всего, она будет обладать лучшей инфрастуктурой взаимодействия между модулями по сравнению с модальной системой, которая может содержать встроенные предположения о состоянии системы – предположения, которые могут привести к большему связыванию и уменьшению ортогональности.

Ответ: Здесь есть элемент лукавства. Объектная технология может обеспечить наличие более ортогональной системы, но поскольку она имеет больше средств, которые могут эксплуатироваться с нарушением режима, в реальности легче создать неортогональную систему, используя объекты, чем создавать ее при помощи процедурного языка. Ее особенности – множественное наследование, исключительные ситуации, перегрузка операторов и переопределение родительского метода (через механизм подклассов) – предоставляют достаточные возможности для увеличения связанности не столь очевидными способами.

Применяя объектную технологию и приложив небольшое дополнительное усилие, вы можете добиться наличия более ортогональной системы. И хотя вы всегда можете написать неструктурированную программу на процедурном языке, объектно-ориентированные языки, используемые в малых дозах, могут сделать ее более насыщенной.

Ответ: Для спасения ситуации прибегнем к устаревшим технологиям! Нарисуйте на лекционной доске несколько картинок – автомобиль, телефон и дом – с помощью фломастера. Для этого не нужно быть великим художником, вполне достаточно условных изображений. Поместите на доску памятные записки, описывающие содержимое целевых страниц в активных областях экрана. В ходе встречи вы можете совершенствовать рисунки и менять расположение памятных записок.

Ответ: Поскольку мы хотим, чтобы язык был расширяемым, сделаем таблицу синтаксического анализатора управляемой. Каждый элемент таблицы содержит символ команды, флаг, говорящий о необходимости аргумента, и имя подпрограммы, вызываемой для обработки этой конкретной команды.

typedef struct {

char cmd; /* the command letter */

int hasArg; /* does it take an argument */

void (*func)(int, int); /* routine to call */

} Command;

static Command cmds[] = {

{'P', ARG, doSelectPen},

('V', NO_ARG, doPenUp},

{'D', NO_ARG, doPenDown},

{'N,' ARG, doPenDir},

{'E', ARG, doPenDir},

{'S', ARG, doPenDir},

{'W', ARG, doPenDir}

};

Основная программа довольно проста: считать строку, отыскать команду, при необходимости принять аргумент, затем вызвать функцию обработчика.

while (fgetsfbuff, sizeof(buff), stdin)) {

Command *cmd = findCommand(*buff);

if (cmd) {

  int arg = 0;

  if (cmd->hasAr&& !getArg(buff+1, &arg)) {

     fprintf(stderr,"'%с' needs an argumentn», *buff);

     continue;

  }

cmd->func(*buff, arg);

}

}

Функция, которая ищет команду, исполняет последовательный перебор таблицы, возвращая либо совпадающий элемент, либо NULL.

Command *findCommand(int cmd) {

int i;

for (i = 0; i<ARRAY.SIZE(cmds); i++) {

  if (cmds[i].cmd==cmd)

    return cmds + i;

  }

fprintf(stderr, «Unknown command %c'n», cmd);

return 0;

}

И наконец, считывание числового аргумента довольно просто, если использовать подпрограмму sscanf.

int getArg(const char *buff, int 'result) {

   return sscanf(buff, «%d», result) == 1;

}

Ответ 6: При использовании BNF спецификация времени могла бы выглядеть следующим образом:

<tlme>::= <hour> <ampm> |

        <hour>: <minute> <ampm> |

        <hour>: <minute>

<ampm>::= am|pm

<hour>::=<digit> |

        <digit>::=<digit>

<mlnute>::=<digit><digit>

<digit>::= 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9

Ответ: В нашем примере мы составили программу, используя генератор bison, который представляет собой GNU-версию генератора уасс. Для ясности здесь показано только тело программы синтаксического анализатора. Полная версия есть на сайте www.pragmaticprogrammmer.com.

time: spec EOF

{ if ($1>= 24*60) yyerror("Time is too large»);

   printf("%d minutes past midnightn», $1);

   exit(0);

}

spec:  hour ':' minute

    { $$ = $1 + $3;

    }

  | hour ':' minute ampm

{ if ($1>11*60) yyerrorf «Hour out of range»);

   $$ = $1 + $3 + $4;

}

| hour ampm

  {if ($1>11*60) yyerror("Hour out of range»);

    $$ = $1 + $2;

   }

hour: hour_num

    {if ($1>23) yyerror("Hour out of range»);

     $$ = $1 * 60;

    };

minute: DIGIT DIGIT

     {$$ = $1*10 + $2;

     if ($$> 59) yyerrorf «minute out of range») ,

     };

ampm: AM {$$ = AM_MINS;}

    |      PM {$$ = PM_MINS;)

    ;

hour num:  DIGIT {$$ = $1;)

    | DIGIT DIGIT {$$ = $1*10 + $2;}

    ;

Ответ:

$_ = shift;

/"(dd?)(am|pm)$/ && doTime($1, 0, $2, 12);

/"(dd?):(dd)(am|pm)$/ && doTime($1, $2, $3, 12);

/"(dd?):(dd)$/ && doTime($1, $2, 0, 24);

die «Invalid time $_n";

#

# doTime(hour, min, ampm, maxHour)

#

sub doTime($$$$) {

my ($hour, $min, $offset, $maxHour) = @_;

die «Invalid hour: $hour» if ($hour>= $maxHour);

$hour += 12 if ($offset eq «pm»)

print $hour*60 + $min, « minutes past midnightn";

exit(0);

}

Ответ: Ответ должен быть изложен, исходя из нескольких допущений:

• Лента содержит информацию, которую необходимо передать.

• Известна скорость ходьбы человека.

• Известно расстояние между компьютерами.

• Временем, необходимым для переноса информации на ленту и с ленты, можно пренебречь.

• Потери данных при хранении на ленте примерно равны их потерям при передаче по каналу связи.

Ответ: Учитывая допущения ответа 9: Объем информации, содержащейся на стриммерной кассете (4 Гбайт), составляет 32 х 10^9 бит, так что передача эквивалентного объема по каналу со скоростью 1 Мбайт/с заняла бы около 32000 сек. (примерно 9 ч). Если человек движется с постоянной скоростью 3,5 мили в час, то, для того чтобы канал связи превзошел курьера, два компьютера должны располагаться друг от друга на расстоянии не менее 31 мили. Если это расстояние меньше, то победа остается за человеком.

Ответ: Ответ к данному упражнению составлен на языке Perl.

my @consts;

my $name = <>;

die «Invalid format – missing name» unless defined($name);

chomp $name;

# Read in the rest of the file

while (<>) {

  chomp;

  s/"s*//; s/s*$//;

  die «Invalid line: $_» unless /"(w+)$/;

  push @consts, $_;

}

# Now generate the file

open(HDR, «>$name.h») or die «Can't open $name.h: $!";

open(SRC, «>$name.c») or die «Can't open $name.c: $!";

my $uc_name = uc($name);

print HDR «/* File generated automatically – do not edit */n";

print HDR «extern const char *$ {ucjiame)_name[];";

print HDR «typedef enum {n"; print HDR join»,n», @consts;

print HDR «n) $uc_name;nn";

print SRC «* File generated automatically – do not edit */n";

print SRC «const char *$ {uc name}_name[] = {n "";

print SRC join «»,n "», @consts;

print SRC «"n};n";

close(SRC);

close(HDR);

Используя принцип DRY, мы не будет вырезать и вклеивать этот вновь написанный файл в нашу программу. Вместо этого мы «включим» его – данный плоский файл является главным источником этих констант. Поэтому нам понадобится файл сборки для восстановления заголовка при изменении файла. Следующий фрагмент содержится в системе отладки в исходном дереве (имеется на web-сайте).

etest.c etest.h: etest.inc enumerated.pl

               perl enumerated.pl etest.inc

Ответ: Вот ответ, написанный на языке Perl.

my $dir = shift or die «Missing directory» ,

for my Sfile (glob(u$dir/*.pr)) {

open(IP, «$file») or die «Opening $file: $!";

undef $/; # Turn off input record separator -

my Scontent = <IP>; # read whole file as one string.

close(IP);

if (Scontent Гrusestrict/m) {

rename Sfile, «$file.bak» or die «Renaming $file: $!"; open(OP, «>$file») or die «Creating $file: $!";

# Put 'use strict' on first line that

# doesn't start #

Scontent =» sr(V.#)/nuse strict;nn/m',

print OP Scontent; close(OP);

print «Updated $filen";

else {

print «Sfile already strictn":

}

Ответ: Решение реализовано на языке Perl. В программе происходит динамическая загрузка модуля для генерации требуемого языка, так что добавление новых языков не представляет труда. Главная программа загружает внутреннюю часть (основанную на параметре командной строки), затем считывает ее входные данные и вызывает подпрограммы генерации текста, основанные на содержимом каждой из строк. Мы особенно не суетимся, если речь идет об обработке ошибок: если что-то не так, узнаем об этом довольно быстро.

my lang = shift or die «Missing language";

$lang .= «_cg.pm";

require <$lang> or die «Couldn't load $lang";

# Read and parse the file

my $name;

while (<>) {

  chomp;

if (/^ s*$/)   {CG::blankLine();)

elsif ((/^ #(.*)/)   {CG::comment($1);}

elsif ((/^Ms*(.+)/)   {CG::startMsg($1); $name = $1;}

elsif ((/^E/)    {CG::endMsg($name);}

elsif (/^Fs*(w+)s+(w+)$/) {CG::simpleType($1,$2);}

elsif (/^Fs*(w+)s+(w+)[(d+)]$/) {CG::arrayType $1,$2,$3);}

else {

die «Invalid line: $ «;

}

}

Написание языковой серверной части не составит труда: создайте модуль, который реализует шесть точек входа. Вот генератор текста на языке С:

#!/usr/bin/perl – w

package CG;

use strict;

# Code generator for 'C' (see cg_base.pl)

sub blankLine()  {print "n"; }

sub comment()  {print «/*$_[0] */n"; }

sub startMsg()   {print «typedef struct {n"; }

sub endMsg()    {print «} $_[0];nn"; }

sub arrayType() {

  my ($name, $type, $size) = @_;

  print « $type $name[$size];n":

}

sub simpleType{) {

  my ($name, $type) = @_;

  print « $type $пате;п";

}

1;

А вот генератор текста на языке Pascal:

#!/usr/bin/perl – w

package CG;

use strict;

# Code generator for 'Pascal' (see cg_base.pl)

sub blankLine() {print «V;)

sub comment() {print «{$_[0] }n";)

sub startMsg()  {print «$_[0] = packed recordn"; }

sub endMsg()   {print «end;nn"; }

sub arrayType() {

  my ($name, $type, $size) = @_;

  $size--;

  print» $name: array[0…$size] of $type;n";

sub simpleType() {

  my ($name, $type) = @_;

  print» $name: $type;n7 ',

}

1;

Ответ: Этот пример на языке Eiffel удачен. Мы требуем передачи непустых данных и гарантируем, что семантика циклического двунаправленного списка будет соблюдена. Это также способствует нахождению сохраненной строки. Поскольку это некий отложенный класс, то действительный класс, его реализующий, допускает использование любого основного механизма по своему усмотрению. Он может использовать указатели или массив, или что-то еще; пока он соблюдает контракт, мы не беспокоимся.

Ответ: Это неудачно. Математическое действие в индексном выражении (index-1) не будет работать с граничными условиями, подобными первой точке входа. Постусловие предполагает определенную реализацию; контракты должны быть более абстрактными по сравнению с указанным выше.

Ответ 16: Это удачный контракт, но неудачная реализация. Здесь высовывает свою уродливую голову ошибка типа «Heisenbug» [URL52]. Вероятно, программист допустил опечатку – набрал pop вместо top. Хотя это простой и надуманный пример, весьма трудно диагностировать побочные эффекты в утверждениях (или в любом, самом неожиданном месте в программе).

Ответ: Мы продемонстрируем функциональные сигнатуры на языке Java, обозначая предусловия и постусловия в соответствии с iContract. Сначала инвариант для класса:

/**

* @invariant getSpeed() >0

* implies isFull() // Не запускать пустое

* @invariant getSpeed()>=0 &&

* getSpeed() <10 // Проверка границ

*/

Затем предусловия и постусловия:

/**

* @pre Math.abs(getSpeed() – х) <= 1 // Единственный выбор

* @рге х>= 0 &&  х > 10  // Проверка границ

* @post getSpeed() == х    // Проверка скорости

*/

public void setSpeed (final int x)

/**

* @pre !isFull()  // Heзаполнять дважды

* @post isFull() // Убедитесь, что было выполнено

*/

void fill()

/**

* @pre isFull()    // He очищатьдважды

* @post !isFull() // Убедиться, что выполнено

*/

void empty()

Ответ: В этом ряду содержится 21 число. Если вы ответили «20», то допустили так называемую ошибку «поста охраны».

Ответ:

1. В сентябре 1752 г. было всего лишь 19 дней. Это было сделано с целью синхронизации при переходе с юлианского на григорианский календарь.

2. Каталог мог быть удален другим процессом, у вас нет прав доступа на его чтение, выражение &sb может быть недопустимым – вы все уловили.

3. Мы проявили малодушие, не указав типов а и b. Во время перегрузки операторов могло случиться так, что поведение знаков +, =, или != стало непредсказуемым. Кроме того, а и b могут быть псевдонимами одной и той же переменной, так что при втором присвоении произойдет перезапись значения, сохраненного во время первого.

4. В неевклидовой геометрии сумма углов треугольника не будет составлять 180°. Подумайте о треугольнике, отображаемом на поверхности сферы.

5. Минуты, приходящиеся на високосный год, могут состоять из 61 или 62 секунд.

6. Переполнение может оставить результат операции а+1 отрицательным (это также может произойти в языках С и С++).

Ответ: Мы решили реализовать очень простой класс с единственным статическим методом TEST, который выводит на печать сообщение и след стека, если переданный параметр condition является ложным.

package com.pragprog.util;

import java.lang.System; //для exit()

import java.lang.Thread; //для dumpStack()

public class Assert {

/** Write a message, print a stack trace and exit if

   * our parameter is false.

   */

public static void TEST(boolean condition) {

  if (Icondition) {

    System.out.println("==Assertion Failed==»);

    Thread.dumpStack();

     System.exit(1);

   }

}

// Testbed. If our argument is 'okay', try an assertion that

// succeeds, if 'fail' try one that fails

public static final void main(String args[]) {

if (args[0].compareTo("okay») == 0) {

   TEST(1 == 1);

}

else if (args[0].compareTo("fail») == 0) {

   TEST(1 == 2);

}

else {

  throw new RuntimeException("Bad argument») ,

  }

 }

}

Ответ: Нехватка памяти является исключительным состоянием, поэтому мы полагаем, что в случае (1) должно возбуждаться исключение.

Невозможность отыскания точки входа – вполне нормальная ситуация. Приложение, которое вызывает наш класс-набор, может написать программу, которая проверяет наличие точки входа, перед тем как добавить потенциальный дубликат. Мы полагаем, что в случае (2) нужно просто осуществить возврат ошибки.

Случай (3) более проблематичен – если указатель null играет существенную роль в приложении, его добавление к контейнеру может быть оправдано. Но если для хранения пустых значений нет веских оснований, то, по всей вероятности, необходимо возбудить исключительную ситуацию.

Ответ: В большинстве реализаций языков С и С++ отсутствуют способы проверки того, что указатель действительно указывает на допустимый блок памяти. Обычная ошибка состоит в освобождении блока памяти и организации ссылки на этот блок далее в тексте программы. К тому времени этот блок памяти уже может быть перераспределен для других целей. Обнуляя указатель, программисты надеются предотвращать эти инородные ссылки – в большинстве случаев разыменование указателя null генерирует ошибку в ходе выполнения программы.

Ответ: Обнуляя ссылку, вы уменьшаете число указателей на упомянутый объект на единицу. Как только этот счетчик становится равным нулю, объект получает право на сбор «мусора». Обнуление ссылок может играть существенную роль в продолжительных по времени программах, где программистам приходиться удостоверяться, что использование памяти со временем не возрастает.

Ответ: Файл заголовка предназначен для определения интерфейса между соответствующей реализацией и внешним миром. Сам по себе файл заголовка не обязан обладать информацией о внутренней организации класса Date – от него лишь требуется сообщить компилятору о том, что конструктор принимает класс Date в качестве параметра. Поэтому, если файл заголовка не использует Dates в подставляемых функциях, второй фрагмент будет работать просто замечательно.

А что же с первым фрагментом? Если он используется в небольшом проекте, то все нормально, за исключением того, что вы без особой надобности заставляете все элементы программы, которые используют класс Person1, также включать файл заголовка для класса Date. Как только подобное употребление становится обычной практикой в неком проекте, вскоре обнаружите, что включение одного файла заголовка заканчивается включением большей части системы, что существенно увеличивает время компиляции.

Ответ: Переменная acct передается в виде параметра, так что вызов getBalance является допустимым. Вызов amt.printFormat() таковым не является. Мы не «владеем» amt, и он не был передан нам. Мы могли устранить связывание showBalance с Money при помощи вставки, подобной представленной ниже:

void showBalance(BankAccount b) {

    b.printBalance();

}

Ответ: Поскольку класс Colada создает и владеет myBlender и myStuff, то обращения к addlngredients и elements являются допустимыми.

Ответ: В этом случае processTransaction владеет amt – он создается на стеке. Происходит передача acct, поэтому допустимыми являются как setValue, так и setBalance. Но processTransaction не владеет who, поэтому вызов who->name() является нарушением. Закон Деметера предлагает заменить эту строку на следующую:

markWorkflow(acct.name (), SET_BALANCE);

Программе в processTransaction не придется узнавать, какой дочерний объект в пределах BankAccount носит это имя – эта информация о структуре не должна разглашаться через контракт BankAccount. Вместо этого мы запрашиваем у BankAccount имя на счете. Он знает, где хранится имя (может быть, в объекте Person, в объекте Business, или в полиморфном объекте Customer).

Ответ: Здесь не приводятся категорические ответы – вопросы предназначались в основном для того, чтобы дать вам пищу для размышлений. И вот что мы думаем:

1. Назначения коммуникационного порта. Ясно, что эта информация должна сохраняться в виде метаданных. Но на каком уровне детализации? Некоторые коммуникационные программы системы Windows позволяют выбирать только скорость в бодах и порт (скажем, СОМ1 – COM4). Но вероятно вам придется указать размер слова, четность, стоповые биты, и настройку дуплексной связи. Старайтесь допускать самый мелкий уровень детализации, там где это разумно с практической точки зрения.

2. Поддержка выделения синтаксических конструкций различных языков в программе редактирования. Она должна быть реализована в виде метаданных. Вы же не хотите, чтобы вам пришлось переделывать программу только потому, что в последней версии языка Java было введено новое ключевое слово.

3. Поддержка редактора для различных графических устройств. Эту поддержку было бы трудно реализовать исключительно в виде метаданных. Вам не хотелось бы нагружать приложение многими драйверами устройств только для того, чтобы выбрать один из них во время выполнения программы. Однако вы могли воспользоваться метаданными для указания имени драйвера и динамической загрузки программы. Это еще один аргумент для сохранении метаданных в удобочитаемом формате; если вы используете программу для установки дисфункционального видеодрайвера, то вы не сможете переустановить его, пользуясь этой программой.

4. Конечный автомат для программы синтаксического анализа или сканера.

Это зависит от того, анализируете вы или просматриваете. Если анализируете некоторые данные, которые жестко определены в стандартах и скорее всего не будут изменены без одобрения конгресса США, то жесткое кодирование вполне годится. Но если вы сталкиваетесь с более изменчивой ситуацией, то может быть, более выгодным является внешнее определение таблиц состояний.

5. Типовые значения и результаты, используемые в модульном тестировании.

Большинство приложений определяет эти значения как встроенные в тестовый стенд, но вы можете добиться большей гибкости, перемещая тестовые данные и определение приемлемых результатов за пределы самой программы.

Ответ: В программу Flight мы добавим ряд дополнительных методов душ поддержания двух списков «слушателей»: для уведомления о листе ожидания и о полной загрузке рейса.

public interface Passenger {

  public void waitListAvailable();

}

public interface Flight {

...

  public void addWaitListListener(Passenger p);

  public void removeWaitUstUstener(Passenger p);

  public void addFullListener(FullListener b);

  public void removeFullListener(FullListener b);

...

}

public interface BigReport extends FullListener {

  public void FlightFullAlert(Flight f);

}

При неудачной попытке добавить Passenger, поскольку рейс полностью забронирован, мы можем (как вариант) поместить Passenger в лист ожидания. При открытии вакансии производится вызов метода waitListAvailable. Затем этот метод может осуществить выбор: либо добавить Passenger автоматически, либо дать указание сотруднику авиакомпании позвонить заказчику и выяснить, заинтересован ли он еще в рейсе, и т. п. Теперь мы обладаем достаточной гибкостью, чтобы избрать линию поведения, исходя из пожеланий клиента.

Кроме того, мы хотим избежать ситуаций, при которых BigReport разбирает тонны записей, отыскивая полностью забронированные рейсы. Зарегистрировав BigReport в качестве «слушателя» Flights, каждый индивидуальный Flight может сообщать, когда он полностью (или почти полностью) забронирован. Теперь пользователи могут мгновенно получить оперативные, с точностью до минуты, сообщения из BigReport, а не ожидать часами окончания его работы, как это было раньше.

 Ответ:

1. Обработка изображения. Для простого распределения рабочей нагрузки между параллельными процессами более чем адекватной может оказаться общедоступная очередь работ. Вы можете рассмотреть систему «доска объявлений» при наличии обратной связи, т. е. если результаты обработки одного фрагмента изображения влияют на другие фрагменты так, как это происходит в системах искусственного зрения или сложных трехмерных преобразованиях изображений.

2. Календарное планирование для групп. Для этого «доска объявлений» очень даже пригодится. Вы можете поместить назначенные собрания и готовность на «доску объявлений». Есть объекты, функционирующие автономно; в данном случае очень важна обратная связь, а участники могут приходить и уходить.

Можно рассмотреть возможность разделения «доски объявлений» в зависимости от того, кто осуществляет поиск: младший персонал может заботиться только о локальном офисе, отдел кадров интересоваться только англо-говорящими офисами во всем мире, а исполнительный директор – всем сразу.

В форматах данных имеется некий элемент гибкости: мы можем проигнорировать форматы или языки, которых не понимаем. Нам придется понимать различные форматы только для тех офисов, которые встречаются друг с другом, и не придется подвергать всех участников полному транзитивному замыканию всевозможных форматов. При этом связанность уменьшается там, где нужно, и мы не имеем искусственных ограничений.

3. Средство мониторинга компьютерной сети. Это весьма сходно с программой обработки заявлений на ипотечный кредит/ссуду, описанной в примере приложения (с. 153). На доску помещаются сообщения о неисправностях, присылаемые пользователями, и автоматические генерируемые статистические данные. Сотрудник (или программный агент) может анализировать «доску объявлений», чтобы осуществлять диагностику неисправностей в сети: две ошибки в линии могут быть отнесены на счет космических лучей, но 20000 ошибок говорят о проблеме в аппаратном обеспечении. Подобно детективам, разгадывающим тайну убийства, вы можете использовать множественные объекты, анализируя и внося свою лепту в решение проблем, связанных с компьютерной сетью.

Ответ: Эта программа представляет ряд потенциальных проблем. Во-первых, она предлагает наличие текстовой среды. Это, может быть, и прекрасно, если предположение истинно, но что, если эта программа вызывается из графической среды, где не открыты ни stderr, ни stdin?

Во-вторых, есть проблематичный оператор gets, который будет записывать столько символов, сколько он получит в переданный буфер. Злонамеренные пользователи использовали это, когда им не удавалось проделать бреши типа buffer overrun в защите многих различных систем. Никогда не пользуйтесь gets().

В-третьих, программа предполагает, что пользователь понимает английский язык.

И наконец, никто, находясь в здравом уме, не станет прятать средство взаимодействия с пользователем в недра библиотечной подпрограммы.

Ответ: Работа программы strcpy в системе POSIX не гарантируется при наличии перекрывающихся строк. С некоторыми архитектурами она, случается, и работает, но лишь при стечении определенных обстоятельств.

Ответ: Она не будет работать в контексте апплета при наличии ограничений доступа по записи на локальный диск. Если вы можете выбирать, работать ли через графический интерфейс или нет, то, вероятно, захотите осуществить динамический анализ текущей среды. В этом случае вы наверняка захотите поместить файл журнала вне локального диска, если к нему нет доступа.

Ответ: Ясно, что мы не можем давать никаких абсолютных ответов к этому упражнению. Однако можем дать вам пару намеков.

Если ваши результаты не ложатся на гладкую кривую, то вы захотите проверить, не используется ли мощность вашего процессора каким-либо другим процессом. По всей вероятности, вы не получите хороших показателей в многопользовательской системе, и даже если окажетесь единственным пользователем, можете заметить, что фоновые процессы периодически отбирают циклы у ваших программ. Вы также можете захотеть проверить использование памяти: если приложение начинает использовать область свопинга, то производительность резко снижается.

Интересно поэкспериментировать с различными компиляторами и установочными параметрами оптимизации. Мы обнаружили, что весьма впечатляющее ускорение стало возможно, благодаря использованию агрессивной оптимизации. Мы также обнаружили, что на более распространенных архитектурах типа RISC компиляторы фирмы изготовителя часто превосходили по быстродействию более переносимую GCC. Возможно, изготовитель посвящен в тайны эффективной генерации программ на этих машинах.

Ответ: Программа printTree использует приблизительно 1000 байт стекового пространства для буферной переменной. Для движения вниз по древовидной схеме она рекурсивно вызывает саму себя, и каждый вложенный вызов добавляет еще 1000 байт к стеку. Она также вызывает саму себя, когда добирается до вершин, но заканчивает работу сразу, как только обнаружит, что переданный указатель обнулен. Если глубина дерева равна D, то максимальный объем, необходимый стеку, составляет (грубо) 1000 x(D+ 1).

Сбалансированное двоичное дерево содержит вдвое больше элементов на каждом уровне. Дерево глубиной D содержит 1+2+4+8 +… +2^(D-1), или 2^D – 1 элементов. Следовательно, дереву, состоящему из миллиона элементов, будет необходимо [lg(1000001], или 20 уровней.

Поэтому мы рассчитываем, что наша подпрограмма будет использовать примерно 21000 байт стекового пространства.

Ответ: На ум приходит несколько процедур оптимизации. Программа printTree вызывает саму себя на вершинах дерева лишь для того, чтобы закончить работу при отсутствии потомков. Этот вызов увеличивает максимальную глубину стека примерно на 1000 байт. Можно также исключить рекурсию хвоста (второй рекурсивный вызов), хотя это и не будет затрагивать использование стека в наихудшем случае.

while (node) {

  if (node->left) printTree(node->left);

  getNodeAsString(node, buffer);

  puts(buffer);

  node = node->right;

}

Но самая большая выгода возникает при назначении одного-единственного буфера, доступ к которому осуществляется при всех обращениях к printTree. Если передать этот буфер в виде параметра для рекурсивных обращений, то будет назначено всего 1000 байт вне зависимости от глубины рекурсии.

void printTreePrivate(const Node *node, char *buffer) {

  if (node) {

    printTreePrivate(node->!eft, buffer);

    getNodeAsStringfnode, buffer);

    puts(buffer);

    printTreePrivate(node->right, buffer);

  }

}

void newPrintTree(const Node *node) {

  char buffer[1000];

  printTreePrivate(node, buffer);

Ответ: Это можно сделать двумя путями. Один из них заключается в том, чтобы перевернуть проблему с ног на голову. Если в массиве есть лишь один элемент, мы не осуществляем итерации в цикле. Каждая дополнительная итерация удваивает размер массива, в котором можно осуществлять поиск. Отсюда общая формула размера массива: n = 2^m, где m – число итераций. Если прологарифмировать обе части с основанием 2, получим выражение lg(n) = lg(2^m), которое из определения логарифма превращается в lg(n) =m.

Ответ: Здесь мы могли бы предложить весьма умеренную реструктуризацию: убедитесь, что каждый тест выполняется лишь один раз, и сделайте все вычисления стандартными. Если выражение 2*basis (…)* 1.05 появляется в других местах программы, то, вероятно, его стоит сделать функцией. В данном случае мы этого делать не стали.

Мы добавили массив rate_lookup, инициализированный таким образом, что элементам, отличным от Texas, Ohio и Maine, присвоено значение 1. Этот подход облегчает добавление значений для других штатов в будущем. В зависимости от ожидаемой схемы использования мы могли бы сделать поле points также средством поиска в массиве.

rate = rate_lookup[state];

amt = base * rate;

calc = 2*basis(amt) + extra(amt)*1.05;

if (state == OHIO)

   points = 2;

Ответ: Когда вы видите, что кто-либо использует перечислимые типы (или эквивалентные им в языке Java), для того чтобы провести различие между вариантами некоего типа, во многих случаях вы можете улучшить программу за счет создания подклассов:

public class Shape {

  private double size;

  public Shape(double size) {

     this.size = size;

  }

  public double getSize() {return size;)

}

public class Square extends Shape {

  public Square(double size) {

    super(size);

  }

  public double area() {

    double size = getSize();

    return size*size;

  }

public class Circle extends Shape {

  public Circle(double size) {

    super(size);

  }

  public double area() {

    double size = getSize();

    return Math.PI*size*size/4.0;

  }

}

// efc…

Ответ: Этот случай интересен. На первый взгляд, кажется разумным, что у окна должна быть ширина и высота. Однако стоит подумать о будущем. Представим, что мы хотим обеспечить поддержку окон произвольной формы (что будет весьма трудно, если класс Window обладает всей информацией о прямоугольниках и их свойствах).

Мы бы предложили абстрагировать форму окна из самого класса Window.

public abstract class Shape {

//...

  public abstract boolean overlaps (Shape s);

  public abstract int getArea();

}

public class Window {

  private Shape shape;

  public Window(Shape shape)  {

     this.shape = shape;

     ...

}

public void setShape(Shape shape) {

   this.shape = shape;

   ...

}

public boolean overlaps(Window w) {

   return shape.overlaps(w.shape);

}

public int getArea() {

   return shape.getArea();

}

}

Заметим, что в этом подходе мы предпочли делегирование созданию подклассов: окно не является «разновидностью» формы – окно «имеет» форму. Оно использует форму для выполнения своей работы. Вы убедитесь, что во многих случаях делегирование оказывается полезным для реорганизации.

Мы могли бы расширить этот пример, внедрив интерфейс Java, указывающий на методы, которые должны поддерживаться неким классом для поддержания функций формы. Эта удачная идея означает, что, когда вы расширяете принцип формы, компилятор предупредит вас о классах, которые вы затронули. Мы рекомендуем использовать интерфейсы подобным способом при делегировании всех функций какого-либо другого класса.

Ответ: Вначале добавим подпрограмму main, которая будет действовать как ведущий элемент модульного тестирования. В качестве аргумента она примет простой мини-язык: <Е> будет означать опорожнение блендера, <F> – его наполнение, цифры 0–9 будут задавать скорость вращения ротора, и т. д.

public static void main(String args[]) {

// Create the blender to test

  dbc_ex blender = new dbc_ex();

// And test it according to the string on standard input

  try {

    int a;

    char c;

    while ((a = System.in.read())!= -1) {

       с = (char)a;

       if (Character.isWhitespace(c)) {

          continue;

       }

       if (Character.is Digit(с)) {

          blender.setSpeed(Character.digit(c, 10));

       }

      else {

         switch (c) {

          case 'F': blender.fi!l();

                       break;

          case 'E': blender.empty();

                       break;

          case 's': System.out.printlnfSPEED: « + blender.getSpeed());

                       break;

          case 'f': System.out.println(<FULL> + blender.isFull());

                       break;

          default: throw new RuntimeException(

                      «Unknown Test directive»);

   }

 }

}

catch (java.io.lOException e) {

  System.err.println("Tesf jig failed: « + e.getMessage());

}

System.err.println("Completed blendingn»);

System.exit(0);

}

Затем появится сценарий оболочки для управления тестированием.

#!/bin/sh

CMD="java dbc.dbc_sx"

failcount=0

expect okay() {

  if echo «$*» | $CMD #>/dev/null 2>&1

  then

  ...

  else

     echo «FAILED! $*"

     failcount='expr $failcount + 1'

  fi

}

expect_fail() {

if echo «$*» | SCMD>/dev/null 2> &1

then

  echo «FAILED! (Should have failed): $*»

   failcount='expr $failcount + 1'

fi

}

report() {

  if [$failcount -gt 0]

  then

     echo – e «nn*** FAILED $failcount TESTSn"

     exit 1 # In case we are part of something larger

  else

    exit 0 # In case we are part of something larger

  fi

}

#

# Start the tests

#

expect_okay F12345678987654321OE # Should run thru

expect_fail F5 # Fails, speed too high

expect_fail 1 # Fails, empty

expect_fail F10E1 # Fails, empty

expect_fail F1238 # Fails, skips

expect_okay FE # Never turn on

expect_fail F1E # Emptying while running

expect_okay F10E # Should be ok

report # Report results

При тестировании проверяется, не имеют ли место недопустимые переходы в скорости вращения ротора, если вы пытаетесь опорожнить работающий блендер, и т. д. Мы помещаем эту процедуру в сборочный файл, так что можно провести компиляцию и запустить регрессионный тест, просто введя команду:

% make % make test

Обратите внимание на то, что мы выходим из процедуры тестирования с 0 иди 1, так что можем использовать это и как часть более обширного теста.

В требованиях ничего не говорилось о запуске данного компонента через сценарий или даже с использованием языка. Конечные пользователи этого не увидят. Но у нас есть мощный инструмент, который можно использовать для быстрого и исчерпывающего тестирования нашей программы.

1. Эта инструкция похожа на реальное требование: имеются ограничения, налагаемые на приложение со стороны операционной среды.

2. Это может быть корпоративным стандартом, но не требованием. Его лучше сформулировать так: «Фон диалогового окна должен настраиваться конечным пользователем. При поставке заказчику цвет будет серым». Еще лучше было бы сформулировать его более широко: «Все визуальные элементы приложения (цвета, шрифты и языки) должны настраиваться конечным пользователем».

3. Эта формулировка не является требованием, это архитектура. Когда вы сталкиваетесь с подобным, вам придется копать очень глубоко, чтобы понять, что же думает пользователь.

4. Основное требование, вероятно, выглядит примерно так: «Система предотвращает ввод пользователем недопустимых значений в поля и предупреждает пользователя, если ввод этих значений имеет место».

5. Эта формулировка, по всей вероятности, является жестким требованием.

Решение головоломки с четырьмя точками, приведенной в разделе «Разгадка невероятных головоломок».

Оглавление книги