Keresztrejtvény készítése

Támogatjuk a keresztrejtvények készítését Java programmal. A program grafikus felülete eszköztárból és a keresztrejtvényből áll. Az elkészült programban 10×10-től 15×15-ig beállítható négyzetrács készíthető elő. A tiltott négyzetek száma 15-től 30-ig beállítható. Mivel a tiltott négyzetek helyzete véletlenszerű, így nem biztos, hogy az elsőre jó/szerencsés lesz, ezért újragenerálható a négyzetrács. A program a tipikus követelményeknek megfelelően sorfolytonosan sorszámozza a négyzetrács elemeit, ami alapján megadhatók hozzá a vízszintes és függőleges feladványok. A program az elfogadott négyzetrácsot többféle képformátumban is el tudja menteni.

Az elkészült Java program grafikus felülete

Objektumorientált tervezés

A keresztrejtvény ábrája egy négyzetrácsból áll, amelyben rejtvénymezők helyezkednek el. A rejtvénymezőnek megfelel egy örökítéssel felüldefiniált címkekomponens. A rejtvénymezőt körülveszi egy szegély/keret, tiltott vagy sem állapotától függően fekete vagy fehér a háttérszíne, valamint van a bal felső sarkához igazított kis méretű betűvel nem kötelezően megjeleníthető sorszáma. A tiltott és sorszám tulajdonságait kell tudni beállítani és megkérdezni. Ez a feladatban a RejtvenyMezo POJO. A négyzetrács sorai és oszlopai azonos méretűek (pixelre és darabszámra egyaránt).

Algoritmus a keresztrejtvény sorszámozására

A rejtvénymezők kétdimenziós négyzetes mátrixban/tömbben helyezkednek el. A sorszámozáshoz hasznos, ha a négyzetrácsot körbeveszi egy tiltott rejtvénymezőkből álló keret. Először a rács sorain és oszlopain végighaladó egymásba ágyazott ciklusok létrehozzák a POJO-kat úgy, hogy a négyzetrács keretén lévő rejtvénymezők tiltottak, a többi nem tiltott. Ezután véletlenszerűen ki kell választani – a még nem tiltottak közül – a szükséges mennyiségű tiltott rejtvénymezőt. Ezután sorfolytonosan sorszámozni kell azokat a rejtvénymezőket, ahol vízszintes vagy függőleges feladvány kezdődik. Ehhez is két egymásba ágyazott ciklus kell, amelyben minden még nem tiltott rejtvénymező egyre növekvő sorszámot kap, ha tőle balra tiltott és tőle jobbra nem tiltott rejtvénymező helyezkedik el, de akkor is, ha felette tiltott és alatta nem tiltott rejtvénymező található.

A keresztrejtvényt sorszámozó algoritmus Java megvalósítása

Továbbfejlesztési lehetőségek

  • A feladványok listázhatók és kideríthető a hosszuk.
  • A tiltott rejtvénymezők véletlenszerű elhelyezése helyett lehetne valamilyen szabály, stratégia az egymáshoz való helyzetükre, távolságukra, közvetlen szomszédságukra vonatkozóan. Figyelembe vehetnénk valamilyen szimmetriát is, mintákat, alakzatokat is. Véletlenszerű elhelyezésük nem biztos, hogy mindig jó/szerencsés: például a tiltott rejtvénymezők körbezárhatnak egy nem tiltottat, hosszabb feladványokat nehezebb találni…
  • A Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam tematikájához kötődően többféle szótárból, fájlformátumból betölthetünk a feladványokhoz használható, például 7 betűs országnevek, 2 betűs kémiai elemek, női/férfi keresztnevek, autójelek, pénznemek, szinonimák…
  • A Java EE szoftverfejlesztő tanfolyam tematikához kötődően többféle webes adatforrásból, Wikipédiából, szótárból, API hívásokkal letölthetünk a feladványokhoz használható listákat, meghatározásokat, kulcs-érték párokat. A swing-es felületet lecserélhetjük böngészőben futó webes GUI-ra is.
  • A Java adatbázis-kezelő tanfolyam tematikájához kötődően a fentiek kiegészítéseként tervezhetünk és építhetünk helyben tárolt tudástárat, adatbázist, amiből hatékonyan lekérdezve adhatunk feladványokat a keresztrejtvényhez.
  • Miután a fentiek szerint valahogyan – tipikusan visszalépéses algoritmussal – meghatároztuk a feladványokat, a keresztrejtvényből menthetünk kitöltött változatot is.

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

Organogram készítése

Organogram logó

HR-organogram-logoAz Oracle HR sémából építünk organogramot, amivel megjeleníthető a szervezeti hierarchia. Személyenként készítünk csomópontokat. (Másképpen is lehetne: például részlegenként.) A megvalósítás során kétszer konvertálunk A-ból B-be. Először az adatbázisból/adatforrásból SQL lekérdezéssel jutunk hozzá a szükséges adatokhoz, amelyeket generikus listába képezzük le. Ezután a listát feldolgozva generálunk HTML fájlt, amely tartalmaz egy Organization Chart diagramot.

Hasonló feladat: Ki kinek a vezetője?, rekurzív lekérdezéssel. Érdemes összehasonlítani a kétféle szemléletmódot.

Tervezés

Most pedig azt használjuk fel, hogy az Oracle HR sémában az EMPLOYEES táblában reflexió van, amelyet az EMPLOYEE_ID és a MANAGER_ID mezők biztosítanak.

Az Organization Chartnál három adatsor adható meg. Ezek most testre szabva (mindegyik szöveges): 'Employee lastname', 'Job ID', valamint jelmagyarázatként további három mező összefűzve: 'Employee name, Department name, Job title'. Az organogramon megjelenő adatok például: "Raphaely", "PU_MAN", valamint a csomópontra fókuszálva megjelenő tooltip: "Employee: Den Raphaely, Department: Purchasing, Job: Purchasing Manager". A DEPARTMENTS táblából – az EMPLOYEES-zel a DEPARTMENT_ID-vel összekötve – megkapjuk a DEPARTMENT_NAME-t. A JOBS táblából pedig – az EMPLOYEES-zel a JOB_ID-vel összekötve – megkapjuk a JOB_TITLE-t.

A lekérdező parancs

SQL-organogram

Az EMPLOYEE_ID elsődleges kulcs, vagyis kötelező. A MANAGER_ID nem kötelező, a hierarchia tetején álló vezetőnél ez a mező null értékű. Mivel a MANAGER_ID nem kötelező, így külön lekérdező parancsban kell előállítani a 15 középvezetőt együtt a 2 felső vezetővel, valamint az egyetlen felső vezetőt, akinek a MANAGER_ID-ja null. Ezt a két részeredményt össze kell fűzni ( UNION).

Az eredménytábla

SQL-eredménytábla

Az adatfeldolgozás lépései

Java programozási nyelven kötelező a kivételkezelés a JDBC kapcsolatfelvétel, SQL parancs futtatása, valamint a fájlkezelés során. A JDBCConnection interfészben definiált szöveges konstansok: DRIVER, URL, USER, PASSWORD (az adatbázis-szerverrel való kommunikációhoz), SQL (a lefuttatandó lekérdező parancs). Az OrganizationChart interfészbe került a HTML_FILE_PATH (a generálandó HTML fájl Path útvonala) és a HTML (konstans váz az organogram testre szabott HTML+JavaScript forráskódja). Az SQL parancs ResultSet eredménytáblájának feldolgozása során áll elő az orgChartDataList generikus lista. A HTML konstans szövegben lévő #OrgChartData# elemet ki kell cserélni a generikus listából Stream API-val dinamikusan összefűzött adatokra. A fenti példa ide kapcsolódó része: "[{'v':'Raphaely', 'f':'Raphaely<div style="color:red; font-style:bold">PU_MAN</div>'}, 'King', 'Employee: Den Raphaely, Department: Purchasing, Job: Purchasing Manager']". Ezt követően a java.nio csomag Files osztályának write() metódusával fájlba menthető az előállított fájltartalom. A konkrét Java forráskódot most nem részletezem.

Az elkészült organogram

HR-organogram

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

A feladat 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.

Top 5 fizetésű alkalmazottak listája

Top5 fizetés logó

Top5 fizetés logóAz a fela­da­tunk, hogy az Oracle HR sé­má­ból le­kér­dez­ve állít­suk elő a top 5 fizetésű alkalmazottak listáját, a fizetések csökkenő sorrendjében. Ez egytáblás lekérdezéssel megvalósítható. Az EMPLOYEES táb­lában megtalálható az összefűzött névhez szükséges FIRST_NAME és LAST_NAME mezők, valamint a fizetés a SALARY mezőben. Min­den alkalmazottnak van neve és fizetése. Előfordul legalább 5 különböző fizetés.

Oracle HR séma

Tanfolyamainkon többféleképpen modellezzük és tervezzük meg a feladat megoldását.

Megoldás (Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam)

A Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam 45-52. óra: Adatbázis-kezelés JDBC alapon alkalmain a következők szerint modellezünk és tervezünk.

Kiindulunk az alábbi egyszerű lekérdező parancsból (V1):

Top5SalaryV1Select

Eredményül ezt kapjuk (részlet, V1):

Top5SalaryV1 Eredmény

A kapott 107 rekordból álló eredménytáblát a Java kliensprogram fejlesztése során leképezzük egy generikus POJO listába, a rekordonként összetartozó két adatból előállítva az objektumok tulajdonságait. Kiderül, hogy a 17000 többször is előfordul. Mivel bármely fizetés előfordulhatna többször is, így előre nem tudjuk, hogy az eredménytáblából mennyi rekordot kell áttölteni a listába. A fizetésekből generikus halmazt építhetve, addig tudjuk folytatni a beolvasást, amíg a halmaz elemszáma kisebb ötnél. Eredményül hat rekordot kapunk. A Java kliensprogram forráskódját most nem részletezzük, de tanfolyamaink hallgatói számára ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé a teljes forráskódot. Ennél a megoldásnál egyszerűbb a lekérdező parancs, de több feladat hárul a Java kliensprogramra.

Lássunk néhány tévutat és az általános megoldás helyett konkrét megoldásokat! Ha szeretnénk adatbázis oldalon megoldani a feladatot, akkor használhatnánk a ROWNUM pszeudooszlopot. Ez 1-től sorszámozza az eredménytáblát, így használható lehetne arra, ha limitálni szeretnénk a visszaadandó rekordok számát.

1. elvi hibás lekérdező parancs:

Top5SalaryV2 Select

1. elvi hibás eredmény:

Top5SalaryV2 Eredmény

A hiba elvi, a lekérdező parancs szintaktikailag helyes. A harmadik oszlopban látjuk, hogy a rekordok sorszámozása megtörténik, de a kapott nevek és fizetések eltérnek a V1 esetben kapott helyes eredménytől. Az okokat természetesen megbeszéljük. Támpont: próbáljuk meg a lekérdező parancs feltételében kicserélni az 5-öt például 10-re és próbáljuk megmagyarázni, miért kapjuk azt, amit kapunk. Továbbá a konkrét esetben tudjuk, hogy hat rekordot kellene kapunk. Felmerülhet a gyanú, hogy a rendezés túl későn történik meg. Megpróbáljuk zárójelezéssel és lekérdezések egymásba ágyazásával befolyásolni a WHERE és ORDER BY alparancsok végrehajtási sorrendjét.

2. elvi hibás lekérdező parancs:

Top5SalaryV3 Select

2. elvi hibás eredmény:

Top5SalaryV3 Eredmény

A hiba most is elvi, a lekérdező parancs szintaktikailag helyes. A zárójelezés valóban hatással van a két alparancs végrehajtási sorrendjére és megfigyelhető, hogy a harmadik oszlopban a rekordok táblabeli fizikai sorrendje jelenik meg és a feltétel ( ROWNUM <= 5) nem a mező értékére, hanem a rekordok darabszámára értendő. Nyilván az 5-öt 6-ra módosítva visszakaphatnánk a V1 első hat rekordját, de ez nem lenne általános megoldás. Más úton is eljuthatunk a konkrét megoldáshoz.

3. elvi hibás lekérdező parancs:

Top5SalaryV4 Select

3. konkrét megközelítéssel kapott helyesnek látszó eredmény:

Top5SalaryV4 Eredmény

A hiba most is elvi, a lekérdező parancs szintaktikailag helyes. Általános megoldás helyett konkrét megoldásként megkapjuk a V1 első hat rekordját, de ehhez be kellett építeni a lekérdező parancsba a 13000-et. Ez a Top 5-ben legkisebb fizetés. Megbeszéljük, hogy miért hasznos a DISTINCT módosító/kulcsszó beépítése a lekérdező parancsba.

Megoldás (Java adatbázis-kezelő tanfolyam)

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 alkalmával a következők szerint modellezünk és tervezünk.

Most arra helyezzük a hangsúlyt, hogy back-end, azaz adatbázis oldalon állítsuk elő az eredményt és ezáltal a front-end, azaz a Java kliensprogram egyszerűbb lehet. A lekérdező parancsot belülről kifelé haladva gondoljuk végig. Először kell egy halmaz a különböző fizetésekről csökkenő sorrendben. Utána ebből kell az első öt darab, amelyek halmazt alkotnak. Végül erre építve kell azoknak az alkalmazottaknak a neve és fizetése, akiknek a fizetése benne van a halmazban.

1. majdnem helyes megoldás:

Top5SalaryV5 Select

1. általános megközelítéssel kapott helyesnek látszó eredmény:

Top5SalaryV4 Eredmény

A probléma az, hogy az adatok helyes sorrendje a véletlennek köszönhető. Ha a lekérdező parancs feltételében az 5 helyett nagyobb számokat helyettesítünk be, akkor ez jól megfigyelhető. A következő megoldás már ezt a problémát is kezeli.

Finomítva a 3. elvi hibás lekérdező parancsot, a konkrét 13000 helyettesíthető belső lekérdező paranccsal. Építsük ezt be az 1. helyes megoldásba úgy, hogy az IN predikátum helyett használjuk a nagyobb vagy egyenlő hasonlító operátort. A középső lekérdező parancs a halmaz helyett már csak egyetlen értéket adjon vissza, amelyhez könnyű hasonlítani az aktuális alkalmazott fizetését. Ezzel kiváltható a nagyobb memóriaigényű halmazban való tartalmazottságot eldöntő művelet, a jóval hatékonyabb egy értékkel való összehasonlítással. Memóriaigény szempontjából nem maga a konkrét művelet/operátor az érdekes, hanem a használatukhoz szükséges adatok előállítása, mennyisége, tárolása, feldolgozása.

2. helyes megoldás:

Top5SalaryV6 Select

2. általános megközelítéssel kapott helyes eredmény:

Top5SalaryV4 Eredmény

Közben az is kiderült, hogy miért szükséges két helyen az ORDER BY alparancs.

Végül, ha ismerjük az Oracle DENSE_RANK() analitikai függvényét, amely egy rendezett lista különböző elemeihez rendel sorrendben számokat (másképpen rangsort állít fel 1-től kezdve), akkor elkészíthetjük az alábbi megoldást.

3. helyes megoldás:

Top5SalaryV7 Select

3. általános megközelítéssel kapott helyes eredmény:

Top5SalaryV7 Eredmény

Érdemes átgondolni és összehasonlítani a többféle különböző megközelítés lehetőségeit, korlátait. Ha egyensúlyozni kell a kliensprogram és az adatbázis-szerver terhelése között, valamint az MVC modell összetettsége, karbantarthatósága, könnyen dokumentálhatósága a/is szempont, akkor többféle alternatív módszer is bevethető, valamint építhetünk a különböző Oracle verziók (dialektusok) képességeire is.

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

Stream API lambda kifejezésekkel

lambda kifejezés logo

lambda kifejezés logoKorábban blogoltunk már a Stream API-ról és a lambda kifejezésekről: Ismerkedjünk lambda kifejezésekkel! Most másképpen közelítve újra foglalkozunk a témával.

Tanfolyamainkon szinte minden adatszerkezethez, tömbhöz, kollekcióhoz, fájlkezeléshez kötődő témakörben használjuk mindkettőt. Áttekintjük az ezekhez szükséges minimális verziószámot, a szintaktika fejlődését, az együttes használat elvi és gyakorlati lehetőségeit. A szükséges alapfogalmakat definiáljuk: hozzárendelési szabály, funkcionális interfész, metódus referencia, alapértelmezett metódusok, típus kikövetkeztetés képessége, generikus és funkcionális programozás. párhuzamos adatfeldolgozás lehetőségei.

Összehasonlításokat is végzünk: a lambda előtti verziók lehetőségei, korlátai, tipikus lambda hibák, mikor mit érdemes és mit nem érdemes használni, paraméterek típusait megadjuk vagy elhagyjuk, hagyományos kollekciós műveletek (azért a generikusság előtti időkre már nem térünk ki) és folyam feldolgozás (adatforrás meghatározása, közbenső és végső műveletek).

Most azokat a Stream API-hoz és lambda kifejezésekhez kötődő bevezető mintapéldákat ismertetjük, amiket részletesen elemzünk tanfolyamaink szakmai moduljának kontakt óráin. Ezek közül közösen meg is írunk néhányat, kombinálunk is néhányat egy-egy összetett adatfeldolgozó művelet megvalósítása során. Programozási tételenként specifikáljuk a feladatokat és megmutatunk néhány megoldást.

1. Adatforrás

100 db olyan véletlen kétjegyű számot állítunk elő generikus listában, amelyek között biztosan előfordul legalább egyszer a 80.

2. Elemi programozási tételek

2.1. Sorozatszámítás

Kiírjuk, hogy mennyi a listában lévő számok összege:

2.2. Eldöntés

Két kérdésre adunk választ. Van-e a listába lévő számok között 35 (konkrét elem), illetve páros (adott tulajdonságú elem)?

2.3. Kiválasztás

Kiírjuk, hogy a biztosan előforduló (legalább 1 db közül balról az első) 80, hányadik helyen (index) található meg:

2.4. Keresés

Keressük a 35-öt az eldöntés és a kiválasztás összeépítésével:

2.5. Megszámolás

Kiírjuk, hogy hány db öttel osztható szám (adott tulajdonságú elem) található a listában:

2.6. Szélsőérték-kiválasztás

Kiírjuk a listában lévő legkisebb számot (értéket, nem indexet):

3. Összetett programozási tételek

3.1. Másolás

Készítünk egy másolatot a lista elemeiről (közben esetleg mindegyiket meg is változtathatjuk):

3.2. Kiválogatás

A listában lévő számok közül kiválogatjuk az öttel osztható számokat:

3.3. Szétválogatás

Külön-külön szétválogatjuk a listában lévő páros és páratlan számokat:

3.4. Unió

A korábban szétválogatott páros és páratlan számokat tartalmazó halmazok unióját állítjuk elő:

3.5. Metszet

A korábban szétválogatott páros és páratlan számokat tartalmazó halmazok metszetét állítjuk elő:

3.6. Összefésülés

A korábban szétválogatott páros és páratlan számokat összefésüljük:

4. A program eredménye a konzolon

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

A feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam, a Java EE szoftverfejlesztő tanfolyam és a Java adatbázis-kezelő tanfolyam szakmai moduljának több alkalmához és az orientáló moduljának 1-4. óra: Programozási tételek alkalmához is kötődik. A Stream API-val és a lambda kifejezésekkel sokszor foglalkozunk.

Korábban is blogoltunk már a Stream API-ról és a lambda kifejezésekről: Ismerkedjünk lambda kifejezésekkel!

Gyűjtsünk össze adatokat névjegykártya készítéshez!

névjegy

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.