LaTeX-examples/presentations/Programmieren-Tutorium/Tutorium-09/tutorium-09.tex

\documentclass[usepdftitle=false,hyperref={pdfpagelabels=false}]{beamer}
\usepackage{../templates/myStyle}

\begin{document}
\title{\titleText}
\subtitle{Polymorphismus, Generics, Libraries}
\author{\tutor}
\date{\today}
\subject{Programmieren}

\frame{\titlepage}

\frame{
    \frametitle{Inhaltsverzeichnis}
    \setcounter{tocdepth}{1}
    \tableofcontents
    \setcounter{tocdepth}{2}
}

%\AtBeginSection[]{
%    \InsertToC[sections={\thesection}]  % shows only subsubsections of one subsection
%}

\section{Einleitung}
\subsection{Quiz}
\begin{frame}{Quiz: Vererbung II}
    \begin{minipage}[b]{0.45\linewidth}
        \inputminted[linenos=false, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=Animal.java, frame=lines]{java}{Animal.java}
        \vspace{1cm}
        \inputminted[linenos=false, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=Jungle.java, frame=lines]{java}{Jungle.java}
    \end{minipage}
    \hspace{0.5cm}
    \begin{minipage}[b]{0.45\linewidth}
        \inputminted[linenos=false, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=Cat.java, frame=lines]{java}{Cat.java}
        \begin{itemize}
            \item Gibt es einen Compiler-Fehler?
            \item Gibt es einen Laufzeit-Fehler?
            \item Gibt es eine Ausgabe? Welche?
        \end{itemize}
    \end{minipage}
\end{frame}

\begin{frame}{Quiz: Antwort}
    \begin{minipage}[b]{0.45\linewidth}
        \inputminted[linenos=false, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=Animal.java, frame=lines]{java}{Animal.java}
        \vspace{1cm}
        \inputminted[linenos=false, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=Jungle.java, frame=lines]{java}{Jungle.java}
    \end{minipage}
    \hspace{0.5cm}
    \begin{minipage}[b]{0.45\linewidth}
        \inputminted[linenos=false, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=Cat.java, frame=lines]{java}{Cat.java}
        \begin{itemize}
            \item Compiler-Fehler
            \item The method getCatSound() is undefined for the type Animal
            \item Thema: "`Polymorphismus"'
        \end{itemize}
    \end{minipage}
\end{frame}

\section{Polymorphismus}
\subsection{Allgemeines}
\begin{frame}{Allgemeines}
    Motivation
    \begin{itemize}
        \item Eine Unterklasse kann alles, was die Oberklasse kann
        \item[$\rightarrow$] sie hat die gleichen Methoden, wenn auch eventuell überschrieben
        \item Eventuell ist uns die konkrete Klasse egal
        \item oder wir benötigen einen Kontainter für viele verschiedene
              Objekte mit einer gemeinsamen Oberklasse
    \end{itemize}

    Was ist "`Polymorphismus'"?
    \begin{itemize}
        \item \myCode{Animal felix = new Cat();}
        \item \myCode{Animal[] zoo = new Animal[10];}\\
              \myCode{zoo[0] = felix;}
    \end{itemize}
\end{frame}

\subsection{Beispiel}
\begin{frame}{Beispiel}
    \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\small]{java}{LateBinding.java}
\end{frame}

\subsection{Wann wird Polymorphismus verwendet?}
\begin{frame}{Wann wird Polymorphismus verwendet?}
    \begin{itemize}[<+->]
        \item Man Benötigt eigentlich nur bestimmte Methoden (ein Interface)
              \begin{itemize}[<+->]
                \item Wenn ihr später aus einer LinkedList eine ArrayList macht, müsst ihr nur eine Zeile ändern!
                \item[$\Rightarrow$] \myCode{List myList = new LinkedList();} anstelle von \myCode{LinkedList myList = new LinkedList();} schreiben
              \end{itemize}
        \item Man weiß zur Compile-Zeit die exakten Klassen noch nicht
        \item Bei den Abschlussaufgaben
    \end{itemize}
\end{frame}

\section{Generics}
\subsection{Allgemeines}
\begin{frame}{Allgemeines}
    \begin{itemize}
        \item Problem: Man schreibt genau eine verkettete Listen-Klasse
              für genau eine Klasse (z.B. "`Bike"'), obwohl
              die Logik (hinzufügen, entfernen, suchen) von der
              Klasse unabhängig ist
        \item Lösung: Generics
    \end{itemize}
\end{frame}

\subsection{Verwendung}
\begin{frame}{Verwendung}
    \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\small]{java}{Generics-singleLines.java}
    \begin{block}{Hinweis}
        Ihr könnt den "`Generic-Parameter"' wie eine Variable für die
        Bezeichnung einer Klasse verwenden.
    \end{block}
\end{frame}

\subsection{Praxis}
\begin{frame}{Praxis}
    \begin{block}{Arbeitsauftrag}
        Programmiert die Einfach-verkettete Liste um, sodass sie
        nirgends mehr "`Bike"' sondern nur noch Generics verwendet.
    \end{block}{Arbeitsauftrag}

    \begin{exampleblock}{Hinweis}
        \begin{itemize}
          \item URL für die Bike-Version: \href{http://goo.gl/RoiBC}{http://goo.gl/RoiBC}
          \item Wer nur Zettel und Papier hat, implementiert die "`Node.java"'
                komplett neu und "`SinglyLinkedList.java"' mindestens mit "`add()"'
        \end{itemize}
    \end{exampleblock}
\end{frame}

\begin{frame}{Praxis: Node}
    \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny]{java}{SinglyLinkedList-Result/Node.java}
\end{frame}

\begin{frame}{Praxis: SinglyLinkedList}
    \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\small, firstnumber=1, firstline=1, lastline=13]{java}{SinglyLinkedList-Result/SinglyLinkedList.java}
\end{frame}

\subsection{Blog-Artikel}
\begin{frame}{Man kanns auch übertreiben}
    Siehe Blog-Artikel "`\href{http://martin-thoma.com/java-generics/}{Java Generics}"'
\end{frame}

\subsection{Besonderheit}
\begin{frame}{Besonderheit: ?}
    \inputminted[linenos=false, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\small, firstnumber=1, firstline=1, lastline=1]{java}{SingleLines.java}
    Bedeutet:
    \begin{itemize}[<+->]
        \item Die Liste erwartet Objekte, deren Klasse \myCode{HasWord} erweitern
        \item[$\rightarrow$] \myCode{HasWord} oder Kinder
        \item \myCode{?} wird "`bounded wildcard"' genannt
        \item \href{http://stackoverflow.com/a/3009779/562769}{SO 1} und \href{http://stackoverflow.com/a/1840022/562769}{SO 2}
    \end{itemize}
\end{frame}

\subsection{Quiz}
\begin{frame}{Quiz}
    \begin{block}{Hinweis}
        Das folgende Quiz stammt von \href{http://www.grayman.de/quiz/java-generics-en.quiz}{www.grayman.de}.
        Danke für die Erlaubnis, es in meine Folien einbinden zu
        dürfen!
    \end{block}
\end{frame}

\begin{frame}{Quiz}
    \begin{block}{Frage}
        Mit Generics hat der Compiler mehr Typ-Informationen. Explizite
        Casts müssen als nicht so of benutzt werden.

        Welche Bedeutung für die Laufzeit haben Generics?
    \end{block}

    \begin{overprint}
    \onslide<1>
    \begin{itemize}
        \item Der Compiler kann mit Generics den Code besser für
              Typen optimieren. Das, und das Wegfallen der Casts sind
              Gründe warum der kompilierte Code mit Generics
              \textbf{schneller} läuft als ohne
        \item Generics haben \textbf{keinen Einfluss} auf die Laufzeit
        \item Die erhöhte Flexibilität und Typsicherheit bedeutet,
              dass der Compiler für jeden konkreten Typen Code aus
              dem generischen Code erstellen mus. Das bedeutet,
              die Programme sind \textbf{etwas langsamer}
    \end{itemize}
    \onslide<2>
        Die Java Virtual Machine und der kompilierte Byte-Code sind
        unabhängig von Generics. Der kompilierte Byte-Code mit Generics
        unterscheidet sich nicht von Byte-Code ohne Generics. Generics
        haben also \textbf{keinen Einfluss} auf die Laufzeit von Java-Programmen.
    \end{overprint}
\end{frame}

\begin{frame}{Quiz}
    \begin{block}{Frage}
    \begin{minipage}[b]{0.45\linewidth}
        \inputminted[linenos=false, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny]{java}{Basket.java}
    \end{minipage}
    \hspace{0.5cm}
    \begin{minipage}[b]{0.45\linewidth}
        \inputminted[linenos=false, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny,]{java}{Fruit.java}
        \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=In main, frame=lines]{java}{Generics-quiz-main.java}
    \end{minipage}
    \end{block}

    \begin{overprint}
    \onslide<1>
    \begin{itemize}
        \item Der source code ist OK. Es gibt weder Compiler-, noch Laufzeitfehler
        \item Compiler-Fehler in Zeile 2
        \item Compiler-Fehler in Zeile 3
    \end{itemize}
    \onslide<2>
        \begin{itemize}
            \item Zeile 2 ist ok
            \item Zeile 3 verursacht einen Laufzeitfehler
            \item Der Rückgabewert der Methode \myCode{getElement}
                 in \myCode{Basket<Fruit>} ist \myCode{Fruit}.
                 Man kann eine \myCode{Fruit}-Variable
                 keiner \myCode{Apple}-Variable ohne cast zuweisen.
        \end{itemize}
    \end{overprint}
\end{frame}

\begin{frame}{Quiz}
    \begin{block}{Frage}
        \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=In main, frame=lines]{java}{Generics-quiz-main2.java}
    \end{block}

    \begin{overprint}
    \onslide<1>
    \begin{itemize}
        \item Es gibt weder Laufzeit-, noch Compiler-Fehler
        \item Compiler-Fehler in Zeile 2
        \item Compiler-Fehler in Zeile 3
        \item Eine \myCode{ClassCastException} tritt in Zeile 3 auf
    \end{itemize}
    \onslide<2>
        \begin{itemize}
            \item Sowohl \myCode{Apple} als auch \myCode{Orange} sind
                  \myCode{Fruit} und können in \myCode{Basket<Fruit>}
                  landen
            \item[$\rightarrow$] Der Cast in Zeile 3 ist nötig
            \item Die JVN überprüft während der Laufzeit den Cast in Zeile 3
            \item[$\rightarrow$] Ein \myCode{ClassCastException} wird geworfen, da \myCode{Apple} keine \myCode{Orange} ist
        \end{itemize}
    \end{overprint}
\end{frame}

\begin{frame}{Quiz}
    \begin{block}{Frage}
        Welche der folgenden Zeilen kann ohne Compiler-Fehler kompilieren?
        \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny]{java}{Question04.java}
    \end{block}

    \visible<2>{
        \begin{itemize}
            \item Generische Klassen können ohne spezifizierten Typ genutzt werden.
        Allerdings sollte man das nicht machen und Eclipse warnt auch davor.
            \item Korrekt sind: 1, 2, 3, 6
            \item Grundsätzlich gilt: Rechts vom \myCode{=} darf man genauer sein als links
        \end{itemize}
    }
\end{frame}

\begin{frame}{Quiz}
    \begin{block}{Frage}
        \begin{minipage}[b]{0.45\linewidth}
            \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=SourceA.java, frame=lines]{java}{SourceA.java}
            \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=SourceB.java, frame=lines]{java}{SourceB.java}
        \end{minipage}
        \hspace{0.5cm}
        \begin{minipage}[b]{0.45\linewidth}
            \inputminted[linenos=true, numbersep=5pt, tabsize=4, fontsize=\tiny, label=SourceC.java, frame=lines]{java}{SourceC.java}
            Which of the following statements are true?
        \end{minipage}
    \end{block}

    \begin{overprint}
    \onslide<1>
    \begin{enumerate}[(a)]
        \item SourceA kompiliert nicht
        \item SourceB kompiliert mit warning(s). Es gibt keine
              Laufzeit-Fehler
        \item SourceC kompiliert mit warning(s). Es gibt eine
              \myCode{ClassCastException} zur Laufzeit
    \end{enumerate}
    \onslide<2>
        \begin{itemize}
            \item (a) und (b) sind richtig.
            \item Der Compiler kennt nicht den Typ von Elementen in b5
            \item[$\rightarrow$] Er kann nicht garantieren, dass ein
                  Apfel in b5 eingefügt werden kann
            \item Da \myCode{b5.setElement(..)} nicht erlaubt ist, kompiliert es nicht
            \item SourceB wird so behandelt, als ob es pre-Java 1.5 Code wäre
        \end{itemize}
    \end{overprint}
\end{frame}

\begin{frame}{Frage}
    Sollen wir die restlichen 9 Fragen auf \href{http://www.grayman.de/quiz/java-generics-en.quiz}{grayman.de} machen?
\end{frame}

\section{Einschub: Libraries}
\subsection{Warum heißen Bibliotheken so?}
\begin{frame}{Einschub: Libaries}
    Warum heißen Programmbibliotheken "`Bibliotheken"'?


    $\rightarrow$ \href{http://www.rrze.uni-erlangen.de/wir-ueber-uns/publikationen/das-rrze-der-film.shtml}{Video `"RRZE1973-MPEG-1.mpg'" der Uni Erlangen}
\end{frame}

\section{Abspann}
\subsection{Kommende Tutorien}
\begin{frame}{Kommende Tutorien}
  \begin{itemize}
    \item[-] 24.12.2012: Heiligabend - \href{http://www.fmc.uni-karlsruhe.de/faq/wann-sind-die-weihnachtsferien}{Kein Tutorium}
    \item[-] 31.12.2012: Silvester - Kein Tutorium
    \item[4.] 07.01.2013
    \item[3.] 14.01.2013
    \item[2.] 21.01.2013
    \item[1.] 28.01.2013: Abschlussprüfunsvorbereitung
    \item[0.] 04.02.2013: Abschlussprüfunsvorbereitung
    \item[-] 10.02.2013: Ende der Vorlesungszeit des WS 2012/2013 (\href{http://www.kit.edu/studieren/2873.php}{Quelle})
  \end{itemize}
\end{frame}

\framedgraphic{Frohe Weihnachten!}{../images/xkcd-incident.png}

\end{document}