 |
Задание на лабораторную работу
|
|
|
|
Лабораторная работа №8
Внести изменения в существующий набор типов табулированных функций, позволяющие обрабатывать точки функций по порядку (паттерн «Итератор»), а также выбирать тип объекта табулированной функции при его неявном создании (паттерн «Фабричный метод» и средства рефлексии).
Задание 1 (1,6 балла)
Сделайте так, чтобы все объекты типа TabulatedFunction можно было использовать в качестве объекта-агрегата в «улучшенном цикле for» (вариант for-each), извлекаемые объекты при этом должны иметь тип FunctionPoint.
В интерфейсе TabulatedFunction добавьте необходимый родительский тип, используйте при этом параметризованный тип (generic type).
В классах, реализующих интерфейс TabulatedFunction, добавьте требующийся метод, возвращающий объект итератора.
Классы итераторов сделайте анонимными. В соответствии с паттерном «Итератор» итераторы должны работать эффективно и использовать знание о внутренней структуре объектов, а не вызывать публичные методы объекта табулированной функции.
Операцию удаления текущего элемента в итераторах реализовывать не нужно. Метод удаления должен всегда выбрасывать исключение UnsupportedOperationException.
Метод получения следующего элемента должен выбрасывать исключение NoSuchElementException, если следующего элемента нет. Возвращаемый методом объект типа FunctionPoint не должен позволять нарушить инкапсуляцию объекта табулированной функции.
В методе main() программы проверьте работу итераторов классов табулированных функций, например, следующим образом.
--- Пример использования улучшенного цикла for -------------------
TabulatedFunction f = /* получение или создание объекта */;
for (FunctionPoint p: f) {
System.out.println(p);
}
------------------------------------------------------------------
|
|
|
Задание 2 (1,7 балла)
В классе TabulatedFunctions ряд методов в ходе своей работы порождает объекты табулированных функций. При этом реальный тип объектов оказывался фиксированным, и изменить его динамически в ходе работы программы было невозможно. Одним из способов решения этой проблемы является применение объектов фабрик с возможностью их замены. Поскольку здесь требуется порождение только одного объекта, воспользуемся паттерном «Фабричный метод».
В пакете functions опишите базовый интерфейс фабрик табулированных функций TabulatedFunctionFactory. Интерфейс должен объявлять три перегруженных метода TabulatedFunction createTabulatedFunction(), параметры которых соответствуют параметрам конструкторов классов табулированных функций.
Для удобства (вообще говоря, такой элемент дизайна необязателен) опишите в классах ArrayTabulatedFunction и LinkedListTabulatedFunction классы фабрик ArrayTabulatedFunctionFactory и LinkedListTabulatedFunctionFactory, реализующие интерфейс фабрики и порождающие объекты соответствующих классов табулированных функций. Сделайте классы фабрик вложенными и публичными.
В классе TabulatedFunctions объявите приватное статическое поле типа TabulatedFunctionFactory и проинициализируйте его объектом одного из описанных классов фабрик. Также объявите метод setTabulatedFunctionFactory(), позволяющий заменить объект фабрики.
Ещё в классе TabulatedFunctions опишите три перегруженных метода TabulatedFunction createTabulatedFunction(), возвращающих объекты табулированных функций, созданные с помощью текущей фабрики. Параметры методов должны соответствовать параметрам методов фабрики.
В остальных методах класса, где требуется создание объектов табулированных функций, замените явное создание объектов с помощью конструкторов на вызов соответствующего метода createTabulatedFunction().
В методе main() проверьте работу фабрик, например, следующим образом.
--- Пример проверки работы фабрик --------------------------------
Function f = new Cos();
TabulatedFunction tf;
tf = TabulatedFunctions.tabulate(f, 0, Math.PI, 11);
|
|
|
System.out.println(tf.getClass());
TabulatedFunctions.setTabulatedFunctionFactory(new
LinkedListTabulatedFunction.LinkedListTabulatedFunctionFactory());
tf = TabulatedFunctions.tabulate(f, 0, Math.PI, 11);
System.out.println(tf.getClass());
TabulatedFunctions.setTabulatedFunctionFactory(new
ArrayTabulatedFunction.ArrayTabulatedFunctionFactory());
tf = TabulatedFunctions.tabulate(f, 0, Math.PI, 11);
System.out.println(tf.getClass());
------------------------------------------------------------------
Задание 3 (1,7 балла)
Ещё одним инструментом, позволяющим указывать типы порождаемых объектов, является рефлексия.
В классе TabulatedFunctions добавьте ещё три перегруженных версии метода createTabulatedFunction(). Их параметры должны повторять параметры трёх аналогичных методов, основанных на использовании фабрики, но также эти методы должны получать ссылку типа Class на описание класса, объект которого требуется создать. Сделайте так, чтобы в эти методы можно было передать только ссылки на классы, реализующие интерфейс TabulatedFunction.
Новые методы создания объектов должны найти в предложенном классе конструктор с соответствующими типами параметров (например, двумя параметрами типа double и одним параметром типа int для метода, создающего объект табулированной функции по левой и правой границе области определения и количеству точек). С помощью найденного конструктора (в него должны быть переданы фактические параметры) должен быть создан объект табулированной функции. Ссылка на этот объект и должна быть возвращена из метода создания.
Если в ходе выполнения рефлексивных операций возникло исключение (не найден конструктор и т.д.), оно должно быть отловлено (используйте блок try с отловом нескольких типов исключений). Вместо него должно быть выброшено исключение IllegalArgumentException, причём в его конструктор должно быть передано отловленное исключение из рефлексии. Это позволит в случае возникновения ошибок определить реальную причину ошибки.
В классе TabulatedFunctions перегрузите методы, создающие объекты табулированных функций, добавив версии, принимающие также ссылку типа Class на описание класса, объект которого требуется создать. Сделайте так, чтобы в эти методы можно было передать только ссылки на классы, реализующие интерфейс TabulatedFunction.
Проверьте в методе main() работу методов рефлексивного создания объектов, а также методов класса TabulatedFunctions, использующих создание объектов. Это можно сделать, например, следующим образом.
|
|
|
--- Пример проверки работы рефлексивных методов ------------------
TabulatedFunction f;
f = TabulatedFunctions.createTabulatedFunction(
ArrayTabulatedFunction.class, 0, 10, 3);
System.out.println(f.getClass());
System.out.println(f);
f = TabulatedFunctions.createTabulatedFunction(
ArrayTabulatedFunction.class, 0, 10, new double[] {0, 10});
System.out.println(f.getClass());
System.out.println(f);
f = TabulatedFunctions.createTabulatedFunction(
LinkedListTabulatedFunction.class,
new FunctionPoint[] {
new FunctionPoint(0, 0),
new FunctionPoint(10, 10)
}
);
System.out.println(f.getClass());
System.out.println(f);
f = TabulatedFunctions.tabulate(
LinkedListTabulatedFunction.class, new Sin(), 0, Math.PI, 11);
System.out.println(f.getClass());
System.out.println(f);
------------------------------------------------------------------
|
|
|
