Objectgericht programmeren

Objectgericht programmeren

Inleiding

Department of Computer Science Software Development Methodology

Objectgericht Programmeren Eric Steegmans

Overzicht

Objectgericht Programmeren

Cursusmateriaal

Lessen

Evaluatie

Cursustekst Referentiewerken Programmeeromgeving

Verloop van de cursus

Doelstellingen Extreme Programming Inhoud

Examen

Demonstratie Eclipse 2

Academiejaar 2006-2007

1


Inleiding

Doelstellingen

Beredeneerde en gedisciplineerde ontwikkeling van middelgrote, sequentiële softwaresystemen

Methodiek: Objectgericht programmeren - Principes, regels en aanbevelingen - Balanceren van kwaliteitsvereisten zoals “correctness”, “simplicity”, “adaptability”, “re-usability” and “efficiency”

Programmeertaal: Java

Ontwerp: Unified Modeling Language (UML)

- Principes ook toepasbaar in andere talen (C++, C#, Eiffel, ...) - Enkel klasse-diagramma’s voor middelgrote systemen

Sequentiële systemen - Geen behandeling van parallelle uitvoering (threads), van distributie (Enterprise Beans), ...

Proces: Extreme Programming - Stappen in de ontwikkeling van softwaresystemen in teamverband 3

Extreme Programming

Simplicity is the key

Structure your software system such that it can handle all current issues - and only those - in an elegant way - Do not try to anticipate future elements - Example: do not partition a class of persons into subclasses of men and women, if such a separation is not needed right now - Never add functionality that you do not need yet - Do not add methods related to the marital state of persons, if that property is of no relevance right now

4


2


Inleiding

Extreme Programming

Refactor mercilessly

Restructure your software system as soon as it no longer handles all current issues in the most elegant way - Split a class into two or more classes if it turns out to define groups of different objects - Turn a class of persons into a hierarchy involving an abstract class of persons and concrete subclasses of men and women - Split a complex method into sub-methods - Extract parts of the body of a complex method into auxiliary methods - Move methods up and down a hierarchy of classes - …

5

Extreme Programming

Pair programming

All code is produced by pairs of two programmers working on the same machine - The best way to pair program is to just sit side by side in front of the monitor - Slide the key board and mouse back and forth - One person types and thinks tactically about the method being created - The other person thinks strategically about how that method fits into the class

Pair programming increases software quality without impacting time to deliver - 2 people working at a single computer add as much functionality as two working separately - A pair of programmers delivers software of superior quality

6


3


Inleiding

Extreme Programming

Test-driven development

Develop unit tests before you work out implementations - Start with the documentation describing what a method must do - Proceed with a series of tests to verify the correctness of the method - Finish with the implementation of the method

Each time something is added to the software, all the tests must run again - Use a testing framework (JUnit) to collect all the tests in a test suite - Do not proceed with another method, before all tests run again

Automated unit tests offer a pay back far greater than the cost of creation - The harder the test is to write the more you need it because the greater your savings will be

7

Inhoud

Deel 1: Ontwikkeling van alleenstaande klassen

Deel 2: Relaties

Documentatie in termen van precondities, postcondities en invarianten Behandelen van uitzonderlijke gevallen door totaal programmeren, nominaal programmeren en defensief programmeren Implementatie van uni-directionele en bi-directionele associaties tussen objecten van klassen Destructie van objecten

Deel 3: Overerving

Polymorfisme en dynamische binding als kernconcepten in de ontwikkeling van uitbreidbare en herbruikbare software Het substitutieprincipe van Liskov als leidraad in de ontwikkeling van hiërarchieën van klassen 8


4


Inleiding

Overzicht


Cursusmateriaal

Lessen

Evaluatie




Examen


Toledo

Alle informatie over de cursus wordt beschikbaar gesteld op Toledo

Cursusmateriaal - Extra hoofdstukken in elektronisch formaat - Links naar software, aanvullende literatuur, ...

Opgaven en modeloplossingen van oefeningen - Opgave van project

Discussieforums voor diverse groepen studenten - Groep 1: 1e Bachelor Informatica - Groep 2: 2e Bachelor Ingenieur

...

10


5


Inleiding

Cursusmateriaal

Cursustekst

Handboek “Objectgericht Programmeren met Java”, E. Steegmans en J. Dockx, Acco Leuven, 2002 - Bijkomende hoofdstukken in elektronische vorm

Aanvullende literatuur

Referentiewerken voor de programmeertaal Java - Bruce Eckel, Thinking in Java - De “Java Tutorial” en de “Java Reference Manual”, beiden beschikbaar op de webstek van Sun

Referentiewerk omtrent objectgericht programmeren - Object-Oriented Software Construction, Bertrand Meyer - Maakt gebruik van Eiffel als programmeertaal

11

Java

Werktuigen voor het ontwikkelen van programma’s in Java

De SDK (Software Development Kit) van Sun - De SDK omvat o.a een compiler (javac), een virtuele machine (java) en een documentatie-generator (javadoc) - In de cursus gebruiken we versie 1.5 (of 1.6) van Java - Een link naar de SDK is beschikbaar op Toledo

Alle werktuigen zijn vrij beschikbaar op de webstek van Sun - Installeer de SDK vandaag nog op je machine! - De SDK (versie 1.5) is ook beschikbaar in de labo’s van Ludit

12


6


Inleiding

Eclipse

Geïntegreerde programmeeromgevingen (IDE’s) ondersteunen het ontwikkelen van programma's

Een IDE vergemakkelijkt onder andere het editeren, het compileren, het overlopen en het debuggen van programma’s - Softwaresystemen worden niet langer gebouwd met primitieve werktuigen

In de cursus gebruiken we de programmeeromgeving Eclipse

Eclipse is een open-source project met standaard ondersteuning voor Java - In de cursus wordt gebruik gemaakt van versie 3.2 - Versie 3.1 mag ook gebruikt worden - Plugins ondersteunen andere programmeertalen en ontwerpnotaties

Eclipse is vrij beschikbaar - Installeer Eclipse vandaag nog op je machine! - Eclipse (versie 3.1) is ook beschikbaar in the labo’s van Ludit 13

Overzicht


Cursusmateriaal

Lessen

Evaluatie




Examen



7


Inleiding

Contacturen

De cursus wordt gedoceerd volgens de formule van begeleide zelfstudie

Van de studenten wordt verwacht dat ze het relevante deel van de cursustekst vooraf zelfstandig doornemen - Na een eerste lezing moeten de grote lijnen van de aangebrachte materie duidelijk zijn

In 13 contactsessies wordt ingegaan op de kernpunten uit de behandelde materie aan de hand van een typisch probleem - Tijdens de sessie wordt op geregelde tijdstippen een kort overzicht gegeven van belangrijke aandachtspunten - Kopies van de gebruikte slides zijn beschikbaar op Toledo - De oplossing voor het gestelde probleem wordt interactief uitgewerkt - Studenten suggereren correcte en minder correcte oplossingen - De docent fungeert als moderator - Iedere sessie behandelt typisch één hoofdstuk uit de cursustekst

15

Contacturen

Op het einde van iedere sessie wordt het probleem verder uitgebreid in de vorm van een huistaak - Problemen in het bijkomend deel kunnen in de volgende sessie kort worden aangekaart

Van iedere sessie wordt een modeloplossing elektronisch beschikbaar gesteld - De opgaven voor iedere sessie worden vooraf ter beschikking gesteld - Een uitwerking van een mogelijke oplossing voor het gestelde probleem vóór aanvang van de sessie mag, maar moet niet

De sessies worden afzonderlijk gegeven aan de verschillende studierichtingen die de cursus volgen - Er zijn afzonderlijke sessies voor 1e Bachelor Informatica en voor 2e Bachelor Ingenieur - Studenten uit andere studierichtingen sluiten vrij aan bij één van deze groepen

16


8


Inleiding

Schema Onderwerp Datum 13-feb-10 Inleiding Totaal programmeren 20-feb-10 Contractueel programmeren Defensief programmeren 27-feb-10 Enkelvoudige associaties 6-mrt-10 Meervoudige associaties (1) 13-mrt-10 Meervoudige associaties (2) 20-mrt-10 Polymorfisme 27-mrt-10 Dynamische binding 3-apr-10 Paasvakantie 10-apr-10 Paasvakantie 17-apr-10 Liskov 24-apr-10 Interfaces 1-mei-10 Iteratoren + Geneste klassen 8-mei-10 Generische klassen 15-mei-10 22-mei-10 29-mei-10 Lesvrije Week 5-jun-10 Lesvrije Week 12-jun-10 Tweede Examenperiode 19-jun-10 Tweede Examenperiode 26-jun-10 Tweede Examenperiode 3-jul-10

Week 1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13

Project 1 Project 2 Project 3

Opgave: 23 februari Opgave: 23 maart Opgave: 20 april

Oefeningen Digitale Klok Olietank Rationale getallen Huwelijk Aandelen Aandelen Honden/schilderijen Expressies

Practicum

Begeleiding

Project deel 1 (30 uur) 2 x 30 min

Project deel 2 2 x 30 min (30 uur)

Diefje Binaire bomen Iterator voor bomen Begrensde sequenties

Project deel 3

2 x 30 min

(30 uur)

2 x 30 min

Verdediging

Project Inleveren: 23 maart Inleveren: 20 april Inleveren: 23 mei Verdedigingen vanaf 25 mei

17

Overzicht


Cursusmateriaal

Lessen

Evaluatie




Examen

Demonstratie Eclipse

18


9


Inleiding

Examen: Project

Evaluatie in de vorm van een project

Uitwerking van een stel opgegeven klassen - Vorig academiejaar: ontwikkeling van een een (klein) deel van een “adventure game”

Finale oplossingen moeten ingeleverd worden rond 23 mei (laatste week van 2e semester)

19

Poject: Verloop

De opgave voor het project wordt trapsgewijze verspreid

Deel 1: Ontwikkeling van één klasse - Opgave rond 23 februari [week 2]: duur 30u

Deel 2: Ontwikkeling van een stel gerelateerde klassen - Opgave rond 23 maart [week 6]: duur 30u

Deel 3: Ontwikkeling van een hiërarchie van klassen - Opgave rond 20 april [week 8]: duur 30u

Het project resulteert in één coherent softwaresysteem

Latere delen van de opgave zijn uitbreidingen van vorige delen - Bij uitwerking van volgende delen mogen (moeten) vorige delen worden aangepast, gecorrigeerd, ...

20


10


Inleiding

Project: Teamwerk

Het project wordt bij voorkeur uitgewerkt in groepjes van 2 studenten (“pair programming”)

Bespreken van mogelijke oplossingen met andere studenten mag, afschrijven niet! - Zowel afschrijver als diegene die laat afschrijven kunnen gesanctioneerd worden

Studenten die het project individueel willen maken, krijgen een lichtjes gereduceerde opgave

De samenstelling van een team kan niet willekeurig gewijzigd worden

Initiële samenstelling van teams voor 27 februari (12u) doorsturen naar [email protected] - Bij conflicten werkt elke student individueel verder aan het project

Enkel na het eerste deel mag de samenstelling van teams veranderen - Nieuwe en finale samenstelling doorsturen voor 28 maart (12u) 21

Project: Begeleiding

Elk paar studenten krijgt een begeleider, die fungeert als “consultant”

Begeleiders zijn slechts een beperkt aantal uren beschikbaar - In totaal kunnen 8 sloten van telkens 30 minuten geboekt worden (8 sloten van 20 minuten voor studenten die individueel werken)

Niet alle voorziene sloten moeten opgebruikt worden - Ongebruikte sloten kunnen later niet opgebruikt worden - Voorziene sloten mogen wel vroeger opgebruikt worden

Veranderen van begeleider kan enkel in uitzonderlijke omstandigheden

22


11


Inleiding

Project: Begeleiding

Mogelijke onderwerpen voor overleg met begeleider

Toelichting bij inhoud van de cursus - Toelichting bij concepten van Java, principes van objectgericht programmeren, ...

Assistentie bij gebruik van werktuigen (in de mate van mogelijke)

Toelichting bij compilatie- en uitvoeringsfouten

Evaluatie van alternatieve oplossingen

- Toevoegen van externe JARs, aanmaken van templates, ... - Geen correctie van fouten - Indicatie van ontbrekende voor- en nadelen

Begeleiders geven geen beoordeling van code

Geen antwoord op vragen naar correctheid, volledigheid, ... van code - Hoe goed is mijn code? Hoeveel punten zou ik krijgen?

23

Project: Evaluatie

Tussentijdse verdediging in week 7(3/20)

Toelichting/evaluatie van het eerste deel van het project - Feedback over kwaliteit van het werk

Tussentijdse evaluatie door bepaalde begeleiders - Kwotatie in hoofdzaak voor geleverde inspanning

Mondelinge verdediging van finale project (17/20)

Toelichting kunnen geven bij de oplossing en eventuele correcties ter plekke kunnen schetsen - Kunnen antwoorden op inhoudelijke vragen omtrent de behandelde materie

Studenten die het project samen hebben uitgewerkt, komen het project ook samen verdedigen - Elke student moet het ganse project beheersen (en niet alleen de stukken die hij/zij zelf heeft uitgewerkt)

Mondelinge verdediging vanaf 25 mei (blok + 2e examenperiode) 24


12


Inleiding

Overzicht


Cursusmateriaal

Lessen

Evaluatie




Examen



13

Objectgericht programmeren

Recommend Documents