שאלת מבחן בתכנות מונחה עצמים - אוניברסיטת בר-אילן 2017 - מעקב אחר קוד

שאלה 2 (20 נקודות) המחלקה `ElementwiseSum` משמשת שתי רשימות (בדוגמה זו, רשימות עם יחידות אחרות) וקובעת לבצע על האלמנטים שלהן איזושהי פעולה. קטע הקוד הבא מוצג: ```java List L1 = new ArrayList(); L1.add(1); L1.add(2); L1.add(3); for (int sum : new ElementwiseSum(L1, L1) ) { System.out.println("sum is:" + sum); } // will print // sum is:2 // sum is:4 // sum is:6 List L2 = new ArrayList(); L2.add(10); L2.add(100); L2.add(1000); for (int sum : new ElementwiseSum(L1, L2) ) { System.out.println("sum is:" + sum); } // will print // sum is:11 // sum is:102 // sum is:1003 L2.add(999); L2.add(888); // now L2 has 5 elements for (int sum : new ElementwiseSum(L1, L2) ) { System.out.println("sum is:" + sum); } // will print: // sum is:11 // sum is:102 // sum is:1003 ``` א. מה יתפיס החוק הבא (4 נקודות): ```java List L<Integer> = new ArrayList<Integer>(); L.add(1); L.add(2); L.add(3); ElementwiseSum ES = new ElementwiseSum(L, new ElementwiseSum(L, L)); for (Integer i : new ElementwiseSum(ES, ES)) { System.out.println("i=" + i); } ``` הערה: להניח כי הרישומי מכילויות Integer בלבד, ולא מכילויות אחרות `null`.

רמז: פתור את הביטוי מהפנים אל החוץ. ראשית, קבע מהו רצף המספרים שנוצר על ידי `new ElementwiseSum(L, L)`. לאחר מכן, השתמש בתוצאה זו כדי לקבוע את הרצף שנוצר על ידי `ES`.

פתרון: כדי לפענח את הפלט, עלינו לעקוב אחר יצירת האובייקטים והרצפים שהם מייצרים שלב אחר שלב, מהביטוי הפנימי ביותר החוצה. המחלקה `ElementwiseSum` היא **Iterable**, כלומר ניתן לעבור על איבריה בלולאת for-each. על פי הדוגמאות, איטרטור של `ElementwiseSum` מחזיר סכום של איברים מתאימים משתי רשימות (או שני `Iterable`-ים) שהוא מקבל בבנאי. האיטרציה נעצרת כאשר אחד משני ה-`Iterable`-ים המקוריים נגמר. 1. **הגדרת הרשימה `L`:** הרשימה `L` מאותחלת עם הערכים: $L = [1, 2, 3]$. 2. **חישוב הביטוי הפנימי:** `new ElementwiseSum(L, L)`. ניצור אובייקט `ElementwiseSum` שמקבל את `L` פעמיים. האיטרטור שלו יפיק את הרצף הבא, שהוא סכום איבר-איבר של `L` עם עצמה: $S_1 = [1+1, 2+2, 3+3] = [2, 4, 6]$. 3. **חישוב האובייקט `ES`:** `ES = new ElementwiseSum(L, new ElementwiseSum(L, L))`. האובייקט `ES` נוצר עם שני ארגומנטים: א. הרשימה `L`, שהרצף שלה הוא $[1, 2, 3]$. ב. האובייקט מהשלב הקודם, שהרצף שלו הוא $S_1 = [2, 4, 6]$. האיטרטור של `ES` יפיק רצף חדש $S_2$, שהוא סכום איבר-איבר של שני הרצפים הנ"ל: $S_2 = [1+2, 2+4, 3+6] = [3, 6, 9]$. 4. **ניתוח הלולאה החיצונית:** `for (Integer i : new ElementwiseSum(ES, ES))`. הלולאה עוברת על אובייקט `ElementwiseSum` חדש שמקבל את `ES` פעמיים. כלומר, הוא יבצע סכום איבר-איבר של הרצף ש-`ES` מייצר ($S_2$) עם עצמו. הרצף הסופי שיופק על ידי האיטרטור של הלולאה הוא: $S_{final} = [3+3, 6+6, 9+9] = [6, 12, 18]$. לכן, הלולאה תדפיס את הערכים ברצף $S_{final}$. הפלט הסופי יהיה: ``` i=6 i=12 i=18 ``` $lacksquare$