kol9/Java-Technology

Advanced java course at ITMO University

Условия домашних заданий:

Домашнее задание 1. Обход файлов

1. Разработайте класс Walk, осуществляющий подсчет хеш-сумм файлов.

   • Формат запуска:
     java Walk <входной файл> <выходной файл>

   • Входной файл содержит список файлов, которые требуется обойти.

   • Выходной файл должен содержать по одной строке для каждого файла. Формат строки:
     <шестнадцатеричная хеш-сумма> <путь к файлу>

   • Для подсчета хеш-суммы используйте алгоритм FNV

   • Если при чтении файла возникают ошибки, укажите в качестве его хеш-суммы 00000000.

   • Кодировка входного и выходного файлов — UTF-8.

   • Размеры файлов могут превышать размер оперативной памяти.

   • Пример
     

     Входной файл

                   java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/1
                   java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/12
                   java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/123
                   java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/1234
                   java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/1
                   java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/binary
                   java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/no-such-file
     

     Выходной файл

                   050c5d2e java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/1
                   2076af58 java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/12
                   72d607bb java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/123
                   81ee2b55 java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/1234
                   050c5d2e java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/1
                   8e8881c5 java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/binary
                   00000000 java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/no-such-file
     

2. Усложненная версия:

   • Разработайте класс RecursiveWalk, осуществляющий подсчет хеш-сумм файлов в директориях

   • Входной файл содержит список файлов и директорий, которые требуется обойти. Обход директорий осуществляется рекурсивно.

   • Пример

     Входной файл

                   java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/binary
                   java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples
     

     Выходной файл

                   8e8881c5 java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/binary
                   050c5d2e java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/1
                   2076af58 java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/12
                   72d607bb java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/123
                   81ee2b55 java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/1234
                   8e8881c5 java/info/kgeorgiy/java/advanced/walk/samples/binary
     

3. При выполнении задания следует обратить внимание на:

   • Дизайн и обработку исключений, диагностику ошибок.

   • Программа должна корректно завершаться даже в случае ошибки.

   • Корректная работа с вводом-выводом.

   • Отсутствие утечки ресурсов.

4. Требования к оформлению задания.

   • Проверяется исходный код задания.

   • Весь код должен находиться в пакете ru.ifmo.rain.фамилия.walk.

5. Решение

Домашнее задание 2. Множество на массиве

1. Разработайте класс ArraySet, реализующие неизменяемое упорядоченное множество.

   • Класс ArraySet должен реализовывать интерфейс SortedSet (упрощенная версия) или NavigableSet (усложненная версия).

   • Все операции над множествами должны производиться с максимально возможной асимптотической эффективностью.

2. При выполнении задания следует обратить внимание на:

   • Применение стандартных коллекций.

   • Избавление от повторяющегося кода.

3. Решение

Домашнее задание 3. Студенты

1. Разработайте класс StudentDB, осуществляющий поиск по базе данных студентов.

   • Класс StudentDB должен реализовывать интерфейс StudentQuery (простая версия) или StudentGroupQuery (сложная версия).

   • Каждый методы должен состоять из ровного одного оператора. При этом длинные операторы надо разбивать на несколько строк.

2. При выполнении задания следует обратить внимание на:

   • Применение лямбда-выражений и поток.

   • Избавление от повторяющегося кода.

3. Интерфейсы

4. Решения

Домашнее задание 4. Implementor

1. Реализуйте класс Implementor, который будет генерировать реализации классов и интерфейсов.

   • Аргументы командной строки: полное имя класса/интерфейса, для которого требуется сгенерировать реализацию.

   • В результате работы должен быть сгенерирован java-код класса с суффиксом Impl, расширяющий (реализующий) указанный класс (интерфейс).

   • Сгенерированный класс должен компилироваться без ошибок.

   • Сгенерированный класс не должен быть абстрактным.

   • Методы сгенерированного класса должны игнорировать свои аргументы и возвращать значения по умолчанию.

2. В задании выделяются три уровня сложности:

   • Простой — Implementor должен уметь реализовывать только интерфейсы (но не классы). Поддержка generics не требуется.

   • Сложный — Implementor должен уметь реализовывать и классы и интерфейсы. Поддержка generics не требуется.

   • Бонусный — Implementor должен уметь реализовывать generic-классы и интерфейсы. Сгенерированный код должен иметь корректные параметры типов и не порождать UncheckedWarning.

Домашнее задание 5. Jar Implementor

1. Создайте .jar-файл, содержащий скомпилированный Implementor и сопутствующие классы.

   • Созданный .jar-файл должен запускаться командой java -jar.

   • Запускаемый .jar-файл должен принимать те же аргументы командной строки, что и класс Implementor.

2. Модифицируйте Implemetor так, что бы при запуске с аргументами -jar имя-класса файл.jar он генерировал .jar-файл с реализацией соответствующего класса (интерфейса).

3. Для проверки, кроме исходного кода так же должны быть предъявлены:

   • скрипт для создания запускаемого .jar-файла, в том числе, исходный код манифеста;
   • запускаемый .jar-файл.

4. Данное домашнее задание сдается только вместе с предыдущим. Предыдущее домашнее задание отдельно сдать будет нельзя.

Домашнее задание 6. Javadoc

1. Документируйте класс Implementor и сопутствующие классы с применением Javadoc.

   • Должны быть документированы все классы и все члены классов, в том числе закрытые (private).

   • Документация должна генерироваться без предупреждений.

   • Сгенерированная документация должна содержать корректные ссылки на классы стандартной библиотеки.

2. Для проверки, кроме исходного кода так же должны быть предъявлены:

   • скрипт для генерации документации;

   • сгенерированная документация.

3. Данное домашнее задание сдается только вместе с предыдущим. Предыдущее домашнее задание отдельно сдать будет нельзя.

4. Интерфейсы

5. Решение

Домашнее задание 7. Итеративный параллелизм

1. Реализуйте класс IterativeParallelism, который будет обрабатывать списки в несколько потоков.

2. В простом варианте должны быть реализованы следующие методы:

   • minimum(threads, list, comparator) — первый минимум;

   • maximum(threads, list, comparator) — первый максимум;

   • all(threads, list, predicate) — проверка, что все элементы списка удовлетворяют предикату;

   • any(threads, list, predicate) — проверка, что существует элемент списка, удовлетворяющий предикату.

3. В сложном варианте должны быть дополнительно реализованы следующие методы:

   • filter(threads, list, predicate) — вернуть список, содержащий элементы удовлетворяющие предикату;

   • map(threads, list, function) — вернуть список, содержащий результаты применения функции;

   • join(threads, list) — конкатенация строковых представлений элементов списка.

4. Во все функции передается параметр threads — сколько потоков надо использовать при вычислении. Вы можете рассчитывать, что число потоков не велико.

5. Не следует рассчитывать на то, что переданные компараторы, предикаты и функции работают быстро.

6. При выполнении задания нельзя использовать Concurrency Utilities.

7. Рекомендуется подумать, какое отношение к заданию имеют моноиды.

Домашнее задание 8. Параллельный запуск

1. Напишите класс ParallelMapperImpl, реализующий интерфейс ParallelMapper.

   • Метод run должен параллельно вычислять функцию f на каждом из указанных аргументов (args).

   • Метод close должен останавливать все рабочие потоки.

   • Конструктор ParallelMapperImpl(int threads) создает threads рабочих потоков, которые могут быть использованы для распараллеливания.

   • К одному ParallelMapperImpl могут одновременно обращаться несколько клиентов. Задания на исполнение должны накапливаться в очереди и обрабатываться в порядке поступления.

   • В реализации не должно быть активных ожиданий.

2. Модифицируйте касс IterativeParallelism так, чтобы он мог использовать ParallelMapper.

   • Добавьте конструктор IterativeParallelism(ParallelMapper)

   • Методы класса должны делить работу на threads фрагментов и исполнять их при помощи ParallelMapper.

   • Должна быть возможность одновременного запуска и работы нескольких клиентов, использующих один ParallelMapper.

   • При наличии ParallelMapper сам IterativeParallelism новые потоки создавать не должен.

3. Интерфейсы

4. Решение

Домашнее задание 9. Web Crawler

1. Напишите потокобезопасный класс WebCrawler, который будет рекурсивно обходить сайты.

   1. Класс WebCrawler должен иметь конструктор public WebCrawler(Downloader downloader, int downloaders, int extractors, int perHost)

      • downloader позволяет скачивать страницы и извлекать из них ссылки;

      • downloaders — максимальное число одновременно загружаемых страниц;

      • extractors — максимальное число страниц, из которых извлекаются ссылки;

      • perHost — максимальное число страниц, одновременно загружаемых c одного хоста. Для опредения хоста следует использовать метод getHost класса URLUtils из тестов.

   2. Класс WebCrawler должен реализовывать интерфейс Crawler

      • Метод download должен рекурсивно обходить страницы, начиная с указанного URL на указанную глубину и возвращать список загруженных страниц и файлов. Например, если глубина равна 1, то должна быть загружена только указанная страница. Если глубина равна 2, то указанная страница и те страницы и файлы, на которые она ссылается и так далее. Этот метод может вызываться параллельно в нескольких потоках.

      • Загрузка и обработка страниц (извлечение ссылок) должна выполняться максимально параллельно, с учетом ограничений на число одновременно загружаемых страниц (в том числе с одного хоста) и страниц, с которых загружаются ссылки.

      • Для распараллеливания разрешается создать до downloaders + extractors вспомогательных потоков.

      • Загружать и/или извлекать ссылки из одной и той же страницы в рамках одного обхода (download) запрещается.

      • Метод close должен завершать все вспомогательные потоки.

   3. Для загрузки страниц должен применяться Downloader, передаваемый первым аргументом конструктора

      • Метод download загружает документ по его адресу (URL).

      • Документ позволяет получить ссылки по загруженной странице

      • Ссылки, возвращаемые документом являются абсолютными и имеют схему http или https.

   4. Должен быть реализован метод main, позволяющий запустить обход из командной строки

      • Командная строка: WebCrawler url [depth [downloads [extractors [perHost]]]]

      • Для загрузки страниц требуется использовать реализацию CachingDownloader из тестов.

2. Версии задания

   1. Простая — можно не учитывать ограничения на число одновременных закачек с одного хоста (perHost >= downloaders).

   2. Полная — требуется учитывать все ограничения.

   3. Бонусная — сделать параллельный обод в ширину.

3. Интерфейсы

4. Решение

Домашнее задание 10. HelloUDP

1. Реализуйте клиент и сервер, взаимодействующие по UDP.

2. Класс HelloUDPClient должен отправлять запросы на сервер, принимать результаты и выводить их на консоль.

   1. Аргументы командной строки:

      • имя или ip-адрес компьютера, на котором запущен сервер;

      • номер порта, на который отсылать запросы;

      • префикс запросов (строка);

      • число параллельных потоков запросов;

      • число запросов в каждом потоке.

   2. Запросы должны одновременно отсылаться в указанном числе потоков. Каждый поток должен ожидать обработки своего запроса и выводить сам запрос и результат его обработки на консоль. Если запрос не был обработан, требуется послать его заного.

   3. Запросы должны формироваться по схеме <префикс запросов><номер потока>_<номер запроса в потоке>.

3. Класс HelloUDPServer должен принимать задания, отсылаемые классом HelloUDPClient и отвечать на них.

   1. Аргументы командной строки:

      • номер порта, по которому будут приниматься запросы;

      • число рабочих потоков, которые будут обрабатывать запросы.

   2. Ответом на запрос должно быть Hello, <текст запроса>.

   3. Если сервер не успевает обрабатывать запросы, прием запросов может быть временно приостановлен.

4. Бонусный вариант. Реализация должна быть полностью неблокирующей.

   1. Клиент не должен создавать потоков.

   2. В реализации не должно быть активных ожиданий, в том числе через Selector.

Домашнее задание 11. Физические лица

1. Добавьте к банковскому приложению возможность работы с физическими лицами.
   1. У физического лица (Person) можно запросить имя, фамилию и номер паспорта.
   2. Локальные физические лица (LocalPerson) должны передаваться при помощи механизма сериализации.
   3. Удалённые физические лица (RemotePerson) должны передаваться при помощи удалённых объектов.
   4. Должна быть возможность поиска физического лица по номеру паспорта, с выбором типа возвращаемого лица.
   5. Должна быть возможность создания записи о физическом лице по его данным.
   6. У физического лица может быть несколько счетов, к которым должен предоставляться доступ.
   7. Счету физического лица с идентификатором subId должен соответствовать банковский счет с id вида passport:subId.
   8. Изменения, производимые со счетом в банке (создание и изменение баланса), должны быть видны всем соответствующим RemotePerson, и только тем LocalPerson, которые были созданы после этого изменения.
   9. Изменения в счетах, производимые через RemotePerson, должны сразу применяться глобально, а производимые через LocalPerson – только локально для этого конкретного LocalPerson.
2. Добавьте к банковскому приложению возможность работы с физическими лицами.
3. Аргументы командной строки: имя, фамилия, номер паспорта физического лица, номер счета, изменение суммы счета.
4. Если информация об указанном физическом лице отсутствует, то оно должно быть добавлено. В противном случае – должны быть проверены его данные.
5. Если у физического лица отсутствует счет с указанным номером, то он создается с нулевым балансом.
6. После обновления суммы счета новый баланс должен выводиться на консоль.
7. Напишите тесты, проверяющее вышеуказанное поведение как банка, так и приложения.
   • Для реализации тестов рекомендуется использовать JUnit. Множество примеров использования можно найти в тестах.

Домашнее задание 12. Физические лица

1. Реализуйте клиент и сервер, взаимодействующие по UDP, используя только неблокирующий ввод-вывод.
2. Класс HelloUDPNonblockingClient должен иметь функциональность аналогичную HelloUDPClient, но без создания новых потоков.
3. Класс HelloUDPNonblockingServer должен иметь функциональность аналогичную HelloUDPServer, но все операции с сокетом должны производиться в одном потоке.
4. В реализации не должно быть активных ожиданий, в том числе через Selector.
5. Обратите внимание на выделение общего кода старой и новой реализации.

• Бонусный вариант. Клиент и сервер могут перед началом работы выделить O(число потоков) памяти. Выделять дополнительную память во время работы запрещено.

Тесты к курсу «Технологии Java»

Домашнее задание 13. Физические лица

1. Создайте приложение TextStatistics, анализирующее тексты на различных языках.
   1. Аргументы командной строки:
   • TextStatistics <локаль текста> <локаль вывода> <файл с текстом> <файл отчета>
   2. Поддерживаемые локали текста: все локали, имеющиеся в системе. 3.Поддерживаемые локали вывода: русская и английская.
   3. Файлы имеют кодировку UTF-8.
   4. Подсчет статистики должен вестись по следующим категориям:
   • предложения
   • строки
   • слова
   • числа
   • деньги
   • даты
   7. Для каждой категории должна собираться следующая статистика:
   • число вхождений
   • число различных значений
   • минимальное значение
   • максимальное значение
   • минимальная длина
   • максимальная длина
   • среднее значение/длина
2. Отчет должен выводиться в формате HTML.

Условия домашних заданий

Домашнее задание 10. HelloUDP

Тестирование

• простой вариант:
  • клиент: info.kgeorgiy.java.advanced.hello.Tester client <полное имя класса>
  • сервер: info.kgeorgiy.java.advanced.hello.Tester server <полное имя класса>
• сложный вариант:
  • клиент: info.kgeorgiy.java.advanced.hello.Tester client-i18n <полное имя класса>
  • сервер: info.kgeorgiy.java.advanced.hello.Tester server-i18n <полное имя класса>

Исходный код тестов:

• Клиент
• Сервер

Домашнее задание 9. Web Crawler

Тестирование

• простой вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.crawler.Tester easy <полное имя класса>

• сложный вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.crawler.Tester hard <полное имя класса>

• Модификация для 38-39.

  • Получить с сайта https://e.lanbook.com информацию о книгах, изданных за последние 5 лет.
  • Разделы:
    • Математика
    • Физика
    • Информатика
  • Пример ссылки:

    Алексеев, А.И. Сборник задач по классической электродинамике.
    [Электронный ресурс] — Электрон. дан. — СПб. : Лань, 2008. — 320 с. —
    Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/100 — Загл. с экрана.
    

Исходный код тестов:

• интерфейсы и вспомогательные классы
• простой вариант
• сложный вариант

Домашнее задание 8. Параллельный запуск

Тестирование

• простой вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.mapper.Tester scalar <ParallelMapperImpl>,<IterativeParallelism>
• сложный вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.mapper.Tester list <ParallelMapperImpl>,<IterativeParallelism>

Внимание! Между полными именами классов ParallelMapperImpl и IterativeParallelism должна быть запятая и не должно быть пробелов.

Исходный код тестов:

• простой вариант
• сложный вариант

Домашнее задание 7. Итеративный параллелизм

Тестирование

• простой вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.concurrent.Tester scalar <полное имя класса>

Класс должен реализовывать интерфейс ScalarIP.

• сложный вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.concurrent.Tester list <полное имя класса>

Класс должен реализовывать интерфейс ListIP.

Исходный код тестов:

• простой вариант
• сложный вариант

Домашнее задание 5. JarImplementor

Класс должен реализовывать интерфейс JarImpler.

Тестирование

• простой вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.implementor.Tester jar-interface <полное имя класса>
• сложный вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.implementor.Tester jar-class <полное имя класса>

Исходный код тестов:

• простой вариант
• сложный вариант

Домашнее задание 4. Implementor

Класс должен реализовывать интерфейс Impler.

Тестирование

• простой вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.implementor.Tester interface <полное имя класса>
• сложный вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.implementor.Tester class <полное имя класса>

Исходный код тестов:

• простой вариант
• сложный вариант

Домашнее задание 3. Студенты

Тестирование

• простой вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.student.Tester StudentQuery <полное имя класса>
• сложный вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.student.Tester StudentGroupQuery <полное имя класса>

Исходный код

• простой вариант: интерфейс, тесты
• сложный вариант: интерфейс, тесты

Домашнее задание 2. ArraySortedSet

Тестирование

• простой вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.arrayset.Tester SortedSet <полное имя класса>
• сложный вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.arrayset.Tester NavigableSet <полное имя класса>

Исходный код тестов:

• простой вариант
• сложный вариант

Домашнее задание 1. Обход файлов

Для того, чтобы протестировать программу:

• Скачайте тесты (WalkTest.jar) и библиотеки к ним: junit-4.11.jar, hamcrest-core-1.3.jar
• Откомпилируйте решение домашнего задания
• Протестируйте домашнее задание
  • простой вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.walk.Tester Walk <полное имя класса>
  • сложный вариант: info.kgeorgiy.java.advanced.walk.Tester RecursiveWalk <полное имя класса>
• Обратите внимание, что все скачанные .jar файлы должны быть указаны в CLASSPATH.

Исходный код тестов:

• простой вариант
• сложный вариант