...
Anta at du skal prøve ut en metode for å lage tilfeldige tall, f.eks. basert på http://en.wikipedia.org/wiki/Random_number_generation. I første omgang ønsker du å lage 1000 tilfeldige tall og sjekke minimum-, maksimum og gjennomsnittsverdien. Her er en hovedprogramklasse som inneholder algoritmen fra Wikipedia og som beregner de tre nevnte verdiene.
...
...
fra http://en.wikipedia.org/wiki/Random_number_generation
public class RandomProgram1 {
// tilstand for tilfeldig tall-generatoren
long m_w = 31; /* must not be zero, nor 0x464fffff */
long m_z = 42; /* must not be zero, nor 0x9068ffff */
long nextRandom() {
m_z = 36969 * (m_z & 65535) + (m_z >> 16);
m_w = 18000 * (m_w & 65535) + (m_w >> 16);
return (m_z << 16) + m_w; /* 32-bit result */
}
void init() {
}
// tilstand for minimum
long min = Long.MAX_VALUE;
// tilstand for maksimum
long max = Long.MIN_VALUE;
|
|
...
// tilstand for gjennomsnitt
int count = 0 |
|
...
;
long sum = 0;
void run() {
while (count < 1000) {
long randomValue = nextRandom();
if (randomValue < min) {
min = randomValue;
}
if (randomValue > max) {
max = randomValue;
}
sum += randomValue;
count++;
}
System.out.println("Min: " + min);
System.out.println("Max: " + max);
System.out.println("Average: " + (sum / count));
}
public static void main(String[] args) {
RandomProgram1 program = new RandomProgram1();
program.init();
program.run();
}
}
|
| De to første long-attributtene m_w og m_z er tilstand knyttet til tilfeldige tall-generatoren. For hvert nye tilfeldige tall som beregnes av nextRandom()-metoden, så oppdateres disse to attributtene. min- og max-attributtene holder henholdsvis hittil minste og hittil største verdi, og initialiseres til henholdsvis den største og minste mulige long-verdiene i Java. count- og sum-attributtene brukes for å beregne gjennomsnittet. init()-metoden er tom, siden den gjerne brukes til å konfigurere objekt(struktur)er og vi her ikke har noen objekter (bortsett fra hovedprogram-objektet). run()-metoden inneholder en løkke som går 1000 ganger. For hver runde så lager den et nytt tilfeldig tall med nextRandom()-metoden og oppdaterer min-, max-, sum- og count-attributtene. min oppdateres hvis den nye verdien er mindre, max oppdateres hvis den nye verdien er større og sum og count oppdateres alltid. Et objekttilstandsdiagram for klassen vil se slik ut: | PlantUML Macro |
|---|
object "RandomProgram1" as rp1 {
// tilstand for generator
mw = 31
mz = 42
// tilstand for minimum
min = 9223372036854775807
// tilstand for maksimum
max = -9223372036854775808
// tilstand for gjennomsnitt
count = 0
sum = 0
} |
|
Ulempene med denne klassen er flere, bl.a.
- Klassen har mange oppgaver å utføre og attributter å holde rede på.
- Det er vanskelig å holde rede på hvilke attributter som brukes til hvilket formål.
- count-attributter brukes til to formål: å holde rede på antall runder i løkka og hjelpe til å beregne gjennomsnitt
- Dersom en vil undersøke andre egenskaper til tilfeldig tall-generatoren så blir det mer og mer forvirrende
En ryddigere løsning er å dele problemet opp i mindre deler og la én klasse ta seg av hver del. Her er det naturlig å ha én klasse for tilfeldig tall-generatoren, én for å holde rede på minimumsverdien, én for å holde rede på maksimumsverdien og én for å håndtere gjennomsnittberegningen. Hver av disse
| Code Block |
|---|
| public class RandomProgram2 {
Random random;
Min min;
Max max;
Average average;
void init() {
random = new Random();
min = new Min();
max = new Max();
average = new Average();
}
void run() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
long randomValue = random.nextRandom();
min.accumulate(randomValue);
max.accumulate(randomValue);
average.accumulate(randomValue);
}
System.out.println("Min: " + min.getMin());
System.out.println("Max: " + max.getMax());
System.out.println("Average: " + average.getAverage());
}
public static void main(String[] args) {
RandomProgram2 program = new RandomProgram2();
program.init();
program.run();
}
} |
| | Code Block |
|---|
| public class Random {
// from http://en.wikipedia.org/wiki/Random_number_generation
long mw = 31;
long mz = 42;
long nextRandom() {
mz = 36969 * (mz & 65535) + (mz >> 16);
mw = 18000 * (mw & 65535) + (mw >> 16);
return (mz << 16) + mw;
}
} |
| Code Block |
|---|
| public class Min {
long min = Long.MAX_VALUE;
public long getMin() {
return min;
}
void accumulate(long value) {
if (value < min) {
min = value;
}
}
} |
| Code Block |
|---|
| public class Max {
long max = Long.MIN_VALUE;
public long getMax() {
return max;
}
void accumulate(long value) {
if (value > max) {
max = value;
}
}
} |
| Code Block |
|---|
public class Average {
long count = 0, sum = 0;
long getAverage() {
return sum / count;
}
void accumulate(long value) {
sum += value;
count++;
}
} |
|
