Lesen Sie zuerst die Hinweise auf der Rückseite!

Transkript

1 FernUniversität in Hagen D Hagen Fachbereich Informatik Lehrgebiet Praktische Informatik V Programmiersprachen und Softwarekonstruktion PD Dr. Markus Müller-Olm (Name, Vorname) (Straße, Nr.) (PLZ) (Wohnort) (Land) Kurs 1618 SS 2003 Einführung in die objektorientierte Programmierung Klausur am Lesen Sie zuerst die Hinweise auf der Rückseite! Matrikelnummer: Geburtsdatum:.. Klausurort:... Aufgabe Summe Teilaufgabe a b c a b a b c d a b c d e habe bearbeitet maximal erreicht Korrektur Herzlichen Glückwunsch, Sie haben die Klausur bestanden. Note:... Sie haben die Klausur leider nicht bestanden. Für den nächsten Versuch wünschen wir Ihnen viel Erfolg. Die Nachklausur findet am statt; wenn Sie teilnehmen möchten, melden Sie sich bitte bis zum an. (Näheres siehe unser Informationsheft vom ). Hagen, den im Auftrag 2003 FernUniversität in Hagen

2 Hinweise zur Bearbeitung 1. Prüfen Sie die Vollständigkeit Ihrer Unterlagen. Die Klausur umfaßt: 1 Deckblatt, 4 Aufgaben auf Seite 1 bis Seite 8. Geben Sie diese Unterlagen zusammen mit Ihren Lösungen später bitte vollständig ab, einschließlich Aufgabenstellung. 2. Füllen Sie jetzt bitte zuerst das Deckblatt aus: Name, Vorname und Adresse, Matrikelnummer, Geburtsdatum und Klausurort. 3. Schreiben Sie Ihre Lösungen mit Kugelschreiber oder Füllfederhalter (kein Bleistift) auf eigenes Papier. Kreuzen Sie die bearbeiteten Aufgaben auf dem Deckblatt an. Schreiben Sie unbedingt auf jedes Blatt Ihrer Lösungen die Aufgabennummer und Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer. 4. Als Hilfsmittel sind beliebige schriftliche Unterlagen (z.b. Studienbriefe, Einsendeaufgaben, Lösungsvorschläge) zugelassen, dagegen keinerlei elektronische (z.b. Laptops, Taschenrechner, Mobiltelefone). 5. Lesen Sie vor der Bearbeitung einer Aufgabe den gesamten Aufgabentext sorgfältig durch. 6. Achten Sie darauf, daß Sie bei Programmieraufgaben Ihre Lösungen sinnvoll kommentieren; es könnten Ihnen sonst Punkte abgezogen werden. 7. Es sind maximal 100 Punkte erreichbar. Wenn Sie mindestens 40 Punkte erreichen, haben Sie die Klausur mit Sicherheit bestanden. 8. Sie erhalten die korrigierte Klausur zurück, zusammen mit einer Bescheinigung für das Finanzamt und ggf. dem Übungsschein. 9. Wir sind um Korrektur binnen drei Wochen bemüht. Nach vier Wochen dürfen Sie mahnen und sollten dies auch tun. 10. Legen Sie jetzt noch Ihren Studentenausweis und einen amtlichen Lichtbildausweis bereit, dann kann die Arbeit beginnen. Viel Erfolg!

3 Klausur zum Kurs 1618 im Sommersemester 2003 am Aufgabe 1: Zum Aufwärmen (15 Punkte) a) Wo kann in Java das Schlüsselwort final benutzt werden? Welche Bedeutung hat es in den jeweiligen Kontexten, in denen es benutzt werden kann? (4 Punkte) b) Warum gibt es im AWT zwar zur Schnittstelle MouseListener eine Klasse MouseAdapter aber zur Schnittstelle ActionListener keine Klasse ActionAdapter? (4 Punkte) c) Das folgende Programm enthält eine Reihe von Fehlern. Ein Teil dieser Fehler kann schon zur Übersetzungszeit festgestellt werden, ein anderer Teil erst zur Laufzeit. Markieren Sie alle fehlerhaften Stellen möglichst genau, z.b. durch Einkreisen oder durch einen Pfeil auf die Fehlerstelle. Kennzeichnen Sie die Fehlerstellen mit ÜZ bzw. LZ je nachdem, ob der Fehler zur Übersetzungs- oder zur Laufzeit festgestellt wird, und geben Sie zusammen mit einer möglichst präzisen (aber knappen) Fehlerbeschreibung eine Fehlerkorrektur an. (7 Punkte) class A { double[] a = new double [20]; A() { for (i = 0; i < a.length; ++i) { a[i] = i; public String begruessung() { return "Jetzt geht s richtig los!"; class B extends A { // oddsum() berechnet die Summe der an ungerader Position in a // abgespeicherten Elemente public B oddsum() { int i = -1; double sum; while (i < a.length) { i += 2; sum += a[i]; return sum; public static void main (String [] argv) { System.out.println(begruessung()); A a = new B(); System.out.println(a.oddSum()); System.out.println("Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser..."); B b = a; System.out.println(b.oddSum());

4 Klausur zum Kurs 1618 im Sommersemester 2003 am Aufgabe 2: Sichtbarkeit und Modifikatoren (19 Punkte) Mit Modifikatoren können in Java die Zugriffsmodi von Attributen und Methoden näher bestimmt werden. Sie ermöglichen es dem Programmierer festzulegen, wer Zugriff auf die mit Modifikatoren versehenen Programmelemente hat. Java unterstützt vier verschiedene Zugriffsmodi: private, protected, public und default access. a) Tragen Sie in die folgende Tabelle durch Angabe von ja oder nein ein, ob man von der in der Spalte angegebenen Programmeinheit (deklarierende Klasse, Subklasse, Paket, restliche Welt) Zugriff auf ein mit dem in der Zeile angegebenen Modifikator versehenenes Programmelement (Attribut, Methode) hat. Die Angabe default access in der Spalte Modifikator bedeutet, dass das Programmelement mit keinem Modifikator versehen ist. Achtung, die Punkte werden wie folgt berechnet: Für jede richtige Antwort gibt es 1 4 Punkt, für jede falsche Antwort gibt es 1 4 Punkt Abzug. Keine Antwort nutzt und schadet nicht. Sie erhalten mindestens 0 Punkte. (4 Punkte) Modifikator deklarierende Klasse Subklasse Paket restliche Welt public private protected default access Erläuterungen : Die deklarierende Klasse ist die Klasse, in der das mit dem angegebenen Modifikator versehene Programmelement deklariert wurde. Wir gehen davon aus, dass die deklarierende Klasse als public vereinbart ist. In der Spalte Subklasse muss ein ja stehen, wenn man aus jeder Subklasse der deklarierenden Klasse Zugriff auf die mit dem Modifikator versehenen Programmelemente hat. In der Spalte Paket bedeutet ein ja, dass alle Klassen, die zum selben Paket gehören wie die deklarierende Klasse, auf diese Programmelemente zugreifen dürfen. Als restliche Welt werden alle die Klassen bezeichnet, die weder die deklarierende Klasse selbst noch Subklassen von ihr sind, noch zum selben Paket gehören wie die deklarierende Klasse. b) Notieren Sie in dem folgenden Programmcode für alle durch eine vorangestellte Nummer gekennzeichneten Anweisungen, ob der Zugriff auf das (die) verwendete Attribut (Methode/Klasse) erlaubt ist oder nicht. Begründen Sie jeweils ihre Antwort. (15 Punkte) package A; public class A1 { private int i = 0; protected int j = 1; private void am1() { 1) System.out.println("Dies ist eine private Methode" + i); protected void am2() { 2) System.out.println("Dies ist eine Methode mit Modifikator protected " + j);

5 Klausur zum Kurs 1618 im Sommersemester 2003 am boolean isequalto(a1 a) { 3) if ( i == a.i ) return true; return false; public boolean comparea1tob1 (B1 b) { 4) if ( i == b.i ) return true; return false; class B1 { public int i = 2; int j = 3; void bm() { A1 a = new A1(); A1 a2 = new A1(); 5) a.j = 10; 6) a.isequalto(a2); 7) a.am1(); package B; import A.*; class D1 { private int i = 9; class D2 { private int i = 0; D2 created2element () { return new D2(); public class C1 extends A1 { void cm( A1 a, A1 a2, C1 c) { 8) B1 b = new B1(); 9) D1 d = new D1(); 10) D1.D2 d2 = d.created2element(); 11) a.i = 10; 12) c.i = 15; 13) c.j = 20; 14) a.isequalto(a2); 15) c.am2();

6 Klausur zum Kurs 1618 im Sommersemester 2003 am Aufgabe 3: AWT und Ereignissteuerung (32 Punkte) Wir betrachten die folgende Anwendung, die eine Ampelschaltung an einem Bahnübergang simuliert. Abbildung 1: Ein Bahnübergang Wenn auf den Button Zug kommt gedrückt wird, soll die Ampel zunächst blinken und dann auf rot schalten. Wird auf den Button Zug durch gedrückt, soll die Ampel auch zunächst blinken dann aber ausgeschaltet werden. Bei Start der Anwendung darf nur der Button Zug kommt selektierbar sein. In der Zeit, in der die Ampel blinkt und dann auf rot bzw. aus schaltet, darf keiner der Buttons aktiviert werden können. Ist die Ampel nach Zug kommt rot, muss der Button Zug durch wieder selektierbar werden. Analog muss der Button Zug kommt selektierbar sein, sobald die Ampel nach Zug durch ausgeschaltet wurde. Zu jeder Zeit darf höchstens einer der beiden Buttons wählbar sein. Es folgt ein Rahmen für dieses Programm, den Sie nach und nach um bestimmte Funktionalitäten erweitern sollen: import java.awt.*; import java.util.*; public class Ampel extends Canvas { // 0 = aus (grau), 1 = an (rot) private int state = 0; public void paint (Graphics g) { 1) /*** Ampel aus grauem Rechteck und Kreis zeichnen (siehe Abbildung) ***/ switch (state) { case 0: { 2) /*** Kreis in grau neu zeichnen ***/ break; case 1: { 3) /*** Kreis in rot neu zeichnen ***/ break; default: break;

7 Klausur zum Kurs 1618 im Sommersemester 2003 am private void ampelblinkendschalten() {... private void ampelaufrotschalten () { state = 1; paint(getgraphics()); private void ampelaufausschalten () { state = 0; paint(getgraphics()); public void ampeleinschalten () { ampelblinkendschalten(); ampelaufrotschalten (); 4)... public void ampelausschalten () { ampelblinkendschalten(); ampelaufausschalten (); 5)... 6)... import java.awt.*; import java.awt.event.*; public class Ampelsteuerung { public static void main(string[] args) { Frame f = new Frame(); BorderLayout borderlayout1 = new BorderLayout(); f.setsize (310,400); f.setlocation (100,100); f.setlayout(borderlayout1); f.addwindowlistener(new WindowAdapter() { public void windowclosing (WindowEvent e) { // Programm beenden System.exit (0); ); f.setvisible (true);

8 Klausur zum Kurs 1618 im Sommersemester 2003 am Aufgaben: a) Ergänzen Sie die vorhandene Implementierung der Methode paint der Klasse Ampel um die fehlenden Teile, die durch 1), 2) und 3) gekennzeichnet sind 1. (4 Punkte) b) Ergänzen Sie die Klasse Ampelsteuerung um Programmcode, der den dort bereits vorgegebenen Frame f zu einem Fenster mit Aussehen und Inhalt wie in Abbildung 1 dargestellt vervollständigt. Deklarieren Sie dabei insbesondere ein Ampel-Objekt und zwei Button-Objekte und initialisieren Sie diese geeignet. Achten Sie auf die Beschriftung der Buttons, den Aktivierungszustand der Buttons 2 und die Hintergrundfarbe (blau) für den Bereich, in dem die Buttons platziert sind. (6 Punkte) c) Erweitern Sie die Klasse Ampel so, dass Instanzen dieser Klasse als Ereignisquellen für eine selbstdefinierte Ereignismenge Ampelzustand mit den Ereignissen ein und aus dienen können. Geben Sie dabei auch den Programmcode für Klassen und Interfaces an, die zusätzlich für die Realisierung benötigt werden. Das Ereignis ein soll am Ende der Methode ampeleinschalten gefeuert werden (4)) und signalisiert, dass die Ampel jetzt auf rot steht. Das Ereignis aus soll am Ende der Methode ampelausschalten gefeuert werden (5)) und signalisiert, dass die Ampel jetzt ausgeschaltet ist. Methoden zum Registrieren und Löschen von Beobachterobjekten sollen an der durch 6) gekennzeichneten Stelle eingefügt werden. (10 Punkte) d) Erweitern Sie die Klasse Ampelsteuerung um eine Ereignissteuerung, die das in der Beschreibung der Anwendung angegebene Verhalten (Ampel ein-/ausschalten nach Klicken auf einen Button, aktivieren/deaktivieren von Buttons usw.) realisiert. (12 Punkte) 1 Zum Zeichnen und Ausfüllen von Rechtecken können Sie die Methoden void drawrect(int x, int y, int width, int height) und void fillrect(int x, int y, int width, int height) der Klasse Graphics verwenden. 2 Der Aktivierungszustand von Buttons kann mit Hilfe der von der Klasse Component geerbten Methode void setenabled (boolean b) gesetzt werden. Dabei wird ein Button bei einem aktuellen Parameter von false deaktiviert.

9 Klausur zum Kurs 1618 im Sommersemester 2003 am Aufgabe 4: Threads (34 Punkte) Gegeben sei das folgende Java-Programm: public class A { private int wert; public A ( int startwert ) { wert = startwert; public void tausche (A a) { int h = wert; wert = a.wert; a.wert = h; public class WertTausch extends Thread { private A b0; private A b1; WertTausch(A b0, A b1) { this.b0 = b0; this.b1 = b1; public void run() { b0.tausche(b1); public class Main { private static A a0; private static A a1; public static void main(string[] args) { a0 = new A(0); a1 = new A(1); new WertTausch(a0, a1).start(); new WertTausch(a1, a0).start(); Bearbeiten Sie bitte die folgenden Aufgaben: a) Welche Werte stehen in den wert-attributen der beiden A-Objekte a0 und a1, wenn beide Threads ihre run-methode beendet haben? Begründen Sie Ihre Antwort. (8 Punkte)

10 Klausur zum Kurs 1618 im Sommersemester 2003 am b) Betrachten Sie jetzt die folgende Variante der Klasse A public class A { private int wert; private Object o = new Object(); public A ( int startwert ) { wert = startwert; public void tausche (A a) { synchronized (o) { int h = wert; wert = a.wert; a.wert = h; Ändert sich das Verhalten des Programms gegenüber a)? Begründen Sie Ihre Antwort. (5 Punkte) c) Ändert sich das Verhalten des Programms gegenüber b), wenn die Deklaration des Attributs o geändert wird zu private static Object o = new Object();? Begründen Sie auch jetzt Ihre Antwort. (5 Punkte) d) Sehen Sie sich eine weitere Variante der Klasse A an: public class A { private int wert; public A ( int startwert ) { wert = startwert; public synchronized void tausche (A a) { synchronized (a) { int h = wert; wert = a.wert; a.wert = h; Welche der beiden Synchronisationsmethoden (c) oder d)) halten Sie für geeigneter? Kann es bei einem oder beiden der genannten Verfahren zu Problemen kommen? Begründen Sie jeweils Ihre Antwort. (8 Punkte) e) Ergänzen Sie die Methode main um Ausgabeanweisungen, die die wert-attribute der A- Objekte a0 und a1 am Bildschirm anzeigen und zwar einmal vor dem Starten der beiden Threads und nachdem beide Threads ihre run-methode beendet haben. Ggf. müssen Sie dazu auch noch andere Klassen modifizieren. Vorhandene Modifikatoren (z.b. private) dürfen nicht geändert werden. Verwenden Sie die Variante der Klasse A aus Teil c). (8 Punkte)