Přidání 6. přednášky z PPA2

KIV PPA2/Prednaska06.md

@@ -0,0 +1,120 @@
+# Odstranění rekurze
+
+**Proč?**
+- problémy s hloubkou zanoření (velikost zásobníku je malá)
+- neefektivní , protože se při volání metod kopírují hodnoty skutečných parametrů do zásobníku
+
+### Koncová rekurze
+
+- kód končí jediným rekurzivním voláním
+- nejjednodušší druh rekurze, je snadné přepsat na cyklus
+
+### Eliminace vlastním zásobníkem
+
+- použití zásobníku jako seznamu úkolů (například třída `Task`)
+- položky v zásobníku budou obsahovat:
+	- co se má udělat (parametry)
+	- v jaké čísti úkolu jsme (segment)
+	- data nutná pro pokračování výpočtu (mezivýsledky)
+- pokud je potřeba pro dokončení úkolu rekurze, přidá se do zásobníku nový úkol
+- až se dojde k triviálnímu úkolu, data se předají dalšímu úkolu
+
+**Jak rekurzi odstranit?**
+- rozdělíme kód na segmenty mezi rekurzivními voláními
+- na začátku do zásobníku vložíme pouze hlavní úkol
+- zpracováváme položky zásobníku, dokud není prázdný
+- místo rekurzivního volání:
+	- uložíme stav výpočtu položky na vrcholu zásobníku (stavové proměnné)
+	- zvýšíme segment na vrcholu zásobníku (jsme o jednu část úkolu dál)
+	- do zásobníku přidáme nový úkol reprezentující rekurzi
+	- ukončíme zpracování aktuálního úkolu (smyčka se k němu vrátí později)
+- místo vrácení hodnoty:
+	- uložíme výsledek do proměnné `result`
+	- odebereme úkol z vrcholu zásobníku
+- při pokračování dalším segmentem:
+	- obnovíme stavové proměnné z položky na vrcholu zásobníku
+	- výsledek posledního rekurzivního volání se nachází v proměnné `result`
+- na konci vrátímě proměnnou `result`
+
+**Závěr**
+- každou rekurzivní funkci je možné přepsat bez použití rekurze
+	- pracný mechanický postup
+	- horší přehlednost kódu
+	- potřeba implementace zásobníku
+- přepsání bez rekurze zachovává třídu složitosti (nezajišťuje efektivitu)
+- pro nalezení efektivnější implementace mechanický postup neexistuje
+
+# Fronta
+
+- abstraktní datová struktura
+- podobá se zásobníku
+- FIFO - first in, first out
+
+**Operace**
+- přidání prvku na konec
+- vybrání prvku na začátku začátku
+- odebrání prvku na začátku začátku
+
+### Implementace spojovým prvkem
+
+- velmi podobná zásobníku
+- kromě odkazu na první prvek uchovává i **odkaz na poslední prvek**
+
+**Složitost operací**
+- všechny $\Theta(1)$
+- vyšší náročnost na paměť
+
+### Implementace polem
+
+- velmi podobná zásobníku
+- po odebrání vznikají prázdná místa v poli
+	- je možné je využít pro přidávání
+- struktura obsahuje:
+	- index prvního prvku
+	- počet obsazených indexů
+- při přidávání prvku:
+	- kontrolujeme, jestli se prvek do pole vejde
+		- pokud je **místo na začátku**, vložíme prvek na začátek pole
+		- pokud je **pole plné** zvětšíme pole a zkopírujeme od indexu prvního prvku až do délky pole
+	- využijeme modula - pomocí něj index "přeteče" na začátek pole
+		- máme pole o 5 prvcích
+		- vkládáme na index 5, nicméně 5 % 5 je 0 (začátek pole)
+
+**Složitost operací**
+- vybrání/odebrání prvního prvku $\Theta(1)$
+- přidání prvku na konec:
+	- většinou $\Theta(1)$
+	- při zvětšení pole $\Theta(n)$
+	- v průměru $\Theta(1)$
+
+# Třídy s typovým parametrem
+
+- často potřeba kolekce pro různé datové typy
+- není vhodné vytvářet samostatné kolekce (třídy) pro různé datové typy
+
+### Řešení pomocí Object
+
+- všechny třídy dědí z Object
+- vkládání není problém
+- při vybrání prvku je potřeba **jej přetypovat**
+- případná chyba se objeví až za běhu programu
+
+**Obalovací třída**
+- anglicky wrapper
+- poskytuje metody, které provádějí **přetypování na správnou třídu**
+- skrývá vnitřní implementaci s `Object`
+- je potřeba ji vytvořit pro každý datový typ
+
+**Generická třída**
+- třída s typovým parametrem `class MyStack<T>`
+	- datový typ `Object` poté nahradíme typem `T`
+	- bohužel nefunguje všude
+		- typ `T` pouze přebíráme a vracíme
+		- vnitřně používáme `Object`, který poté přetypujeme
+- typovým parametrem nemůže být primitivní datový typ
+	- využijeme obalovací třídu (`Integer`, `Double`, ...)
+	- přetypování (boxing a unboxing) probíhá automaticky, je ale dobré o něm vědět
+- někdy je potřeba, aby typový parametr něco uměl
+	- je možné použít rozhraní
+	- `class MyStack<T extends IProcessable>`
+	- pokud potřebujeme použít nějakou metodu tohoto rozhraní ve třídě, můžeme `Object` přetypovat na `T`