Abgabe: (vor 12 Uhr) Aufgabe 3.1 (P) Kontrollflussgraph. Zeichnen Sie für das folgende MiniJava-Programm den Kontrollflussgraphen.

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1 TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN FAKULTÄT FÜR INFORMATIK Lehrstuhl für Sprachen und Beschreibungsstrukturen SS 2011 Einführung in die Informatik I Übungsblatt 3 Prof. Dr. Helmut Seidl, A. Lehmann, A. Herz, Dr. M. Petter Abgabe: (vor 12 Uhr) Aufgabe 3.1 (P) Kontrollflussgraph Zeichnen Sie für das folgende MiniJava-Programm den Kontrollflussgraphen. int x, r, n ; r = 1 ; n = 1 ; x = read ( ) ; while ( n < x ) { i f ( r % 1 == 0) r = r n ; else r = r ( n ) ; n = n + 1 ; w r i t e ( r ) ; start r=1; n=1; x=read(); n<x yes Lösungsvorschlag 3.1 stop r%1==0 yes r=r*(-n); r=r*n; n=n+1; write(r); Aufgabe 3.2 (P) Arrays verstehen Diskutieren Sie, was in dem folgenden Programm passiert. 1 public c l a s s MeineArrays extends MiniJava { 2 public static void main ( S t r i n g [ ] args ) { 3 4 int [ ] erstesa = { 1, 2, 3, 4 ; 5 w r i t e ( erstesa [ 1 ] ) ; 6 7 int [ ] zweitesa = new int [ 7 ] ; 8 zweitesa [ 0 ] = 3 ; 9 int i =1; 10 while ( i <zweitesa. l e n g th ) {

2 2 11 zweitesa [ i ] = i +3; 12 i ++; for ( int j =0; j<zweitesa. length ; j++) { 16 w r i t e ( zweitesa [ j ] ) ; 17 i ++; w r i t e ( zweitesa [ i ] ) ; zweitesa = erstesa ; 23 zweitesa [ 1 ] = 2 5 ; 24 w r i t e ( erstesa [ 1 ] ) ; Lösungsvorschlag 3.2 Folgendes passiert in dem Programm: 4 Anlegen eines Arrays mit festem Inhalt 5 Ausgeben des Wertes an Position 1 2 (Die Positionen beginnen bei 0.) 7 Anlegen eines leeren Arrays der Länge 7 8 Füllen der Position 0 mit dem Wert 3 11 Füllen der i-ten Position mit i Das zweite Array ist [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 15 For-Schleife durchläuft das Array Schrittweises Ausgeben des Arrays 17 Variable i wird insgesamt um Länge von Array zweitesa hochgezählt 20 Laufzeitfehler! Position i existiert in Array zweitesa nicht. Es wird eine ArrayIndexOutOfBoundsException geworfen. 22 Die Referenz auf Array erstesa wird in Variable zweitesa kopiert. 23 Das Feld 1 des Arrays, auf das sich zweitesa bezieht, wird auf 25 gesetzt. 24 Durch Zeile 23 wurde auch diese Ausgabe beeinflusst, da erstesa seit Zeile 22 das selbe Array referenziert wie zweitesa.

3 3 Aufgabe 3.3 (P) Meiern In dieser Aufgabe wollen wir das Würfelspiel Meiern implementieren, welches auf folgenden Regeln basiert: Für das Spiel braucht man 2 Würfel. Ein Spieler tritt gegen den Computer an. In jeder Spielrunde würfelt der Spieler mit beiden Würfeln. Die beiden gewürfelten Zahlen kombiniert er zu einer zweistelligen Zahl, so dass die größere von beiden als 10er Stelle und die kleinere von beiden als 1er Stelle interpretiert wird. Die Rangfolge der Würfe ist die folgende: Der höchste Wurf, der sogenannte Meier (21) ist durch keinen anderen Wurf zu überbieten. Ein Spieler, der einen Meier würfelt hat sofort gewonnen. Kurz nach dem Meier folgt das 6er-Pasch (66), gefolgt von den anderen Paschen in absteigender Reihenfolge. Auf das kleinste Pasch (11) folgen die rmalen Würfe in absteigender numerischer Reihenfolge von (65) bis hinab zum kleinstmöglichsten Wurf (31). Es wird solange abwechselnd von Computer und Spieler gewürfelt, bis der aktuelle Spieler den Wurf des vorigen Spielers nicht mehr überbieten kann, und das Spiel verliert. Schreiben Sie ein MiniJava-Programm, mit dem man Meiern gegen den Computer spielen kann. Der Spieler soll abwechselnd über Dialogboxen nach seinen Würfen gefragt werden und als Reaktion darauf die Würfe des Computers mitgeteilt bekommen. Lösungsvorschlag 3.3 public c l a s s Meiern extends MiniJava { public static void main ( S t r i n g [ ] args ) { int lastnumber = 0 ; int number = 1 ; int playernumber = 0 ; // 0 f u e r S p i e l e r, 1 f u e r Computer while ( number > lastnumber ) { lastnumber=number ; int f i r s t d r a w = d i c e ( ) ; int seconddraw = d i c e ( ) ; i f ( f i r s t d r a w > seconddraw ) f i r s t d r a w = f i r s t d r a w 1 0 ; else i f ( seconddraw > f i r s t d r a w ) seconddraw = seconddraw 1 0 ; else { // Pasch i s t mehr Wert a l s ein rmaler Wurf f i r s t d r a w= f i r s t d r a w 100; seconddraw= seconddraw 1 0; number = f i r s t d r a w+seconddraw ; // Wurf zusammensetzen i f ( number==21) number = number 1000; // Meiern i s t h o e c h s t e r Wurf int output = number ; while ( output > 100) output = output /10; i f ( playernumber==0) w r i t e ( Du w u e r f e l s t +output ) ; else w r i t e ( Computer w u e r f e l t +output ) ; playernumber = ( playernumber +1) %2; i f ( playernumber == 0) w r i t e ( Du hast gewonnen ) ;

4 4 else w r i t e ( Computer hat gewonnen ) ; Aufgabe 3.4 [3 Punkte] (H) Kontrollflussgraph Zeichnen Sie den Kontrollflussgraph für folgendes MiniJava-Programm: int prod, x, n ; x = read ( ) ; i f (0 < x ) { prod = 1 ; n = 0 ; while ( prod <= x ) { n = n + 1 ; prod = prod ( n ) ; w r i t e ( prod ) ; else { w r i t e ( n ) ; Hinweis: Zum Zeichnen können Sie z.b. das Programm OpenOffice Draw verwenden. Speichern Sie Ihren Kontrollflussgraph im pdf -Format ab. Das Programm OpenOffice Draw finden Sie unter: Lösungsvorschlag 3.4 start x=read(); write(n); 0<x yes prod=1; n=0; prod<=x yes write(prod); n=n+1; prod=prod*(-n); stop

5 5 Aufgabe 3.5 [7 Punkte] (H) KI für Lustige Sieben a) Modifizieren Sie die Musterlösung zu Aufgabe 1.6 auf Blatt 1 (LustigeSieben.java) so, dass der Computer automatisch spielt. Dazu fragen Sie zu Beginn nur ch nach der gewünschten Anzahl der Spiele n, und lassen den Computer dann fix 10 Geldeinheiten n Spiele lang setzen. Verwenden Sie zur Feldauswahl den (gleich verteilten) Zufallswert feld=generatenumber(2,12);. Speichern Sie Ihre neue Implementation als Uniform.java. b) Protokollieren Sie dabei den Erfolg/Verlust auf den einzelnen Feldern. Führen Sie dazu Arrays ein in denen Sie: die Häufigkeit protokollieren, in der auf das jeweilige Feld gesetzt wurde, die erzielten Gewinne/Verluste durch Setzen auf das jeweilige Feld, die Häufigkeit, mit der das jeweilige Feld gewürfelt wurde. c) Geben Sie die berechneten Statistikdaten in Tabellenform aus, mit den Mitteln aus Aufgabe 2.5 d) Berechnen Sie zusätzlich den erwarteten Gewinn/Verlust basierend auf ihren Messdaten beim Setzen auf die jeweiligen Felder und geben Sie auch diese Werte aus, d.h. den Quotienten t δ i,t 10 n i, wobei δ i,t der Gewinn/Verlust auf Feld i in Runde t und n i die Anzahl ist, wie oft auf Feld i gesetzt wurde. e) Implementieren Sie ausgehend von Uniform.java eine Klasse Optimum.java, welche die beste Ihnen bekannte Strategie zur Feldauswahl realisiert. Hinweis: Uniforme Feldauswahl ist nicht die beste bekannte Strategie in diesem Fall! Lösungsvorschlag 3.5 Die müssen wir ch an die Angabe anpassen: public c l a s s Uniform extends MiniJava { public static void main ( S t r i n g [ ] args ) { // I n i t i a l i s i e r u n g int guthaben =100; f i n a l int e i n s a t z = 1 ; int n = read ( Wie o f t s o l l i c h s p i e l e n? ) ; int g e s e t z t [ ] = new int [ 1 2 ] ; int gewinnundverlust [ ] = new int [ 1 2 ] ; int vorgekommen [ ] = new int [ 1 2 ] ; // S p i e l a b l a u f while ( n > 0 && guthaben >= e i n s a t z ) { n ; // Feld int f e l d =generatenumber ( 2, 12) ; // i n t f e l d = d i c e ( )+d i c e ( ) ; // i n t f e l d =6; // i n t f e l d =2; // dumme LÃ sung ; i s t s c h l e c h t e r a l s G l e i c h v e r t e i l u n g // i n t f e l d =7; // dumme LÃ sung ; i s t genauso s c h l e c h t wie G l e i c h v e r t e i l u n g int wurf = d i c e ( )+d i c e ( ) ; // Gewinnberechnung int gewinn = 0 ; i f ( wurf==f e l d ) { gewinn = e i n s a t z 2 ; // 2. F a l l

6 6 i f ( wurf == 7) gewinn = gewinn + e i n s a t z ; // 1. F a l l else { i f ( ( wurf<7&&f e l d <7) ( wurf>7&&f e l d >7) ) { gewinn = e i n s a t z ; // 3. F a l l // p r o t o k o l l i e r e r e i g e s e t z t [ f e l d 2]++; gewinnundverlust [ f e l d 2]=gewinn e i n s a t z+gewinnundverlust [ f e l d 2]; vorgekommen [ wurf 2]++; guthaben=guthaben e i n s a t z+gewinn ; n=0; while (n<11){ i f ( g e s e t z t [ n ]! = 0 ) System. out. p r i n t l n ( Die Z i f f e r +(n+2)+ : +g e s e t z t [ n]+ x g e s e t z t +gewinnundverlust [ n]+ gewonnen + vorgekommen [ n]+ x vorgekommen ; e r w a r t e t e r Verlust : +(gewinnundverlust [ n ] ) /( g e s e t z t [ n ] )+ % ) ; else System. out. p r i n t l n ( Die Z i f f e r +(n+2)+ : +g e s e t z t [ n]+ x g e s e t z t +gewinnundverlust [ n]+ gewonnen + vorgekommen [ n]+ x vorgekommen ; e r w a r t e t e r Verlust :? ( Keine H i s t o r i e vorhanden ) ) ; n++;