java teorie hatz

Desing patternul Proxy. Proxy: Un obiect substitut, transmis in locul unui obiect real, pentru a furniza prelucrari aditionale inainte de a transmite operatiile catre obiectul real …Dynamic proxy: se creaza obiectul proxy dinamic si se trateaza apelurile catre metodele proxied in mod dinamic Design patternul Strategy: -Crearea unei metode care sa aibă comportament diferit in functie de tipul argumentului care se prezinta la intrare; -Metoda contine o parte fixa care este apelata de fiecare data si o parte care variază (strategia); -In cazul in care nu se utilizează interfetele, dacă dorim să aplicăm metoda (strategia) unui obiect dintr-o clasă care nu face parte din ierarhie, nu se poate; - => in exemplul Apply si Procesor, exista o cuplare foarte puternica intre metoda Apply.proces si clasa Procesor, astfel incat aceasta metoda nu poate fi aplicata decat obiectelor din ierarhia Procesor, si nicidecum altor obiecte din alte ierarhii; Procesor se creaza ca si o interfata, iar clasele care doresc sa faca parte din strategie vor implementa interfata scrisa Design patternul Adapter: -se scrie cod care preia la intrare interfata existenta si care sa produca interfata de care este nevoie in program; -Prin decuplarea interfetei de implementare se permite ca o interfata sa fie aplicata mai multor implementari, deci codul devine mult mai facil de reutilizat Design patternul FactoryMethod: -in loc sa se apeleze un constructor in mod direct, pentru crearea unui obiect se apeleaza o metoda de creere a obiectului dintr-o clasa Factory. Clasa Factory implementeaza o interfata care specifica metoda de creere; -Astfel, se poate schimba la runtime o implementare a unei functionalitati cu alta Control frameworks: -Application framework: un set de clase proiectate sa rezolve un tip anume de problemă (design patternul Template Method); -Pentru aplicarea application framework se mostenesc din clasele de baza si se schimba implementarea prin overriding; -Codul suprascris este cel care customizeaza solutia la cazul particular; -Template Method: contine structura de baza a algoritmului, iar partile specifice sunt apeluri la metode care pot fi override; -Astfel, se separa partile neschimbate ale algoritmului de cele flexibile; -Control framework: un tip particular de application framework prin care sistemul raspunde la evenimentele generate (sistem event-driven) – de exemplu GUIs; -In implementarea Control framework, inner class sunt utilizate pentru a exprima diversele actiuni (metoda action) Design patternul Decorator: -Decoratorul trebuie sa aiba aceasi interfata cu obiectele decorate; -Decoratorul poate să extinda interfata acestor obiecte; -Clasele Filter sunt radacina abstracta a claselor de decorator Obiect: un obiect are o stare, un comportament si o identitate Clasă: set de obiecte cu caracteristici şi funcţionalitate identice (termenul de clasa se substituite termenului de tip) Intefaţa: metode (funcţionalitate): cererile care pot fi adresate unui obiect particular dintr-o clasa Implementarea: mod concret de realizare a funcţionalităţii Moştenire: o clasă nouă se aseamănă (extinde) o clasă existentă Mostenire – cum se diferentiaza clasa derivata de clasa de baza? -Prin adaugare de noi metode suplimentare; -Schimbarea comportamentului unor metode existente in clasa de baza

(overriding); -Relatia is-a: clasa derivata doar override metode din clasa de baza (principiul substitutiei pure); -Relatia is-like-a: clasa derivata adauga elemente noi interfetei clasei de baza (metodele noi nu sunt accesibile din clasa de baza – substitutia nu mai este pura)

Mosternirea multipla: -In Java se poate extinde o singura clasă si se pot implementa oricate clase; -Rolul interfetelor: sa se poata face upcast la mai mult decat o clasa de baza; Daca se poate crea o clasa de baza fara definitii de metode si variabile membre, se recomanda sa se creeze interfete in locul claselor abstracte; -Interfetele se pot combina (se extinde interfetele la fel ca si clasele); -Coliziunea numelor la implementarea mai multor interfete (daca interfetele de baza au acelasi nume de metoda cu semnaturi diferite): este o problema daca metodele difera doar prin tip de return => eroare la compilare; -Campurile care sunt inserate intr-o interfata devin in mod automat statis si final => reprezinta un mod convenabil pentru a defini constante (similar cu enum); -Campurile definite in interfete nu pot fi blank finals, ele trebuie initializate la definire Containere: Necesare datorita faptului ca nu stim de la design numarul de obiecte necesare pentru a rezolva o anumita problema; -Containerele sunt siruri de referinte catre alte obiecte; -Ele se expandeaza automat pentru a salva noi obiecte, dupa necesitati; -2 tipuri de liste: ArrayList, LinkedList; -Containerele in Java sunt create sa pastreze obiecte de tipul Object. -> ele pot salva orice; -Pot aparea exceptii la Downcast la runtime, timp de executie crescut datorită operației de Downcast Crearea obiectelor si ciclul de viata: -Fiecare obiect necesita resurse (memorie), crearea si distrugerea obiectelor devin importante; -Java utilizeaza in mod exclusiv alocarea dinamica a memoriei; -Pentru orice obiect, trebuie utilizat new la creeere; -Obiectele sunt alocate in zona de heap; -Distrugerea obiectelor este realizata automat de catre garbage collector; -GC identifică momentul in care un obiect nu mai este utilizat și il dezalocă Organizarea memoriei in Java: -Zona Registru: registrele procesorului, nu avem access direct la ele; -Stiva: zona de stiva memoreaza referintele catre obiecte; -Heap: in aceasta zona sunt alocate toate obiectele (la apelul new); -Spatiu de stocare non-RAM: obiecte care exista in afara spatiului de memorie a programului (persistenta obiectelor) Siruri (Arrays) in Java; -limbaj de programare orientat safety; -La crearea unui Array se creaza un sir de referinte fiecare initializata la valoarea null; - => fiecare membru al sirului trebuie initializat; -Java nu permite utilizarea unui indice in afara range-ului array-ului (se arunca o exceptie) Clase:: class ATypeName { /* class body */}Clasele contin:-Campuri; -Metode Modul de accesare a unui camp/metoda objectReference.member Pentru datele din tipuri primitive se garanteaza initializarea la valori implicite (false si 0)Metode, argumente si tip de return ReturnType methodName(/* argument list */) { /* method body*/} Operatori:

-Toti operatorii produc o valoare prin aplicarea lor; -Ei pot produce si side-effects (modificarea valorii operanzilor); -Aliasing: la transmiterea unui obiect ca si argument intr-o metoda, se transmite o referinta, deci modificarea valorii in metoda afecteaza valoarea obiectului din afara metodei; -Operatorii ++ si – au forma postfixata si prefixata; -Operatorii == si =! Aplicati pe referinte de obiecte, compara referintele, si nu continutul obiectelor Garbage collector-ul dezaloca memoria alocata prin new, atunci cand obiectele nu mai sunt folosite; -colecteaza memoria ramasa alocata in obiectele care nu mai sunt utilizate si compacteaza heap-ul, rearanjand obiectele alocate; -Stop-and-copy: GC-ul opreste programul, scaneaza toate referintele de pe stack si copiaza obiectele identificate in noul heap. Ceea ce ramane e garbage-ul care trebuie dezalocat, iar noul heap e deja compactat Metoda finalize: -permite operatii de stergere inainte ca obiectele sa fie supuse garbage collectorului; -Java nu garanteaza apelarea acestei metode, programatorul nu are control asupra momentului cand se apeleaza garbage collectorul; -Finalize se utilizeaza in general pentru a implementa termination conditions pentru un obiect (de exemplu inchiderea unui fisier) Specificatorii de access public, private, protected: -Access la nivel de package: accesul implicit al membrilor care nu au nici un specificator; -Pentru clasele din afara package-ului, acesti membrii sunt considerati private; -Access public: orice clasa de oriunde poate accesa membrul respective; -Clasele mostenite: pot accesa membrii protected din clasa de baza, ca si cum acestia ar fi membrii public; -Membrii private: pot fi accesati doar in clasa in care au fost definite; -Interfata claselor: public; -Implementarea functionalitatilor: private Sintaxa mostenirii: -Mostenirea se realizează ori de câte ori se crează o clasă: se moștenește din Object; -Mostenire: clasa nouă se aseamănă cu clasa veche: cuvântul cheie extends; -Clasa nouă va prelua automat toate campurile și metodele din clasa de bază; -Regulă nescrisă la mostenire: câmpurile din clasele de bază se scriu private iar metodele se lasă public (sau protected)â; -Clasa derivată poate să preia o metodă din clasa de bază si să o rescrie; -Din clasa derivată, pentru a se apela o metodă din clasa de bază se poate utiliza super; -Realizarea mostenirii: la crearea obiectului din clasa derivată, se crează un subobiect din clasa de bază (ca si cum ar fi realizată o compozitie către acesta); -Initializarea subobiectului din clasa de bază: doar prin constructor; -Constructorul clasei de bază este apelat intotdeauna inaintea constructorului clasei derivate; -Pentru apel constructor al cl de bază cu argumente: super ( argumente) Final: itemii final: nu pot fi schimbate ( de exemplu, intr-o clasă derivata); -Datele final: Constante la compilare care nu se schimba ulteriorValori initializate la runtime care nu se doreste sa fie schimbateStatic final: au o singură locatie de stocare a datei; -Final aplicat la o referinta: face referinta constantă, valoarea obiectului poate fi modificata; -Blank final: campuri declarate final care nu sunt initializate -> ele trebuie initializate inainte de utilzare; -Argumente final: în metodă nu se poate schimba valoarea către care arată referinta; -Metode final: nu pot fi schimbate prin mostenire; -Metodele final sunt tratate inline de către compilator; -Clase final: se inhibă mostenirea din clasa respectivă Mecanismul upcast:

-Asocierea dintre numele metodei si corpul metodei – legare (binding); -Early binding: atunci cand legarea se face la compilare; -Late binding: atunci cand legarea se face la executie, exact inainte de executia efectiva a metodei; -Late binding = dynamic binding sau runtime binding; -Late binding: necesită un mecanism pentru identificarea tipului la executie (RTTI) – pentru a se identifica in mod corect corpul metodei care trebuie apelat; -In Java se utilizeaza late binding pentru orice apel de metodă, cu exceptia metodelor static si final (private e implicit final pt ca o metoda private nu poate fi mostenita); -Campurile si elementele static sunt rezolvate la compilare; -Legarea constructorilor este realizata la compilare Is-a vs. Is-like-a: -Relatie de mostenire de tip is-a: clasa derivată doar suprascrie interfața clasei de bază; -Relatie de mostenire de tip is-like-a: clasa derivată contine metode suplimentare față de clasa de bază; -Relația de substituție: La o relatie de tip is-a substitutia este pură: orice mesaj trimis clasei derivate poate fi trimis si clasei de bază (rezolvarea mesajului se face prin upcast) La o relație de tip is-like-a: partea extinsă din clasa derivată nu mai este disponibilă prin upcast (prin adresarea clasei de bază); -Downcast: operația inversă upcast – nu este o operație garantată, in sensul in care nu stim exact clasa derivată către care se face downcast; -Java verifică orice conversie (cast), si daca nu se poate realiza se aruncă o exceptie de tipul ClassCastException Clase abstracte: -Rolul clasei Instrument (varful ierarhiei): să creeze o interfață comună claselor derivate; - => obiectele din clasa Instrument nu au sens (dpdv logic); - => clasa Instrument: clasă abstractă; -Pentru a evita astfel de erori la executie există un mecanism prin care se declară clasele abstracte: cuvantul cheie abstract; -Clasă abstractă: are cel putin o metodă abstractă (metodă declarată abstract si care nu are corp); -Se generează eroare la compilare dacă se incearcă crearea unui obiect dintr-o clasă abstractă; -La mostenire dintr-o clasă abstractă, metoda abstractă trebuie suprascrisă, altfel clasa derivată devine si ea abstractă Inner classes: -Se plaseaza clase in interiorul altor clase; -Inner classes reprezinta un concept diferit de compozitie; -De obicei, clasa exterioara are o metoda care returneaza un obiect din clasa inner; -Tipul obiectului din clasa interioara se specifica precum: OuterClass.InnerClass; -Obiectul clasei interioare are un link (referinta) catre obiectul clasei exterioare care l-a creat; -Obiectul clasei interioare poate accesa membrii obiectului clasei exterioare fara ca sa fie nevoie de calificare (dreptul de a accesa este asupra tuturor obiectelor membre ale clasei exterioare; -Pentru a se obtine referinta la obiectul clasei exterioare (din obiectul clasei inner) se utilizeaza: OuterType.this ; -Pentru a crea un obiect din clasa inner pornind de la un obiect din clasa outer se poate utiliza: obiectOuter.new ;- Clasele inner sunt potrivite pentru a implementa interfete: se realizeaza ascunderea implementarii Closures & callbacks: Closure: un obiect apelabil care retine informatie despre domeniul de vizibilitate in care a fost creat (are access la variabilele din domeniul de vizibilitate unde a fost creat); -=> clasa interioara este un closure (deoarece are o referinta catre obiectul exterior si poate sa acceseze inclusiv membrii privati ai clasei exterioare) Callback: un obiect primeste o informatie care va permite sa apelam obiectul initial la un moment ulterior de timp. Se implementeaza cu clase interioare. Clasa de tip Closure furnizeaza o poată în intriorul clasei exteriore (dar intr-un mod safe – nu se necesită ca sa transformam accesul la metodele acestei clase)

Iteratori:Este un design pattern; -Un obiect de tip iterator este asociat unei colectii si permite regasirea ordonata a obiectelor din colectia respective; -Metoda iterator() a unei colectii; -Metoda next() a obiectului iterator: produce urmatorul element din colectie; -Metoda hasNext(): interogheaza daca mai sunt elemente neiterate; -Metoda remove(): sterge ultimul element iterat din colectie; -Iteratorii pot produce elementele colectiei doar intr-o singura directive; -ListIterator: furnizat doar de interfata List, poate parcurge elementele colectiei in ambele directii Conceptul de exceptie: in domeniul de vizibilitate unde apare eroarea de obicei nu stim cum sa tratam eroarea, insa stim ca nu putem să continuăm cu eroarea, astfel că transmitem eroarea spre rezolvare la un domeniu de vizibilitate exterior Obiectul Class: -Java realizează RTTI prin intermediul obiectului Class; -Acesta contine informatie referitoare la tip, informatie care poate fi interogată; -Pentru fiecare clasă pe care o avem in program, există un obiect Class asociat; La compilarea unei noi clase, acest obiect este creat si salvat in fisierul .class; -La crearea unui obiect dintr-o clasă, JVM utilizează un subsistem numit class loader; Toate clasele sunt incarcate in mod dinamic de către JVM la prima utilizare a acestora (anume cand se face prima referinta la un membru static al clasei); La incarcarea unei clase, se verifică daca obiectul Class al tipului respectiv este incarcat, daca nu, se identifică fisierul .class pe disc, si octetii acestuia sunt verificati inainte să fie incarcati Sistemul de I/O intr-un limbaj de programare: -Sistemul de I/O intr-un limbaj de programare trebuie să fie capabil să trateze:Surse diferite de dispozitive de I/O (fisiere, consola, conexiuni de retea etc),Tipuri diferite de access la surse (access secvential, access random, access buffered),Tipuri diferite de lucru cu sursa (binar, la nivel de caracter, la nivel de linie, la nivel de cuvant) Clasa File:- Reprezinta un nume a unui fisier sau unui set de fisiere dintr-un director; -Metoda list() -> produce un sir de String care reprezinta fisierele referite de obiectul de tip File; -List poate fi invocata utilizand un Directory Filter, pentru a returna doar acele fisiere pentru care numele respecta un pattern; -Interfata FilenameFilter: metoda accept primeste la intrare obiectul de tip File si stringul pentru comparare. Metoda list din File apeleaza metoda accept pentru fiecare fisier din File, iar acesta este inserat in lista doar daca accept furnizeaza true; -Obiectul File poate fi utilizat ca sa creem/stergem/redenumim un director/fisier sau un director/fisier cu o intreaga cale; -File poate fi utilizat ca sa citim informatiile referitoare la un fisier/director Input si Output: -Pentru intrare: clasele InputStream si Reader cu metoda read; -Pentru iesire: clasele OutputStream si Writer cu metoda write; -Read si write lucreaza pe octeti (sau siruri de octeti); -Toate clasele de I/O sunt derivate din acestea; -La realizarea efectiva de I/O programatorii creaza insuruiri de obiecte din clasele de I/O (design patternul Decorator) Tipuri de InputStream:- ByteArrayInputStream: permite ca un buffer de memorie sa fie utilizat ca si un InputStream (din buffer se extrag octeti); -StringBufferInputStream: converteste un String intr-un InputStream; FileInputStream: sursa de intrare e un fisier. Se furnizeaza la construirea obiectului fie un String fie un File; -PipedInputStream: este asociat cu un PipedOutputStream (care este furnizat la construirea obiectului). Implementeaza conceptul de Pipe; -SequenceInputStream: converteste unul sau mai multe InputStream intr-un singur obiect de tip InputStream (la construire se furnizeaza fie un InputStream, fie un Enumerator de obiecte

InputStream); -FilterInputStream: clasa abstracta, interfata pentru decoratorii care furnizeaza tipuri particulare de citire Tipuri de OutputStream: -ByteArrayOutputStream: creaza un buffer de memorie (octeti). Datele scrise sunt trimise in acest buffer; -FileOutputStream: iesire intr-un fisier. Se construieste obiectul pe baza unui String sau a unui File; -PipedOutputStream: in conjunctie cu PipedInputStream. Pentru conceptul de Pipe; -FilterOutputStream: pentru iesire formatata, se implementeaza functionalitati de scriere Reader si Writer:- Adauga functionalitate pentru I/O la nivel de caracter sau Unicode; -Clasele sunt adaugate in ierarhia InputStream si OutputStream deci nu se inlocuieste aceasta ierarhie; -Clase adapter: InputStreamReader si OutputStreamWriter; -Motivul pentru care au fost create: sa se permita internationalizarea (Unicode lucreaza cu caractere pe 16 biti); -Recomandare: sa se utilizeze clase de tip Reader si Writer ori de cate ori e posibil; -La citiri specifice la nivel de octet, sa se utilizeze InputStream si OutputStream Serializare:- Pastrarea obiectelor dincolo de executia programelor; -Astfel obiectele pot fi recuperate si executia restartata de la punctul unde a fost oprita anterior; -Orice obiect dintr-o clasă care implementeaza Serializable poate fi convertit in sir de octeti si apoi restaurat; -Persistentă: durata de viata a unui obiect exista dincolo de executia unui program; -Pentru realizarea persistentei, obiectele trebuie serializate / deserializate in mod explicit (lightweight persistence); -Pentru serializare, se crează un obiect dintr-un tip OutputStream, acesta este “wrap” in interiorul unui ObjectOutputStream si se utilizeaza metoda writeObject; -Serializarea salveaza intreg webul de obiecte din spatele obiectului serializat; -Tipul unui obiect deserializat: getClass Externalize: -extinde interfata Serializable; -La obiectele deserializate cu Externalizable, obiectele sunt construite obisnuit (cu default constructor) si apoi se apeleaza metoda readExternal; -La obiectele Externalizable, subobiectele componente trebuie serializate manual (in writeExternal) iar la deserializare, ele trebuie recuperate de pe disc; -La mostenire dintr-o clasa Externalizable, se apeleaza writeExternal si readExternal a clasei de baza pentru a se asigura serializare / deserializare corecta

1 Ce este o clasa java si cum se salveaza pe disk? Clasă: set de obiecte cu caracteristici şi funcţionalitate identice (termenul de clasa se substituite termenului de tip) O clasa reprezinta o modalitate de a descrie un nou tip de date. Clasa este o descriere a unei multimi de obiecte caracterizate prin structuri si comportamente similare. De aceea, o clasa va cuprinde definitiile datelor si operatiilor ce caracterizeaza obiectele clasei respective.

Datele definite intr-o clasa se mai numesc atribute, iar operatiile se mai numesc metode sau functii-membru. Atributele si metodele formeaza membrii unei clase. Sintaxa folosita pentru a defini o clasa in Java este: class nume_clasa { // date si metode } Salvarea pe disk se face in folderul built cu numele clasei si extensia .class 2 Ce este un package? Un package grupeaza toate clasele , Utilizate pentru organizarea claselor . Packageurile pot si comprimate sub forma jar. 3 Defineste final, finally finalize. Final- o clasa declarata cu final nu poate fi subclasata. O clasa declarata ca final opreste linia de mostenire, nu se poate extinde o clasa finala. O metoda declarata cu final nu poate fi suprascrisa.O variabila declarata cu final poate fi initializata numai o singura data. Utilizata in special pentru mostenire Finally- Blocul declarat cu finally se executa mereu dupa try and catch atunci cand apare o exceptie neasteptata sau fara a fi o exceptie.Este utilizat pentru a evita . Ajuta programatorul sa evite curatarea codului accidentala prin return break sau continue. Finalize-este o metoda care daca este prezenta intr-o clasa este apelata inaintea garbage collectorului. Metoda finalize() este utilizata pentru curatarea codului inainte ca un obiesct sa fie luat de garbage colector 4 Defineste variabila locala, variabila membra si variabila de clasa Variabile de instanţă. Sunt unice fiecărei instanţe le clasei.

Variabile de clasă. O singură copie pentru toate instanţele clasei. Se foloseşte modificatorul de acces „static”. Variabile locale. Variabile temporare declarate în cadrul unei metode sau a unui bloc. Sunt vizibile doar în cadrul acelei metode. Parametri. Variabilele prin care se trimit argumente la apelul metodelor. variabile de Instanta (atribute) – aceste variabile definesc valorile unui obiect, deci, ele sunt create atunci când obiectul este creat; ele exista de când obiectul este creat si pana cand acesta este distrus; doar obiectul si metodele sale au acces la variabilele de instanta; variabilele statice – aceste variabile sunt parte dintr-o clasa; sunt create atunci când clasa este incarcata de JVM; variabile locale ale unor metode – aceste variabile sunt definite pe stiva metodei si ele exista atâta timp cât metoda este executata (exista in stiva de apeluri); variabilele locale nu pot fi accesate si din interiorul unor metode imbricate chiar daca ele exista cand metoda imbricata este executata variabile locale unui bloc de cod - aceste variabile sunt definite in interiorul blocurilor de cod (intre { si }) si poate fi utilizate in timp ce blocul este executat; blocuri de cod sunt tipice pentru, for, while si blocuri de initializare. Variablie membre- sunt declarate in cadrul unei clase, dar apartin unui obiect.

5 Defineste private, protected , public Private: elementele private pot fi accesate doar de creatorul clasei in cadrul metodelor acelei clase - folosit in declararea unui camp sau a unei metode dintr-o clasa - specifica faptul ca membrul sau metoda respectiva poate fi accesata doar din cadrul clasei insesi, nu si din clasele derivate din aceasta clasa. Public: elementele publice sunt disponibile oricaror alte clase

Protected: similar cu private, utilizat in mostenire, clasele care mostenesc pot accesa elementele private din clasele de baza -folosit in declararea unui camp sau a unei metode dintr-o clasa - specifica faptul ca membrul sau metoda respectiva poate fi accesata doar din cadrul clasei insesi sau din clasele derivate din aceasta clasa.

6 Rolul claselor de tip Filter Un filtru este un obiect de a efectua sarcini de filtrare pe fiecare cerere, la o resursă (cu un conținut de servlet sau statice), sau pe răspunsul la o resursă, sau ambele. Exemplele care au fost identificate pentru acest design sunt 1) Filtre de autentificare 2) exploatarea forestieră și Audit filtre 3) de conversie fotografie filtre 4) Filtre de compresie a datelor 5) Filtrele de criptare 6) Filtre Tokenizing 7) Filtre care declanseaza resurse de acces evenimente 8) XSL / T filtre 9) Mime-Tip filtru lanț Clasele Filter sunt radacina abstracta a claselor de decorator 7 Descrieti modul de utilizare a Decoratorilor la realizarea i/o in java Biblioteca Java I/O are o structura stratificata care permite sporirea "responsabilitatilor" unor obiecte individuale intr-un mod dinamic si transparent. De exemplu, am putea dori saimbogatim un input stream de baza, care opereaza doar la nivel de octet sau sir de octeti, cu posibilitatea de a citi tipuri primitive: input stream-ul nostru ar putea citi 4 octeti deodata, pe care sa-i intoarca sub forma unui int. Acest mod de a crea o structura de clase este cunoscuta sub numele de Decorator Pattern. Acest pattern impune ca obiectele care adauga functionalitate (wrappers) unui obiect anume sa aibe aceeasi interfata. Astfel, folosirea decoratorilor poate fi transparenta, in sensul ca putem folosi un obiect in aceeasi maniera, indiferent daca a fost decorat sau nu. Clasele filtru, de baza (ca FilterInputStream), sunt punctul de plecare pentru clasele decorator din Java I/O.

In concluzie, clasele de baza in ierarhia I/O octet devin: InputStream, OutputStream: pentru definirea de stream-uri de baza, corespunzatoare unor



entitati I/O FilterInputStream, FilterOutputStream: pentru definirea de stream-uri decorator, care



isi vor baza intotdeauna functionalitatea pe un alt stream (underlying), care, la randul sau, poate fi decorat sau nu. Un exemplu de decorator, foarte des intalnit, este al claselor DataInputStream/DataOutputStream, care permit citirea de tipuri primitive din alte fluxuri octet, oferind metode ca readByte,readInt, readFloat, readBoolean, si omoloagele lor, writeByte, writeInt etc.

8 Care este diferenta intre o clasa abstracta si o interfata O interfata defineste un set de metode, proprietati, evenimente, indexatori. Acesti membri vor fi implementati de o clasa sau chiar de o structura. O clasa abstracta este o clasa care nu poate fi instantiata si este folosita pentru mostenire. O clasa care nu este abstracta si care deriveaza dintr-o clasa abstracta, trebuie sa includa implementarile tuturor membrilor abstracti.

9 Descrieti mecanismul try-catch-finally try { // codul care este susceptibil sa genereze exceptie } catch (Type1 tp1) { // exceptii de tipul Type1 } catch (Type2 tp2) { // exceptii de tipul Type2 }… finally {

// cod care se executa indiferent de tipul de exceptie aruncat (sau nu) } Try – catch functioneaza ca un switch pe tipul de exceptie 2 modalitati de tratare a erorilor  Termination: eroarea este aruncata  Resumption: se insereaza cod try – catch pt rezolvarea erorii Blocul "try" contine instructiunile de deschidere a unui fisier si de citire dintr-un fisier ambele putând produce exceptii. Exceptiile provocate de aceste instructiuni sunt tratate în cele doua blocuri "catch", câte unul pentru fiecare tip de exceptie. Inchiderea fisierului se face în blocul "finally", deoarece acesta este sigur ca se va executa. Fara a folosi blocul "finally" închiderea fisierului ar fi trebuit facuta în fiecare situatie în care fisierul ar fi fost deschis, ceea ce ar fi dus la scrierea de cod redundant: 10 Descrieti modulele de creare a obiectelor din tipul claselor interioare care nu sunt anonimie Clasa interioarã este necesarã numai clasei exterioare. Pentru reducerea numãrului de clase de nivel superior si pentru simplificarea comunicãrii între clasele ascultãtor la evenimente putem defini clasele receptor ca niste clase interioare cu nume, incluse în clasa cu fereastra aplicatiei: class MFrame extends JFrame { JButton b1 = new JButton (" + "); JButton b2 = new JButton (" - "); JTextField text = new JTextField (6); int n= 0; public MFrame() { Container c = getContentPane(); b1.addActionListener (new B1L()); b2.addActionListener (new B2L()); c.setLayout (new FlowLayout()); c.add(b1); c.add(b2); text.setText(" "+n);

c.add (text); } // clase incluse cu nume class B1L implements ActionListener { public void actionPerformed (ActionEvent ev) { text.setText(" "+ ++n); } } class B2L implements ActionListener { public void actionPerformed (ActionEvent ev) { text.setText(" "+ --n); } } Definirea de clase incluse anonime reduce si mai mult lungimea programelor, dar ele sunt mai greu de citit si de extins 11 Descrieti modaliatea de realizare a unui iterator si incercati sa furnizati un exemplu concret de utilizare a acestui sablon de programare Un iterator este un obiect care permite traversarea unei colectii si modificarea acesteia (ex: stergere de elemente) in mod selectiv. Puteti obtine un iterator pentru o colectie, apeland metoda sa iterator(). Interfata Iterator este urmatoarea: public interface Iterator { boolean hasNext(); E next(); void remove(); // optional } Metodele au urmatorul comportament: hasNext -intoarce true daca mai exista elemente neparcurse inca de iteratorul respectiv next -intoarce urmatorul element remove -elimina din colectie ultimul element intors de next. In mod evident, remove nu poate fi apelat decat o singura data dupa un apel next. Daca aceasta regula nu este respectata, vom primi o eroare.

Ne putem imagina ca un iterator se pozitioneaza intre elementele colectiei. Initial, cursorul sau precede primul element, astfel ca primul apel next va intoarce primul element. Atentie: Metoda remove este singura modalitate SIGURA de a inlatura un element dintr-o colectie in timpul parcurgerii acesteia. Orice alta metoda are un comportament neprecizat (nu putem garanta ca stergerea va avea loc, sau ca elementul sters va fi cel pe care chiar doream sa-l stergem). Este util sa folosim iteratori cand dorim: stergerea elementului curent, in timpul iterarii Cand dorim sa iteram mai multe colectii in paralel. Exemplu de folosire a unui iterator: Collection c = new ArrayList(); Iterator it = c.iterator(); while (it.hasNext()) { //verificari asupra elementului curent: it.next(); it.remove(); } 12 Ce inseamna upcast? Descrieti mecanismul legarii intarziate si cum faciliteaza acest mecanism realizarea proprietatii de upcast. Proprietatea de upcast presupune tratarea unui obiect dintr-o clasa derivata ca si cum ar fi din clasa de bază. Legare (binding) = asocierea dintre numele metodei si corpul metodei. Late binding necesita un mecanism pt identificarea tipului la executie(RTTI), pt a se identifica in mod corect corpul metodei care trebuie apelat. In cazul late binding, legarea se face la executie, exact inainte de executia efectiva a metodei. Se utilizeaza late binding pt orice apel de metoda, cu exceptia metodelor static si final. 13 Care este rolul constructorului de copiere in cazul agregarii indirecte? Constructorul este o metodă specială apelată automat la instanţierea unei clase şi face operaţiile necesare pentru iniţializarea fiecărui obiect al unei

clase fie ea statică sau dinamică. Dacă se foloseşte pentru a iniţializa un obiect cu alt obiect atunci denumirea de constructor de copiere. Agregarea este relatia intre doua obiecte in care unul dintre obiecte apartine celuilalt obiect. Agregarea reda apartenta unui obiect la un alt obiect. Din punct de vedere conceptual, exista 2 tipuri de agregare: strong – la disparitia obiectelor continute prin agregare, existenta obiectului container inceteaza (de exemplu, o carte nu poate exista fara pagini) weak – obiectul-container poate exista si in absenta obiectelor agregate (de exemplu, o biblioteca poate exista si fara carti) agregare indirect ?

14 Care este diferenta intre colectiile generice, heterogene si parametrizate? Colectiile sunt un ansamblu de iterfete si clase ce realizeaza: colectarea impreuna a obiectelor, stocarea, sortarea si accesarea obiectelor. Colectii generice – putem specifica tipul de data pe care il va folosi colectia, ex: List strings Colectii eterogene – atunci când se crează o colecţie pentru elemente de acelaşi tip (necunoscut), oricine poate insera elemente de alt tip Colectii parametrizate 15 Serializarea Pastrarea obiectelor dincolo de executia programului. = transformarea unui obiect intr-o secventa de octeti, din care sa poata fi refacut ulterior obiectul original. Este un mechanism utilizat pt salvarea si restaurarea datelor. 16 Externalizarea Ce se intampla daca dorim ca parti din obiect sa nu fie serializate? Sau dorim să recreem subobiecte de la zero? Interfata Externalizable: extinde interfata Serializable 2 metode noi: writeExternal, readExternal Aceste metode sunt apelate automat la serializare / deserializare si contin cod suplimentar care se executa la aceste operatii

La obiectele deserializate cu Externalizable, obiectele sunt construite obisnuit (cu default constructor) si apoi se apeleaza metoda readExternal La obiectele Externalizable, subobiectele componente trebuie serializate manual (in writeExternal) iar la deserializare, ele trebuie recuperate de pe disc La mostenire dintr-o clasa Externalizable, se apeleaza writeExternal si readExternal a clasei de baza pentru a se asigura serializare / deserializare corecta Evitarea serializarii anumitor componente ale obiectelor Prima metoda: utilizarea Externalizable Metoda 2-a: cuvantul cheie transient: indica faptul acel camp marcat cu transient nu va fi serializat ca si parte a procesului automat de serializare Metoda 3-a: se adauga la clase metodele writeObject si readObject in care se furnizeaza codul programatorului pentru serializare Aceste metode sunt private si sunt apelate automat de catre writeObject si readObject a claselor ObjectOutputStream si ObjectInputStream

17 Supraîncărcarea Supraîncărcarea unei metode (owerloading) este procesul prin care în cadrul unei clase sunt adăugate două sau mai multe metode cu acelaşi nume dar cu număr diferit de parametri. În momentul apelării metodei, mediul de rulare va şti exact ce metodă să apeleze pe baza parametrilor specificaţi astfel încât nu exista posibilitate de confuzie si de apelare a unei metode greşite. 18 Cuvântul cheie this Cuvântul cheie this este folosit în cadrul metodelor atunci când se doreşte să se aibă acces la referinţa obiectului curent. Cuvântul cheie this este o referinţă către obiectul curent. Acest cuvânt cheie este folosit doar în cazurile speciale când este nevoie să se facă o referinţă explicită la obiectul curent. De exemplu în cazul unei metode care trebuie să returneze obiectul curent.

19Cuvântul cheie „static” Cuvântul cheie „static” este folosit în java pentru a defini o variabilă sau o metodă care poate fi accesata prin intermediul numelui clasei, fără a fi nevoie să se construiască obiecte de tipul respectiv. În construirea unei aplicaţii orientate pe obiecte utilizarea atributelor sau metodelor statice trebuie să fie evitată şi acestea să fie folosite doar în cazuri de strictă necesitate. 20 Clase şi metode abstracte  o metodă se numeşte abstractă dacă este doar declarată şi nu definită. Declaraţia va conţine, obligatoriu, cuvântul cheie abstract: abstract numemetoda (); 

o clasă ce conţine măcar o metodă abstractă devine clasă abstractă şi va trebui calificată ca atare (în caz contrar se produce o eroare de compilare). Fiind o clasă incompletă, tentativa de a crea un obiect de tip abstract, se soldează cu eroare.

21 Interfaţa Interfaţa acoperă noţiunea de clasă abstractă pură. În această situaţie definiţia tipului este precedată de cuvântul cheie interface, ce va înlocui cuvântul cheie class. Prin interfaţă se pune la dispoziţie o formă şi nu o implementare. Ea poate conţine:  membri de tip primitiv (implicit statici şi finali);  nume de metode cărora li se ataşează: - lista de argumente de apel; - tipurile returnate 22 Design patternul Proxy Este sablonul care permite crearea unui inlocuitor pentru un obiect, inlocuitor care sa controleze accesul la obiectul respectiv. Acest sablon se mai numeste surogat. Sablonul Proxy se aplica in general in situatiile in care este necesara o referinta la un obiect mai complexa si mai flexibila decat un simplu pointer. Cateva dintre cazurile in care sablonul Proxy poate fi utilizat sunt:

necesitatea unui reprezentant local al unui obiect aflat in alt spatiu de adrese (pe alta masina) decat clientul sau. In acest caz obiectul proxy care joaca rolul reprezentantului local se mai numeste remote proxy sau ambasador; crearea la comanda a obiectelor costisitoare (cum este cazul din exemplul prezentat in paragraful anterior). In acest caz obiectul proxy se mai numeste proxy virtual, el dand iluzia existentei unui obiect server inainte ca acesta sa fi fost creat; daca se pune problema ca diversi clienti sa aibe drepturi de acces diferite la un anumit obiect server, se poate folosi cate un obiect proxy care sa reprezinte serverul din perspectiva fiecarei categorii de clienti. In acest caz, obiectul proxy se mai numeste proxy de protectie; un obiect proxy poate juca rolul unui pointer inteligent, care poate efectua operatii suplimentare la accesarea obiectului referit. Asemenea operatii suplimentare tipice sunt: o contorizarea referintelor la un anumit obiect, existente la un moment dat. Acest lucru permite stergerea obiectului respectiv cand se constata ca nu mai exista nici o referinta la el. De exemplu, un garbage collector ar putea utiliza acest principiu de lucru; o incarcarea in memorie a unui obiect persistent atunci cand el este referit prima oara; o asigurarea blocarii obiectului referit, pe durata accesarii lui, astfel incat sa nu poata fi modificat Şablonul Proxy asigură un surogat sau un înlocuitor pentru alt obiect pentru a controla accesul la acesta  Delegarea la distanţă controlează accesul către un obiect nelocal  Delegarea virtuală controlează accesul la o resursă costisitor de creat  Delegarea de protecţie controlează accesul la o resursă pe baza unor drepturi de acces  Referinţă inteligentă: copierea la scriere (copy on write), blocarea unui obiect, numărarea referinţelor, caching

25.Design patternul Iterator  Sablonul Iterator asigura o cale de accesare secventiala a elementelor unui obiect agregat, fara a expune reprezentarea lui de baza.  Metodele Iteratorului pot avea nume diferite  Java Iterator: next(), hasNext(), remove()  C# IEnumerator: Current, MoveNext(), Reset()  Există Iteratori interni şi externi  Iteratorul extern este controlat de client, ca în exemplul precedent (cu metoda next)  Iteratorul intern este controlat de Iteratorul însuşi, căruia trebuie să i se spună ce operaţii să efectueze cu elementele pe care le parcurge Şablonul se utilizează pentru:  A accesa conţinutul unui obiect agregat fără a expune reprezentarea internă  A asigura suport pentru mai multe traversări ale obiectelor agregate  A furniza o interfaţă uniformă pentru traversarea structurilor agregate diferite  Pentru a suporta o iteraţie polimorfică

Suportă variaţii în traversarea unui agregat  Obiectele agregate pot fi traversate în mai multe feluri şi de mai multe ori  Obiectele Iterator simplifică interfaţa Agregat  Agregatul are nevoie de o metodă unică pentru crearea Iteratorului  Scade cuplarea dintre client şi obiectele agregate

 Creşte coeziunea obiectului agregat prin eliminarea necesităţii de a asigura el însuşi traversarea

26. Design patternul Strategy Scop: Se defineşte o familie de algoritmi; se încapsulează fiecare mebru; algoritmii se fac interschimbabili. Aplicabilitate – Multe clase înrudite diferă doar prin comportament – Se folosesc diverse variante ale unui algoritm – Algoritmii folosesc date irelevante pentru client – O clasă defineşte comportamente multiple, definite de conditii gardă la începutul metodelor.

23 Ce este o clasa java si cum se salveaza pe disk? Clasă: set de obiecte cu caracteristici şi funcţionalitate identice (termenul de clasa se substituite termenului de tip) O clasa reprezinta o modalitate de a descrie un nou tip de date. Clasa este o descriere a unei multimi de obiecte caracterizate prin structuri si comportamente similare. De aceea, o clasa va cuprinde definitiile datelor si operatiilor ce caracterizeaza obiectele clasei respective. Datele definite intr-o clasa se mai numesc atribute, iar operatiile se mai numesc metode sau functii-membru. Atributele si metodele formeaza membrii unei clase. Sintaxa folosita pentru a defini o clasa in Java este: class nume_clasa { // date si metode } Salvarea pe disk se face in folderul built cu numele clasei si extensia .class

24 Ce este un package? Un package grupeaza toate clasele , Utilizate pentru organizarea claselor . Packageurile pot si comprimate sub forma jar. 25 Defineste final, finally finalize. Final- o clasa declarata cu final nu poate fi subclasata. O clasa declarata ca final opreste linia de mostenire, nu se poate extinde o clasa finala. O metoda declarata cu final nu poate fi suprascrisa.O variabila declarata cu final poate fi initializata numai o singura data. Utilizata in special pentru mostenire Finally- Blocul declarat cu finally se executa mereu dupa try and catch atunci cand apare o exceptie neasteptata sau fara a fi o exceptie.Este utilizat pentru a evita . Ajuta programatorul sa evite curatarea codului accidentala prin return break sau continue. Finalize-este o metoda care daca este prezenta intr-o clasa este apelata inaintea garbage collectorului. Metoda finalize() este utilizata pentru curatarea codului inainte ca un obiesct sa fie luat de garbage colector 26 Defineste variabila locala, variabila membra si variabila de clasa Variabile de instanţă. Sunt unice fiecărei instanţe le clasei. Variabile de clasă. O singură copie pentru toate instanţele clasei. Se foloseşte modificatorul de acces „static”. Variabile locale. Variabile temporare declarate în cadrul unei metode sau a unui bloc. Sunt vizibile doar în cadrul acelei metode. Parametri. Variabilele prin care se trimit argumente la apelul metodelor. variabile de Instanta (atribute) – aceste variabile definesc valorile unui obiect, deci, ele sunt create atunci când obiectul este creat; ele exista de când obiectul este creat si pana cand acesta este distrus; doar obiectul si metodele sale au acces la variabilele de instanta; variabilele statice – aceste variabile sunt parte dintr-o clasa; sunt create atunci când clasa este incarcata de JVM;

variabile locale ale unor metode – aceste variabile sunt definite pe stiva metodei si ele exista atâta timp cât metoda este executata (exista in stiva de apeluri); variabilele locale nu pot fi accesate si din interiorul unor metode imbricate chiar daca ele exista cand metoda imbricata este executata variabile locale unui bloc de cod - aceste variabile sunt definite in interiorul blocurilor de cod (intre { si }) si poate fi utilizate in timp ce blocul este executat; blocuri de cod sunt tipice pentru, for, while si blocuri de initializare. Variablie membre- sunt declarate in cadrul unei clase, dar apartin unui obiect.

27 Defineste private, protected , public Private: elementele private pot fi accesate doar de creatorul clasei in cadrul metodelor acelei clase - folosit in declararea unui camp sau a unei metode dintr-o clasa - specifica faptul ca membrul sau metoda respectiva poate fi accesata doar din cadrul clasei insesi, nu si din clasele derivate din aceasta clasa. Public: elementele publice sunt disponibile oricaror alte clase Protected: similar cu private, utilizat in mostenire, clasele care mostenesc pot accesa elementele private din clasele de baza -folosit in declararea unui camp sau a unei metode dintr-o clasa - specifica faptul ca membrul sau metoda respectiva poate fi accesata doar din cadrul clasei insesi sau din clasele derivate din aceasta clasa.

28 Rolul claselor de tip Filter Un filtru este un obiect de a efectua sarcini de filtrare pe fiecare cerere, la o resursă (cu un conținut de servlet sau statice), sau pe răspunsul la o resursă, sau ambele. Exemplele care au fost identificate pentru acest design sunt 1) Filtre de autentificare 2) exploatarea forestieră și Audit filtre 3) de conversie fotografie filtre 4) Filtre de compresie a datelor

5) 6) 7) 8) 9)

Filtrele de criptare Filtre Tokenizing Filtre care declanseaza resurse de acces evenimente XSL / T filtre Mime-Tip filtru lanț

Clasele Filter sunt radacina abstracta a claselor de decorator 29 Design patternul Iterator 30 Descrieti modul de utilizare a Decoratorilor la realizarea i/o in java 31 Care este diferenta intre o clasa abstracta si o interfata O interfata defineste un set de metode, proprietati, evenimente, indexatori. Acesti membri vor fi implementati de o clasa sau chiar de o structura. O clasa abstracta este o clasa care nu poate fi instantiata si este folosita pentru mostenire. O clasa care nu este abstracta si care deriveaza dintr-o clasa abstracta, trebuie sa includa implementarile tuturor membrilor abstracti.

32 Descrieti mecanismul try-catch-finally try { // codul care este susceptibil sa genereze exceptie } catch (Type1 tp1) { // exceptii de tipul Type1 } catch (Type2 tp2) { // exceptii de tipul Type2 }… finally { // cod care se executa indiferent de tipul de exceptie aruncat (sau nu) }

Try – catch functioneaza ca un switch pe tipul de exceptie 2 modalitati de tratare a erorilor  Termination: eroarea este aruncata  Resumption: se insereaza cod try – catch pt rezolvarea erorii Blocul "try" contine instructiunile de deschidere a unui fisier si de citire dintrun fisier ambele putând produce exceptii. Exceptiile provocate de aceste instructiuni sunt tratate în cele doua blocuri "catch", câte unul pentru fiecare tip de exceptie. Inchiderea fisierului se face în blocul "finally", deoarece acesta este sigur ca se va executa. Fara a folosi blocul "finally" închiderea fisierului ar fi trebuit facuta în fiecare situatie în care fisierul ar fi fost deschis, ceea ce ar fi dus la scrierea de cod redundant: 33 Descrieti modulele de creare a obiectelor din tipul claselor interioare care nu sunt anonimie Clasa interioarã este necesarã numai clasei exterioare. Pentru reducerea numãrului de clase de nivel superior si pentru simplificarea comunicãrii între clasele ascultãtor la evenimente putem defini clasele receptor ca niste clase interioare cu nume, incluse în clasa cu fereastra aplicatiei: class MFrame extends JFrame { JButton b1 = new JButton (" + "); JButton b2 = new JButton (" - "); JTextField text = new JTextField (6); int n= 0; public MFrame() { Container c = getContentPane(); b1.addActionListener (new B1L()); b2.addActionListener (new B2L()); c.setLayout (new FlowLayout()); c.add(b1); c.add(b2); text.setText(" "+n); c.add (text); } // clase incluse cu nume class B1L implements ActionListener { public void actionPerformed (ActionEvent ev) { text.setText(" "+ ++n); }

} class B2L implements ActionListener { public void actionPerformed (ActionEvent ev) { text.setText(" "+ --n); } } Definirea de clase incluse anonime reduce si mai mult lungimea programelor, dar ele sunt mai greu de citit si de extins

34 Fie un system formal definit pe alfabetul format din literele a si b.Limbajul format accepta doar cuvinte care se incheie cu aab.Sa se scrie automatul finit determinist pentru acest limbaj si reprezentarea limbajului in BNF. 35 Descrieti modaliatea de realizare a unui iterator si incercati sa furnizati un exemplu concret de utilizare a acestui sablon de programare Un iterator este un obiect care permite traversarea unei colectii si modificarea acesteia (ex: stergere de elemente) in mod selectiv. Puteti obtine un iterator pentru o colectie, apeland metoda sa iterator(). Interfata Iterator este urmatoarea: public interface Iterator { boolean hasNext(); E next(); void remove(); // optional } Metodele au urmatorul comportament: hasNext -intoarce true daca mai exista elemente neparcurse inca de iteratorul respectiv next -intoarce urmatorul element remove -elimina din colectie ultimul element intors de next. In mod evident, remove nu poate fi apelat decat o singura data dupa un apel next. Daca aceasta regula nu este respectata, vom primi o eroare. Ne putem imagina ca un iterator se pozitioneaza intre elementele colectiei. Initial, cursorul sau precede primul element, astfel ca primul apel next va intoarce primul element. Atentie: Metoda remove este singura modalitate SIGURA de a inlatura un element dintr-o colectie in timpul parcurgerii acesteia. Orice alta metoda are un comportament neprecizat (nu putem garanta ca

stergerea va avea loc, sau ca elementul sters va fi cel pe care chiar doream sa-l stergem). Este util sa folosim iteratori cand dorim: stergerea elementului curent, in timpul iterarii Cand dorim sa iteram mai multe colectii in paralel. Exemplu de folosire a unui iterator: Collection c = new ArrayList(); Iterator it = c.iterator(); while (it.hasNext()) { //verificari asupra elementului curent: it.next(); it.remove(); } 36 Ce inseamna upcast? Descrieti mecanismul legarii intarziate si cum faciliteaza acest mecanism realizarea proprietatii de upcast. Proprietatea de upcast presupune tratarea unui obiect dintr-o clasa derivata ca si cum ar fi din clasa de bază. Legare (binding) = asocierea dintre numele metodei si corpul metodei. Late binding necesita un mecanism pt identificarea tipului la executie(RTTI), pt a se identifica in mod corect corpul metodei care trebuie apelat. In cazul late binding, legarea se face la executie, exact inainte de executia efectiva a metodei. Se utilizeaza late binding pt orice apel de metoda, cu exceptia metodelor static si final. 37 Care este rolul constructorului de copiere in cazul agregarii indirecte? Constructorul este o metodă specială apelată automat la instanţierea unei clase şi face operaţiile necesare pentru iniţializarea fiecărui obiect al unei clase fie ea statică sau dinamică. Dacă se foloseşte pentru a iniţializa un obiect cu alt obiect atunci denumirea de constructor de copiere. Agregarea este relatia intre doua obiecte in care unul dintre obiecte apartine celuilalt obiect. Agregarea reda apartenta unui obiect la un alt obiect. Din punct de vedere conceptual, exista 2 tipuri de agregare: strong – la disparitia obiectelor continute prin agregare, existenta obiectului container inceteaza (de exemplu, o carte nu poate exista fara pagini)

weak – obiectul-container poate exista si in absenta obiectelor agregate (de exemplu, o biblioteca poate exista si fara carti) agregare indirect ?

38 Care este diferenta intre colectiile generice, heterogene si parametrizate? Colectiile sunt un ansamblu de iterfete si clase ce realizeaza: colectarea impreuna a obiectelor, stocarea, sortarea si accesarea obiectelor. Colectii generice – putem specifica tipul de data pe care il va folosi colectia, ex: List strings Colectii eterogene – atunci când se crează o colecţie pentru elemente de acelaşi tip (necunoscut), oricine poate insera elemente de alt tip Colectii parametrizate 39 Serializarea Pastrarea obiectelor dincolo de executia programului. = transformarea unui obiect intr-o secventa de octeti, din care sa poata fi refacut ulterior obiectul original. Este un mechanism utilizat pt salvarea si restaurarea datelor. 40 Externalizarea Ce se intampla daca dorim ca parti din obiect sa nu fie serializate? Sau dorim să recreem subobiecte de la zero? Interfata Externalizable: extinde interfata Serializable 2 metode noi: writeExternal, readExternal Aceste metode sunt apelate automat la serializare / deserializare si contin cod suplimentar care se executa la aceste operatii La obiectele deserializate cu Externalizable, obiectele sunt construite obisnuit (cu default constructor) si apoi se apeleaza metoda readExternal La obiectele Externalizable, subobiectele componente trebuie serializate manual (in writeExternal) iar la deserializare, ele trebuie recuperate de pe disc La mostenire dintr-o clasa Externalizable, se apeleaza writeExternal si readExternal a clasei de baza pentru a se asigura serializare / deserializare corecta

Evitarea serializarii anumitor componente ale obiectelor Prima metoda: utilizarea Externalizable Metoda 2-a: cuvantul cheie transient: indica faptul acel camp marcat cu transient nu va fi serializat ca si parte a procesului automat de serializare Metoda 3-a: se adauga la clase metodele writeObject si readObject in care se furnizeaza codul programatorului pentru serializare Aceste metode sunt private si sunt apelate automat de catre writeObject si readObject a claselor ObjectOutputStream si ObjectInputStream

41 Supraîncărcarea Supraîncărcarea unei metode (owerloading) este procesul prin care în cadrul unei clase sunt adăugate două sau mai multe metode cu acelaşi nume dar cu număr diferit de parametri. În momentul apelării metodei, mediul de rulare va şti exact ce metodă să apeleze pe baza parametrilor specificaţi astfel încât nu exista posibilitate de confuzie si de apelare a unei metode greşite. 42 Cuvântul cheie this Cuvântul cheie this este folosit în cadrul metodelor atunci când se doreşte să se aibă acces la referinţa obiectului curent. Cuvântul cheie this este o referinţă către obiectul curent. Acest cuvânt cheie este folosit doar în cazurile speciale când este nevoie să se facă o referinţă explicită la obiectul curent. De exemplu în cazul unei metode care trebuie să returneze obiectul curent.

43 Cuvântul cheie „static” Cuvântul cheie „static” este folosit în java pentru a defini o variabilă sau o metodă care poate fi accesata prin intermediul numelui clasei, fără a fi nevoie să se construiască obiecte de tipul respectiv. În construirea unei aplicaţii orientate pe obiecte utilizarea atributelor sau metodelor statice trebuie să fie evitată şi acestea să fie folosite doar în cazuri de strictă necesitate. 44 Clase şi metode abstracte  o metodă se numeşte abstractă dacă este doar declarată şi nu definită. Declaraţia va conţine, obligatoriu, cuvântul cheie abstract: abstract numemetoda (); 

o clasă ce conţine măcar o metodă abstractă devine clasă abstractă şi va trebui calificată ca atare (în caz contrar se produce o eroare de compilare). Fiind o clasă incompletă, tentativa de a crea un obiect de tip abstract, se soldează cu eroare.

45 Interfaţa Interfaţa acoperă noţiunea de clasă abstractă pură. În această situaţie definiţia tipului este precedată de cuvântul cheie interface, ce va înlocui cuvântul cheie class. Prin interfaţă se pune la dispoziţie o formă şi nu o implementare. Ea poate conţine:  membri de tip primitiv (implicit statici şi finali);  nume de metode cărora li se ataşează: - lista de argumente de apel; - tipurile returnate

Compoziţie: o clasă nouă conţine clase existente Relaţie has-a Se realizeaza prin creare de obiecte membre Compozitia realizata dinamic se numeste agregare Moştenire: o clasă nouă se aseamănă (extinde) o clasă existentă Relaţie is-a sau is-like-a 

Clasa de baza – contine caracteristicile si comportamentele care vor fi partajate cu tipurile derivate



Clasa derivata



Clasa derivata va contine  toti membrii clasei de baza (inclusiv cei privati care sunt ascunsi)  Toata interfata clasei de baza, care este duplicata



Clasa derivata este in acelasi timp de tipul clasei de baza

Mostenire – cum se diferentiaza clasa derivata de clasa de baza 

Prin adaugare de noi metode suplimentare



Schimbarea comportamentului unor metode existente in clasa de baza (overriding)



Relatia is-a: clasa derivata doar override metode din clasa de baza (principiul substitutiei pure)



Relatia is-like-a: clasa derivata adauga elemente noi interfetei clasei de baza (metodele noi nu sunt accesibile din clasa de baza – substitutia nu mai este pura)

Containere 

Necesare datorita faptului ca nu stim de la design numarul de obiecte necesare pentru a rezolva o anumita problema



Containerele sunt siruri de referinte catre alte obiecte



Ele se expandeaza automat pentru a salva noi obiecte, dupa necesitati



2 tipuri de liste: ArrayList, LinkedList



Containerele in Java sunt create sa pastreze obiecte de tipul Object. -> ele pot salva orice



Pot aparea exceptii la Downcast la runtime, timp de executie crescut datorită operației de Downcast



Containere parametrizate:  ArrayList shape = new ArrayList();

Organizarea codului 

Pentru fiecare clasa compilata se produce un fisier .class



Un program este compus dintr-o colectie de fisiere .class



Acestea pot fi arhivate: fisier .jar



Fiecare fisier .java incepe cu mentiunea “package”: se indica numele packageului din care vor face parte clasele



Clasele utilizate care fac parte din alt package se importa cu “import”



Toate clasele dintr-un package vor fi colectate intr-un singur subdirector



Conventie pentru denumirea packageurilor: utilizarea domeniilor de internet in ordine inversa



Calea root pentru directorare: variabila sistem CLASSPATH



CLASSPATH poate include directoare sau fisiere .jar

Crearea obiectelor si ciclul de viata



Fiecare obiect necesita resurse (memorie), crearea si distrugerea obiectelor devin importante



Java utilizeaza in mod exclusiv alocarea dinamica a memoriei



Pentru orice obiect, trebuie utilizat new la creeere



Obiectele sunt alocate in zona de heap



Distrugerea obiectelor este realizata automat de catre garbage collector



GC identifică momentul in care un obiect nu mai este utilizat și il dezalocă

Cuvantul cheie static 

Datele membre si metodele pot fi accesate doar sub calificarea unui obiect existent in memoria programului (creat cu new)



Un camp sau o metoda statica nu este legata de vreun obiect anume dintr-o clasa



class data sau class method



Un camp static exista o singura data pentru o clasa, fiind partajat de toate obiectele clasei respective



Campurile statice pot fi referite prin numele clasei



Metodele statice sunt la nivel de clasa, pot fi referite prin numele clasei (fara a fi necesara existenta unui obiect)



Metoda main



Metodele statice nu pot accesa campuri/metode ne-statice din clasa

Initializarea obiectelor 

In fiecare clasa se garanteaza initializarea obiectelor prin scrierea unui constructor



La crearea unui obiect, Java apeleaza automat constructorul clasei respective



Numele constructorului este identic cu numele clasei



Constructorul default: nu are argumente



Constructorul nu are tip de return



Daca se creaza o clasa fără nici un constructor, compilatorul crează in mod automat constructorul default

Supraincarcarea metodelor 

Utilizarea unei variabile locale neinitializate => eroare de compilare



Orice data membra a unei clase, daca este de tip primitiv, se garanteaza initializare la valoarea implicita



Obiectele membre neinitializate, vor avea valoarea null



Specificarea valorii de initializare:  La momentul definirii variabilei primitive prin asignare cu o valoare  La momentul definirii variabilei non-primitive, prin new



Initializarea datelor membre prin constructor



Ordinea de initializare a datelor membre: ordinea in care acestea sunt definite in clasa



Initializarea datelor statice are loc doar daca acestea sunt necesar a fi utilizate



Obiectele statice sunt initializate inaintea celor non-statice, daca ele nu au fost utilizate pana atunci

Cuvantul cheie this 

In fiecare metoda apelata, referinta obiectului sub care se apeleaza metoda este transmisa in metoda sub forma referintei this



this poate fi utilizat doar in interiorul metodelor ne-statice



In interiorul unei metode dinstr-o clasa, la apelul unei metode din clasa curenta, nu este nevoie sa se utilizeze this



This este frecvent utilizat in return, pentru a returna obiectul curent

Distrugerea obiectelor 

Garbage collector-ul dezaloca memoria alocata prin new, atunci cand obiectele nu mai sunt folosite



Metoda finalize(): permite operatii de stergere inainte ca obiectele sa fie supuse garbage collectorului



Metoda finalize(): Java nu garanteaza apelarea acestei metode, programatorul nu are control asupra momentului cand se apeleaza garbage collectorul



Daca obiectele noastre agrega alte obiecte, garbage collectorul se ocupa de dezalocarea obiectelor agregate



Finalize se utilizeaza in general pentru a implementa termination conditions pentru un obiect (de exemplu inchiderea unui fisier)

Modul de functionare a garbage collectorului 

GC colecteaza memoria ramasa alocata in obiectele care nu mai sunt utilizate si compacteaza heap-ul, rearanjand obiectele alocate



Reference couting: o modalitate de a implementa un GC:  De cate ori se asociaza o referinta pentru un obiect, reference counterul obiectului se incrementeaza  De cate ori se pierde o referinta pentru o obiect, reference counterul obiectului se decrementeaza  GC scaneaza sirul de variabile reference counters si cand intalneste una nula, dezaloca obiectul respectiv



Implementarea Java: pentru un obiect live se poate identifica o referinta fie pe stack fie in static storage



Stop-and-copy: GC-ul opreste programul, scaneaza toate referintele de pe stack si copiaza obiectele identificate in noul heap. Ceea ce ramane e garbage-ul care trebuie dezalocat, iar noul heap e deja compactat

Initializarea datelor membre 

Utilizarea unei variabile locale neinitializate => eroare de compilare



Orice data membra a unei clase, daca este de tip primitiv, se garanteaza initializare la valoarea implicita



Obiectele membre neinitializate, vor avea valoarea null



Specificarea valorii de initializare:  La momentul definirii variabilei primitive prin asignare cu o valoare  La momentul definirii variabilei non-primitive, prin new



Initializarea datelor membre prin constructor



Ordinea de initializare a datelor membre: ordinea in care acestea sunt definite in clasa



Initializarea datelor statice are loc doar daca acestea sunt necesar a fi utilizate



Obiectele statice sunt initializate inaintea celor non-statice, daca ele nu au fost utilizate pana atunci

Initializarea sirurilor 

Sirurile sunt definite prin operatorul de indexare: int[] a;



Pentru a se crea spatiu de memorie pentru sir, sirul trebuie initializat



Fiecare sir are un membru intrinsec: length (lungimea sirului)



Elementele sunt indexate de la 0 la length-1



Integer[] a = new Integer[rand.nextInt(20)]; // se creaza doar un sir de referinte, fiecare din ele trebuie apoi initializate, de ex:



a[i] = rand.nextInt(500);

Reutilizarea codului 

Înseamnă mult mai mult decât copy-paste de cod



Operații principale: compoziție și mostenire



Sintaxa compoziției: se plasează o referință către un obiect nou într-o clasă nouă



Referintele nou create se initializează la valoarea null -> trebuie initializate explicit



Metoda toString: mostenită de la clasa Object: se permite convertirea obiectului intr-un obiect String (necesar pentru tipărire)

Initializarea referintelor la realizarea compozitiei 

Initializarea se poate realiza in 4 moduri:  La momentul definirii obiectului – initializarea se face inainte de apelarea constructorului

 In constructor  Chiar inainte de utilizarea obiectului (lazy initialization)  Instance initialization – in bloc non-static de initializare Sintaxa mostenirii 

Mostenirea se realizează ori de câte ori se crează o clasă: se moștenește din Object



Mostenire: clasa nouă se aseamănă cu clasa veche: cuvântul cheie extends



Clasa nouă va prelua automat toate campurile și metodele din clasa de bază



Regulă nescrisă la mostenire: câmpurile din clasele de bază se scriu private iar metodele se lasă public (sau protected)



Clasa derivată poate să preia o metodă din clasa de bază si să o rescrie



Din clasa derivată, pentru a se apela o metodă din clasa de bază se poate utiliza super



Realizarea mostenirii: la crearea obiectului din clasa derivată, se crează un subobiect din clasa de bază (ca si cum ar fi realizată o compozitie către acesta)



Initializarea subobiectului din clasa de bază: doar prin constructor



Constructorul clasei de bază este apelat intotdeauna inaintea constructorului clasei derivate



Pentru apel constructor al cl de bază cu argumente: super ( argumente)

Operatia de delegare 

Operatie intermediară intre compozitie si agregare



Intr-o clasă se plasează un obiect membru din a 2-a clasă, iar clasa nouă va expune toate metodele furnizate de obiectul din clasa 2-a



Pentru realizarea operatiilor de mostenire / compozitie, este suficient ca să se importe clasele reutilizate (codul lor sursă nu este necesar)

Stergerea corectă a obiectelor 

Java nu garantează apelarea metodei finalize la distrugerea obiectelor



Ce se intamplă atunci când este necesar ca obiectele să fie sterse daca programele se termină cu exceptie?



Se pune codul de stergere intr-o metodă dispose



Metoda dispose se apelează pe clauza finally a unui try-catch global



La stergerea obiectelor, aceasta trebuie să se realizeze in ordine inversă a creerii obiectelor. -> programatorul trebuie să se asigure de acest lucru

Alegerea intre compozitie si mostenire 

Compozitia se alege atunci cand interfata clasei de baza nu se doreste a fi expusă in clasa derivata Compozitia se face, de obicei, prin agregare private



Mostenirea se foloseste atunci cand interfata clasei de baza se doreste preluată și expusă de clasa derivata



Protected: functioneaza ca si private din afara ierarhiei



Upcast: obiectele din tipul clasei derivate sunt in acelasi timp si din tipul clasei de baza

final 

itemii final: nu pot fi schimbate ( de exemplu, intr-o clasă derivata)



Datele final:  Constante la compilare care nu se schimba ulterior  Valori initializate la runtime care nu se doreste sa fie schimbate  Static final: au o singură locatie de stocare a datei



Final aplicat la o referinta: face referinta constantă, valoarea obiectului poate fi modificata



Blank final: campuri declarate final care nu sunt initializate -> ele trebuie initializate inainte de utilzare



Argumente final: în metodă nu se poate schimba valoarea către care arată referinta



Metode final: nu pot fi schimbate prin mostenire



Metodele final sunt tratate inline de către compilator



Clase final: se inhibă mostenirea din clasa respectivă

Mecanismul upcast 

Asocierea dintre numele metodei si corpul metodei – legare (binding)



Early binding: atunci cand legarea se face la compilare



Late binding: atunci cand legarea se face la executie, exact inainte de executia efectiva a metodei



Late binding = dynamic binding sau runtime binding



Late binding: necesită un mecanism pentru identificarea tipului la executie (RTTI) – pentru a se identifica in mod corect corpul metodei care trebuie apelat



In Java se utilizeaza late binding pentru orice apel de metodă, cu exceptia metodelor static si final (private e implicit final pt ca o metoda private nu poate fi mostenita)



De ce e nevoie să declarăm o metodă final? Pentru a inhiba late binding (creste eficienta la executie)



Campurile si elementele static sunt rezolvate la compilare



Legarea constructorilor este realizata la compilare



Relatie de mostenire de tip is-a: clasa derivată doar suprascrie interfața clasei de bază



Relatie de mostenire de tip is-like-a: clasa derivată contine metode suplimentare față de clasa de bază



Relația de substituție:  La o relatie de tip is-a substitutia este pură: orice mesaj trimis clasei derivate poate fi trimis si clasei de bază (rezolvarea mesajului se face prin upcast)  La o relație de tip is-like-a: partea extinsă din clasa derivată nu mai este disponibilă prin upcast (prin adresarea clasei de bază)



Downcast: operația inversă upcast – nu este o operație garantată, in sensul in care nu stim exact clasa derivată către care se face downcast

Clase abstracte 

Rolul clasei Instrument (varful ierarhiei): să creeze o interfață comună claselor derivate (metoda play din Instrument este “dummy”)



=> obiectele din clasa Instrument nu au sens (dpdv logic)



=> clasa Instrument: clasă abstractă



Pentru a evita astfel de erori la executie (crearea de obiecte dintr-un astfel de tip) există un mecanism prin care se declară clasele abstracte (si care se verifică la compilare): cuvantul cheie abstract



Clasă abstractă: are cel putin o metodă abstractă (metodă declarată abstract si care nu are corp)



Se generează eroare la compilare dacă se incearcă crearea unui obiect dintr-o clasă abstractă



La mostenire dintr-o clasă abstractă, metoda abstractă trebuie suprascrisă, altfel clasa derivată devine si ea abstractă

Conceptul de Interfață 

In clasa abstractă: se furnizează o parte din interfață iar implementarea acesteia este lăsată pe seama claselor derivate



Cuvantul cheie interface: produce o clasă abstractă fără nici o implementare de metode



Orice cod care utilizeaza o anume interfață va sti ce metode se pot apela (si doar atât)



Interfetele permit realizarea “moștenirii multiple”



Interfetele pot contine campuri: acestea sunt implicit static si final



Implementarea unei interfețe: cuvântul cheie implements

Design patternul Strategy 

Crearea unei metode care sa aibă comportament diferit in functie de tipul argumentului care se prezinta la intrare.  Metoda contine o parte fixa care este apelata de fiecare data si o parte care variază (strategia)



In cazul in care nu se utilizează interfetele, dacă dorim să aplicăm metoda (strategia) unui obiect dintr-o clasă care nu face parte din ierarhie, nu se poate



=> in exemplul Apply si Procesor, exista o cuplare foarte puternica intre metoda Apply.proces si clasa Procesor, astfel incat aceasta metoda nu poate fi aplicata decat obiectelor din ierarhia Procesor, si nicidecum altor obiecte din alte ierarhii



Procesor se creaza ca si o interfata, iar clasele care doresc sa faca parte din strategie vor implementa interfata scrisa

Design patternul Adapter 

Ce se intampla in cazul in care dorim sa utilizam in strategie o clasa importata dintr-o bibliotecă?



Design patternul Adapter: se scrie cod care preia la intrare interfata existenta si care sa produca interfata de care este nevoie in program



Prin decuplarea interfetei de implementare se permite ca o interfata sa fie aplicata mai multor implementari, deci codul devine mult mai facil de reutilizat

Mosternirea multipla 

In Java se poate extinde o singura clasă si se pot implementa oricate clase



Rolul interfetelor: sa se poata face upcast la mai mult decat o clasa de baza



Daca se poate crea o clasa de baza fara definitii de metode si variabile membre, se recomanda sa se creeze interfete in locul claselor abstracte



Interfetele se pot combina (se extinde interfetele la fel ca si clasele)



Coliziunea numelor la implementarea mai multor interfete (daca interfetele de baza au acelasi nume de metoda cu semnaturi diferite): este o problema daca metodele difera doar prin tip de return => eroare la compilare



Campurile care sunt inserate intr-o interfata devin in mod automat statis si final => reprezinta un mod convenabil pentru a defini constante (similar cu enum)



Campurile definite in interfete nu pot fi blank finals, ele trebuie initializate la definire

Design patternul FactoryMethod



Rolul unei interfete: sa se permita implementari multiple pentru diverse clase



Design patternul Factory: in loc sa se apeleze un constructor in mod direct, pentru crearea unui obiect se apeleaza o metoda de creere a obiectului dintro clasa Factory. Clasa Factory implementeaza o interfata care specifica metoda de creere



Astfel, se poate schimba la runtime o implementare a unei functionalitati cu alta

Inner classes 

Se plaseaza clase in interiorul altor clase



Inner classes reprezinta un concept diferit de compozitie



De obicei, clasa exterioara are o metoda care returneaza un obiect din clasa inner



Tipul obiectului din clasa interioara se specifica precum: OuterClass.InnerClass



Obiectul clasei interioare are un link (referinta) catre obiectul clasei exterioare care l-a creat!!!



Obiectul clasei interioare poate accesa membrii obiectului clasei exterioare fara ca sa fie nevoie de calificare (dreptul de a accesa este asupra tuturor obiectelor membre ale clasei exterioare)



Pentru a se obtine referinta la obiectul clasei exterioare (din obiectul clasei inner) se utilizeaza: OuterType.this



Pentru a crea un obiect din clasa inner pornind de la un obiect din clasa outer se poate utiliza: obiectOuter.new



Clasele inner sunt potrivite pentru a implementa interfete: se realizeaza ascunderea implementarii

Clase interioare anonime 

Sunt clase interioare fara nume (clase create direct la momentul utilizarii lor)



; finalizeaza constructia instructiunii care contine definitia clasei anonime



Campurile din clasele anonime pot fi initializate cu valori din afara (din domeniul unde se creaza clasa)



Daca intr-o clasa anonima se doreste a fi utilizat un argument (sau o valoare) definita in afara acesteia, atunci referinta acesteia trebuie sa fie final



Clasele anonime nu pot avea constructor, dar initializarile se pot realiza in blocul non-static de initializare



Clasele interioare pot fi create static (nested classes) daca nu se doreste utilizarea referintei obiectului exterior in interiorul clasei inner



Clasele interioare parte a unei interfete devin automat static public. Rol: crearea de cod comun care sa fie utilizat de toate implementarile interfetei



Oricat de adanca este imbricarea claselor nested, acestea pot accesa obiectele membre din clasele exterioare, indiferent de nivelul de imbricare

Closures & callbacks 

Closure: un obiect apelabil care retine informatie despre domeniul de vizibilitate in care a fost creat (are access la variabilele din domeniul de vizibilitate unde a fost creat)



=> clasa interioara este un closure (deoarece are o referinta catre obiectul exterior si poate sa acceseze inclusiv membrii privati ai clasei exterioare)



Callback: un obiect primeste o informatie care va permite sa apelam obiectul initial la un moment ulterior de timp



Callback se implementeaza cu clase interioare



Clasa de tip Closure furnizeaza o poată în intriorul clasei exteriore (dar intr-un mod safe – nu se necesită ca sa transformam accesul la metodele acestei clase)



De ce callbacks? La executie, se poate schimba metoda care este apelată, in mod dinamic

Control frameworks 

Application framework: un set de clase proiectate sa rezolve un tip anume de problemă (design patternul Template Method)



Pentru aplicarea application framework se mostenesc din clasele de baza si se schimba implementarea prin overriding



Codul suprascris este cel care customizeaza solutia la cazul particular



Template Method: contine structura de baza a algoritmului, iar partile specifice sunt apeluri la metode care pot fi override



Astfel, se separa partile neschimbate ale algoritmului de cele flexibile



Control framework: un tip particular de application framework prin care sistemul raspunde la evenimentele generate (sistem event-driven) – de exemplu GUIs



In implementarea Control framework, inner class sunt utilizate pentru a exprima diversele actiuni (metoda action)

Mostenire din clase inner 

La mostenire dintr-o clasa inner, trebuie furnizat la constructia obiectului un obiect din clasa inner, pentru a se permite construirea sub-obiectului cl. baza ( enclosingClassReference.super() )



Clasele locale unui domeniu de vizibilitate au access la toate variabilele domeniului respectiv (inclusiv cele final), insa aceste clase nu au specificator de access

Containere generice 

TipContainer



In container se pot păstra doar obiecte din tipul de bază



Se obtine o eroare la compilare daca se incearcă stocarea unui obiect dintr-un alt tip



Nu mai este necesară operatia de cast (conversie) la regasirea obiectelor



Operatii de efectuat la utilizarea containerelor

1. Definirea obiectului de tip container 2. Inserarea de obiecte in container (de ex. Metoda add) 3. Regasirea obiectelor (de ex. Metoda get)  Daca sunt containere generice nu mai este nevoie de cast  La containere pre-Java SE5, trebuie conversie Iteratori



Este un design pattern



Un obiect de tip iterator este asociat unei colectii si permite regasirea ordonata a obiectelor din colectia respectiva



Metoda iterator() a unei colectii



Metoda next() a obiectului iterator: produce urmatorul element din colectie



Metoda hasNext(): interogheaza daca mai sunt elemente neiterate



Metoda remove(): sterge ultimul element iterat din colectie



Iteratorii pot produce elementele colectiei doar intr-o singura directie



ListIterator: furnizat doar de interfata List, poate parcurge elementele colectiei in ambele directii

Exceptii (i) 

Nu toate erorile pot fi prinse la scrierea programului (la compilare)



Restul problemelor trebuie rezolvate la execuție print-un mecanism prin care sa se ofere programului client informatia necesara rezolvarii situației



=> exception handling: singurul mecanism Java pentru tratarea erorilor



Conceptul de exceptie: in domeniul de vizibilitate unde apare eroarea de obicei nu stim cum sa tratam eroarea, insa stim ca nu putem să continuăm cu eroarea, astfel că transmitem eroarea spre rezolvare la un domeniu de vizibilitate exterior



Exception condition: eroarea apărută (de exemplu impărțire la 0)



La apariția unei erori:  Se crează un obiect de tip exceptie (pe heap, cu new)  Firul de executie curent este intrerupt si referinta la obiectul exceptie este transmisă in afara contextului curent  Mecanismul de exception handling caută un context potrivit pentru reluarea executiei programului  Handlerul de exceptie: locul de unde se reia executia programului, recupereaza programul de la eroarea aparuta

Specificarea exceptiei



La o metoda, prin throws se indica tipul erorilor care pot sa fie aruncate de către metoda respectiva



Erorile de tip RuntimeException nu trebuiesc specificate prin throws



Compilatorul forteaza programatorul să specifice exceptiile  Daca intr-o functie este posibil să apara o exceptie si programatorul nu o specifica prin throws, atunci apare eroare la compilare  Erorile verificate si enforced la compilare: checked exceptions



Prinderea oricarei exceptii:  catch (Exception e) {.. }



StackTrace:  printStackTrace, getStackTrace



Rearuncarea unei exceptii:  In catch se face throw

Inlantuirea exceptiilor 

La prinderea unei exceptii si aruncarea unei alte exceptii, se doreste pastrarea lantului exceptiilor care apar



Subclasele Throwable pot sa utilizeze cauza erorii ca si argument in constructor



Se poate folosi clauza la constructor doar la clasele de tip Error, Exception sau RuntimeException



La celelalte tipuri de erori, se poate utiliza initCause

Ierarhia exceptiilor Java 

Clasa Throwable: orice este mostenit din throwable poate fi aruncat cu throw



2 tipuri de obiecte Throwable: Error and Exception



Exceptiile java mostenesc din clasa Exception



Numele exceptiei este sugestiv pentru cauza aparitiei exceptiei



RuntimeException: sunt aruncate in mod automat de catre java la momentul aparitiei lor – unchecked exceptions



De obicei, acestea indica buguri si nu trebuie prinse cu try-catch

Restrictii la exceptii: 

Cand se suprascrie o metoda, se pot arunca doar exceptiile de tipul specificat in metoda din clasa de baza



Atentie la exceptii in constructori: constructorii trebuie sa isi incheie cu success executia pentru a aduce obiectele intr-o stare sigura



Exception matching: se face potrivire pe cea mai apropiata clauza catch care potriveste cu tipul exceptiei RTTI



Run-Time Type Identification



Descoperirea tipului la executie si utilizarea acestuia



2 tipuri de RTTI:  Traditional – la compilare  Reflection: - la executie !!!



Upcast: necesită realizarea automata a RTTI pentru invocarea automată (polimorfică) a metodei suprascrise



Prin RTTI se poate identifica tipul exact al unui obiect la executie (limbajul de programare are metode pentru a realiza acest lucru)

Obiectul Class 

Metoda forName(“…”) : returneaza o referinta catre obiectul Class aferent unui tip  Solicită incarcarea fisierului .class daca acesta nu e deja incarcat de class loader



Metoda Object.getClass(): returneaza obiectul de tip Class aferent unui tip deja incarcat



Metode ale obiectului Class: getName, getSimpleName, getCanonicalName, isInterface, getInterfaces, getSuperclass,

class literal 

Referinta la obiectul de tip class poate fi obtinut si astfel: NumeTip.class



Este safer: poate fi verificat la compile time



TYPE: pentru tipurile wrapper de primitive  boolean.class === Boolean.TYPE



Crearea unei referinte prin .class nu initializează obiectul de tip Class corespunzator



Pregatirea unui obiect pentru utilizare: in 3 moduri  Incarcarea clasei, realizata de class loader, se gaseste bytecodul pe disc si se crează obiectul Class corespunzator tipului  Linking: se aloca spatiu de stocare pentru membrii static si se rezolva toate referintele realizate de clasă către alte clase  Initializare: se executia intializatorii statici si blocurile statice de initializare. Initializarea este intarziată până la prima referinta la o metodă statică sau un camp non-static



Initializarea obiectului Class este amanata atata timp cât este posibil

Reflection 

Cum lucram cu obiecte a caror clase nu sunt disponibile la compilare?



Java.lang.reflect



Clasele Field, Method, Constructor



getFields, getMethods and getConstructors

Desing patternul Proxy 

Proxy: Un obiect substitut, transmis in locul unui obiect real, pentru a furniza prelucrari aditionale inainte de a transmite operatiile catre obiectul real



Dynamic proxy: se creaza obiectul proxy dinamic si se trateaza apelurile catre metodele proxied in mod dinamic

Sistemul de I/O intr-un limbaj de programare 

Sistemul de I/O intr-un limbaj de programare trebuie să fie capabil să trateze  Surse diferite de dispozitive de I/O (fisiere, consola, conexiuni de retea etc)  Tipuri diferite de access la surse (access secvential, access random, access buffered)  Tipuri diferite de lucru cu sursa (binar, la nivel de caracter, la nivel de linie, la nivel de cuvant)

Clasa File 

Reprezinta un nume a unui fisier sau unui set de fisiere dintr-un director



Metoda list() -> produce un sir de String care reprezinta fisierele referite de obiectul de tip File



List poate fi invocata utilizand un Directory Filter, pentru a returna doar acele fisiere pentru care numele respecta un pattern



Interfata FilenameFilter: metoda accept primeste la intrare obiectul de tip File si stringul pentru comparare. Metoda list din File apeleaza metoda accept pentru fiecare fisier din File, iar acesta este inserat in lista doar daca accept furnizeaza true



Obiectul File poate fi utilizat ca sa creem/stergem/redenumim un director/fisier sau un director/fisier cu o intreaga cale



File poate fi utilizat ca sa citim informatiile referitoare la un fisier/director

Input si Output 

Pentru intrare: clasele InputStream si Reader cu metoda read



Pentru iesire: clasele OutputStream si Writer cu metoda write



Read si write lucreaza pe octeti (sau siruri de octeti)



Toate clasele de I/O sunt derivate din acestea



La realizarea efectiva de I/O programatorii creaza insuruiri de obiecte din clasele de I/O (design patternul Decorator)

Design patternul Decorator



Decoratorul trebuie sa aiba aceasi interfata cu obiectele decorate.



Decoratorul poate să extinda interfata acestor obiecte.



Clasele Filter sunt radacina abstracta a claselor de decorator

Reader si Writer 

Adauga functionalitate pentru I/O la nivel de caracter sau Unicode



Clasele sunt adaugate in ierarhia InputStream si OutputStream deci nu se inlocuieste aceasta ierarhie



Clase adapter: InputStreamReader si OutputStreamWriter



Motivul pentru care au fost create: sa se permita internationalizarea (Unicode lucreaza cu caractere pe 16 biti)



Recomandare: sa se utilizeze clase de tip Reader si Writer ori de cate ori e posibil



La citiri specifice la nivel de octet, sa se utilizeze InputStream si OutputStream

Serializare 

Pastrarea obiectelor dincolo de executia programelor



Astfel obiectele pot fi recuperate si executia restartata de la punctul unde a fost oprita anterior



Orice obiect dintr-o clasă care implementeaza Serializable poate fi convertit in sir de octeti si apoi restaurat



Persistentă: durata de viata a unui obiect exista dincolo de executia unui program



Pentru realizarea persistentei, obiectele trebuie serializate / deserializate in mod explicit (lightweight persistence)



Pentru serializare, se crează un obiect dintr-un tip OutputStream, acesta este “wrap” in interiorul unui ObjectOutputStream si se utilizeaza metoda writeObject



Pentru deserializare avem ObjectInputStream si readObject -> se recupereaza un Object si trebuie facut downcast



Serializarea salveaza intreg webul de obiecte din spatele obiectului serializat



Tipul unui obiect deserializat: getClass

Externalize 

Ce se intampla daca dorim ca parti din obiect sa nu fie serializate?



Sau dorim să recreem subobiecte de la zero?



Interfata Externalizable: extinde interfata Serializable



2 metode noi: writeExternal, readExternal



Aceste metode sunt apelate automat la serializare / deserializare si contin cod suplimentar care se executa la aceste operatii



La obiectele deserializate cu Externalizable, obiectele sunt construite obisnuit (cu default constructor) si apoi se apeleaza metoda readExternal



La obiectele Externalizable, subobiectele componente trebuie serializate manual (in writeExternal) iar la deserializare, ele trebuie recuperate de pe disc



La mostenire dintr-o clasa Externalizable, se apeleaza writeExternal si readExternal a clasei de baza pentru a se asigura serializare / deserializare corecta

Introducere in programarea concurenta 

Programele scrise pana acuma: secventiale



Programare concurenta: mai multe fire de executie care ruleaza in paralel



Exemple de utilizare a modelului concurent de executie in Java:  Sistemul web clasic  JSP  Swing si SWT au mecanisme pentru suport concurenta



Motive pentru a realiza programe concurente  Executie mai rapida – in conditiile programarii multiprocesor  Imbunatatirea code design



Concurenta induce un cost: complexitate sporita a programelor

Threading in Java 

Thread: un flux secvential de executie dintr-un proces



Intr-un sistem multi-threading, un proces poate contine mai multe threaduri concurente



Programatorul proate programa fiecare dintre aceste threaduri ca si cum ar avea intreg procesorul la dispozitie



Pentru a defini un task trebuie implementara interfata Runnable



In general, metoda run a aceste interfete are o bucla care se executa atata timp cat este necesar



Fct main are alocat propriul thread. Pt un task nou, trebuie sa se creeze un obiect dintr-o clasa care implementeaza Runnable

Clasa Thread 

Pentru a crea un thread, trebuie furnizat un obiect de tip Runnable in constructorul unui obiect de tip Thread



Metoda start a clasei Thread realizeaza toate initializarile necesare si apoi apeleaza metoda run a obiectului Runnable agregat. Metoda run este apelata intr-un fir nou de executie



Mecanismul pentru lansarea threadurilor in executie este non-deterministic (nu putem garanta ordinea in care schedulerul aloca procesorul diverselor taskuri)



Thread.yield() -> solicita JVM sa dea controlul unui alt thread din programul curent – pentru a solicita invocarea schedulerului



Garbage collectorul nu va colecta un thread nereferit decat dupa ce acesta isi termina executia propriului run

Variatii la crearea taskurilor 

1. se creaza o clasa care implementeaza Runnable. Un obiect din aceasta clasa e transmis in constructorul unui obiect de tip Thread



2. se mosteneste din clasa Thread, si se suprascrie metoda run



3. se creaza o clasa care implementeaza Runnable. Aceasta clasa agrega un obiect de tip Thread construit prin new Thread(this)



Atentie: la metodele 2 si 3 taskurile sunt pornite din constructor (cu start). -> e problematic, threadul isi poate incepe executia inainte ca constructorul sa se termine



=> se prefera varianta 1 si utilizarea executorilor



Clasele care implementeaza Runnable sau exting Thread pot fi scrise si ca si clase inner (eventual anonime) !!!

Executors 

Java furnizeaza un nivel intermediar intr-un client si taskurile pe care acesta le executa. In loc ca clientul sa apeleze taskurile in mod direct, un obiect intermediar (executor) va apela aceste taskuri indirect



Executors gestioneaza ciclul de viaza a taskurilor asincrone fara sa fie nevoie sa gestionam explicit ciclul de viata a unui obiect Thread



Se creaza un ExecutorService prin apelarea unei metode specifice a clasei Executors



Metoda shutdown: previne ca alte taskuri sa fie trimise catre executorService spre executie



Tipuri de ExecutorService:  FixedThreadPool: fixeaza de la inceput numarul de threaduri utilizate pentru executia taskurilor. Este o metoda deosebit de eficienta pt ca overheadul cu crearea threadurilor este realizat la crearea obiectului de tip ExecutorService  CachedThreadPool: permite un numar variabil de threaduri. Va opri crearea de threaduri noi pe masura ce threadurile vechi sunt reciclate 

SingleThreadExecutor este un FixedThreadPool cu un singur thread (de obicei pentru long-lived thread – ex. Treaduri care asculta un socket)

Threaduri daemon



Un thread daemon furnizeaza un serviciu general programului care ruleaza in background pe durata executiei programului



Intr-un program, cand toate threadurile non-daemon isi termina executia, programul este terminat, JVM omorand toate threadurile daemon



Daca exista threaduri non-daemon care se executa, programul nu se termina



Main este executat intr-o instanta non-daemon



Un thread se marcheaza ca si daemon inainte ca sa se inceapa executia acestuia cu start



ThreadFactory: interfata pentru crearea de threaduri la cerere. Threadurile pot fi personalizate (de exemplu, threaduri daemon) – metoda newThread



Obiecte implementand ThreadFactory pot fi furnizate ca si constructori pentru Executori; executor service-ul rezultat va utiliza acest threadFactory pentru crearea noilor threaduri (cu metoda newThread)



Daca un thread daemon creaza alte threaduri, acestea devin daemon la randul lor

Prinderea exceptiilor 

Daca apare o exceptie in metoda run, aceasta se va propaga pana la consola, in cazul in care exceptia nu e rezolvata in run



Problema e rezolvata cu Executors



Exceptiile aruncate de metoda run nu pot fi prinse cu try-catch in jurul comenzii exec a executorului



Prinderea unei exceptii aruncate de metoda run a unui thread  Se implementeaza interfata Thread.UncaughtExceptionHandler, creandu-se o clasa handler de exceptie  Pentru threadul care ruleaza taskul, se asigneaza handlerul de exceptie cu metoda setUncaughtExceptionHandler  Aceasta operatie poate fi scrisa in medoa newThread a unui ThreadFactory, si apoi se pot utiliza executorii  Se poate asigna handlerul de exceptii implicit a clasei Thread cu setDefaultUncaughtException

Partajarea resurselor – mutex



Doua sau mai multe threaduri pot interfera, colizionand pe aceasi resursa



Problema apare cand threadurile consumatoare se interfera cu cele producatoare pe aceasi resursa



Este nevoie de un mecanism care sa previna doua taskuri sa utilizeze aceasi resursa sensibila in acelasi timp



Mecanism mutex (mutual exclusion): se serializeaza accesul taskurilor la resursa partajata

Exemplu de mecanism mutex: 

Se pune un lacat pe resursa care trebuie utilizata partajat, primul task care are acces la resursa blocheaza accesul celorlalte taskuri, pana cand acesta isi termina operatia pe resursa

Partajarea resurselor – synchronized 

Cuvantul cheie synchornized: realizeaza mutual exclusion pentru o resursa



Resursa partajata se incapsuleaza intr-un obiect



Toate metodele care utilizeaza resursa sunt marcate ca si synchornized



Mecanismul synchronized: fiecare obiect are un monitor (lacat). Cand un thread intra in zona de cod synchronized, threadul achizitioneaza monitorul, si nici un alt thread nu va mai putea intra intr-o zona synchornized a aceluiasi obiect.



Daca primul thread care a achizitionat monitorul intra intr-o noua zona synchornized a aceluiasi obiect, se tine un contor a numarului de monitoare achizitionate de thread



Exista si un monitor la nivel de clasa pt synchronized la metode statice

Mecanism mutex explicit: Lock 

sectiuni critice : zonele de cod unde poate sa apara coliziunea intre threaduri



Pentru un obiect de tip Lock: metodele lock() si unlock()



Imediat dupa lock() trebuie sa fie inserat un block try-finally cu unlock() in finally



Blocul try trebuie sa contina comanda return

Avantajele mecanismului Lock 

Avantajul Lock asupra synchronized: in metodele synchronized pot aparea exceptii, si atunci nu exista nici o sansa sa se readuca sistemul in stare valida



Cu Lock, se utilizeaza mecanismul try-finally, si finally se executa in orice situatie (chiar si la o exceptie)



Sansa pt erori cu synchronized este mai redusa, se vor utiliza Lock doar in cazuri speciale



Exemplu de situatie speciala: este nevoie de un lock pe o durata specificata de timp



tryLock(): metoda non-blocking prin care se incearca achizitionarea lock-ului



tryLock(argumente): metoda care asteapta un anumit timp pt achizitionarea lockului

Sectiuni critice 

Avem nevoie de sectiuni critice daca partea critica este o bucata de cod dintro metoda (spre deosebire de intreaga metoda)



Sectiunea critica poate sa fie marcata de cuvantul cheie synchronized(obiect)



Monitorul se achizitioneaza pt obiectul specificat



Daca se sincronizeaza doar pe sectiuni critice (si nu pe toata metoda) se poate castiga timp pretios la executia programului



Pt sectiuni critice se pot folosi si obiecte de tip Lock



La sincronizare pe sectiuni critice, trebuie sa se utilizeze acelasi obiect ca si tinta a sincronizarii

Stari ale unui thread 

New: starea unui thread e new imediat dupa ce aceasta a fost creat. Threadul devine eligibil să fie alocat către CPU spre executie



Runnable: threadul poate să fie rulat. Schedulerul nu este impiedicat de nimic ca sa puna threadul in executie



Blocked: taskul poate si fie executat, dar exista ceva ce previne aceasta



Dead: un thread dead sau terminat nu mai poate fi alocat de către scheduler



A realiza return din metoda run pune threadul in starea dead

Cum se pune un thread in starea blocked: 

Metoda sleep



Metoda wait, threadul devine runnable dupa ce primeste un notify sau signal



Threadul asteapta o operatie de I/O sa fie finalizata



Threadul apeleaza o metoda synchornized si se asteapta achizitia monitorului

Intreruperea taskurilor 

Iesire din metoda run: verificarea unui flag si return



A intrerupe executia unui task in mijlocul metodei run este similar cu a arunca o exceptie



Apelul metodei interrupt() a clasei Thread: se seteaza statusul interrupted pentru acel task



Un thread cu statusul interrupted va arunca o exceptie de tipul InterruptedException daca acest task este deja blocat sau incearca realizarea unei operatii blocante



Statusul interrupted va fi resetat la momentul aruncarii exceptiei sau cand taskul apeleaza Thread.interrupted()



Metoda shutdownNow() a unui executor apeleaza Thread.interrupt() la fiecare thread pornit de executor



Apelul cancel pe un obiect Future genereaza interrupt



Taskurile blocate de I/O sau synchronized nu se intrerup cu interrupt



Atentie: interrupt() apare la inchiderea (close) unui socket dar nu la close pe un I/O obisnuit



Taskurile blocate datorita synchornized nu sunt intrerupte cu interrupt



Sectiunile critice gardate de ReentrantLock pot fi intrerupte

Cooperare intre taskuri 

Problema cooperarii intre taskuri nu se refera la accesul la o resursa partajata



Este vorba de modul in care taskurilor pot lucra in comun pentru atingerea aceluiasi obiectiv: un task trebuie realizat inaintea altuia



Handshaking



Wait() permite sa se astepte realizarea unor conditii care sunt in afara controlului taskului curent



Wait() suspenda taskul pana cand apare un notify sau un notifyAll



Sleep si yield nu elibereaza lock-ul obiectului



Wait() suspenda executia threadului si elibereaza lock-ul obiectului



wait() poate avea ca si argument un numar de milisecunde



Wait(), notify() si notifyAll() sunt metode ale Object, ele pot fi apelate doar din metode synchornized (ele elibereaza lock-ul)



Wait() apelat dintr-o metoda ne-synchronized genereaza IllegalMonitorStateException



Wait este inglobat intr-un while:  Mai multe taskuri pot sa astepte dupa acelasi lock pentru acelasi motiv  Pana ca taskul sa ajunga la wait() e posibil ca alt task sa schimbe situatia si taskul sa trebuiasca resuspendat prin wait()  Este posibil ca taskuri diferite sa ceara acelasi lock pentru motive diferite

1. Defineste final, finally finalize. Final- o clasa declarata cu final nu poate fi subclasata. O clasa declarata ca final opreste linia de mostenire, nu se poate extinde o clasa finala. O metoda declarata cu final nu poate fi suprascrisa.O variabila declarata cu final poate fi initializata numai o singura data. Utilizata in special pentru mostenire Finally- Blocul declarat cu finally se executa mereu dupa try and catch atunci cand apare o exceptie neasteptata sau fara a fi o exceptie.Este utilizat pentru a evita . Ajuta programatorul sa evite curatarea codului accidentala prin return break sau continue.

Finalize-este o metoda care daca este prezenta intr-o clasa este apelata inaintea garbage collectorului. Metoda finalize() este utilizata pentru curatarea codului inainte ca un obiesct sa fie luat de garbage colector 1. Defineste private, protected , public Private: elementele private pot fi accesate doar de creatorul clasei in cadrul metodelor acelei clase - folosit in declararea unui camp sau a unei metode dintr-o clasa - specifica faptul ca membrul sau metoda respectiva poate fi accesata doar din cadrul clasei insesi, nu si din clasele derivate din aceasta clasa. Public: elementele publice sunt disponibile oricaror alte clase Protected: similar cu private, utilizat in mostenire, clasele care mostenesc pot accesa elementele private din clasele de baza -folosit in declararea unui camp sau a unei metode dintr-o clasa - specifica faptul ca membrul sau metoda respectiva poate fi accesata doar din cadrul clasei insesi sau din clasele derivate din aceasta clasa. 2. Descrieti mecanismul try-catch-finally try { // codul care este susceptibil sa genereze exceptie } catch (Type1 tp1) { // exceptii de tipul Type1 } catch (Type2 tp2) { // exceptii de tipul Type2 }… finally { // cod care se executa indiferent de tipul de exceptie aruncat (sau nu) } Try – catch functioneaza ca un switch pe tipul de exceptie 2 modalitati de tratare a erorilor

 Termination: eroarea este aruncata  Resumption: se insereaza cod try – catch pt rezolvarea erorii Blocul "try" contine instructiunile de deschidere a unui fisier si de citire dintrun fisier ambele putând produce exceptii. Exceptiile provocate de aceste instructiuni sunt tratate în cele doua blocuri "catch", câte unul pentru fiecare tip de exceptie. Inchiderea fisierului se face în blocul "finally", deoarece acesta este sigur ca se va executa. Fara a folosi blocul "finally" închiderea fisierului ar fi trebuit facuta în fiecare situatie în care fisierul ar fi fost deschis, ceea ce ar fi dus la scrierea de cod redundant: