7. Beispiel: Warteschlange

Als Beispiel betrachten wir die generische Schnittstelle Queue (in Anlehnung an die Schnittstelle java.util.Queue), die einen FIFO[1]-Behälter beschreibt:

/** @(#) Queue.scala - for translation: queue.bat
* @version December 2, 2010
* @author Prof. Solymosi (c) 2010
* A FIFO collection
* @param E type of the elements in the queue */
trait Queue[E] { // [2]
   /** Inserts the specified element into the queue, if possible.
   * @param o the element to insert.
   * @throws IllegalStateException if the queue is full.    */
   def add(o: E)
   /** Removes the head of this queue.
   * @throws NoSuchElementException if the queue is empty. */
   def remove // [3]
   /** Retrieves the head of this queue. 
   * @return the head of this queue.
   * @throws NoSuchElementException if the queue is empty. */
   def element: E
   /** Makes queue empty. */
   def clear
   /** Tells whether the queue is empty.
   * @return remove or element would throw NoSuchElementException. */
   def isEmpty: Boolean
   /** Tells whether the queue is full. 
   * @return add would throw IllegalStateException. */
   def isFull: Boolean }

Mit dieser Schnittstelle kann ein Benutzerprogramm parametrisiert werden:

def benutzerprogramm(ws: Queue[Integer]): Integer = { // [4]
   ws.add(1) // [5]
   ws.add(2)
   ws.add(3)
   ws.remove
   return ws.element }

Diese (nicht allzu sinnvolle) Funktion kann natürlich nur dann aufgerufen werden, wenn die Schnittstelle implementiert wird und von der implementierenden Klasse ein (z.B. Queue[String]-) Objekt erzeugt wurde.

Die folgende generische Funktion füllt eine beliebige Warteschlange mit den übergebenen Daten vom passenden Typ:

def füllen[T](ws: Queue[T], daten: Array[T]) = { // [6]
   ws.clear
   for (t <- daten)
     ws.add(t) }

Das Objektdiagramm, das die Arbeitsweise dieser Funktion darstellt, ist einfach:

Abbildung 16: füllen aus Array

Array-Objekte können abgekürzt (wie oben) ohne das umfassende Oval gezeichnet werden. Der grüne gestrichelte Pfeil zeigt die Bewegungsrichtung innerhalb der Reihung an.

[1] First In, First Out, d.h. Warteschlange

[2] trait entspricht in vieler Hinsicht Java’s interface

[3] als Ergebnistyp wird für Prozeduren None (in Java void) als Standardwert angenommen

[4] In diesem Aufsatz benutzen wir englische Bezeichner und Kommentare für nach außen sichtbare (public) Programmteile und deutsche für unsichtbare (private).

[5] 1 wird implizit nach Integer konvertiert („wrapped“)

[6] dies ist eine (generische) Funktion mit Typparameter T

Version: 5. Dezember 2010