Readme.md

Laboratorium 4

Celem laboratorium jest zapoznanie się z mechanizmem interfejsów oraz kolekcjami.

Najważniejsze zadania:

1. Modyfikacja klasy Animal (akceptowanie mapy w konstruktorze).
2. Stworzenie klasy RectangularMap.
3. Stworzenie klasy SimulationEngine.
4. Testy integracyjne.

Przydatne informacje

• Mechanizm interfejsów pozwala na określenie pewnego zestawu metod, które muszą być implementowane przez określony typ. Interfejs IWorldMap jest tego przykładem - określa on sposób interakcji mapy z zwierzętami oraz klasą MapVisualizer.
• Interfejs jedynie określa, że dana klasa ma posiadać określoną metodę - dlatego w interfejsie nie ma implementacji - wszystkie metody są z założenia abstrakcyjne (można pominąć modyfikator abstract).
• Od Javy 8 interfejsy mogą posiadać metody statyczne (takie same jak metody statyczne w klasach) oraz metody domyślne (oznaczane modyfikatorem default), które posiadają implementację.
• W interfejsie wszystkie metody są z założenia publiczne, dlatego nie ma potrzeby dodania kwalifikatora dostępu public.
• Od Javy 9 interfejs może posiadać także metody prywatne.
• Nazwa interfejsu najczęściej zaczyna się od wielkiej litery I.
• Klasa deklaruje fakt implementacji interfejsu za pomocą słowa kluczowego implements, np.

class RectangularMap implements IWorldMap {
}

• W Javie istnieją dwie podstawowe struktury sekwencyjne (poza tablicami): LinkedList oraz ArrayList. W przeciwieństwie do tablic obie klasy pozwalają na określenie początkowego rozmiaru na 0 i dowolne rozszerzanie kolekcji.
• Obie klasy implementują interfejs List, który definiuje podstawowe operacje na listach.
• Klasy te różnią się implementację - LinkedList oparta jest o listę dwukierunkową, przez co operacje dodawania i usuwania elementów są szybkie, ale swobodny dostęp za pomocą operatora get jest wolniejszy. ArrayList oparta jest o tablicę, dlatego dostęp jest szybki, ale dodawanie i usuwanie elementów jest wolniejsze.
• W Javie występują typy parametryzowane i typ List jest tego przykładem. Taki typ jest podobny do szablonów w C++. Wymaga on podania innego typu (lub typów) jako parametru (parametr musi być typem obiektowym):

List<Animal> animals = new ArrayList<>();

W tym przykładzie tworzona jest lista zwierząt, a jako implementacja wybrana została klasa ArrayList. Dzięki temu wywołania takie jak:

animals.get(1);

zwracają obiekty klasy Animal, dzięki czemu mogą one być używane w "bezpieczny" sposób - tzn. kompilator może sprawdzić czy wywoływane metody faktycznie występują w klasie Animal.

Zadania do wykonania

1. Wykorzystaj definicje klas z poprzedniego laboratorium.
2. Przyjrzyj się interfejsom IWorldMap oraz IEngine, które znajdują się w tym katalogu.
3. Zmodyfikuj klasę Animal z poprzedniego ćwiczenia:
   • zdefiniuj konstruktor Animal(IWorldMap map); wykorzystaj argument map tak, aby w metodzie move można było odwołać się do mapy i zweryfikować, czy zwierzę może przesunąć się na daną pozycję,
   • zdefiniuj konstruktor Animal(IWorldMap map, Vector2d initialPosition), który dodatkowo określa początkowe położenie zwierzęcia na mapie,
   • zastanów się nad dotychczasowym konstruktorem bezparametrowym, czy nadal ma on sens? W jaki sposób uprościć wszystkie konstruktory?
   • zmodyfikuj metodę toString tak by zwracała jedynie schematyczną orientację zwierzęcia w postaci łańcucha składającego się z jednego znaku, Np. jeśli zwierzę ma orientację północną, to metoda toString() powinna zwracać łańcuch "N" albo "^".
   • zmodyfikuj metodę move, tak by korzystała z wywołania canMoveTo interfejsu IWorldMap.
4. Zdefiniuj klasę RectangularMap, która:
   • definiuje prostokątną mapę,
   • implementuje interfejs IWorldMap
   • w konstruktorze akceptuje dwa parametry width oraz height wskazujące szerokość oraz wysokość mapy (możesz założyć że otrzymane wartości są poprawne),
   • umożliwia poruszanie się w obrębie zdefiniowanego prostokąta (jak w laboratorium 3),
   • umożliwia występowanie więcej niż jednego zwierzęcia na mapie,
   • uniemożliwia występowanie więcej niż jednego zwierzęcia na tej samej pozycji,
   • posiada metodę toString rysującą aktualną konfigurację mapy (wykorzystaj klasę MapVisualizer, która znajduje się w tym katalogu).
5. Zdefiniuj klasę SimulationEngine implementującą interfejs IEngine, która:
   • w konstruktorze akceptuje tablicę ruchów (MoveDirection), instancję mapy (IWorldMap) oraz tablicę wektorów oznaczających początkowe pozycje zwierząt,
   • dodaje zwierzęta do mapy (początkowa orientacja zwierząt to NORTH),
   • w metodzie run na przemian steruje ruchem wszystkich zwierząt. Przykładowo, jeśli użytkownik wprowadzi ciąg: f b r l a na mapie są dwa zwierzęta, to pierwsze zwierzę otrzyma ruchy f i r, a drugie b i l. Ruchy obu zwierząt mają być wykonywane na przemian, tzn. po każdym ruchu pierwszego zwierzęcia następuje ruch drugiego zwierzęcia.
6. Wykonaj następujący kod w metodzie main klasy World:

MoveDirection[] directions = new OptionsParser().parse(args);
IWorldMap map = new RectangularMap(10, 5);
Vector2d[] positions = { new Vector2d(2,2), new Vector2d(3,4) };
IEngine engine = new SimulationEngine(directions, map, positions);
engine.run();

Sprawdź, czy zwierzęta poruszają się poprawnie dla ciągu: f b r l f f r r f f f f f f f f.

7. Dodaj testy integracyjne weryfikujące, że implementacja jest poprawna. Wykorzystaj dane z punktu 6. w celu ustalenia przebiegu testu.
8. (Dla zaawansowanych) Stwórz tekstowy widget biblioteki Swing (lub innej wybranej biblioteki), który będzie wyświetlał animację poruszających się zwierzaków.
9. Otaguj gotowe rozwiązanie jako lab4.