gb-java-devel/seminars/jtc4-04c.tex

\documentclass[../j-spec.tex]{subfiles}
\usepackage{spreadtab}

\begin{document}
\setcounter{section}{3}
\section{Семинар: обработка исключений}
\subsection{Инструментарий}
\begin{itemize}
\item \href{https://docs.google.com/presentation/d/151h8ULUF9r2UyV7QGO4oNiGA4msrywznKeeNMttFdGg}{Презентация} для преподавателя, ведущего семинар;
\item \href{https://drive.google.com/file/d/1LWyE8aEy4-1gsognqhXIXwDcoLviVge4/view}{Фон} GeekBrains для проведения семинара в Zoom;
\item JDK любая 11 версии и выше;
\item \href{https://www.jetbrains.com/idea/download}{IntelliJ IDEA Community Edition} для практики и примеров используется IDEA.
\end{itemize}

\subsection{Цели семинара}
\begin{itemize}
\item Закрепить полученные на лекции знания об исключениях;
\item Попрактиковаться в написании собственных классов исключений;
\item Создание, выбрасывание и обработка исключений;
\item Обработка исключений в стиле «до захвата ресурса»;
\item Проброс исключений выше по стеку.
\end{itemize}

\subsection{План-содержание}
\noindent
\begin{spreadtab}{{longtable}{|p{37mm}|l|l|p{90mm}|}}
\hline
 @ Что происходит         & @ Время     & @ Слайды & @ Описание \\
\hline
\endhead
 @ Организационный момент & 5 tag(beg)  & @ 1-5    & @ Преподаватель ожидает студентов, поддерживает активность и коммуникацию в чате, озвучиает цели и планы на семинар. Важно упомянуть, что выполнение домашних заданий с лекции является, фактически, подготовкой к семинару \\
\hline
 @ Quiz                   & 5           & @ 6-18   & @ Преподаватель задаёт вопросы викторины, через 30 секунд демонстрирует слайд-подсказку и ожидает ответов (6 вопросов, по минуте на ответ) \\
\hline
 @ Рассмотрение ДЗ лекции & 10          & @ 19-23  & @ Преподаватель демонстрирует свой вариант решения домашнего задания с лекции, возможно, по предварительному опросу, демонстрирует и разбирает вариант решения одного из студентов \\
\hline
 @ Вопросы и ответы       & 10          & @ 24     & @ Преподаватель ожидает вопросов по теме прошедшей лекции, викторины и продемонстрированной работы \\
\hline
 @ Задание 1              & 30          & @ 25-35  & @ Сквозное задание, состоящее из объяснений в 6 пунктах, обязательных к исполнению. Всё задание выдаётся сразу целиком и является неделимым. \\
\hline
 @ Перерыв (если нужен)   & 5           & @ 36     & @ Преподаватель предлагает студентам перерыв на 5 минут (студенты голосуют) \\ 
\hline
 @ Задание 2              & 40          & @ 37-49  & @ Сквозное задание, состоящее из объяснений в 6 пунктах, обязательных к исполнению. Всё задание выдаётся сразу целиком и является неделимым. \\
\hline
 @ Домашнее задание       & 5           & @ 50-51  & @ Объясните домашнее задание, подведите итоги урока \\ 
\hline
 @ Рефлексия              & 10 tag(end) & @ 52-53  & @ Преподаватель запрашивает обратную связь \\ 
\hline
 @ Длительность           & sum(cell(beg):cell(end)) & & \\
\hline
\end{spreadtab}

\subsection{Подробности}
\subsubsection{Организационный момент}
\begin{itemize}
\item \textbf{Цель этапа:} Позитивно начать урок, создать комфортную среду для обучения.
\item \textbf{Тайминг:} 3-5 минут.
\item \textbf{Действия преподавателя:}
  \begin{itemize}
  \item Запрашивает активность от аудитории в чате;
  \item Презентует цели курса и семинара;
  \item Презентует краткий план семинара и что студент научится делать.
  \end{itemize}
\end{itemize}

\subsubsection{Quiz}
\begin{itemize}
\item \textbf{Цель этапа:} Вовлечение аудитории в обратную связь.
\item \textbf{Тайминг:} 5-7 минут (4 вопроса, по минуте на ответ).
\item \textbf{Действия преподавателя:}
  \begin{itemize}
  \item Преподаватель задаёт вопросы викторины, представленные на слайдах презентации;
  \item через 30 секунд демонстрирует слайд-подсказку и ожидает ответов.
  \end{itemize}
\item \textbf{Вопросы и ответы:}
  \begin{enumerate}
  \item Перечисление -- это: 2
    \begin{enumerate}
    \item массив
    \item класс
    \item объект
    \end{enumerate}
  \item Инкапсуляция с использованием внутренних классов: 2
    \begin{enumerate}
    \item остаётся неизменной
    \item увеличивается
    \item уменьшается
    \end{enumerate}
  \item Обработчик исключений -- это объект, работающий 1
  \begin{enumerate}
    \item в специальном потоке
    \item в специальном ресурсе
    \item в специальный момент
  \end{enumerate}
  \item Стектрейс - это 2
  \begin{enumerate}
    \item часть потока выполнения программы;
    \item часть объекта исключения;
    \item часть информации в окне отладчика.
  \end{enumerate}
  \end{enumerate}
\end{itemize}

\subsubsection{Рассмотрение ДЗ}
\begin{itemize}
\item \textbf{Цель этапа:} Пояснить не очевидные моменты в формулировке ДЗ с лекции, синхронизировать прочитанный на лекции материал к началу семинара.
\item \textbf{Тайминг:} 15-20 минут.
\item \textbf{Действия преподавателя:}
  \begin{itemize}
  \item Преподаватель демонстрирует свой вариант решения домашнего задания из лекции;
  \item возможно, по предварительному опросу, демонстрирует и разбирает вариант решения одного из студентов.
  \end{itemize}
\item \textbf{Домашнее задание из лекции:}
  \begin{itemize}
  \item Напишите два наследника класса \code{Exception}: ошибка преобразования строки и ошибка преобразования столбца.

    \textbf{Вариант решения}

    \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Простые наследники}]
private static final class ColumnMismatchException extends RuntimeException {
    ColumnMismatchException(String message) {
        super("Columns exception: " + message);
    }
}

private static final class NumberIsNotNumberException extends RuntimeException {
    NumberIsNotNumberException(String message) {
        super("Not a number found: " + message);
    }
}
    \end{lstlisting}  
    
  \item Разработайте исключения-наследники так, чтобы они информировали пользователя в формате ожидание/реальность.

    \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Составное сообщение}]
private static final class RowMismatchException extends RuntimeException {
    RowMismatchException(int expected, int current, String value) {
        super(String.format("Rows exception: expected %d rows. Received %d rows in '%s' string",
                expected, current, value));
    }
}
    \end{lstlisting}  

  \item для проверки напишите программу, преобразующую квадратный массив целых чисел 5х5 в сумму чисел в этом массиве, при этом, программа должна выбросить исключение, если строк или столбцов в исходном массиве окажется не 5.

    \textbf{Вариант решения представлен в приложении \ref{appendix:hw3}}

  \end{itemize}
\end{itemize}

\subsubsection{Вопросы и ответы}
\begin{itemize}
\item \textbf{Ценность этапа} Задать задание для самостоятельного выполнения между занятиями. 
\item \textbf{Тайминг} 5-15 минут
\item \textbf{Действия преподавателя}
  \begin{itemize}
  \item Преподаватель ожидает вопросов по теме прошедшей лекции, викторины и продемонстрированной работы;
  \item Если преподаватель затрудняется с ответом, необходимо мягко предложить студенту ответить на его вопрос на следующем семинаре (и не забыть найти ответ на вопрос студента!);
  \item Предложить и показать пути самостоятельного поиска студентом ответа на заданный вопрос;
  \item Посоветовать литературу на тему заданного вопроса;
  \item Дополнительно указать на то, что все сведения для выполнения домашнего задания, прохождения викторины и работы на семинаре были рассмотрены в методическом материале к этому или предыдущим урокам.
  \end{itemize}
\end{itemize}

\subsubsection{Задание 1}
\begin{itemize}
\item \textbf{Ценность этапа} Написание почти полноценной механики по краткому ТЗ. 
\item \textbf{Тайминг} 25-30 минут.
\item \textbf{Действия преподавателя}
  \begin{itemize}
  \item Выдать задание студентам;
  \item Подробно объяснить, что именно требуется от студентов, избегая упоминания конкретных языковых конструкций.
  \end{itemize}
\item \textbf{Задание}: Класс «Проверка логина и пароля».
  \begin{enumerate}
  \item Создать статический метод который принимает на вход три параметра: \code{login}, \code{password} и \code{confirmPassword}.
  \item Длина \code{login} должна быть \textbf{меньше} 20 символов. Если \code{login} не соответствует этому требованию, необходимо выбросить \code{WrongLoginException}.
  \item Длина \code{password} должна быть \textbf{не меньше} 20 символов. Также \code{password} и \code{confirmPassword} должны быть равны. Если \code{password} не соответствует этим требованиям, необходимо выбросить  \code{WrongPasswordException}.
  \item \code{WrongPasswordException} и \code{WrongLoginException} -- пользовательские классы исключения с двумя конструкторами –- один по умолчанию, второй принимает параметры исключения (неверные данные) и возвращает пользователю в виде «ожидалось/фактически».
  \item В основном классе программы необходимо по-разному обработать исключения.
  \item Метод возвращает \code{true}, если значения верны или \code{false} в противном случае.
  \end{enumerate}
  \textbf{Вариант исполнения класса в приложении \ref{appendix:ct1}}

  \textbf{Вариант маршрута решения задачи}

  \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Описание класса исключения логина}]
public static class WrongLoginException extends RuntimeException {
    private int currentLength;
    public WrongLoginException(int currentLength) {
        super();
        this.currentLength = currentLength;
    }

    @Override
    public String getMessage() {
        return String.format("Your login is of incorrect length, expected < 20, given %d.",
                currentLength);
    }
}
  \end{lstlisting}
  \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Формирование сообщения для класса исключения пароля}]
public static class WrongPasswordException extends RuntimeException {
    private int currentLength;
    private boolean matchConfirm;
    public WrongPasswordException(int currentLength, boolean matchConfirm) {
        super();
        this.currentLength = currentLength;
        this.matchConfirm = matchConfirm;
    }

    @Override
    public String getMessage() {
        boolean badlen = currentLength <= 20;
        return String.format("Your password is of %scorrect length%s %d. Password %smatch the confirmation.",
                ((badlen) ? "in" : ""),
                ((badlen) ? ", expected > 20, given" : ","),
                currentLength,
                (matchConfirm) ? "" : "doesn't ");
    }
}
  \end{lstlisting}
  \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Создание тестовой среды}]
public static void main(String[] args) {
    String[][] credentials = {
            {"ivan", "1i2v3a4n5i6v7a8n91011", "1i2v3a4n5i6v7a8n91011"}, //correct
            {"1i2v3a4n5i6v7a8n91011", "", ""}, //wrong login length
            {"ivan", "1i2v3a4n5i6v7a8n91011", "1i2v3a4n5"}, //confirm mismatch
            {"ivan", "1i2v3a4n5", "1i2v3a4n5"},//wrong password length
            {"ivan", "1i2v3a4n5", "1i"} //wrong password length and confirm mismatch
    };
    for (int i = 0; i < credentials.length; i++) {
        try {
            System.out.println(checkCredentials(credentials[i][0], credentials[i][1], credentials[i][2]));
        } catch (WrongLoginException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (WrongPasswordException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}
  \end{lstlisting}
  \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Метод проверки}]
public static boolean checkCredentials(String login, String password, String confirmPassword) {
    boolean conf = password.equals(confirmPassword);
    int llen = login.length();
    int plen = password.length();
    if (llen >= 20)
        throw new WrongLoginException(llen);
    else if (plen < 20 || !conf)
        throw new WrongPasswordException(plen, conf);
    else
        return true;
}
  \end{lstlisting}

\end{itemize}

\subsubsection{Задание 2}
\begin{itemize}
\item \textbf{Ценность этапа} Написание наброска пет-проекта, повторение информации об ООП, работа с исключениями.
\item \textbf{Тайминг} 35-40 минут.
\item \textbf{Действия преподавателя}
  \begin{itemize}
  \item Выдать задание студентам;
  \item Подробно объяснить, что именно требуется от студентов, избегая упоминания конкретных языковых конструкций.
  \item обратить внимание на порядок обработки исключений, повторная попытка купить товар может производиться только тогда, когда остальные параметры покупки уже проверены.
  \end{itemize}
\item \textbf{Задание}: Класс «Эмуляция интернет-магазина».
  \begin{enumerate}
  \item Написать классы покупатель (ФИО, возраст, телефон), товар (название, цена) и заказ (объект покупатель, объект товар, целочисленное количество).
  \item Создать массив покупателей (инициализировать 2 элемента), массив товаров (инициализировать 5 элементов) и массив заказов (пустой на 5 элементов).
  \item Создать статический метод «совершить покупку» со строковыми параметрами, соответствующими полям объекта заказа. Метод должен вернуть объект заказа.
  \item Если в метод передан несуществующий покупатель -- метод должен выбросить исключение \code{CustomerException}, если передан несуществующий товар, метод должен выбросить исключение \code{ProductException}, если было передано отрицательное или слишком больше значение количества (например, 100), метод должен выбросить исключение \code{AmountException}.
  \item Вызвать метод совершения покупки несколько раз таким образом, чтобы заполнить массив покупок возвращаемыми значениями. Обработать исключения следующим образом (в заданном порядке):
    \begin{itemize}
    \item если был передан неверный товар -- вывести в консоль сообщение об ошибке, не совершать данную покупку;
    \item если было передано неверное количество -- купить товар в количестве 1;
    \item если был передан неверный пользователь -- завершить работу приложения с исключением.
    \end{itemize}
  \item Вывести в консоль итоговое количество совершённых покупок после выполнения основного кода приложения.
  \end{enumerate}
  \textbf{Вариант исполнения класса в приложении \ref{appendix:ct1}}

  \textbf{Вариант маршрута решения задачи}

  \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Создание базовых классов (идентично)}]
private static class Item {
    String name;
    int cost;

    public Item(String name, int cost) {
        this.name = name;
        this.cost = cost;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Item{name='" + name + "', cost=" + cost + "}";
    }
}   
  \end{lstlisting}
  \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Создание пользовательских исключений}]
    public static class CustomerException extends RuntimeException {
        public CustomerException(String message) {
            super(message);
        }
    }
  \end{lstlisting}
  \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Создание массивов}]
private final static Customer[] people = {
        new Customer("Ivan", 20, "+1-222-333-44-55"),
        new Customer("Petr", 30, "+2-333-444-55-66"),
};
private final static Item[] items = {
        new Item("Ball", 100),
        new Item("Sandwich", 1000),
        new Item("Table", 10000),
        new Item("Car", 100000),
        new Item("Rocket", 10000000)
};
private static Order[] orders = new Order[5];
  \end{lstlisting}
  \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Описание тестовой среды}]
Object[][] info = {
        {people[0], items[0], 1}, //good
        {people[1], items[1], -1}, //bad amount -1
        {people[0], items[2], 150}, //bad amount >100
        {people[1], new Item("Flower", 10), 1}, //no item
        {new Customer("Fedor", 40, "+3-444-555-66-77"), items[3], 1}, //no customer
};
int capacity = 0;
int i = 0;
while (capacity != orders.length - 1 || i != info.length) {
    try {
        orders[capacity] = buy((Customer) info[i][0], (Item) info[i][1], (int) info[i][2]);
        capacity++;
    } catch (ProductException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (AmountException e) {
        orders[capacity++] = buy((Customer) info[i][0], (Item) info[i][1], 1);
    } catch (CustomerException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    } finally {
        System.out.println("Orders made: " + capacity);
    }
    ++i;
}
  \end{lstlisting}
  \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Написание и \textbf{отладка} основного метода}]
private static boolean isInArray(Object[] arr, Object o) {
    for (int i = 0; i < arr.length; i++)
        if (arr[i].equals(o)) return true;
    return false;
}

public static Order buy(Customer who, Item what, int howMuch) {
    if (!isInArray(people, who))
        throw new CustomerException("Unknown customer: " + who);
    if (!isInArray(items, what))
        throw new ProductException("Unknown item: " + what);
    if (howMuch < 0 || howMuch > 100)
        throw new AmountException("Incorrect amount: " + howMuch);
    return new Order(who, what, howMuch);
}
  \end{lstlisting}
\end{itemize}

\subsubsection{Домашнее задание}
\begin{itemize}
\item \textbf{Ценность этапа} Задать задание для самостоятельного выполнения между занятиями. 
\item \textbf{Тайминг} 5-10 минут.
\item \textbf{Действия преподавателя}
  \begin{itemize}
  \item Пояснить студентам в каком виде выполнять и сдавать задания
  \item Уточнить кто будет проверять работы (преподаватель или ревьювер)
  \item Объяснить к кому обращаться за помощью и где искать подсказки
  \item Объяснить где взять проект заготовки для дз
  \end{itemize}
\item \textbf{Задания}
  \begin{enumerate}
  \item [5-25 мин] Выполнить все задания семинара, если они не были решены, без ограничений по времени;

    \textbf{Все варианты решения приведены в тексте семинара выше}
  \item [15 мин] 1. В класс покупателя добавить перечисление с гендерами, добавить в сотрудника свойство «пол» со значением созданного перечисления. Добавить геттеры, сеттеры.
    \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Свойства сотрудника}]
enum Genders{MALE, FEMALE};

// ...
Genders gender;

public Employee(String name, String midName, String surName, String phone, String position, int salary, int birth, Genders gender) {
    // ...
    this.gender = gender;
}

public Genders getGender() {
    return gender;
}

public void setGender(Genders gender) {
    this.gender = gender;
}
    \end{lstlisting}
  \item [20-25 мин] 2. Добавить в основную программу перечисление с праздниками (нет праздника, Новый Год, 8 марта, 23 февраля), написать метод, принимающий массив сотрудников, поздравляющий всех сотрудников с Новым Годом, женщин с 8 марта, а мужчин с 23 февраля, если сегодня соответствующий день.
    \begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Праздники}]
enum Parties{NONE, NEW_YEAR, MARCH_8, FEB_23}
private static final Parties today = Parties.NONE;

private static void celebrate(Employee[] emp) {
    for (int i = 0; i < emp.length; i++) {
        switch (today) {
            case NEW_YEAR:
                System.out.println(emp[i].name + ", happy New Year!");
                break;
            case FEB_23:
                if (emp[i].gender == Employee.Genders.MALE)
                    System.out.println(emp[i].name + ", happy February 23rd!");
                break;
            case MARCH_8:
                if (emp[i].gender == Employee.Genders.FEMALE)
                    System.out.println(emp[i].name + ", happy march 8th!");
                break;
            default:
                System.out.println(emp[i].name + ", celebrate this morning!");
        }
    }
}
        \end{lstlisting}
  \end{enumerate}
\end{itemize}

\subsubsection{Рефлексия и завершение семинара}
\begin{itemize}
\item \textbf{Цель этапа:} Привести урок к логическому завершению, посмотреть что студентам удалось, что было сложно и над чем нужно еще поработать
\item \textbf{Тайминг:} 5-10 минут
\item \textbf{Действия преподавателя:}
  \begin{itemize}
  \item Запросить обратную связь от студентов.
  \item Подчеркните то, чему студенты научились на занятии.
  \item Дайте рекомендации по решению заданий, если в этом есть необходимость
  \item Дайте краткую обратную связь студентам.
  \item Поделитесь ощущением от семинара.
  \item Поблагодарите за проделанную работу.
  \end{itemize}
\end{itemize}

\newpage
\appendix
\section*{Приложения}
\addcontentsline{toc}{section}{Приложения}
\renewcommand{\thesubsection}{\Asbuk{subsection}}

\subsection{Домашнее задание 3}
\label{appendix:hw3}
\lstinputlisting[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Основная программа}]{src/s04-hw3-exceptional.java}

\subsection{Практическое задание 1}
\label{appendix:ct1}
\lstinputlisting[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Логин}]{src/s04-ct1-sign.java}

\subsection{Практическое задание 2}
\label{appendix:ct2}
\lstinputlisting[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Магазин}]{src/s04-ct2-shop.java}

\end{document}