Tutoraufgabe 1 (Überladen von Methoden):

Transkript

1 Prof. aa Dr. J. Giesl Programmierung WS12/13 M. Brockschmidt, F. Emmes, C. Otto, T. Ströder Allgemeine Hinweise: Die Hausaufgaben sollen in Gruppen von je 2 Studierenden aus der gleichen Kleingruppenübung (Tutorium) bearbeitet werden. Namen und Matrikelnummern der Studierenden sind auf jedes Blatt der Abgabe zu schreiben. Heften bzw. tackern Sie die Blätter! Die Nummer der Übungsgruppe muss links oben auf das erste Blatt der Abgabe geschrieben werden. Notieren Sie die Gruppennummer gut sichtbar, damit wir besser sortieren können. Die Lösungen müssen bis Freitag, um 8:00 Uhr in den entsprechenden Übungskasten eingeworfen werden. Sie nden die Kästen am Eingang Halifaxstr. des Informatikzentrums (Ahornstr. 55). Alternativ können Sie die Lösungen auch in Ihrem Tutorium vor der Abgabefrist direkt bei Ihrer Tutorin/Ihrem Tutor abgeben. In einigen Aufgaben müssen Sie in Java programmieren und.java-dateien anlegen. Drucken Sie diese aus und schicken Sie sie per vor Freitag, den um 8:00 Uhr an Ihre Tutorin/Ihren Tutor. Stellen Sie sicher, dass Ihr Programm von javac akzeptiert wird, ansonsten werden keine Punkte vergeben. Beachten Sie auch die Codekonventionen auf der Webseite zur Vorlesung (Verstöÿe gegen diese Konventionen können zu Punktabzügen führen). Tutoraufgabe 1 (Überladen von Methoden): Lösen Sie die folgende Aufgabe ohne Einsatz eines Computers. Bedenken Sie, dass Sie in einer Prüfungssituation ebenfalls keinen Computer zur Verfügung haben. Betrachten Sie das folgende kurze Programm: public class Ueberladen { public static int foo ( double x, char y) { return 1; public static int foo ( double x, double y) { return 2; public static int foo ( char x, long y) { return 3; public static int foo ( float... x ) { return 4; public static int foo ( float x, char y) { return 5; public static int foo ( int x, double y) { return 6; public static int foo ( int x ) { return 7; public static int foo ( double x ) { return 8; public static void main ( String [] args ) { byte x1 = ( byte ) 1; long x2 = ( long ) 2; double x3 = ( double ) 3; System. out. println ( foo (.0,.0 f )); // a) OUT : System. out. println ( foo (x2, 1L )); // b) OUT : System. out. println ( foo (x1, x2 )); // c) OUT : System. out. println ( foo (1f, 'c ' )); // d) OUT : System. out. println ( foo (1L, 'y ' )); // e) OUT : System. out. println ( foo (x3, 'z ' )); // f) OUT : System. out. println ( foo (1 )); // g) OUT : System. out. println ( foo (1 f )); // h) OUT : Geben Sie für die acht mit OUT: markierten Aufrufe von foo jeweils an, welche Ausgabe erzeugt wird. Begründen Sie Ihre Antwort. Hinweise: 1

2 Beachten Sie die Übersicht über implizite Datentypanpassung auf Folie 5 in Abschnitt II.1.2. Zahlen wie 1L mit einem L am Ende sind vom Typ long. Aufgabe 2 (Überladen von Methoden): (4 Punkte) Lösen Sie die folgende Aufgabe ohne Einsatz eines Computers. Bedenken Sie, dass Sie in einer Prüfungssituation ebenfalls keinen Computer zur Verfügung haben. Betrachten Sie das folgende kurze Programm: public class Ueberladen { public static int foo ( short x, int y) { return 1; public static int foo ( long x, char y) { return 2; public static int foo ( int x, int y) { return 3; public static int foo ( char x, double y) { return 4; public static int foo ( double x, int y) { return 5; public static int foo ( int... x ) { return 6; public static int foo ( short x ) { return 7; public static int foo ( long x ) { return 8; public static void main ( String [] args ) { long x1 = ( long ) 1; short x2 = ( short ) 2; float x3 = ( float ) 3; System. out. println ( foo (1.0, x2 )); // a) OUT : System. out. println ( foo ( 'x ', x3 )); // b) OUT : System. out. println ( foo (x2, x2 )); // c) OUT : System. out. println ( foo (x2, 1)); // d) OUT : System. out. println ( foo (x1, 1)); // e) OUT : System. out. println ( foo ( x1 )); // f) OUT : System. out. println ( foo (( byte ) x2 )); // g) OUT : System. out. println ( foo (1 )); // h) OUT : Geben Sie für die acht mit OUT: markierten Aufrufe von foo jeweils an, welche Ausgabe erzeugt wird. Begründen Sie Ihre Antwort. Hinweise: Beachten Sie die Übersicht über implizite Datentypanpassung auf Folie 5 in Abschnitt II.1.2. Tutoraufgabe 3 (Rechtecke): In dieser Aufgabe soll eine Klasse erstellt werden, mit der sich Rechtecke repräsentieren lassen. Ein solches Rechteck lässt sich mit den Koordinaten x und y für die linke obere Ecke, der Breite width und der Höhe height beschreiben, wobei x, y, width und height positive rationale Zahlen (einschlieÿlich 0) sind. Sie können für die entsprechenden Attribute den Typ double verwenden. Ihre Implementierung sollte mindestens die folgenden Methoden und Konstruktoren beinhalten. Sie sollten dabei die Konzepte der Datenkapselung berücksichtigen. In dieser Aufgabe dürfen Sie die Methoden double Math.max(double x, double y) und double Math.min(double x, double y) einsetzen, um das Maximum bzw. das Minimum von zwei double-werten zu bestimmen. Ansonsten dürfen aber keine Bibliotheksfunktionen verwendet werden. Konzentrieren Sie sich im Tutorium zuerst auf die Dokumentation mit Javadoc (Aufgabenteil e), die Konstruktoren (Teil a) und die anschlieÿend die Methoden getx(), setx (Teil b) und intersection, unity (Teil d). 2

3 a) Erstellen Sie die folgenden Konstruktoren, um Objekte des Typs Rectangle erzeugen zu können: public Rectangle ( double x, double y, double width, double height ) public Rectangle ( Rectangle rectangle ) public Rectangle () Beachten Sie dabei folgende Punkte: Der Konstruktor mit vier Parametern soll ein Rechteck erzeugen, dessen Attribute jeweils die von den entsprechenden Parametern angegebenen Werte haben. Hier muss der Aufrufer (und nicht Sie als Implementierer der Klasse Rectangle) sicherstellen, dass die Parameter keine Werte kleiner als 0.0 haben. Der Konstruktor mit einem Parameter soll ein Rechteck erzeugen, dessen Attribute die gleichen Werte haben wie die Attribute von rectangle. Hier muss der Aufrufer (und nicht Sie als Implementierer der Klasse Rectangle) sicherstellen, dass der Parameter rectangle nicht den Wert null hat. Der Konstruktor, der ohne Argumente aufgerufen wird, erstellt ein Rechteck mit Breite und Höhe 0.0 an den Koordinaten 0.0 und 0.0. b) Erstellen Sie die folgenden Selektoren, um die Koordinaten, die Breite und die Höhe eines Rechtecks setzen und auslesen zu können: public double getx () public void setx ( double x) public double gety () public void sety ( double y) public double getwidth () public void setwidth ( double width ) public double getheight () public void setheight ( double height ) c) Erstellen Sie die folgenden Methoden, mit denen man Rechtecke bearbeiten kann: public static Rectangle unity () public void move ( double x, double y) public boolean contains ( double x, double y) public void stretch ( double factor ) public double size () public Rectangle union ( Rectangle rectangle ) public Rectangle intersection ( Rectangle rectangle ) Bei den in diesem Aufgabenteil geforderten Methoden muss der Aufrufer (und nicht Sie als Implementierer der Klasse Rectangle) sicherstellen, dass die Parameter, mit denen die Methoden aufgerufen werden, nicht den Wert null haben oder negative Zahlen sind. Diejenigen Methoden, die den Rückgabetyp void haben, sollen als Seiteneekt das Objekt entsprechend ändern, für das sie aufgerufen werden. Beachten Sie dabei folgende Punkte: Ein Aufruf von unity() soll einen neues Rechteck zurückgeben, das genau 1.0 breit und hoch ist und die Koordinaten 0.0 und 0.0 hat. Die Methode move(double x, double y) soll das aktuelle Rechteck an die Koordinaten x und y verschieben. Die Methode contains(double x, double y) prüft, ob der Punkt mit den Koordinaten x und y in dem aktuellen Rechteck liegt. Die Methode stretch(double factor) soll das aktuelle Rechteck um den Faktor factor strecken. Das heiÿt, die Höhe und die Breite werden mit dem Faktor factor multipliziert. Die Methode size() gibt die Fläche des aktuellen Rechtecks zurück. 3

4 Die Methode union(rectangle rectangle) soll ein neues Rechteck zurückgeben, das durch die Vereinigung des aktuellen Rechtecks mit dem Rechteck rectangle entsteht. Hinweis: Die Vereinigung zweier Rechtecke ist das kleinste Rechteck, das die beiden anderen vollständig abdeckt. Die Methode intersection(rectangle rectangle) soll ein neues Rechteck zurückgeben, das durch den Schnitt des aktuellen Rechtecks mit dem Rechteck rectangle entsteht. Wenn die Rechtecke sich nicht überlappen, soll null zurückgeliefert werden. Hinweis: Der Schnitt zweier Rechtecke ist das gröÿte Rechteck, welches in beiden enthalten ist. d) Erstellen Sie ebenfalls Implementierungen für die folgenden Methoden: public boolean isequalto ( Rectangle rectangle ) public String tostring () public Rectangle copy () Dabei soll die Methode isequalto(rectangle rectangle) zurückgeben, ob das aktuelle Rechteck die gleich Form wie das Rechteck rectangle hat. Dabei kann rectangle auch den Wert null haben. (Zwei Rechtecke haben dieselbe Form, wenn Sie an denselben Koordinaten liegen und die Breite und die Höhe jeweils gleich sind.) Die Methode tostring() erstellt eine textuelle Repräsentation des aktuellen Rechtecks, aus der die Koordinaten, die Breite und die Höhe hervorgehen. Zum Beispiel stellt der String ( ),12.0,13.0 das Rechteck mit den Koordinaten 10.0 und 11.0 und der Breite 12.0 und Höhe 13.0 dar. Die Methode copy() erzeugt ein neues Rechteck, das eine Kopie des aktuellen Rechtecks ist. e) Dokumentieren Sie die alle ihre Methoden die als public markiert sind, indem Sie die Implementierung mit Javadoc-Kommentaren ergänzen. Diese Kommentare sollten einen allgemeine Erklärung der Methode sowie weitere Erklärungen jedes Parameters und des return-wertes enthalten. Verwenden Sie innerhalb des Kommentars dafür die Benutzen Sie das Programm javadoc, um Ihre Javadoc-Kommentare in das HTML-Format zu übersetzen. Überprüfen Sie mit einem Browser, ob das gewünschte Ergebnis generiert wurde und senden Sie die HTML-Dateien an ihren Tutor bzw. Tutorin. Bitte drucken Sie die generierten Dateien, der Umwelt zuliebe, nicht aus. Aufgabe 4 (Serveranbieter): ( = 18 Punkte) Wir beschäftigen uns in dieser Aufgabe mit Anbietern von Servern (ein Server ist ein für den Dauer-Einsatz gebauter Computer). Jeder solche Anbieter hat eine Server-Halle, in der die verschiedenen Server untergebracht sind. Diese Server werden an Kunden vermietet. Wir verwenden hierfür die Klassen Kunde, Anbieter, Server und Main, welche teilweise schon als.java-dateien existieren und auf der Homepage zur Veranstaltung zur Verfügung stehen. In der Klasse Anbieter existiert bereits ein Array vom Typ Server[], in dem die Server des Anbieters gespeichert sind. Weiterhin existiert bereits ein Attribut kontostand, in dem gespeichert ist, wieviel Geld der Anbieter eingenommen hat. Beachten Sie bei der Bearbeitung der folgenden Aufgabenteile die Prinzipien der Datenkapselung. Verwenden Sie also das Schlüsselwort public nur für die Teile der Implementierung, auf die von anderen Klassen aus zugegrien werden soll. Verwenden Sie private für die Methoden und Attribute, die nur innerhalb der jeweiligen Klasse direkt verwendet werden. a) Vervollständigen Sie die Klasse Anbieter so, dass der Standard-Konstruktor Anbieter() jedem damit erzeugten Anbieter-Objekt eine eindeutige Zahl zuordnet und speichern Sie diese Zahl in einem Attribut namens id. Das erste damit erzeugte Anbieter-Objekt soll die ID 1 bekommen, das zweite erzeugte entsprechend Objekt die ID 2,... Hinweis: Verwenden Sie ein statisches Attribut, um mitzuzählen, wie viele bzw. welche IDs bereits vergeben wurden. Sie können davon ausgehen, dass es nicht mehr als Anbieter gibt. 4

5 b) Ergänzen Sie in der Klasse Anbieter die tostring-methode an der mit TODO markierten Stelle. Der zurückgegebene String soll in der ersten Zeile einen String der folgenden Form ausgeben: (ANBIETER 5) Kontostand: Die Ausgabe enthält also in der ersten Zeile die ID des Anbieters sowie den Kontostand. c) Schreiben Sie die Klasse Main und darin die main-methode. Erzeugen Sie in dieser Methode zwei Anbieter-Objekte und geben Sie die String-Darstellung dieser Objekte auf der Konsole aus. (ANBIETER 1) Kontostand: 0.0 (ANBIETER 2) Kontostand: 0.0 d) Schreiben Sie die Klasse Kunde. Jeder Kunde soll, analog zu jedem Anbieter, einen Kontostand haben. Dieser ist anfangs immer Schreiben Sie in der Klasse Kunde eine Methode getkontostand, die den Kontostand des Kunden zurückgibt. Um ein Kunde-Objekt für den aktuellen Anbieter zu erhalten, verwenden wir die Methode neuerkunde in der Klasse Anbieter. Diese liefert ein neues Kunde-Objekt zurück, wobei im Kunde-Objekt zusätzlich zum Kontostand auch in einem weiteren Attribut gespeichert ist, wer der Anbieter des Kunden ist. Schreiben Sie diese Methode neuerkunde in der Klasse Anbieter und vervollständigen Sie auch die Klasse Kunde entsprechend (Die Klasse Kunde benötigt ein weiteres Attribut und einen geeigneten Konstruktor). e) Schreiben Sie in der Klasse Kunde eine tostring-methode. Der zurückgegebene String soll einen String der folgenden Form ausgeben: (KUNDE) Kontostand: (ANBIETER 5) Kontostand: Die erste Zeile enthält also den Kontostand, die zweite Zeile ist die String-Darstellung des Anbieters, der dem Kunden zugeordnet ist. f) Passen Sie die main-methode so an, dass drei Kunde-Objekte angelegt werden. Die ersten beiden Kunden sollen dabei zu dem ersten Anbieter gehören, der dritte Kunde zum zweiten Anbieter. Geben Sie die String-Darstellung dieser drei Objekte auf der Konsole aus. (KUNDE) Kontostand: (ANBIETER 1) Kontostand: 0.0 (KUNDE) Kontostand: (ANBIETER 1) Kontostand: 0.0 (KUNDE) Kontostand: (ANBIETER 2) Kontostand: 0.0 g) Fügen Sie in der Klasse Kunde eine Methode bezahle hinzu. Diese bekommt einen double-wert übergeben und subtrahiert diesen Betrag vom Kontostand des Kunden. Anschlieÿend ist der Kontostand des Kunden also um exakt diesen Betrag geringer. h) Damit ein Kunde einen Server bei seinem Anbieter anmieten kann, schreiben wir die Methode neuerserver in der Klasse Kunde. Diese bekommt zwei Argumente vom Typ int übergeben, wobei der erste Wert für den RAM-Ausbau des Servers (in GByte) steht. Der zweite Wert steht für den Festplattenplatz des Servers (in TByte). Implementieren Sie die Methode so, dass diese eine Methode neuerserver in der Klasse Anbieter aufruft. Diese bekommt zusätzlich zu den beiden int-argumenten auch noch das jeweilige Kunde-Objekt 5

6 übergeben und gibt als int-wert den Stellplatz des Servers beim Anbieter des Kunden zurück. Speichern Sie diesen Stellplatz in einem neuen Attribut stellplatz des Kunden, das mit 1 initialisiert ist. Das Attribut stellplatz des Kunden gibt jeweils an, welchen Server er bei seinem Anbieter angemietet hat. Implementieren Sie nun die Methode neuerserver in der Klasse Anbieter. Diese soll zuerst überprüfen, ob Platz für einen neuen Server ist (was der Fall ist, wenn ein null-eintrag im Server[]-Array existiert). Wenn dies der Fall ist, soll der Mietpreis vom Kunden bezahlt werden. Der Preis setzt sich aus 5 r + 2 p zusammen, wenn r angibt wie viele GByte RAM der Server haben soll und p angibt, wie viele TByte Festplattenplatz der Server haben soll. Falls Platz für einen neuen Server ist, muss der Kunde den entsprechenden Preis bezahlen. Schreiben Sie hierzu eine Hilfsmethode bezahle in der Klasse Anbieter, die überprüft, ob der Kunde genügend Geld auf seinem Konto hat. In diesem Fall wird das Geld beim Kunden vom Konto entfernt, beim Anbieter dem Konto hinzugefügt und die Methode bezahle liefert true zurück. Ansonsten liefert sie false. Wenn der Kunde bezahlt hat, soll das neue Server-Objekt angelegt werden und an einem freien Platz im serverhalle-array hinzugefügt werden. Implementieren Sie hierfür einen passenden Konstruktor in der Klasse Server. Bei Erfolg ist die Rückgabe der Methode der Array-Index, an dem der Server zu nden ist (was den Stellplatz in der Halle repräsentiert). Ansonsten ist die Rückgabe 1. Passen Sie in der Klasse Kunde die tostring-methode so an, dass in der zweiten Zeile der Stellplatz des angemieteten Servers mit ausgegeben wird, sofern das entsprechende Attribut nicht 1 ist. Erweitern Sie anschlieÿend die main-methode in der Klasse Main so, dass der erste Kunde einen Server mit 8 GByte RAM und 2 TByte Festplattenplatz bekommt. Der zweite Kunde soll einen Server mit 16 GByte RAM und 10 TByte Festplattenplatz bekommen, der dritte Kunde einen Server mit 192 GByte RAM und 15 TByte Festplattenspeicher. Geben Sie unmittelbar nach jedem der drei neuerserver-aufrufe auf der Konsole die String-Darstellung des jeweiligen Kunden aus. (KUNDE) Kontostand: Stellplatz: 0 (ANBIETER 1) Kontostand: 44.0 Stellplatz 0 :(SERVER) RAM: 8 GByte, Festplattenplatz: 2 TByte (KUNDE) Kontostand: Stellplatz: 1 (ANBIETER 1) Kontostand: Stellplatz 0 :(SERVER) RAM: 8 GByte, Festplattenplatz: 2 TByte Stellplatz 1 :(SERVER) RAM: 16 GByte, Festplattenplatz: 10 TByte (KUNDE) Kontostand: 10.0 Stellplatz: 0 (ANBIETER 2) Kontostand: Stellplatz 0 :(SERVER) RAM: 192 GByte, Festplattenplatz: 15 TByte i) Schreiben Sie eine Methode mehrram in der Klasse Kunde. Diese soll ein int-argument übergeben bekommen und dafür sorgen, dass nach Ausführung der Methode der Server des Kunden so viel RAM mehr hat, wie dieses Argument (in GByte) angibt. Um dies zu erreichen, schreiben und verwenden Sie die Methode mehrram in der Klasse Anbieter, welche zusätzlich ein weiteres int-argument bekommt, das den Stellplatz des Servers angibt. Zusätzlich wird ein Kunde-Objekt übergeben. In dieser Methode soll, sofern der Server an der angegebenen Stelle im serverhalle-array existiert, dem Kunden Geld für den Einbau berechnet werden. Wenn der Kunde bezahlt hat, soll die Methode mehrram in der Klasse Server aufgerufen werden, die das ram-attribut des jeweiligen Servers entsprechend erhöht. Der Betrag, den der Kunde bezahlen muss, ist 5 r, wenn r angibt, wieviele GByte RAM zusätzlich eingebaut werden sollen. Implementieren Sie für diese Teilaufgabe also in den drei Klassen Kunde, Anbieter und Server jeweils eine Methode mehrram (mit unterschiedlicher Signatur). 6

7 Erweitern Sie anschlieÿend die main-methode in der Klasse Main so, dass der erste Kunde 8 GByte zusätzlichen RAM einbauen lässt und geben Sie anschlieÿend auf der Konsole die String-Darstellung dieses Kunden aus. (KUNDE) Kontostand: Stellplatz: 0 (ANBIETER 1) Kontostand: Stellplatz 0 :(SERVER) RAM: 16 GByte, Festplattenplatz: 2 TByte Stellplatz 1 :(SERVER) RAM: 16 GByte, Festplattenplatz: 10 TByte j) Dokumentieren Sie alle ihre Klassen, Attribute und Methoden die als public markiert und nicht bereits dokumentiert sind, indem Sie die Implementierung mit Javadoc-Kommentaren ergänzen. Diese Kommentare sollten einen allgemeine Erklärung der Methode sowie weitere Erklärungen jedes Parameters und des return-wertes enthalten. Verwenden Sie innerhalb des Kommentars dafür die In der Klasse Main müssen Sie keine Dokumentation ergänzen. Benutzen Sie das Programm javadoc, um Ihre Javadoc-Kommentare in das HTML-Format zu übersetzen. Überprüfen Sie mit einem Browser, ob das gewünschte Ergebnis generiert wurde und senden Sie die HTML-Dateien an ihren Tutor bzw. Tutorin. Bitte drucken Sie die generierten Dateien, der Umwelt zuliebe, nicht aus. 7