Java (úkoly ze cvičení)

Násedují úkoly ze cvičení (2019/2020), kde to bylo možné tak se správnou odpovědí a vysvětlením. Důležité příklady, které bývají na zkouškách, jsou označeny jako zkouškový příklad.

Cvičení 1

Co se vypíše?


Integer i1 = new Integer(1);
Integer i2 = new Integer(1);
if (i1 == i2)
    System.out.println("ANO"); 
else 
    System.out.println("NE");

Řešení: NE

== porovnává pro referenční typy (což jsou všechny objekty, i Integer) pouze ukazatele do paměti, ne hodnoty. i1 a i2 jsou v tomto případě různé objekty s různými pozicemi v paměti.

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public class Overflow {
    public static void main(String[] argv) {
        int b = 2147483647; 
        System.out.println(b); 
        b = b + 1; 
        System.out.println(b);
    } 
}

Řešení: 2147483647 -2147483648

2147483647 je Integer.MAX_VALUE, když k ní přičteme jedničku, dojde k overflow (jede se opět "od začátku" intu).

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
class URL {
    public static void main(String[] argv) {
        System.out.println("url:");
        http://google.com/
        System.out.println(":url");
    }
}

Řešení: url: :url

V http://google.com/ se vše po // bere jako komentář a http: se bere jako label. Labely fungují podobně jako v Pascalu, lze na ně skočit pomocí continue.

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public class Swap {
    public static void main(String[] argv) {
        int x = 10;
        int y = 20;
        x ^= y ^= x ^= y;
        System.out.println(x);
        System.out.println(y);
    }
}

Řešení: 0 10

a ^= b odpovídá a = a ^ b. a ^ b je operace bitwise XOR, při níž se a a b berou jako bity (čili pokud to jsou integery, berou se převedené do binární soustavy). Kratší z nich se zepředu doplní nulami, aby byla obě čísla stejně dlouhá. Poté se porovná i-tý bit z a s i-tým bitem z b pomocí operace XOR.

x ^= y ^= x ^= y lze pak přepsat jako x = x ^ (y = y ^ (x = x ^ y)), což je výraz, který se vyhodnocuje zleva. Po dosazení vyjde x = 10 ^ (y = 20 ^ (x = 10 ^ y)) atd.

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
class ForCycle {
    public static void main(String[] argv) {
        int j = 0;
        for (int i = Integer.MAX_VALUE - 10; i <= Integer.MAX_VALUE; i++) {
            j++;
        }
        System.out.println(j);
    }
}

Řešení: Nekonečný cyklus (nevypíše se nic)

int i nikdy nebude větší než Integer.MAX_VALUE, protože je to jeho horní hranice.

Cvičení 2

Doplňte deklaraci i, aby se vypsalo ANO


xxxxxxxxxx
if (i == -i && i != 0) { 
    System.out.println(“ANO“);
} else { 
    System.out.println(“NE“);
}

Řešení: i = Integer.MIN_VALUE

Když ho znegujeme, dostaneme Integer.MAX_VALUE + 1, což je zase Integer.MIN_VALUE.

Co se vypíše?


x
public class LoopTest {
    public static void main(String[] argv) {
        int START = 2000000000;
        int count = 0;
        for (float f = START; f < START + 50; f++) {
            count++;
        }
        System.out.println(count); 
    }
}

Řešení: 0

Má to co dočinění s floating-point čísly. START je sice na začátku int, kvůli porovnání s f je však převeden na floatSTART $2^{31}$ , proto v jeho binárním zápisu bude určitě 31. bit jednička. float čísla jsou sice 32 bitová, ale 1 bit z toho je na znaménko, dalších 8 je na exponent a tak na samotné číslo zbude pouze 23 bitů.

Protože k uložení start potřebujeme mít 31. bit nastavený na 1, při převodu na float si ze START necháme následujících 23 bitů: [31., 30., 29., ..., 8.] — jinými slovy prvních sedm bitů ze START odstřihneme, neboť se nám do floatu nevlezou. Protože přičtená 50 se vleze do prvních sedmi bitů, a my těchto sedm bitů poté odstřihneme, přičtení 50 se vůbec neprojeví a platí START == f == START + 50 (pokud je START převeden na float).

Cvičení 3

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public class Test01 {
    public static void main(String[] argv) {
        System.out.println(test()); 
    }
    public static boolean test() {
        try {
            return true;
        } finally {
            return false;
        }
    } 
}

Řešení: false

finally přebíjí většinu věcí, i return.

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public class Test01 {
    public static void main(String[] argv) {
        try {
            System.out.println("Hello world!");
            System.exit(0);
        } finally {
            System.out.println("Goodbye");
        }
    }
}

Řešení: "Hello world!"

finally přebíjí většinu věcí, ale System.exit() je jedna z výjimek — prostě rovnou ukončí průběh programu. Kromě něj takto funguje i halt a pak už většinou jen pády JVM nebo samotného operačního systému.

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
class ParamsTest {
    public ParamsTest(Object o) {
        System.out.println("ParamsTest(Object o)");
    }
    public ParamsTest(long[] a) {
        System.out.println("ParamsTest(long[] a)");
    }
    public static void main(String[] argv) {
        new ParamsTest(null);
    }
}

Řešení: ParamsTest(long[] a)

Podle skutečných parametrů se vybere ta nejspecifičtější vyhovující implementace (zde long[] a).

Co se vypíše? (zkouškový příklad)


x
class A { 
    int x = 1; 
} 
class B extends A { 
    int x = 2; 
    public void foo() { 
        System.out.println(this.x); 
        System.out.println(super.x); 
        System.out.println(((A)this).x); 
    } 
    public static void main(String[] args) { 
        B b = new B(); 
        b.foo(); 
   } 
}

Řešení: 2 1 1

Statické metody se koukají pouze na typ objektu, ne na jeho hodnotu; podle toho se pak zavolá konkrétní implementace. Viz také tato otázka na Stack Overflow.

Cvičení 4

Co program udělá? (zkouškový příklad)


xxxxxxxxxx
public class Null {
    public static void main(String[] argv) {
        ((Null) null).hello(); 
    }
    public static void hello() {
        System.out.println("Hello world!");
    } 
}

Řešení: vypíše se "Hello world!"

Že se třída jmenuje Null je v pořádku. Poté sice voláme null.hello(), ale hello() je statická metoda, čili vůbec nekouká na reálnou hodnotu objektu — pouze na jeho typ (a to je Null). Vše tedy funguje, jak má.

Co program udělá?


xxxxxxxxxx
class Test01 {
    public static void main(String[] argv) {
        run();
        System.out.println("Konec");
    }
    public static void run() {
        try {
            run();
        } finally {
            run();
        }
    }
}

Řešení: Myslím, že vyhodí StackOverflowError.

Co program vypíše?


xxxxxxxxxx
class A {
    public String className = "A"; 
}
class B extends A {
    private String className = "B";
}
public class Test02 {
    public static void main(String[] argv) {
        System.out.println(new B().className); 
    }
}

Řešení: Nepřeloží se, ve třídě Test02 je chyba.

Deklarace className v B schová atribut className z A (doslova se to jmenuje field hiding). To, že je sama private na věci nic nemění. Protože původní className z A je schovaná a className z B je zase private, je chyba vůbec se snažit tohoto atributu dosáhnout.

Cvičení 5

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public interface Test {
    public static void main(String[] argv) {
        System.out.println("Hello"); 
    }
}

Řešení: Je to úplně v pořádku, vypíše se Hello.

V interfacu mohou totiž být i statické metody.

Co se vypíše? (zkouškový příklad)


xxxxxxxxxx
public enum Test {  
    RED, GREEN, BLUE;
    public static void main(String[] argv) { 
        System.out.println("Hello");
    }
}

Řešení: Je to úplně v pořádku, vypíše se Hello.

enum je v podstatě jen vylepšená třída, proto může obsahovat statické metody. Nemůže však dědit, neboť implicitně již dědí od java.lang.Enum. Může dokonce obsahovat i abstraktní metody, pak je ale musí implementovat každý z prvků enumu.

Cvičení 6

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public class Greeter {
    public static void main (String[] args) {
        String greeting = "Hello world";
        for (int i = 0; i < greeting.length(); i++) {
            System.out.write(greeting.charAt(i)); 
        }
    } 
}

Řešení: Nevypíše se nic.

PrintStream.write() sice na stream přidá dané znaky, ale stream pak automaticky nevyprázdní do konzole — proto nejde nic vidět. Naproti tomu println() se o toto stará, čili kdybychom za loop přidali System.out.println("");, vypsalo by se už Hello world.

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
class Slasher {
    public static void main(String[] argv) {
        String fullClassName = "cz.cuni.mff.java.io.Slasher";
        String fileName = fullClassName.replaceAll(".", "/") + ".java";
        System.out.println("Trida " + fullClassName + " musi byt v souboru " + fileName);
    }
}

Řešení: Trida cz.cuni.mff.java.io.Slasher musi byt v souboru ///////////////////////////.java

String.replaceAll() bere jako první argument regex, ne obyčejný string. Proto . je interpretováno regex enginem jako "jakýkoli znak" a všechny znaky jsou proto nahrazeny lomítkem.

Cvičení 7

Co program udělá?


xxxxxxxxxx
public class TestString {
    public static void main(String[] args) {
        String s = new String("Hello world");
        System.out.println(s); 
    }
}
class String {
    private final java.lang.String s; 
    public String(java.lang.String s) {
        this.s = s; 
    }
    public java.lang.String toString() {
        return s; 
    }
}

Řešení: Přeloží se, ale při runtimu vyhodí chybu, že mu chybí metoda main.

main má totiž v této chvíli mít hlavičku public static void main(java.lang.String[] args), protože String je teď ta naše nová třída a ne původní String.

Lze třídu B nadeklarovat tak, aby program vypsal false? (bez přepsání equals)


xxxxxxxxxx
public class A {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        System.out.println(b.equals(b)); 
    }
}

Řešení: Ano, ale je to dost podvod.


xxxxxxxxxx
class B {
   public B() {
       System.out.println(false);
        System.exit(0); 
   }
}

Cvičení 8

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public class Test01 {
    public static synchronized void main(String[] a) {
        Thread t = new Thread() {
            public void run() {
                pong();
            }
        };
        t.start();
        System.out.println("Ping");
    }
    static synchronized void pong() {
        System.out.println("Pong");
    }
}

Řešení: Ping Pong

Obě metody jsou static synchronized, čili berou zámek přímo od třídy Test01. Když už jsme v main, má současné vlákno zámek (protože vstoupilo do synchronized bloku) a tak se vlákno t (potažmo metoda pong()) spustí až poté, co skončí to naše vlákno.

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
class SelfInterruption {
    public static void main(String[] args) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        if (Thread.interrupted()) {
            System.out.println("Interrupted: " + Thread.interrupted());
        } else {
            System.out.println("Not interrupted: " + Thread.interrupted());
        }
    }
}

Řešení: Interrupted: false

Thread.interrupted() totiž nejen vrátí současnou hodnotu .interrupted(), ale také ji resetuje na false. Kdyby se místo toho použilo this.isInterrupted(), který po vrácení žádný reset neprovádí, vypsalo by se Interrupted: true.

Cvičení 9

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public class Test01 {
    private static java.util.Random rnd = new java.util.Random();
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer word = null;
        switch (rnd.nextInt(2)) {
            case 1:
                word = new StringBuffer('P');
            case 2:
                word = new StringBuffer('G');
            default:
                word = new StringBuffer('M');
        }
        word.append('a');
        word.append('i');
        word.append('n');
        System.out.println(word);
    }
}

Řešení: ain

V case nejsou breaky, takže word je vždy nakonec nastaven na new StringBuffer('M'). Protože StringBuffer dostal char (potažmo int) bere to jako hranici kapacity (ne jako první písmeno — to by musel dostat "M").

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public class Test02 {
    public static void main(String args[]) {
        System.out.println("H" + "a");
        System.out.println('H' + 'a'); 
    }
}

Řešení: Ha 169

char + char je v tomto případě interpretováno jako součet intů. Pro zajímavost, println("" + 'H' + 'a') by vypsalo skutečně Ha [laughs in javascript].

Cvičení 10

Lze definovat i tak, aby byl cyklus nekonečný?


xxxxxxxxxx
while (i != i) { }

Řešení: Ano, Double.NaN se nerovná ničemu, ani sám sobě.

Co se vypíše?


xxxxxxxxxx
public class Increment {
    public static void main(String[] args) {
        int j = 0;
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            j = j++; 
        }
        System.out.println(j); 
    }
}

Řešení: 0

(Myslím, že) j++ vrátí 0 a nastaví j na 1; j = j++ pak vezme 0 z j++ a uloží jí do j.

Cvičení 11

Lze od této třídy (bez použití reflection API) vytvořit další instance (kromě instance v atributu INSTANCE)?


xxxxxxxxxx
public class Dog implements Serializable {
    public static final Dog INSTANCE = new Dog();
    private Dog() { }
    public String toString() {
        return "Woof"; 
    }
}

Řešení: Leda bychom přidali něco do třídy samotné (jinak máme příklad tzv. singleton pattern, což je třída pouze s jednou instancí, zde konkrétně INSTANCE).


xxxxxxxxxx
public class Dog implements Serializable {
    public static final Dog INSTANCE = new Dog();
    private Dog() { }
    public String toString() {
        return "Woof"; 
    }
    
    public Dog getDog() {
        return new Dog();
    }
}
Dog d = Dog.getDog();

V tomto případě naopak používám tzv. factory pattern (máme metody, které nejsou konstruktory, ale přesto vyrábějí a vrací objekt své třídy).

Cvičení 12

Lze napsat deklaraci proměnné i tak, aby následující cyklus byl nekonečný?


xxxxxxxxxx
while (i != i + 0) { }

Řešení: Ano, např. String i = "a", potom i + 0 == "a0".

Lze napsat deklaraci proměnných i a j tak, aby následující cyklus byl nekonečný?


xxxxxxxxxx
while (i <= j && j <= i && i != j) { }

Řešení: Ano, například i = new Integer(1) a j = new Integer(1).

Protože se jedná o referenční typy (objekty), výraz i != j je pravda, protože porovnává umístění v paměti a ne samotné hodnoty i a j.