第 7 课作业

第 7 课面向对象编程作业：包含 person 类扩展、usual、随机数生成器、可乐机、扑克牌堆和礼貌对象六个必做练习，以及一道多重继承挑战题。

在终端中输入以下命令，把模板文件复制到当前目录（注意末尾的句点）：

cp ~cs61as/autograder/templates/hw7.scm .

你也可以从这里下载。

练习 1

修改模板中给出的 person 类，添加一个 repeat 方法，它会重复刚才说过的话。例如：

> (define brian (instantiate person 'brian))
brian

> (ask brian 'repeat)
()

> (ask brian 'say '(hello))
(hello)

> (ask brian 'repeat)
(hello)

> (ask brian 'greet)
(hello my name is brian)

> (ask brian 'repeat)
(hello my name is brian)

> (ask brian 'ask '(close the door))
(would you please close the door)

> (ask brian 'repeat)
(would you please close the door)

练习 2

这个练习带你熟悉 usual。

假设我们要定义一个 double-talker 类，用来表示总是把话说两遍的人。例如，看看下面这段对话。

> (define mike (instantiate double-talker 'mike))
mike

> (ask mike 'say '(hello))
(hello hello)

> (ask mike 'say '(the sky is falling))
(the sky is falling the sky is falling)

下面是 double-talker 类的三种候选定义：

(define-class (double-talker name)
    (parent (person name))
    (method (say stuff) (se (usual 'say stuff) (ask self 'repeat))) )

(define-class (double-talker name)
    (parent (person name))
    (method (say stuff) (se stuff stuff)) )

(define-class (double-talker name)
    (parent (person name))
    (method (say stuff) (usual 'say (se stuff stuff))) ).

判断这些定义中哪些能按预期工作。再判断对于哪些消息，这三个版本的响应会有所不同。

练习 3

为一个统计项目，你需要计算大量不同范围内的随机数。（回想一下，(random 10) 返回一个 0 到 9 之间的随机数。）同时，你还需要统计每个范围内计算了多少个随机数。你决定使用面向对象编程。random-generator 类的对象接受两个消息：number 和 count。消息 number 表示「给我一个你范围内的随机数」，而 count 表示「我向你请求过多少个数字？」。这个类有一个实例化参数，用来指定该对象的随机数范围，因此：

(define r10 (instantiate random-generator 10))

会创建一个对象，使得 (ask r10 'number) 返回一个 0 到 9 之间的随机数，而 (ask r10 'count) 返回 r10 已经生成过的随机数的个数。

练习 4

定义类 coke-machine（可乐机）。coke-machine 的实例化参数有两个：机器能容纳的可乐数量，以及一瓶可乐的价格（以美分为单位）。例如：

(define my-machine (instantiate coke-machine 80 70))

创建的机器可容纳 80 瓶可乐，每瓶售价 70 美分。coke-machine 对象必须接受以下消息：

(ask my-machine 'deposit 25) 表示存入 25 美分。你可以分多次投入硬币，机器应该记住累计金额。
(ask my-machine 'coke) 表示按下购买一瓶可乐的按钮。机器随后要么 1) 打印 "Not enough money"（钱不够），2) 打印 "Machine empty"（机器已空），要么 3) 返回你应得的找零。错误信息应该用 display 打印（例如 (display "Machine empty")）。（交易成功后，机器里不留钱；也就是说，找零不会留在机器里。）
(ask my-machine 'fill 60) 表示往机器里加 60 瓶可乐。

下面是一个例子：

> (ask my-machine 'fill 60)
> (ask my-machine 'deposit 25)
> (ask my-machine 'coke)
"Not enough money"

> (ask my-machine 'deposit 25) ;; 现在里面共有 50 美分。
> (ask my-machine 'deposit 25) ;; 现在里面共有 75 美分。
> (ask my-machine 'coke)
5 ;; 返回值是 5 美分找零。

你可以假设可乐机有无限的找零供应，且初始时不含任何可乐。

练习 5

我们要用对象来表示一副副扑克牌。给定列表 ordered-deck，其中包含按标准顺序排列的 52 张牌：

(define ordered-deck '(AH 2H 3H ... QH KH AS 2S ... QC KC))

同时给定一个用于打乱列表中元素的函数：

(define (shuffle deck)
    (if (null? deck)
        '()
        (let ((card (nth (random (length deck)) deck)))
            (cons card (shuffle (remove card deck))) )))

一个 deck 对象响应两个消息：deal 和 empty?。对于 deal，它返回牌堆顶部的牌，并把那张牌从牌堆中移除；如果牌堆已空，它返回 ()。对于 empty?，它根据牌是否已发完返回 #t 或 #f。请写出 deck 的类定义。实例化时，deck 对象应该包含一副打乱的 52 张牌。

练习 6

我们希望让对象之间更有礼貌。写一个类 miss-manners，它接受一个对象作为实例化参数。新的 miss-manners 对象只接受一个消息，即 please。please 消息的参数依次是：原对象能理解的一个消息，以及该消息的一个参数。（假设发给原对象的所有消息都恰好需要一个额外参数。）

下面是一个使用即将发布的冒险游戏项目中的 person 类的例子：

> (define BH (instantiate person 'Brian BH-office))
BH
> (ask BH 'go 'down)
BRIAN MOVED FROM BH-OFFICE TO SODA
> (define fussy-BH (instantiate miss-manners BH))
> (ask fussy-BH 'go 'east)
ERROR: NO METHOD GO
> (ask fussy-BH 'please 'go 'east)
BRIAN MOVED FROM SODA TO PSL

专家挑战

如果你想要额外的挑战，可以做这些。这些题目不计分。

练习 7

多重继承技术见《面向对象编程——抽象线之上的视角》一文的第 9、10 页。那一节讨论了如何解决含义模糊的继承模式，并特别提到：相比从首选祖父类继承来的方法，选择从次选父类直接继承的方法可能更好。

构造一个这种情况的例子。描述你的例子中的继承层次，列出每个类提供的方法。同时说明在这个例子中，为什么让对象从次选父类（而非首选祖父类）继承某个方法会更合适。

提交作业！

相关说明请见这份指南。其中涵盖基本的终端命令和作业提交方法。

如果在提交过程中遇到任何困难，随时请教助教（TA）！