szakmai modul - címke - Oldal 16 a 20-ből

Optikai csalódások

2023. január 1.2018. február 19. Szerző: Kaczur Sándor

A grafikus felülettel rendelkező Java programok (Swing, FX, webkomponensek, HTML+CSS) fejlesztése során igény adódhat arra, hogy a GUI komponensek saját beépített rajzoló/renderelő képességét felülírjuk/-definiáljuk, hogy egy-egy nyomógomb, menüpont, rádiógomb másképpen nézzen ki. Léteznek beépített rajzoló funkciók is.

Ha például grafikont kell beilleszteni egy alkalmazásba, akkor használjunk és igényeink szerint szabjunk testre egy JFreeChart csomagbeli grafikont, illetve előfordulhat, hogy találhatunk egy olyat a JFreeChart Demo-ban, ami éppen megfelel a megrendelő igényeinek.

Persze a műfaj nem ér itt véget. Időnként kreatívabb ábrák, rajzok, grafikák megjelenítésére is használhatjuk a beépített – általában téglalap alakú – komponenseket. Ehhez egyszerűen csak felül kell írni/definiálni a paint() metódusukat és vászontechnikával, a megszokott képernyős koordináta-rendszerben, grafikai primitíveket (pont, téglalap, ellipszis) és színeket kell megfelelően paraméterezni.

Az optikai csalódások igen népszerűek, és az egyszerűbb fiziológiai és kognitív illúziók könnyen lerajzolhatók a fenti eszköztárral, hiszen csupán színek, alakzatok, kontraszt, távolság, mélység, térhatás segítségével valósulnak meg.

Íme három egyszerű példa, hogyan állítható elő optikai csalódás Java implementációval!

1. példa

@Override

public void paint(Graphics g) {

int egyseg=20, sorDb=10, oszlopDb=20;

for(int i=1; i<=sorDb; i++) {

int eltolas=(i%2==1)?0:egyseg/2;

g.setColor(Color.BLACK);

for(int j=1; j<=oszlopDb; j+=2)

g.fillRect(eltolas+(j-1)*egyseg, (i-1)*egyseg+i, egyseg, egyseg);

g.setColor(Color.LIGHT_GRAY);

g.drawLine(0, (i-1)*egyseg+i-1, egyseg*(oszlopDb-1), (i-1)*egyseg+i-1);

}

2. példa

@Override

public void paint(Graphics g) {

int egyseg=50, koz=10, sorDb=6, oszlopDb=8;

g.setColor(Color.LIGHT_GRAY);

g.fillRect(0, 0, oszlopDb*(egyseg+koz)-koz, sorDb*(egyseg+koz)-koz);

g.setColor(Color.BLACK);

for(int i=1; i<=sorDb; i++)

for(int j=1; j<=oszlopDb; j++)

g.fillRect((j-1)*(egyseg+koz), (i-1)*(egyseg+koz), egyseg, egyseg);

g.setColor(Color.WHITE);

for(int i=1; i<sorDb; i++)

for(int j=1; j<oszlopDb; j++)

g.fillOval(j*(egyseg+koz)-koz-2, i*(egyseg+koz)-koz-2, koz+4, koz+4);

}

3. példa

@Override

public void paint(Graphics g) {

Point hely;

for(int i=1; i<=4; i++)

for(int j=1; j<=4; j++) {

hely=new Point((i-1)*180, (j-1)*120);

if((i+j)%2==1)

minta1(g, hely);

else

minta2(g, hely);

}

private void minta1(Graphics g, Point hely) {

Point pozicio;

for(int i=1; i<=4; i++)

for(int j=1; j<=4; j++) {

pozicio=new Point(hely.x+(i-1)*45, hely.y+(j-1)*30);

if((i+j)%2==1)

mintaAlap1(g, pozicio, Color.MAGENTA, Color.YELLOW);

else

mintaAlap2(g, pozicio, Color.YELLOW, Color.MAGENTA);

}

private void minta2(Graphics g, Point hely) {

Point pozicio;

for(int i=1; i<=4; i++)

for(int j=1; j<=4; j++) {

pozicio=new Point(hely.x+(i-1)*45, hely.y+(j-1)*30);

if((i+j)%2==1)

mintaAlap2(g, pozicio, Color.MAGENTA, Color.YELLOW);

else

mintaAlap1(g, pozicio, Color.YELLOW, Color.MAGENTA);

}

private void mintaAlap1(Graphics g, Point hely, Color kitolt, Color szin) {

g.setColor(kitolt);

g.fillRect(hely.x, hely.y, 45, 30);

g.setColor(szin);

g.fillRect(hely.x+2, hely.y+2, 13, 9);

g.fillRect(hely.x+30, hely.y+19, 13, 9);

}

private void mintaAlap2(Graphics g, Point hely, Color kitolt, Color szin) {

g.setColor(kitolt);

g.fillRect(hely.x, hely.y, 45, 30);

g.setColor(szin);

g.fillRect(hely.x+30, hely.y+2, 13, 9);

g.fillRect(hely.x+2, hely.y+19, 13, 9);

}

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

Aki ezek után kedvet kapott, keressen hasonló ábrákat és tervezve, kódolva, tesztelve gyakoroljon! Ajánlom ezeket a weboldalakat:

Hasonló feladatok megoldásához a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 29-36. Grafikus felhasználói felület alkalma után bátran hozzá lehet fogni, illetve érintjük még a GUI témakört a Java adatbázis-kezelő tanfolyam 33-40. óra: Grafikus kliensalkalmazás fejlesztése JDBC alapon alkalommal is.

Telefonos billentyűzettel kódolunk/dekódolunk

2023. december 22.2018. február 3. Szerző: Friedel Attila

Nemrég egy betűket és számokat tartalmazó kódolt szöveget kaptam azzal a kéréssel, hogy próbáljam megfejteni. A titkosított szöveget a következő formátumban kaptam: 88.222.666.333.444.888.33.333. Azt is lehetett róla tudni, hogy a megfejtés csak az angol ábécé betűit és számokat tartalmazhat. Ilyen és ehhez hasonló kódok megfejtéseit az Ingress nevű AR (augmented reality) játékban lehet felhasználni (Android és iOS platformon is elérhető), ahol a játék fejlesztői mindig valamilyen egyszerűbb kódolással juttatják el a játékosok egy csoportja számára a kódokat, amiért a játékban extra felszereléshez lehet jutni. Az előző fordulókban már találkoztam Base64 és Morse-kódolással is, így gyanítottam, hogy a mostani feladvány megfejtése sem lehet nehéz feladat. Úgy gondoltam, hogy a számok közötti pontok egy-egy karakter elválasztását jelenthetik, míg a számjegyek darabszáma is hordozhat hasznos információt, nem csak az értékük. Informatikus lévén rögtön az ASCII tábla jutott eszembe, de bárhogy próbáltam valamilyen leképező függvényt alkotni, nem sikerült a számokat leszűkíteni a betűk és számok tartományára. A végső megoldást egy csapattársam segített megtalálni, aki a jobb oldalon látható képet küldte el nekem.

Például kódoljuk a SZOFTVERFEJLESZTES szöveget és ezt kapjuk: 7777.9999.666.333.8.888.33.777.333.33.5.555.33.7777.9999.8.33.7777, amit dekódolva természetesen visszakapjuk az eredeti szöveget. Hogyan működik mindez?

Tegyük fel, hogy a kódolás és dekódolás során csak az angol ábécé nagybetűit és a szóközt fogjuk használni. Hasznos néhány konstans deklarációja: a nyomógombok feliratai szövegként ( TABLE1) és tömbben ( TABLE2), szeparátorok nélküli ábécé ( TABLE3) a kódolás elvégzéséhez, valamint a dekódoláshoz szükséges szöveg ( TABLE4):

private static final

String TABLE1=" ;;ABC;DEF;GHI;JKL;MNO;PQRS;TUV;WXYZ";

private static final

String[] TABLE2=TABLE1.split(";");

private static final

String TABLE3=String.join("", TABLE2); //" ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

private static final

String TABLE4="023456789";

A kódolás (titkosítás) lépései

A kódolás elvégzését ellenőrzésnek kell megelőznie, hiszen a paraméterként átvett szöveg ( text) nem kódolható ha üres ( isEmpty()) vagy érvénytelen karaktert tartalmaz (olyat, ami nem szerepel a telefon nyomógombjain: ékezetes vagy írásjel). Bármilyen probléma esetén a kódoló metódus kivételt dob. A kódolás során a szöveget automatikusan nagybetűsként értelmezzük.
A kódolás során minden karakter (pl.: E) esetén ki kell választani, hogy a TABLE2 tömb melyik elemében szerepel (pl.: j=3, a nyomógomb felirata DEF) és a j-edik elemben tárolt szöveg hányadik pozícióján található (pl.: index=1). Tehát tudjuk, hogy a C karakter kódja 33, azaz ehhez a 3-as gombot kétszer ( index+1) kell lenyomni. A Java nyelvben tömbök indexelése és a szövegben lévő karakterek pozíciója is nulla bázisú sorszámmal történik. A karakterek 1-4 (változó) hosszú kódjai közé pont kerül ( coded).

public static String coding(String text)

throws IllegalArgumentException {

//ellenőrzés

if(text.isEmpty())

throw new IllegalArgumentException("Empty string for coding.");

text=text.toUpperCase();

if(!isValidText(text, TABLE3))

throw new IllegalArgumentException(

"Invalid character found in coding string.");

//kódolás

String coded="";

for(int i=0; i<text.length(); i++) {

int j=0;

while(!TABLE2[j].contains(""+text.charAt(i)))

j++;

int index=TABLE2[j].indexOf(""+text.charAt(i));

for(int k=0; k<=index; k++)

coded+=j;

coded+='.';

}

return coded.substring(0, coded.length()-1);

}

A dekódolás (visszafejtés) lépései

A dekódolás elvégzését is ellenőrzésnek kell megelőznie, hiszen a paraméterként átvett szöveg ( text) nem dekódolható ha üres ( isEmpty()) vagy érvénytelen karaktert tartalmaz (olyat, ami nem feleltethető meg a telefon nyomógombjain található karakterek egyikének). Bármilyen probléma esetén a dekódoló metódus is kivételt dob.
A dekódolás során minden karakter kódja (pl.: 33) esetén szükség van annak hosszára ( length=2) és első karakterére számként ( index=3). Ezek alapján tudjuk, hogy a TABLE2 tömb index-edik ( DEF) elemének length-1-edik eleme a dekódolt karakter ( E). A dekódoló metódus nem tesz szeparátort a dekódolt karakterek ( decoded) összefűzése során. A változó hosszúságú kódolt szöveg elemeiből egykarakteres dekódolt szövegdarabok keletkeznek.

public static String decoding(String text)

throws IllegalArgumentException {

//ellenőrzés

if(text.isEmpty())

throw new IllegalArgumentException("Empty string for decoding.");

String[] text2=text.split("\\.");

String text3=String.join("", text2);

if(!isValidText(text3, TABLE4))

throw new IllegalArgumentException(

"Invalid character found in decoding string.");

//dekódolás

String decoded="";

for(int i=0; i<text2.length; i++) {

int index=Integer.parseInt(""+text2[i].charAt(0));

int length=text2[i].length();

decoded+=TABLE2[index].charAt(length-1);

}

return decoded;

}

Az ellenőrzés lépései

A logikai értékkel visszatérő ellenőrző függvény ( isValidText()) feladata eldönteni, hogy a kódolás/dekódolás során használandó szöveg ( text) minden karaktere feldolgozható, azaz a folyamat során értelmezhető (másképpen: a validCharacters szöveg tartalmazza). Optimális esetben a text hossza megegyezik a benne lévő feldolgozható/értelmezhető karakterek számával (végighalad a ciklus a text-en), egyébként leáll a ciklus az első problémás karakternél.

private static boolean isValidText(

String text, String validCharacters) {

int i=0;

while(i<text.length() && validCharacters.contains(""+text.charAt(i)))

i++;

return (i==text.length());

}

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

Ez a feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 21-24. óra: Objektumorientált programozás, 2. rész alkalmához, valamint minden tanfolyamunk orientáló moduljának 1-4. óra: Programozási tételek alkalmához kapcsolódik.

Gyűjtsünk össze adatokat névjegykártya készítéshez!

2023. július 5.2018. január 23. Szerző: Kaczur Sándor

Induljunk ki az Oracle HR sémából!

Az EMPLOYEES táblából szükséges adatok: alkalmazottak neve konkatenálva a FIRST_NAME és LAST_NAME mezőkből, illetve a meglévő elérhetőségek: EMAIL (kiegészítve), PHONE_NUMBER és a hozzáadott WEBSITE. A JOBS táblából szükséges a munkakör megnevezése a JOB_TITLE mezőből, és a részleg neve a DEPARTMENTS tábla DEPARTMENT_NAME mezőből.

Építeni kell a DEPARTMENTS és EMPLOYEES táblák közötti 1:N kapcsolatra (azaz egy adott részlegben több alkalmazott is dolgozik), amelyet a DEPARTMENT_ID mező valósít meg. Nem szükséges az EMPLOYEES és DEPARTMENTS táblák közötti 1:N kapcsolat (azaz egy adott alkalmazott vezetőként több részleget is vezethet). Szükséges a JOBS és az EMPLOYEES táblák közötti 1:N kapcsolat, ami a JOB_ID mezővel valósul meg.

Hasznosak a köztes/átmeneti elnevezések a tábláknál ( D, J, E) és a mezőknél (például EMPLOYEE_NAME) egyaránt. Előbbieknél a mezőnevek minősítéséhez és egyértelmű hivatkozásaihoz kellenek, utóbbinál a metaadatokba kerülnek és utólag kiolvashatók ( ResultSetMetaData) és megjelenítéstől függően tartozhatnak például egy JTable vizuális komponens mögötti DefaultTableModel-hez.

A CONCAT függvénynek két paramétere lehet, ezért csak ott használtam, ahol ez kézenfekvő volt és elegendőnek bizonyult (az EMPLOYEE_NAME-nél nem akartam egymásba ágyazni két CONCAT-ot).

Az első lekérdezés a 107-ből 106 alkalmazott adatait adja vissza.
A második lekérdezés a hiányzó 1 alkalmazott adatai miatt szükséges, akinek nincs beállított részlege ( DEPARTMENT_ID IS NULL). Neki hiányos a COMPANY_DEPARTMENT_NAME adata, de így is egységes lehet az eredménytáblaként kapott adathalmaz (például oszlopok sorrendje és adattípusa).
A két lekérdezés eredményét egyesíteni kell ( UNION).

A lekérdező parancs

A lekérdező utasítást bele kell építeni egy Java kliensprogramba (MVC architekturális tervezési minta szerint a modell rétegbe), ami JDBC alapon kapcsolódik az Oracle adatbázis-szerver HR sémájához olyan felhasználó nevében, aki csatlakozhat és lekérdezhet. Meg kell tervezni és felügyelni kell a biztonságos kapcsolatot (kivételkezeléssel), annak életciklusát (nyit, lekérdez, zár), valamint gondoskodni kell az eredménytábla megjelenítéséről.

A keletkező eredménytábla exportálható Excel-be (XLS, XLSX formátumokba), és kiegészíthető például még egy oszloppal/mezővel (darabszám). Ezután átadható a grafikusnak, aki például felhasználja azt adatforrásként saját névjegykártya tervező szoftverében, vagy használja a Word körlevél varázslóját. Az adatforrás sorrendje ( ORDER BY) megkönnyítheti az elkészült névjegykártyák szétosztását.

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

A feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam 45-48. óra: Adatbázis-kezelés JDBC alapon, 1. rész alkalmához, illetve a Java adatbázis-kezelő tanfolyam 9-12. óra: Oracle HR séma elemzése, 13-16. óra: Konzolos kliensalkalmazás fejlesztése JDBC alapon, 1. rész, 33-36. óra: Grafikus kliensalkalmazás fejlesztése JDBC alapon, 2. rész alkalomhoz kapcsolódik.

Az SQL forráskód formázásához a Free Online SQL Formatter-t használtam.

Fát építünk

2023. január 1.2018. január 7. Szerző: Kaczur Sándor

Az adatok strukturális és könnyen értelmezhető formában való megjelenítése egy szoftver felhasználói felületén átgondolt tervezést igényel. Az adatokhoz hozzá kell jutni, ki kell választani a megfelelő grafikus komponenst, a mögötte lévő adatmodellt, össze kell ezeket kötni. Gyakran előforduló feladat, hogy táblázatosan is ábrázolható adatokból – felhasználva az adatok közötti összefüggéseket és kapcsolatokat – csoportosítva jelenítsünk meg hierarchikusan, fa struktúrában, kinyitható-becsukható formában, ahogyan ezt a felhasználók jól ismerik a fájl- és menürendszereket használva.

Fát építünk kétféleképpen

Adatbázisból, az Oracle HR sémából lekérdezünk két összetartozó nevet: részleg és alkalmazott. A lekérdezés során figyelünk a megfelelő sorrendre, ami a későbbi feldolgozást megkönnyíti. Adatainkat részlegnév szerint növekvő, azon belül alkalmazott neve szerint is növekvő – ábécé szerinti – sorrendbe rendezzük. A vezérlő rétegben két függvényt írunk, amely a modell rétegtől jut hozzá az adatokat tartalmazó generikus listához – átvett paraméterként –, és a visszaadott érték a nézet réteghez kerül.

A csoportváltás algoritmust használjuk, amely 5 blokkból épül fel. A külső ciklus előtti 1. blokk és utáni 5. blokk egyszer hajtódik végre, az előkészítő és lezáró tevékenységek tartoznak ide. A külső ciklus elején és végén található 2. és 4. blokk a belső cikluson kívül fut le, csoportonként, kategóriánként, részlegenként egyszer (most összesen 11-szer mindkettő). A 3. blokk a belső cikluson belül található, és alkalmazottanként egyszer hajtódik végre (most összesen 106-szor).

Háromszintű fát építünk: a gyökérbe (0. szint) fix, beégetett szövegként kerül a cég neve és a teljes létszám. Az 1. szinten jelennek meg a részlegek nevei és a hozzájuk tartozó létszámok. A 2. szint az alkalmazottak neveiből áll.

1. megoldás

A megoldás faKeszit1() függvénye szöveges adatot eredményez. Ez jól használható teszteléshez: megvan-e az összes adat, megfelelő-e a részlegek sorrendje azon belül az alkalmazottak sorrendje, működik-e a csoportosítás, rendben van-e a megszámolás?

public String faKeszit1(ArrayList lista) {

//1

StringBuilder faGyoker=

new StringBuilder("Cég ("+lista.size()+" fő)");

int i=0;

while(i<lista.size()) {

//2

String aktReszleg=lista.get(i).getReszleg();

ArrayList faReszlegAlkalmazott=new ArrayList<>();

while(i<lista.size() &&

lista.get(i).getReszleg().equals(aktReszleg)) {

//3

faReszlegAlkalmazott.add(lista.get(i).getNev());

i++;

}

//4

String faReszleg="\n "+aktReszleg+

" ("+faReszlegAlkalmazott.size()+" fő)\n ";

faGyoker.append(faReszleg+" "+

String.join("\n ",faReszlegAlkalmazott));

}

//5

return faGyoker.toString();

}

A faKeszit1() függvény egy sok lépésben összefűzött (konkatenált) szöveget ad vissza. Az 1. blokkban előkészítjük a fa gyökerét, ami StringBuilder típusú, hiszen sokszor manipuláljuk és inicializáljuk a lista indexelésére használt i ciklusváltozót. A 2. blokkban megjegyezzük az aktuális részleget és előkészítjük az ehhez tartozó alkalmazottak nevét tároló generikus listát ( faReszlegAlkalmazott). Az aktReszleg-hez tartozó alkalmazottak neveit összegyűjtjük a 3. blokkban. Egy részleg feldolgozását a 4. blokkban fejezzük be a fa aktuális 1. és 2. szinten lévő elemeinek szövegbe való beszúrásával. A belső ciklushoz kötődően megszámolást nem kell alkalmaznunk, hiszen az adott részlegben dolgozó alkalmazottak száma a generikus listától elkérhető ( size()). Építünk arra, hogy a külső ciklusból nézve az egymás után végrehajtódó 2. és 4. blokkban az aktReszleg nem változik meg. A 2. blokkban még nem tudjuk a fa aktuális 1. szintjét hozzáfűzni a szöveghez, hiszen a létszám csak a belső ciklusban felépülő kollekciótól kérhető el utólag. Szükséges némi késleltetés, hiszen a szöveg összefűzése és lényegesen egyszerűbb (mint utólag manipulálni megfelelő helyeken). Az 5. blokkban a csoportváltás algoritmushoz kötődő tevékenységünk nincs.

Az 1. megoldás eredménye

Cég (106 fő)

Accounting (2 fő)

Shelley Higgins

William Gietz

Administration (1 fő)

Jennifer Whalen

Executive (3 fő)

Lex De Haan

Neena Kochhar

Steven King

...

2. megoldás

A faKeszit2() függvénynél alkalmazkodunk ahhoz, hogy a JTree vizuális komponenshez DefaultTreeModel observable típusú modell szükséges, így ezzel térünk vissza ( faModell). A fa csomópontjai DefaultMutableTreeNode osztályú objektumok lesznek, amelyeknek a userObject tulajdonsága szükség esetén manipulálható. Az 1 blokkban beszúrjuk a fa gyökerét ( faGyoker), amihez a későbbiekben csatlakozik a fa többi eleme. A 2. blokkban megjegyezzük az aktuális részleget és előkészítjük – megjelenítendő szöveg nélkül – a faReszleg csomópontot. A 3. blokkban fabeli csomópontként a fa 1. szintjén megjelenő részleghez névtelenül hozzáadjuk a fa 2. szintjére kerülő – aktuális részleghez tartozó – alkalmazottak nevét. A 4. blokkban utólag módosítjuk a faReszleg csomópont megjelenítendő szövegét. Az aktuális részleg létszámát itt sem kell külön megszámolni, mert a faReszleg-től elkérhető ( getChildCount()). Az 5. blokkban itt sincs különösebb teendőnk.

public DefaultTreeModel faKeszit2(ArrayList<Alkalmazott> lista) {

//1

DefaultMutableTreeNode faGyoker=

new DefaultMutableTreeNode("Cég ("+lista.size()+" fő)");

DefaultTreeModel faModell=new DefaultTreeModel(faGyoker);

int i=0;

while(i<lista.size()) {

//2

String aktReszleg=lista.get(i).getReszleg();

DefaultMutableTreeNode faReszleg=new DefaultMutableTreeNode();

while(i<lista.size() &&

lista.get(i).getReszleg().equals(aktReszleg)) {

//3

faReszleg.add(new DefaultMutableTreeNode(lista.get(i).getNev()));

i++;

}

//4

faReszleg.setUserObject(

aktReszleg+" ("+faReszleg.getChildCount()+" fő)");

faGyoker.add(faReszleg);

}

//5

return faModell;

}

A 2. megoldás eredménye

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

Attól függően, hogyan jutunk hozzá a megjelenítéshez szükséges adatokhoz, több tanfolyamunkhoz is kapcsolódik a feladat és a modell rétegben mindig másképpen tervezünk és implementálunk:

A Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam 45-48. óra: Adatbázis-kezelés JDBC alapon, 1. rész alkalmán hagyományos SQL lekérdező utasítást készítünk JDBC környezetben.
A Java EE szoftverfejlesztő tanfolyam 25-32. óra: Adatbázis-kezelés JPA alapon alkalommal a perzisztencia szolgáltatásait vetjük be.
A Java adatbázis-kezelő tanfolyam 13-16. óra: Konzolos kliensalkalmazás fejlesztése JDBC alapon, 1. rész, 33-36. óra: Grafikus kliensalkalmazás fejlesztése JDBC alapon, 2. rész alkalmain hierarchikus lekérdezéseket használunk.

Télapó probléma

2024. január 5.2017. december 6. Szerző: Kaczur Sándor

Az operációs rendszerek tervezésének fontos része az ütemezési, erőforrás- és szálkezelési feladatok problémamentes, holtpontmentes megoldása, szinkronizálása, amiről sok ismert szerző publikált már, néhányan közülük angol nyelven: W. Stallings, A. B. Downey, A. S. Tanenbaum, A. S. Woodhull., és magyarul is: Galambos Gábor, Knapp Gábor és Adamis Gusztáv. Ehhez a szakterülethez tartozik több népszerű probléma/esettanulmány, például a vacsorázó bölcsek problémája, illetve a Santa Claus Problem, vagyis a Télapó probléma.

A Télapó probléma specifikációját és megoldását a konkurens programozás eszközeire építve J. A. Trono készítette el (szemaforokkal), amire építve is – és kritizálva is azt – több Java implementáció is elkészült (például: P. Steiner), valamint több programozási nyelv szálkezelési lehetőségeinek összehasonlításáról is publikált J. Hurt és J. B. Pedersen és kliens-szerver elosztott környezetben is áttekintette a lehetőségeket D. Marchant és J. Kerridge. Ismert Haskell, Erlang, Polyphonic C# implementáció is.

A Télapó probléma meghatározása

A Télapó alszik az északi-sarki boltjában és csak akkor ébredhet fel, ha mind a 9 rénszarvas visszatér a dél-csendes-óceáni trópusi szigetén töltött rendes évi nyaralásukról, illetve ha akad néhány manó, akiknek nehézségei vannak az ajándékkészítés során. A 10 manó közül 1 manó problémája nem elég komoly ahhoz, hogy felébressze a Télapót (egyébként sosem aludna), így 3 manó megy egyszerre a Télapóhoz. Amikor a 3 manó problémáit közösen megoldották, akkor mind a 3 manónak vissza kell térnie a többi manóhoz, mielőtt egy újabb manólátogatás megtörténne. Ha a Télapó úgy ébred, hogy 3 manó várja őt a bolt ajtajánál és az utolsó rénszarvas is visszatért a trópusokról, akkor a Télapónak fontosabb, hogy olyan gyorsan elinduljon a szánnal, amilyen gyorsan csak lehetséges – így a manóknak várniuk kell karácsony utánig. Feltételezzük, hogy a rénszarvasok nem akarják elhagyni a trópusokat, ezért az utolsó pillanatig maradnak, amíg csak lehetséges. Lehet, hogy egyáltalán nem is jönnének vissza, ameddig a Télapó fizeti a számlát a paradicsomban… Ez is megmagyarázhatja az ajándékok kiszállításának gyorsaságát, hiszen a rénszarvasok alig várják, hogy visszatérhessenek oda, ahol meleg van. Az utolsóként érkező rénszarvas büntetést kap a Télapótól, mialatt a többi rénszarvas a meleg kunyhóban várja, hogy befogják őket a szán elé.

A Télapó probléma – egyik – megoldása

Találtam egy kb. 10 perces kiváló YouTube videót/animációt (The Santa Claus Problem Thread Synchronization), amely lépésenként felépíti a feladatot, érzékelteti a közben felmerülő problémákat, és megoldást is mutat. Ezt ajánlom december 6-án minden érdeklődő figyelmébe:

Megjegyzés: a videót nem mi készítettük. 2017-től 2020-ig az eredeti linkről ágyaztuk be a blog bejegyzésbe a videót. 2020-ban a videót az eredeti linkről (https://www.youtube.com/watch?v=pqO6tKN2lc4) eltávolították. A blog bejegyzésbe jelenleg beágyazott videó a 2017-es mentett változat.

A feladatot részletekbe menően és komplex módon gondolkodva kell megtervezni, és implementációi komoly nyelvi eszköztárat igényelnek. Érdemes P. Steiner Java megoldását részletesen átnézni, újragondolva – újabb nyelvi eszköztárral – implementálni.

A feladat a Java EE szoftverfejlesztő tanfolyam 1-4. óra: Elosztott alkalmazások, webszolgáltatások, illetve 5-8. óra: Szálkezelés, párhuzamosság alkalmaihoz kapcsolódik.