Android will doch nur spielen. Java Übung

Transkript

1 Android will doch nur spielen Java Übung

2 Vorbereitung: Erstellen Sie mit Eclipse zunächst ein neues Java Projekt JavaUebungen. Lassen Sie die restlichen Einstellungen unverändert. Erzeugen Sie das Projekt durch einen Klick auf Finish. In Ihrem Projektordner wurde ein (leerer) Ordner src angelegt. Erstellen Sie darin das Paket ipvs.android.workshop.exercises. Kopieren Sie die bereits für Sie vorbereitete Java Klasse Exercises.java. Diese Klasse ruft Ihre bereits bearbeiteten Übungsaufgaben auf. Dazu müssen Sie zuvor in dieser Klasse die Kommentierung (//) vor der jeweiligen Übung aufheben. Übung 1: Legen Sie in dem soeben erstellten Paket ein Unterpaket exercise01 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_01 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. Lassen Sie diese Methode Hallo, Java! ausgeben. Verwenden Sie hierfür die Methode println aus dem Java Paket System.out. Bauen Sie Ihr soeben erzeugtes Projekt und testen Sie, ob es funktioniert. Übung 2: Legen Sie ein Unterpaket exercise02 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_02 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. Lassen Sie diese Methode Sie persönlich begrüßen. Sie soll also Hallo, >>Ihr Name<<! ausgeben. Den Namen können Sie als command-line Parameter übergeben. Diese Parameter verwaltet die main Methode in Java im Array args. Prüfen Sie zunächst ab, ob nur ein Parameter angegeben wurde (length) und verwenden Sie diesen (args[0]) für Ihre Ausgabe. Wurden zu viele (oder zu wenige Parameter angegeben, so sollten Sie den Benutzer über seinen Fehler aufklären! Übung 3: Legen Sie ein Unterpaket exercise03 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_03 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. Lassen Sie diese Methode Sie persönlich begrüßen. Sie soll also Hallo, >>Ihr Name<<! ausgeben. Im Gegensatz zu Übung 2 soll der Name des Benutzers aber erst zu Laufzeit Abgefragt und eingelesen werden. Dies kann in Java mittels eines Scanner implementiert werden. Implementieren Sie ein Programm, das zunächst nach dem Namen des Benutzers fragt, diesen Einliest und anschließend wieder ausgibt. Wie der Scanner arbeitet können Sie in der Klasse Exercises.java nachschauen. Übung 4: Legen Sie ein Unterpaket exercise04 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_04 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. Diese Klasse soll für ein angegebenes Jahr ermitteln, ob es sich dabei um ein Schaltjahr handelt. Ein Jahr ist ein Schaltjahr, wenn es durch 4, aber nicht durch 100 teilbar ist ODER es durch 400 teilbar ist.

3 Erzeugen Sie hierfür zunächst eine statische Methode isleapyear, die prüft, ob ein angegebenes Jahr ein Schaltjahr ist und dies als Wahrheitswert zurückgibt. Diese Methode soll außerhalb dieser Klasse nicht sichtbar sein. Ihre main Methode soll vom Benutzer abfragen für welches Jahr er eine Berechnung durchführen möchte, diese Angabe an isleapyear übergeben und anschließend das Ergebnis für den Nutzer sichtbar machen. Übung 5: Legen Sie ein Unterpaket exercise05 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_05 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. In dieser Übung sollen Sie einen Taschenrechner implementieren, der die vier Grundrechenarten (+, -, *, /) im Zahlenbereich der ganzen Zahlen beherrscht. Gehen Sie bei der Implementierung folgendermaßen vor: Fragen Sie zunächst vom Benutzer zwei ganze Zahlen (Integer) a, b ab. Im Anschluss soll der Benutzer eine der vier Grundrechenarten eingeben. Führen Sie danach die entsprechende Berechnung durch und geben Sie das Ergebnis (zusammen mit der Information was Sie soeben berechnet haben) aus. Achten Sie bei der Division darauf, dass b = 0 nicht gestattet ist! Bedenken Sie weiterhin, dass sich, bedingt durch die Division, das Ergebnis nicht mehr zwangsläufig im Bereich der ganzen Zahlen befinden muss (empfohlener Datentype: double). Übung 6: Legen Sie ein Unterpaket exercise06 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_06 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. In dieser Übung soll die Summenfunktion implementiert werden. Der Benutzer soll eine beliebige natürliche Zahl n eingeben, von der anschließend die oben angegebene Summe gebildet werden soll. Dafür bietet sich eine for-schleife an. Die Syntax der for- Schleife sieht folgendermaßen aus: for (Initialisierung; Schleifenbedingung; Inkrement) Anweisung; Abschließend soll das Ergebnis dem Benutzer präsentiert werden. Übung 7: Legen Sie ein Unterpaket exercise07 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_07 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. In dieser Übung soll die Fakultätsfunktion (n! = n * (n 1) * * 1) berechnet werden. Der Benutzer gibt eine beliebige natürliche Zahl n ein, von der anschließend n! berechnet und ausgegeben werden soll. Diese Berechnung soll iterativ, d.h. mittels einer Schleife erfolgen. Auch für diese Berechnung bietet sich eine for-schleife an. Übung 8: Legen Sie ein Unterpaket exercise07 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_07 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. In dieser Übung soll erneut die Fakultätsfunktion (n! = n * (n 1) * * 1) berechnet werden.

4 Im Gegensatz zu Übung 7 soll die Berechnung nun rekursiv erfolgen. Gehen Sie dabei wie folgt vor: 1. Erzeugen Sie eine statische Methode fac, die zu einem gegebenen n n! zurückgibt. 2. fac muss zunächst überprüfen, ob n < 2 ist und somit das Ergebnis bereits direkt berechnet werden kann ( ). 3. Ist n > 1, so ist das Ergebnis Rufen Sie von der main Methode aus fac auf und geben Sie dem Benutzer das berechnete Ergebnis aus. Übung 9: Legen Sie ein Unterpaket exercise09 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_09 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. Diese Klasse soll für zwei angegebene Parameter die Sudanfunktion berechnen. Die Sudanfunktion ist eine in der Informatik, hinsichtlich ihrer Berechenbarkeit, interessante Funktion. Sie ist folgendermaßen definiert: F 0 (x, y) = x + y F n+1 (x, 0) = x, n 0 F n+1 (x, y + 1) = F n (F n+1 (x, y), F n+1 (x, y) + y + 1), n 0 Erzeugen Sie eine rekursive Methode zur Berechnung der Sudanfunktion, die n, x und y als Eingabeparameter erwartet. Geben Sie das Ergebnis der Berechnung aus. Übung 10: Legen Sie ein Unterpaket exercise10 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_10 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. In dieser Übung sollen drei ganze Zahlen der Größe nach sortiert werden. Die vom Benutzer ausgewählten Zahlen sollen für diese Übung nicht in lokalen Variablen abgelegt werden, sondern in einem globalen Array. Erzeugen Sie hierfür zunächst ein privates, statisches, finales Integer Array der Größe 3 global. Dazu muss sich die Definition außerhalb aller Methoden befinden. Lesen Sie anschließend in Ihrer main Methode drei ganzzahlige Werte ein und speichern Sie diese direkt in den drei Zellen des Arrays. Sortieren Sie, wie unten beschrieben diese drei Felder und geben Sie das Ergebnis aus. Erstellen Sie eine private, statische Methode swap, die zwei Positionen des globalen Array übergeben bekommt und diese beiden miteinander vertauscht. Dies soll aber nur geschehen, wenn beide Positionen sich innerhalb der Grenzen des Arrays befinden. Für diese Überprüfung können Sie auf die Methode length zurückgreifen. Erstellen Sie eine weitere private, statische Methode sort, die die Inhalte der drei Felder des Arrays miteinander vergleicht und der Größe nach sortiert. Verwenden Sie hierfür die soeben erstellte Methode swap. Versuchen Sie mit so wenig Vergleichen wie möglich auszukommen. Kleine Überlegung am Rande: Sie haben das Array als final, das heißt unveränderbar definiert. Können Sie sich erklären, warum Sie dennoch die darin befindlichen Daten manipulieren konnten?

5 Übung 11: Legen Sie ein Unterpaket exercise11 an. Erzeugen Sie darin eine Java-Klasse mit dem Namen Exercise_11 und lassen Sie Eclipse die main Methode automatisch erstellen. In dieser Übung soll eine einfache Personenverwaltung in Ansätzen implementiert werden. Erzeugen Sie ein Unterpaket innerhalb von exercise11 mit dem Namen classes. Erzeugen sie darin eine abstrakte Klasse Person mit eingeschränkter Sichtbarkeit. Eine Person besitzt die beiden Attribute firstname und lastname. Für diese Attribute soll ein Standard Setter in der Klasse bereits definiert werden. Lassen Sie dies Eclipse automatisch generieren (Source -> Generate Getter and Setter ). Die Getter sollen an dieser Stelle allerdings nicht implementiert, sondern als abstrakt gekennzeichnet werden! Zusätzlich soll noch folgender Konstruktor implementiert werden: public Person(String firstname, String lastname) { super(); this.firstname = firstname; this.lastname = lastname;} Leiten Sie von dieser Klasse die finale Klasse Employee ab. Ein Angestellter besitzt neben einem Vor- und Nachnamen noch eine ihm zugeteilte Abteilung ( department ). Für diese können Sie Eclipse ebenfalls Getter und Setter generieren lassen. Der Konstruktor für eine Instanz eines Angestellten soll folgendermaßen aussehen: public Employee(String firstname, String lastname, String department) { super(firstname, lastname); this.department = department;} Da Employee von Person abgeleitet wurde, muss diese Klasse die abstrakten Methoden der super-klasse implementieren. Für getfirstname() könnte dies z.b. so public String getfirstname() { return super.firstname;} Zusätzlich können Sie in abgeleiteten Klassen auch nicht abstrakte Methoden der Elternklasse verfeinern. Für die Klasse der Angestellten soll dies beispielhaft mit der Methode tostring durchgeführt public String tostring() { return "Employee " + "(" + department + ") [firstname=" + getfirstname() + ", lastname=" + getlastname() + "]";} Leiten Sie mit External eine weitere Klasse von Person ab. Einem Besucher soll ein Angestellter als Betreuer ( tutor ) zugeteilt werden können. Implementieren Sie alle benötigten Methoden, genau wie Sie es bereits für Mitarbeiter getan haben. Allerdings soll der Getter für den Nachnamen

6 nun an den Nachnamen noch die Flag _ex anhängen und die Ausgabe mit tostring so folgendermaßen aussehen (einen Zeilenumbruch innerhalb eines Strings erzeugen Sie mittels \n): External [firstname=john, lastname=doe_ex] supervised by: Employee (AS) [firstname=christoph, lastname=stach] Testen Sie, ob Sie die Klassen richtig implementiert haben, indem Sie in Ihrer main Methode die beiden Mitarbeiter Christoph Stach, Abteilung AS Lars Geiger, Abteilung VS anlegen. Erzeugen Sie eine Instanz eines Besuchers für sich und weisen Sie sich Christoph Stach als Betreuer zu. Geben Sie die Instanz des Besuchers mittels tostring aus. Übung 12: Legen Sie ein Unterpaket exercise12 an. Kopieren Sie die vorgegebene Klasse Exercise_12 in dieses Paket. In dieser Übung soll die lineare mit der binären Suche verglichen werden. Erzeugen Sie darin das Unterpaket algorithms. Kopieren Sie die Klasse SearchAlgorithms in dieses Paket. Füllen Sie die darin enthaltenen Dummy-Methoden linearsearch und binarysearch mit Code, der dem unten aufgeführtem Pseudocode entspricht. Testen Sie das Programm und sehen Sie sich die Laufzeit der beiden Algorithmen an. Die binäre Suche sollte in der Regel schneller sein, als die lineare. Pseudocode: LineareSuche (Feld, Element) FÜR i VON 0 BIS Feldlänge 1 WENN Feld[i] = Element DANN RÜCKGABE i RÜCKGABE -1 BinäreSuche (Feld, Element) VAR Anfang = 0 VAR Ende = Feldlänge 1 VAR Mitte SOLANGE Anfang <= Ende Mitte = (Anfang + Ende) / 2 WENN Feld[Mitte] < Element DANN Anfang = Mitte + 1 SONST WENN Feld[Mitte] > Element DANN Ende = Mitte 1 SONST RÜCKGABE Mitte RÜCKGABE -1