Arbeiten mit JavaKara

Transkript

1 Arbeiten mit JavaKara 1. Programmierumgebung Möchte man ein neues Programm erstellen, so wird einem ein Programmeditor zur Verfügung gestellt, der bereits eine vorgefertigte Schablone darstellt. In der ersten Zeile steht import... - hier werden die vorgefertigten JavaKara-Methoden wie Gehe importiert. Alle bereitgestellten Methoden sind darunter im Zuge eines Kommentars angeführt. Kommentare werden mit /* eingeleitet und mit */ abgeschlossen. Ebenso möglich wäre: // Kommentare sollen dazu dienen, den Programmcode auch für diejenigen leicht nachvollziehbar zu machen, die den Code nicht geschrieben haben. Das eigentlich Programm wird mit der folgenden Zeile eingeleitet: public class FindeBaum extends JavaKaraProgram { FindeBaum : Name des Programms, soll entsprechend gewählt werden; auch der Name der Datei muss so lauten public bedeutet, dass auf die Klasse/Methode von überall aus zugegriffen werden kann (also auch z.b. von Unterklassen aus) class steht für Klasse: ein Beispiel: Sehen wir uns die Klasse Rechteck an. Ein Rechteck hat bestimmte Eigenschaften (Instanzvariablen): Länge, Breite (beides Gleitkommazahlen). In einem Rechteck kann man bestimmte Berechnungen durchführen (man nennt dies auch Verhalten bzw. Methoden): nach Länge und Breite fragen, nach Flächeninhalt und Umfang fragen bzw. nach der Länge der Diagonale. Das so begonnene Programm muss mit einer schließenden geschwungenen Klammer auch wieder abgeschlossen werden. Nach dieser Deklaration können eigene Methoden definiert werden. Die Methode myprogram() [public void myprogram()] stellt das Hauptprogramm dar und muss immer definiert werden, da sie beim Start des Programms ausgeführt wird. 2. Anweisungen Wie wir bereits wissen, stellt JavaKara einige Methoden zur Verfügung. Dazu gehören auch die Sensoren, die wir bereits vom AutomatenKara kennen. Die Sensoren liefern entweder den Wert true oder false. Ausdrücke, die so einen Wert zurückliefern heißten Bedingungen. Diese Bedingungen können auch mit Operatoren verknüpft werden:

2 Bsp.:!kara.treeFront() bedeutet: kein Baum voraus (true, wenn kein Baum davor ist) kara.treeleft() && kara.treeright(): true, falls links und rechts ein Baum ist kara.treeleft() kara.treeright(): true, falls links oder rechts ein Baum ist Möchte man mehrere Anweisungen zugleich geben, so spricht man von einem Anweisungsblock. Die Anweisungen müssen in geschwungene Klammern eingeschlossen werden. Beispiel: Die while-schleife Gestalt: while (Bedingung) { Anweisung(en); Bevor die Anweisungen ausgeführt werden, wird zuerst die Bedingung nach while überprüft. Wird die Bedingung erfüllt (Rückgabewert true), dann wird die Anweisung (der Anweisungsblock) ausgeführt. Danach wird die Bedingung erneut überprüft und die Prozedur beginnt von vorne. Dies wird so lange wiederholt bis die Bedingung nicht erfüllt wird (Rückgabewert false). Beispiel: Die if-else-verzweigung Gestalt: if (Bedingung) { Anweisung(en) falls true; else { Anweisung(en) falls false; Beispiel: if (kara.onleaf()) { kara.removeleaf();

3 else { kara.putleaf(); Man kann den else-teil auch weglassen, falls man keine Anweisungen für den Fall false hat. Wie bereits oben erwähnt, kann man auch eigene Methoden definieren. Dies sollte man zum Beispiel tun, wenn man einen Anweisungsblock im Programm öfter verwenden möchte. Gestalt: private void Methodenname() { Anweisung(en); private besagt, dass die Methode nur innerhalb des Programms verwendet werden kann. void bedeutet, dass es keinen Rückgabewert (z.b. eine Zahl) gibt. Beispiel: Methode drehen() definiert das Umdrehen des Käfers: private void drehen() { Verwendung: public void myprogram() { while (true) { //erzeugt eine Endlosschleife if (kara.treefron()) { drehen(); 3. Variablen und Typen Manchmal wäre es praktisch, wenn sich Kara merkt, wie viele Schritte er z.b. schon gegangen ist.

4 Um Daten im Speicher ablegen und verändern zu können, verwendet man Variable. Man muss bei der Variablendeklaration nicht nur den Namen der Variable sondern auch ihren Typ angeben. Manchmal bekommt die Variable auch gleich zu Beginn einen Wert zugeordnet. Beispiel: int zähler = 0; Name: zähler; int steht für ganze Zahlen (integer); 0 ist der Anfangswert Weiter Typen: int: ganze Zahlen (4 Byte) auch byte, short und long stehen für ganze Zahlen (unterschiedliche Wertebereiche) boolean: kann den Wert true oder false annehmen und besitzt keinen Anfangswert float oder double werden für Fließkommazahlen verwendet char steht für eine Zeichenkette Anwendungsbeispiel: int gehen = 0; while (gehen < 5) { gehen = gehen + 1; Statt gehen = gehen + 1 kann man auch gehen++ verwenden! Um die Gleichheit zweier mathematischer Ausdrücke zu vergleichen, verwendet man ==. 4. Methoden mit Parametern und Rückgabewerten, Eingaben und Ausgaben Eigentlich ist es ziemlich unpraktisch, dass Kara immer nur einen Schritt gehen kann. Dies wollen wir nun ändern. Wir werden eine neue Methode erstellen, die es ermöglicht, dass Kara n Schritte nach vorne machen kann. private void move(int anzahl) { int i=0; while (i<anzahl) { i++;

5 Im Unterschied zu früher definierten Methoden steht nun in der Klammer hinter dem Methodennamen eine Parameterdeklaration. Diese bestehen aus zwei Teilen: a) Angabe des Datentyps (hier int), b) Name für den Parameter (hier anzahl), damit man innerhalb der Methode auf den Wert zugreifen kann. Es ist auch möglich, innerhalb der Klammer mehrere Parameter zu deklarieren. Diese werden durch Beistriche voneinander getrennt. Ruft man die Methode auf, so muss innerhalb der Klammern ein entsprechender Wert übergeben werde (bei int z.b. eine ganze Zahl). So würde move(4) dazu führen, dass Kara 4 Schritte geht. Auch Rechenausdrücke sind bei der Parameterübergabe erlaubt. So würde move(2+5) dazu führen, dass Kara 7 Schritte geht. Vielleicht möchte man auch erst während der Laufzeit Daten eingeben. Dazu wird von JavaKara die Methode intinput (String Titel) zur Verfügung gestellt. Statt String Titel soll eine Eingabeaufforderung eingegeben werden. String steht dabei als Datentyp für eine Zeichenkette. Der gewünschte Text muss dabei unter Anführungszeichen geschrieben werden. Der Rückgabewert ist vom Typ int. Wir werden nun unser Programm Rechteck verfeinern. Höhe und Breite des Rechtecks sollen dabei vom Benutzer frei gewählt werden. public class Rechteck2 extends JavaKaraProgram { private void Reihe(int laenge) { int i = 0; while (i < laenge); kara.putleaf(); i++; private void nächstereihe(int laenge) { int i = 0; while (i < laenge) { i++;

6 public void myprogram() { int laenge = tools.intinput( Länge des Rechtecks? ); int breite = tools.intinput( Breite des Rechtecks? ); int j = 0; while (j < breite) { Reihe(laenge); j++; nächstereihe(laenge); Kara kann aber auch gehen und seine Schritte zählen. Für diese Ausgabe gibt es die Methode tools.showmessage(string Text). Kara soll zu einem Baum laufen und seine Schritte zählen und diese ausgeben. public class Schritte extends JavaKaraProgram { // hier können Sie eigene Methoden definieren publick void myprogram() { int schritte = 0; while (!kara.treefront()) { schritte++;

7 tools.showmessage( Ich bin +schritte+ Schritte gegangen! ); Man beachte, dass man den Text in Anführungsstrichen einschließen muss, die Zahl, die als Variable schritte gespeichert wurde, wird mit einem + mit dem Text verknüpft. Wir haben schon bemerkt, dass Karas Sensoren begrenzt sind. Manchmal wäre es praktisch, zu erkennen, ob es einen Pilz links oder rechts gibt. Auch diese Methoden kann man selbst erstellen. Als Beispiel wollen wir uns die Erstellung einer Methode ansehen, die untersucht, ob sich ein Baum hinter Kara befindet und diese testen. Als Rückgabewert wählt man hier nun boolean (void heißt ja, dass nichts ausgegeben wird): man erhält WAHR oder FALSCH. public class treebehind extends JavaKaraProgram { private boolean treebehind() { boolean baum = kara.treeleft(); //nachsehen, ob nun Baum links steht - 1. Position = Baum hinter Kara; Ergebnis wird in der Variable baum gespeichert kara.turnright(); return baum; //Wert wird ausgegeben public void myprogram() { if (treebehind()) { else { kara.putleaf();

8 5. Schleifen Bisher haben wir die while-schleife kennengelernt. Die Anweisungen werden nur durchgeführt, wenn die Bedingung von vornherein erfüllt ist. Eine andere Möglichkeit ist die do-while-schleife. Hier wird zuerst die Anweisung ausgeführt und danach die Bedingung überprüft. Ergibt diese true, so wird die Anweisung abermals durchgeführt (eben so lange bis die Bedingung nicht mehr erfüllt ist). Gestalt: do { Anweisung(en); while (Bedingung); So etwas nennt man auch Nachbedingung. Anwendungsbeispiel: int eingabe; do { eingabe = tools.intinput( Eine Zahl zwischen 0 und 100? ); while (!((eingabe>0) && (eingabe<100))); Was passiert? tools.showmessage( Ihre Zahl: + eingabe); Eine weitere Schleife ist die for-schleife. Diese wird verwendet, wenn ich die Anzahl der Wiederholungen bereits kenne. Gestalt: for (Initialisierung; Abbruchbedingung; Inkrement) { Anweisung(en); Anwendungsbeispiele: for (int i=0; i<2; i++) {

9 Was passiert? private void move(int schritte) { for (int i = 0; i<schritte; i++) { Was passiert? Wird dies immer funktionieren? 6. Vordefinierte Methoden Wir wissen bereits, dass es in JavaKara einige vordefinierte Methoden gibt. Eine Kurzbeschreibung der Methoden findet man unter der Hilfe-Funktion. Methoden, die Kara eine Aktion ausführen lassen: Folgende Sensoren liefern den Wert true oder false: Man kann Kara auch direkt auf dem Feld positionieren oder seine Position abfragen:

10 Alle diese Methoden, außer getx() und gety(), müssen mit dem Prefix kara aufgerufen werden, z.b. kara.move(). Weiters gibt es Methoden, die Karas Welt verändern, sie müssen mit dem Prefix world aufgerufen werden. Die folgenden Methoden werden mit dem Prefix tools aufgerufen und sind für Ein- und Ausgaben gedacht (vgl. zum Teil Kapitel 4): Beispiele: 1. Erzeuge eine 20 x 20 Welt, umrande diese mit Bäumen und setze Kara auf das Feld (10/10) mit Richtung Norden. Lösung: public void myprogram() { world.setsize(20,20); for(int i=0; i<20; i++){ world.settree(0,i,true); for (int i = 0; i < 20; i++) {

11 world.settree(19,i,true); for (int i = 1; i < 19; i++) { world.settree(i,0,true); for (int i = 1; i < 19; i++) { world.settree(i,19,true); kara.setposition(10,10); kara.setdirection(0); 2. Schreibe eine Klasse, die die Anzahl der Bäume einer Welt ermittelt und in einem Message-Fenster ausgibt. Lösung: public void myprogram() { int breite = world.getsizex(); int länge = world.getsizey(); int count = 0; for(int i = 0; i<breite; i++){ for (int j = 0; j <länge; j++){ if(world.istree(j,i)){ count++; tools.showmessage("es sind "+ count+ " Bäume auf dem Feld!");