1 Verkettete Liste (20 Punkte)
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- Ingrid Acker
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1 1 Verkettete Liste (20 Punkte) Eine einfach-verkettete Liste (auch Schlange oder engl. Queue) gibt beinhaltende Objekte am Ende der Liste zurück und entfernt diese aus der Liste mit der Methode removelast():. Neue Objekte werden am Anfang mit insertfirst(o:):void als Inhalt eines Knotens (Node) hinzugefügt. Die bereitgestellte Struktur ist im unten stehenden Klassendiagramm der techn. Spezifikation abgebildet. Als Ausgangssituation dient außerdem eine Ansicht der Liste, die bereits mit 3 Objekten / Knoten gefüllt ist. + removelast(): + insertfirst(o:):void mfirst A B C mlast Stellen Sie zeichnerisch das Umbiegen der Zeigerreferenzen dar für obiges Beispiel, wenn die Methode removelast und danach die Methode insertfirst aufgerufen wurde (die Liste muss nach Ausführung der Methoden jeweils in einem konsistenten Zustand sein). Geben Sie außerdem das vollständige Verhalten der beiden Funktionen als Pseudocode an. Eine Prüfung auf eine leere Liste oder Nullpointer muss nicht erfolgen. 1/5
2 Lösung: function removelast(): Node n:=mfirst solange bis n.mnext!=mlast n:=n.mnext o:=mlast.minhalt n.mnext:=null mlast=n return 0 function insertfirst(o:):void Node d:= neuer Knoten mit o als minhalt d.mnext:=mfirst mfirst:=d mfirst A B C mlast D 2 Laufzeitkomplexität (10 Punkte) Geben Sie die Laufzeitkomplexität als Funktion der Arraylänge für folgenden Algorithmus an: function divideandconquer(array:int[]):void size:= länge des array 1 wenn size > 1 1 erzeuge neues array a der länge size/2 1 belege i mit 0 bis size/2 n/2 a[i]=array[i] 1 divideandconquer(a) Ordnung log 2 (n) Lösung: die Methode wird mit der Hälfte der Array-Elemente erneut aufgerufen, so dass die Komplexität O(log 2 n) erreicht wird. Pro Methodenaufruf wird n*k (k=1/2) viele Einzelaufrufe verwendet (zum Kopieren des Arrays), sodass sich eine Komplexität von =(n*log 2 n) ergbit. Die absoluten Aufwände von 1, sowie die Konstante k=1/2 sind für die Angabe der Ordnung nicht relevant. 2/5
3 3 Kopierprogarmm mit Streams (6 Punkte) Das folgende Programm soll eine Datei (Inputfile) unter einem neuen Namen (Outputfile) abspeichern und damit vollständig kopieren. Tragen Sie in den sechs unterstrichenen Bereichen (" ") die felhlenden Ausdrücke bzw. Methodennamen ein. Lösung (in rot): public static void main(string[] args) File filein=new File("...inputfile..."); File fileout=new File("...outputfile..."); if (filein._exists()) FileOutputStream fos=null; try FileInputStream fis=new FileInputStream(fileIn); fos=new FileOutputStream(fileOut); byte[] array=new byte[200]; while (fis.available()>0) int readbytes=fis.read(array); fos.write(array, 0, readbytes); fos.flush(); catch (FileNotFoundException e) catch (IOException e) finally try fos.close(); catch (IOException e) else System.out.println( "File does not exists"+filein.getabsolutepath()); 3/5
4 4 Abstrakte Klasse und Interface (4 Punkte) Wofür werden abstrakte Klasse und Interfaces verwendet? Lösung:Interfaces werden verwendet zur Erzwingung von Kompatibilität. Interfaces weisen Methden aus (Deklaration), die von den implementierenden Klassen umgesetzt werden müssen (Definition). Abstracte Klasse können auch solche Methoden erzwingen (mittels abstract als keyword vor der Methode) können allerdings auch bereits implementierte Methoden und Variablen durch die normale Vererbung in der Kindklasse zur Verwendung anbieten. 5 Aufgabe Verschlüsselungs-Applikation (20 Punkte) Eine Applikationsoberfläche soll zur Ver- und Entschlüsselung von Nachrichten programmiert werden. Mit der Appklikation muss es möglich sein, Klartexte zu verschlüsseln bzw. Geheimtexte zu entschlüsseln. Als Verschlüsselungsmethode soll die monoalphabetische Verschlüsselung benutzt werden, für die ein Schlüssel mit angegeben werden muss. Zeichnen Sie in das unten stehende Fenster alle zur Umsetzung benötigten GUI-Elemente ein. Nennen sie die verwendeten Klassen aus dem javax.swing Package. Lösung: es werden verwendet JFrame, JPanel, JButton, JTextArea, Jlabel 4/5
5 Bitte geben Sie den Schlüssel ein Schlüssel Bitte geben Sie den Klartext ein Klartext Bitte geben Sie den Geheimtext ein Geheimtext decrypt encrypt 6 Arten von Fehlern (6 Punkte) Erklären Sie den Unterschied zwischen logischem, syntaktischem und semantischem Fehler. Lösung: ist die Syntax verletzt worden (fehlendes Semikolon, fehlende Klammern) liegt ein syntaktischer Fehler vor, der von der Entwicklungsumgebung erkannt werden kann. Ein semantischer Fehler liegt vor, wenn z.b. Die Variablen falsch genutzt werden. Da es sich nicht um syntaktische Variablen handelt, kann dies nur beim Testen erkannt werden. Ein logischer Fehler liegt vor, wenn die Anforderungen falsch verstanden wurden, diese können nicht durch Testen erkannt werden, da bereits ein falsches Verständnis der Anforderung vorliegt. 7 Aufgabe Streams (6 Punkte) Nennen Sie jeweils eine Java Klasse, die folgenden Streamtypen entspricht: Zeichen-Streams FileReader Byte-Streams InputStreamReader Support-Streams BufferedReader 8 Threads (8 Punkte) Wofür wird das Java-Keyword "synchronized" verwendet? Erklären Sie außerdem, wie es zu einem Deadlock kommen kann. Lösung: Um Probleme wie Lost-Update zu verhindern werden geteilte Ressourcen für den gleichzeitigen Mehrbenutzerbetrieb gesperrt mit Hilfe einer Semaphore. Diese gestattet für die mit synchronized markierten Bereiche den Eintritt nur eines Threads, alle anderen werden schlafen gelegt, bis der gesperrte Bereich verlassen wurde. Werden nun innerhalb der Programmausführung mehrere Ressourcen auf diese Weise geschützt, kann es passieren, dass Thread A auf die Freigabe einer Ressource R durch Thread B wartet, während Thread B auf die Freigabe der Ressource S durch Thread A wartet. Damit stoppt die Programmausführung und ein Deadlock ist entstanden. 5/5
Versuchsziele Konzepte der parallelen Programmierung am Beispiel von Threads anwenden können. Einbau von Kontrollmechanismen mittels Semaphore.
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