С& Функции, манипулирующие данными & Задания, использующие ссылочные свойства массивов, перегрузку функций. Добавить бинарные арифметики, двоичные представления чисел\\
Л & Специализация: ООП & Инкапсуляция: Классы и объекты (static, private/public, final, интерфейс взаимодействия с объектом); Наследование: extends, Object (глобальное наследование), protected, преобразование типов, final; Полиморфизм: override, abstract, final;\\
С& Классы и объекты & Использование свойств статичности сущностей. Сложные случаи несоблюдения инкапсуляции, Демонстрация порядка работы конструкторов при наследовании, сложные случаи полиморфизма.\\
Л & ООП и исключения & внутренние классы, вложенные классы; перечисления (создание, конструкторы перечислений, объекты перечислений, дополнительные свойства); Механизм и понятие, введение в \textbf{многопоточность}, throw; Наследование и полиморфизм в исключениях; Способы обработки исключений (try/catch, throws, finally); try-with-resources, штатные и нештатные ситуации \\
С& Обработка исключений & Создание, выбрасывание и обработка исключений, обработка исключений в стиле «до захвата ресурса», проброс исключений\\
Л & Специализация: Тонкости работы & Файловая система и представление данных; Пакеты \code{java.io}, \code{java.nio}, \code{String}, \code{StringBuilder}, string pool, ?JSON/XML?\\
Л & ООП и исключения & внутренние классы, вложенные классы; перечисления (создание, конструкторы перечислений, объекты перечислений, дополнительные свойства); Механизм и понятие, введение в \textbf{многопоточность}, throw; Наследование и полиморфизм в исключениях; Способы обработки исключений (try/catch, throws, finally); try-with-resources, штатные и нештатные ситуации \\
С& Обработка исключений & Создание, выбрасывание и обработка исключений, обработка исключений в стиле «до захвата ресурса», проброс исключений\\
Л & Специализация: Тонкости работы & Файловая система и представление данных; Пакеты \code{java.io}, \code{java.nio}, \code{String}, \code{StringBuilder}, string pool, ?JSON/XML?\\
С& Внешний мир & Создание, отправка и принятие данных в общепринятых форматах. Сохранение и загрузка состояния программы между запусками, работа с большими текстами (поиск, замена, генерация)\\
\item *Создать два Docker-образа. Один должен компилировать Java-проект обратно в папку на компьютере пользователя, а второй забирать скомпилированные классы и исполнять их.
\textbf{Вариант решения}
Для упрощения был использован docker compose, вместо чистого Docker. Файлы, компилирующие и исполняющие программу представлены в листингах ниже. Оба эти файла запускаются из корня папки проекта командами
\item Презентация для преподавателя, ведущего семинар;
\item\href{https://drive.google.com/file/d/1LWyE8aEy4-1gsognqhXIXwDcoLviVge4/view}{Фон} GeekBrains для проведения семинара в Zoom;
\item\href{https://jupyter.org/install}{Jupyter Notebook} для практики и примеров используется Jupyter notebook (потребуется установить \href{https://www.python.org/downloads/}{Python} и ядро \href{https://github.com/SpencerPark/IJava}{IJava}) и любой терминал операционной системы (bash, zsh, cmd);
\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}
@ -30,17 +29,21 @@
\hline
@ Quiz & 5 & @ 3-14 & @ Преподаватель задаёт вопросы викторины, через 30 секунд демонстрирует слайд-подсказку и ожидает ответов (4 вопроса, по минуте на ответ) \\
\hline
@ Рассмотрение ДЗ лекции & 15& @ 15-18 & @ Преподаватель демонстрирует свой вариант решения домашнего задания с лекции, возможно, по предварительному опросу, демонстрирует и разбирает вариант решения одного из студентов \\
@ Рассмотрение ДЗ лекции & 10& @ 15-18 & @ 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 & @ 19 & @ Преподаватель ожидает вопросов по теме прошедшей лекции, викторины и продемонстрированной работы \\
\hline
@ Задание 1 & 10 & @ 20-22 & @ Создать, скомпилировать, запустить и продемонстрировать простой проект без использования среды разработки. Показать выполненные терминальные команды, результат компиляции. (* отделить исходный код от скомпилированных файлов, ** сложить исходный код в пакет) \\
@ Задание 1 & 10 & @ 20-22 & @ Сравнить насколько разные могут быть прочтения одного и того же технического задания - одна функция для двух значений, возврат значений, возврат индекса, объявление исходного массива внутри функции поиска и др); \\
\hline
@ Задание 2 & 10 & @ 23-25 & @ Корректная манипуляция индексами, как следствие, сокращение числа возможных проходов по массиву и ускорение работы приложени \\
\hline
@ Перерыв (если нужен) & 5 & @ 26 & @ Преподаватель предлагает студентам перерыв на 5 минут (студенты голосуют) \\
\hline
@ Задание 2 & 10 & @ 23-25 & @ Настроить окружение Jupyter Notebook с ядром Java, создать одну ячейку с переменной, а вторую с выводом значения этой переменной стандартным способом. Дополнить ячейки описанием markdown. (* осуществить форматированный вывод, ** сохранить форматирующую строку в ячейке с переменной)\\
@ Задание 3 & 20 & @ 27-29 & @ Формирование алгоритмического мышления при решении задач с описанием верхнего уровня\\
\hline
@ Задание 3 & 15 & @ 27-29 & @ К проекту из задания 1 добавить ещё один класс в соседнем пакете, как это было показано на лекции и комментарии в стиле Javadoc. Комментарии необходимо добавить как к методам, так и к классам. Сгенерировать программную документацию. (* создать документацию на каждый пакет по отдельности) \\
@ Задание 4 & 15 & @ 27-29 & @ Понимание внутренней механики работы фреймворка коллекций, повышение уровня абстракции написанного кода \\
\item Какой механизм используется для непосредственного исполнения скомпилированного кода? (3)
\begin{enumerate}
\item JDK;
\item JRE;
\item JVM.
\end{enumerate}
\item Сущность, объединяющая классы по смыслу (1)
\begin{enumerate}
\item Пакет;
\item Фреймворк;
\item Библиотека.
\end{enumerate}
\item Основная единица исходного кода программы. (1)
\begin{enumerate}
\item Класс;
\item Пакет;
\item Функция.
\end{enumerate}
\item Какой ключ используется для указания директории назначения в командах компилятора? (2)
\begin{enumerate}
\item\code{-out};
\item\code{-d};
\item\code{-classpath}
\end{enumerate}
\item
\end{enumerate}
\end{itemize}
@ -114,62 +94,24 @@
\end{itemize}
\item\textbf{Домашнее задание из лекции:}
\begin{itemize}
\itemСоздать проект из трёх классов (основной с точкой входа и два класса в другом пакете), которые вместе должны составлять одну программу, позволяющую производить четыре основных математических действия и осуществлять форматированный вывод результатов пользователю.
\itemНаписать метод «Шифр Цезаря», с булевым параметром зашифрования/расшифрования, и числовым ключом;
\item Скомпилировать проект, а также создать для этого проекта стандартную веб-страницу с документацией ко всем пакетам.
\item Написать метод, принимающий на вход массив чисел и параметр \code{n}. Метод должен осуществить циклический (последний элемент при сдвиге становится первым) сдвиг всех элементов массива на n позиций;
\item *Создать два Docker-образа. Один должен компилировать Java-проект обратно в папку на компьютере пользователя, а второй забирать скомпилированные классы и исполнять их.
\item Написать метод, которому можно передать в качестве аргумента массив, состоящий строго из единиц и нулей (целые числа типа \code{int}). Метод должен заменить единицы в массиве на нули, а нули на единицы и не содержать ветвлений. Написать как можно больше вариантов метода
\item\textbf{Ценность этапа}Создание, компиляция и запуск проектов без использования среды разработки.
\item\textbf{Тайминг} 10-20 минут.
\item\textbf{Ценность этапа}Базовая манипуляция данными внутри массива.
\item\textbf{Тайминг} 10-15 минут.
\item\textbf{Действия преподавателя}
\begin{itemize}
\item Пояснить студентам ценность этого опыта (запуск приложений на сервере, в контейнерах, настройка CI/CD в пет-проектах);
\item Первые пять минут уклоняться от ответов на уточняющие вопросы
\item Пояснить студентам ценность опыта (сравнить насколько разные могут быть прочтения одного и того же технического задания - одна функция для двух значений, возврат значений, возврат индекса, объявление исходного массива внутри функции поиска и др);
\item Выдать задание группам студентов, показать где именно следует искать терминал ОС;
\item Если группа студентов справилась с заданием, а времени осталось более 5 минут, выдавать группе задания «со звёздочкой».
\end{itemize}
\item\textbf{Задания}:
\begin{itemize}
\itemСоздать, скомпилировать, запустить и продемонстрировать простой проект без использования среды разработки.
\itemЗадать одномерный массив. Написать методы поиска в нём минимального и максимального элемента;
\item [$*_1$] отделить исходный код от скомпилированных файлов
\textbf{Вариант решения}
\begin{lstlisting}[style=ASMStyle]
javac -d out Main.java
java -classpath ./out Main
\end{lstlisting}
\item [$*_2$] сложить исходный код в пакет с глубиной иерархии не менее 3.
\item [$*_1$] Привести функции к корректному виду и дополнительно написать ещё две функции так, чтобы получились (четыре) функции поиска минимального и максимального как значения, так и индекса.
\textbf{Вариант решения}
Вручную создать соответствующие вложенные папки, переместить в них файл с исходным кодом \code{Main.java} и написать оператор \code{package} первой строкой файла \code{Main.java}.
private static int findMax(int[] a) { // returns the maximum index
int max = 0;
for (int i = 1; i < a.length; i++) {
if (a[i] > a[max])
max = i;
}
return max;
}
\end{lstlisting}
\end{itemize}
\end{itemize}
\subsubsection{Задание 2}
\begin{itemize}
\item\textbf{Ценность этапа}Настройка и изучение дополнительного инструментария для создания проектов и описания работы фрагментов кода в виде Jupyter notebook.
\item\textbf{Ценность этапа}Оптимизация сложности алгоритмов при работе с многомерными массивами.
\item\textbf{Тайминг} 10-15 минут.
\item\textbf{Действия преподавателя}
\begin{itemize}
\item Пояснить студентам ценность этого опыта (использование скриптовых возможностей среды разработки, таких как написание простых фрагментов кода без необходимости создавать большой проект в тяжеловесной среде разработки);
\item Пояснить студентам ценность этого опыта (корректная манипуляция индексами, как следствие, сокращение числа возможных проходов по массиву и ускорение работы приложения);
\item Пояснить студентам в каком виде выполнять и сдавать задания;
\item Выдать задание группам студентов, показать где и как скачивать необходимый инструментарий, если он ещё не установлен;
\item Если группа студентов справилась с заданием, а времени осталось более 5 минут, выдавать группе задания «со звёздочкой».
\end{itemize}
\item\textbf{Задания}
\begin{itemize}
\itemНастроить окружение Jupyter Notebook с ядром IJava, создать одну ячейку с переменной, а вторую с выводом значения этой переменной стандартным способом. Дополнить ячейки описанием markdown.
\itemСоздать квадратный целочисленный массив (количество строк и столбцов одинаковое), заполнить его диагональные элементы единицами, используя цикл(ы)
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=120mm]{sem-01-t2-1.png}
\caption{Вариант решения}
\end{figure}
\textbf{Вариант решения}
\item [$*_1$] осуществить форматированный вывод
\begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Вариант решения (вторая ячейка)}]
\item [$*_1$] дописать функцию вывода двумерного массива в консоль
\item [$*_1$] сохранить форматирующую строку в ячейке с переменной
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=120mm]{sem-01-t2-2.png}
\caption{Вариант решения}
\end{figure}
\textbf{Вариант решения}
\begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Вывод массива в терминал}]
private static void printTwoDimArray(int[][] a) {
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.println(Arrays.toString(a[i]));
}
}
\end{lstlisting}
\end{itemize}
\end{itemize}
\subsubsection{Задание 3}
\begin{itemize}
\item\textbf{Ценность этапа} Закрепление навыков создания стандартной программной документации.
\item\textbf{Ценность этапа}Формирование алгоритмического мышления при решении задач с описанием верхнего уровня.
\item\textbf{Тайминг} 15-20 минут
\item\textbf{Действия преподавателя}
\begin{itemize}
\item Пояснить студентам ценность этого опыта (описание пет-проектов для потенциальных соисполнителей, создание базы знаний по проекту на случай длительных пауз в работе)
\item Пояснить студентам ценность этого опыта (ТЗ довольно редко бывают чёткими и никогда не говорят программисту, что именно нужно написать);
\item Выдать задание группам студентов;
\item Если группа студентов справилась с заданием, а времени осталось более 5 минут, выдать группе задание «со звёздочкой».
\end{itemize}
\item\textbf{Задания}
\begin{itemize}
\item Написать метод, в который передается не пустой одномерный целочисленный массив, метод должен вернуть true если в массиве есть место, в котором сумма левой и правой части массива равны. Примеры:
Абстрактная граница показана символами \code{||}, эти символы в массив не входят.
\textbf{Вариант решения}
\begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Вариант со сложностью $O(n^2)$}]
private static boolean checkBalance(int[] a) {
int left = 0;
for (int i = 0; i < a.length - 1; i++) {
left += a[i];
int right = 0;
for (int j = i + 1; j < a.length; j++) {
right += a[j];
}
if (left == right) return true;
}
return false;
}
\end{lstlisting}
\begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={Вариант со сложностью $O(2n)$}]
private static boolean checkBalance2(int[] a) {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
sum += a[i];
}
if (sum % 2 != 0) return false;
int left = 0;
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
left += a[i];
sum -= a[i];
if (left == sum) return true;
}
return false;
}
\end{lstlisting}
\item [$*_1$] написать этот же метод таким образом, чтобы в нём использовался только один цикл.
\textbf{Вариант решения}
\begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={* Вариант со сложностью $O(n)$}]
private static boolean checkBalance3(int[] a) {
int lbound = 0;
int rbound = a.length - 1;
int left = 0;
int right = 0;
while (lbound <= rbound) {
if (left > right)
right += a[rbound--];
else
left += a[lbound++];
}
return left == right;
}
\end{lstlisting}
\end{itemize}
\end{itemize}
\subsubsection{Задание 4}
\begin{itemize}
\item\textbf{Ценность этапа} Понимание внутренней механики работы фреймворка коллекций, повышение уровня абстракции написанного кода.
\item\textbf{Тайминг} 15-20 минут
\item\textbf{Действия преподавателя}
\begin{itemize}
\item Пояснить студентам ценность этого опыта (написание собственных функций, реализующих алгоритмы часто помогает в ситуациях, когда задача не решается стандартными средствами)
\item Выдать задание группам студентов
\item Если группа студентов справилась с заданием, а времени осталось более 5 минут, выдать группе задание «со звёздочкой».
\item Если нужно, через 7 минут после старта, дать подсказку для первой части задания (сигнатура функции должна содержать не только передаваемый массив, но и его текущее заполнение, которое нужно отслеживать самостоятельно)
\end{itemize}
\item\textbf{Задания}
\begin{itemize}
\item Написать функцию добавления элемента в конец массива таким образом, чтобы она расширяла массив при необходимости.
Здесь нет смысла показывать не лучшее, но самое популярное решение, поэтому можно продемонстрировать сразу вариант решения «со звёздочкой».
\item [$*_1$] Функция должна возвращать ссылку на вновь созданный внутри себя массив, а не использовать глобальный
\textbf{Вариант решения}
\begin{lstlisting}[language=Java,style=JCodeStyle,caption={* Вариант без глобального массива}]
\item\textbf{Ценность этапа} Описание базовых алгоритмов манипуляции данными с применением вспомогательных массивов.
\item\textbf{Тайминг} 15-20 минут
\item\textbf{Действия преподавателя}
\begin{itemize}
\item Объяснить студентам, в чём заключается алгоритм сортировки подсчётом. Для сортировки подсчётом алгоритм совершает проход по исходному массиву, подсчитывая количество повторений каждого значения, и записывая эту информацию в промежуточный (частотный) массив. Вторым шагом алгоритма совершается обход вспомогательного массива и запись нужного количества значений по возрастанию в исходный массив. Сложность сортировки $O(2n)$. Например:
\item Если группа студентов справилась с заданием, а времени осталось более 5 минут, выдать группе задание «со звёздочкой».
\end{itemize}
\item\textbf{Задания}
\begin{itemize}
\itemК проекту из задания 1 добавить ещё один класс в соседнем пакете, как это было показано на лекции, и комментарии в стиле Javadoc. Комментарии необходимо добавить как к методам, так и к классам. Сгенерировать общую программную документацию.
\itemНаписать метод, осуществляющий сортировку одномерного массива подсчётом. Важное ограничение состоит в том, что для этой сортировки диапазон значений исходного массива должен находиться в разумных пределах, например, не более 1000.
