Introdução aos Objectos/Exercício 02: Energia

Problema

Numa casa de campo existem vários animais.

Alguns animais são domésticos: cães, gatos e pássaros (canários, etc.). Os donos acreditam em dar liberdade completa aos animais, o que causa alguns problemas de interacção nem sempre do agrado geral.

Outros animais, embora vivam na casa ou perto dela, não são oficialmente considerados animais domésticos: ratos, cobras, insectos, aranhas, etc. Estes animais também se deslocam pela propriedade, livre mas nem sempre impunemente.

Todos os animais podem correr (e os pássaros voar), consumindo energia para o efeito. Quando a energia termina, não podem correr mais e têm de dormir para recuperar forças.

Além do repouso, os cães e os gatos podem recuperar energia comendo ratos. Um rato devorado perde, claro está, toda a energia (é transferida para o predador). Os gatos, por serem ágeis, também conseguem comer pássaros (com efeitos muito semelhantes aos da relação gato-rato).

Por vezes, os cães perdem a paciência e atacam os gatos. Ambos perdem energia no processo.

Modele os conceitos "cão", "gato", "pássaro" e "rato". Além da energia, os cães e os gatos têm nome (uma cadeia de caracteres).

Considere que a energia disponível inicialmente para os cães, gatos, pássaros e ratos é, respectivamente, de 1000, 500, 20 e 50 unidades. Quando os animais correm, gastam, respectivamente, 50, 25, 5 e 2 unidades. Um pássaro, quando voa, gasta apenas 2 unidades. Um cão que ataque um gato gasta 100 unidades e faz com que o gato perca 25.

Para um predador comer uma presa tem de a perseguir para a capturar (podendo a perseguição ser ou não bem sucedida). Um cão consegue capturar um rato em cada 25 tentativas. Para os gatos, o rácio é 1 em 5 (ratos) e 1 em 10 (pássaros). A perseguição consome a mesma energia que correr (para cada interveniente), mas a presa recebe um bónus de 5 unidades se escapar. Se a presa estiver a dormir, é apanhada 1 em cada 2 tentativas.

Construa uma aplicação onde existem 2 cães ("Piloto" e "Átila"), 3 gatos ("Tareco", "Pantufa" e "Kitty"), 20 pássaros e 50 ratos (os pássaros e ratos podem ser organizados em arrays).

Neste cenário, os gatos correm, perseguem pássaros e ratos e são atacados pelos cães, que também podem correr e perseguir e comer ratos. Os animais dormem automaticamente se ficam sem energia (excepto quando são devorados: nesse caso devem ser considerados mortos).

Apresente o estado inicial dos animais (métodos toString) e o estado final (depois de algumas interacções).

(Pode utilizar parte do resultado do Exercício 01 na resolução deste exercicio.)

Solução

A solução apresentada procura manter-se simples e a um nível que ainda não implica utilizar abstracção de propriedade comuns, como por exemplo, a energia, ou de conceitos mais básicos (o de Animal, por exemplo). Estes aspectos, necessários numa boa definição de solução, são objecto de estudo em fases mais adiantadas da exposição da matéria.

UML: Diagrama de Classes

Neste caso, como se escolheu (dada a fase introdutória) não representar os conceitos hierarquizados, apenas existem relações de dependência entre as classes (representadas pelas setas a tracejado).

Existem opções de desenho sub-óptimas. Consegue detectá-las?

BUG: o método "escaped" deveria ter como tipo de retorno "void" e não "boolean".

Diagrama de classes

Conceito de Cão

Ficheiro Dog.java
{{{2}}}

Conceito de Gato

Ficheiro Cat.java
{{{2}}}

Conceito de Rato

Ficheiro Mouse.java
{{{2}}}

Conceito de Pássaro

Ficheiro Bird.java
{{{2}}}

Programa Principal

Este programa implementa o cenário descrito no enunciado do problema. <java5> @SuppressWarnings("nls") public class Application {

/** * @param args */ public static void main(String[] args) { Dog d1 = new Dog("Piloto"); Dog d2 = new Dog("Átila");

Cat c1 = new Cat("Tareco"); Cat c2 = new Cat("Pantufa"); Cat c3 = new Cat("Kitty");

Bird[] birds = new Bird[20]; for (int ix = 0; ix < birds.length; ix++) birds[ix] = new Bird();

Mouse[] mice = new Mouse[50]; for (int ix = 0; ix < mice.length; ix++) mice[ix] = new Mouse();

// snapshot: present everything System.out.println("BEFORE"); System.out.println(d1); System.out.println(d2); System.out.println(c1); System.out.println(c2); System.out.println(c3);

for (int ix = 0; ix < birds.length; ix++) System.out.println(birds[ix]);

for (int ix = 0; ix < mice.length; ix++) System.out.println(mice[ix]);

// run, chase, eat, sleep, etc.

for (int ix = 0; ix < birds.length; ix++) birds[ix].fly();

d1.run(); d2.attackCat(c1); c2.eatBird(birds[2]); c3.eatBird(birds[9]); c3.eatMouse(mice[0]); d2.eatMouse(mice[1]); mice[3].run();

// snapshot: present everything System.out.println("AFTER"); System.out.println(d1); System.out.println(d2); System.out.println(c1); System.out.println(c2); System.out.println(c3);

for (int ix = 0; ix < birds.length; ix++) System.out.println(birds[ix]);

for (int ix = 0; ix < mice.length; ix++) System.out.println(mice[ix]);

} } </java5>

Compilação e Execução

Como compilar?

A compilação processa-se como indicado (poder-se-ia compilar ficheiro a ficheiro):

 javac Dog.java Cat.java Mouse.java Bird.java
 javac Application.java

De facto, a compilação do ficheiro Application.java seria suficiente para causar a compilação de todos os outros, já que são referidos a partir dele (o compilador de Java é capaz de seguir dependências explícitas entre classes).

Execução

O programa começa a sua execução na função main da classe escolhida para iniciar a aplicação (neste caso, Application):

 java Application