Institut für Informatik. Endterm Klausur zu Informatik I 20. Februar 2010

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1 Technische Universität München Institut für Informatik Lehrstuhl für Computer Graphik & Visualisierung Prof. R. Westermann Endterm Klausur zu Informatik I 20. Februar 2010 ˆ Die Arbeitszeit beträgt 120 Minuten. ˆ Um die Veranstaltung Informatik I zu bestehen benötigen Sie 40 Punkte. In der Midterm Klausur wurden bis zu 30 Punkte vergeben. In der Endterm Klausur können Sie nun weitere 70 Punkte erreichen. Die Gesamtnote berechnet sich aus der Gesamtpunktzahl aus Midterm- und Endterm Klausur. ˆ Schreiben Sie nicht mit Bleistift, sondern mit blauem oder schwarzem Kugelschreiber und verwenden Sie kein TippEx (oder ähnliche Produkte). ˆ Es sind keine Hilfsmittel zugelassen. ˆ Schreiben Sie Ihren Namen, Vornamen und Ihre Matrikelnummer leserlich auf alle Klausurbögen, die Sie für Ihre Lösung verwenden bevor Sie mit der Bearbeitung beginnen! Blätter ohne diese Angaben können nicht gewertet werden. ˆ Verwenden Sie nur die bereitgestellten Klausurbögen. ˆ Lösen Sie die Aufgaben auf dem freien Platz unter der Angabe (bzw. auf der Rückseite). Fordern Sie weiteres Papier von der Klausuraufsicht, falls Ihnen der Platz nicht ausreicht. ˆ Sie dürfen die zusammengehefteten Blätter nicht trennen. ˆ Was nicht bewertet werden soll, kennzeichnen Sie bitte durch Durchstreichen. ˆ Schreiben Sie leserlich! Nicht lesbare oder unklare Teile werden mit 0 Punkten bewertet. ˆ Geben Sie keine mehrdeutigen (oder mehrere) Lösungen an. In solchen Fällen wird stets die Lösung mit der geringeren Punktzahl gewertet. ˆ Prüfen Sie, ob Sie alle 12 Seiten erhalten haben! Viel Erfolg! Datum: 20. Februar 2010 Unterschrift: Seite 1 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

2 1.) Theoriefragen zu Java (8 Punkte) Kreuzen Sie pro Teilaufgabe höchstens eine Antwort an. Für ein falsches Kreuz gibt es einen halben Minuspunkt, für ein richtiges Kreuz einen halben Pluspunkt. Wenn Sie kein Kreuz setzen, bekommen Sie weder Plus- noch Minuspunkte. Eine negative Gesamtpunktzahl dieser Aufgabe wird zu 0 aufgerundet. a) Vererbung wird in Java durch das Schlüsselwort inherit gekennzeichnet. b) Die Java-Klasse Thread ist Unterklasse von Object. c) Unterklassen können nur auf Methoden und Attribute der Oberklasse zugreifen, wenn diese nicht als private deklariert wurden. d) Ist die Klasse X Oberklasse von Y, so darf an jeder Stelle, an der eine Variable vom Typ X erwartet wird, auch einer vom Typ Y stehen. e) Eine Klasse in Java kann von mehreren Klassen erben. f) Eine Klasse in Java kann mehrere Schnittstellen implementieren. g) Konstruktoren werden in Java vererbt. h) Java-Methoden mit dem Modifikator abstract dürfen weder Signatur noch Rumpf enthalten. i) Eine Klasse mit einer abstrakten Methode muss ebenfalls abstrakt sein. j) Eine Java-Methode kann gleichzeitig als abstract und als final deklariert werden. k) Wird eine Klasse als final deklariert kann keine Klasse von ihr abgeleitet werden. l) Object ist ein Interface, welches von jeder Klasse implementiert werden muss. m) Interfaces können im Gegensatz zu Klassen nicht als Variablentypen verwendet werden. n) Wenn eine Exception durch einen try-block und einen entsprechenden catch- Block abgefangen wird und in diesem catch-block eine return-anweisung ausgeführt wird, dann kommt ein finally-block direkt nach diesem catch- Block nicht zur Anwendung. o) Um die Anzahl von Threads zu beschränken, die parallel auf ein Programmstück zugreifen, kann eine Semaphore verwendet werden. p) Mit der Methode yield() wird ein Thread in einen Wartezustand versetzt bis ein anderer Thread diesen mit notify() oder notifyall() weckt. Seite 2 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

3 2.) Sichtbarkeit (10 Punkte) Gegeben sind vier Java-Klassen in den beiden Dateien A.java und C.java. Untersuchen Sie, welche der zwanzig Programmmzeilen a) bis t) gültige Zuweisungen enthalten und welche nicht. Kreuzen Sie pro Teilaufgabe höchstens eine Antwort an. Für ein falsches Kreuz gibt es einen halben Minuspunkt, für ein richtiges Kreuz einen halben Pluspunkt. Wenn Sie kein Kreuz setzen, bekommen Sie weder halbe Plus- noch halbe Minuspunkte. Eine negative Gesamtpunktzahl dieser Aufgabe wird zu 0 Punkten aufgerundet. Datei: A.java package de.tum. ws2009. endterm. source. one ; public class A { private static int a1; public int a2; int a3; protected int a4; void m() { A.a1 = 1; // a) a2 = 2; // b) a3 = 3; // c) a4 = 4; // d) B.b1 = 5; // e) class B { public static int b1; void m(a a) { A.a1 = 6; // f) a.a2 = 7; // g) a.a3 = 8; // h) a.a4 = 9; // i) B.b1 = 10; // j) Seite 3 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

4 Datei: C.java package de.tum. ws2009. endterm. source. two ; import de.tum. ws2009. endterm. source. one.a; public class C extends A { protected static int c1; void m(a a) { A.a1 = 11; // k) a2 = 12; // l) a.a3 = 13; // m) this.a4 = 14; // n) B.b1 = 15; // o) class D { int d1; void m(a a) { A.a1 = 16; // p) a.a2 = 17; // q) a.a3 = 18; // r) a.a4 = 19; // s) C.c1 = 20; // t) Seite 4 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

5 3.) Vererbung (8 Punkte) Der nachfolgende Quelltext enthält eine Klassenhierarchie der Java-Klassen Tier, Vogel und Nesthocker. Untersuchen Sie, welche der acht Programmmzeilen a) bis h) in der main-methode einen Übersetzungsoder Laufzeitfehler erzeugen oder fehlerfrei sind. Vermerken Sie dies mit GÜLTIG oder FEHLER in den entsprechenden Kommentarzeilen und begründen Sie jeweils kurz Ihre Antwort. Ein GÜLTIG oder FEHLER ohne Begründung wird nicht gewertet. abstract class Tier { public abstract void wasbinich (); class Vogel extends Tier { public void wasbinich () { System. out. println (" Vogel "); class Nesthocker extends Vogel { public void wowohneich () { System. out. println ("im Nest "); public class Vogelarten { public static void main ( String [] args ) { Tier rosi = new Tier (); // a) FEHLER - > Tier ist abstrakte Klasse // ( Cannot instantiate the type Tier ) Tier micki = new Vogel (); // b) GUELTIG - > da abgeleitete Klasse // nicht abstract und jeder Vogel ist ein Tier micki. wasbinich (); // c) GUELTIG - > wasbinich wird in Vogel implementiert Nesthocker kiki = new Vogel (); // d) FEHLER - > Nesthocker ist keine // Oberklasse von Vogel ( Type mismatch : cannot // convert from Vogel to Nesthocker ) Vogel rosa = new Nesthocker (); // e) GUELTIG - > jeder Nesthocker ist ein Vogel rosa. wowohneich (); // f) FEHLER - > Methode wowohneich nicht fuer Objekt // vom Typ Vogel verfuegbar // ( The method wowohneich () is undefined for the type Vogel ) Vogel kara = ( Vogel ) micki ; // g) GUELTIG - > zur Laufzeit ist der Typ // von micki Vogel Nesthocker kuku = ( Nesthocker ) new Vogel (); // h) FEHLER - > der wirkliche // Typ der Referenz ist Vogel ( ClassCastException : Vogel cannot be cast to // Nesthocker ) Seite 5 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

6 4.) Überschreiben und Überladen (9 Punkte) Betrachten Sie die Methode bar des nachfolgenden Java-Programms und notieren Sie an den Stellen a) bis i) welchen Wert die Variable var nach der Ausführung der jeweiligen Programmzeile hat. class A { int x = 1; int func () { return - x; int getx () { return x; public class B extends A { int x = 2; int func () { return x * x; void setint ( int a) { a = 11; void setint (A a) { a.x = 13; void bar () { int var = 0; var = this.x; // a) var == 2 var = super.x; // b) var == 1 var = func (); // c) var == 4 var = super. func (); // d) var == _ -1 A a1 = (A) this ; var = a1. func (); // e) var == 4 var = getx (); // f) var == 1 setint ( var ); // g) var == 1 ( Wert unveraendert zu f)) setint (a1 ); var = a1.x; // h) var == _13 A a2 = new B (); var = a2. func (); // i) var == 4 public static void main ( String [] args ) { B b = new B (); b. bar (); Seite 6 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

7 5.) Threads (11 Punkte) Nachfolgend finden Sie zwei Java-Programme, in denen Sie die Auswirkung der Nebenläufigkeit mit Hilfe von Threads untersuchen sollen. Für ein falsches Kreuz gibt es einen Minuspunkt, für ein richtiges Kreuz einen Pluspunkt. Wenn Sie kein Kreuz setzen, bekommen Sie weder Plus- noch Minuspunkte. Eine negative Gesamtpunktzahl dieser Aufgabe wird zu 0 Punkten aufgerundet. public class Thread1 extends Thread { public void run () { System. out. println (" Thread runs... "); public static void main ( String [] args ) throws InterruptedException { Thread t1 = new Thread1 (); Thread t2 = new Thread1 (); t1. start (); t2. start (); System. out. println (" Threads have been started."); t2. join (); System. out. println (" Program is finished."); i.) Betrachten Sie folgende Ausgaben. Welche Ausgaben können durch das Programm Thread1 in dieser Reihenfolge erzeugt werden? (a) Thread runs... Thread runs... Threads have been started. Program is finished. (b) Thread runs... Threads have been started. Program is finished. Thread runs... (c) Threads have been started. Thread runs... Program is finished. Thread runs... O% möglich O nicht möglich O% möglich O nicht möglich O% möglich O nicht möglich (d) Threads have been started. Program is finished. Thread runs... Thread runs... O möglich O% nicht möglich Seite 7 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

8 public class Thread2 extends Thread { static int value = 0; static Object mysyncobject = new Object (); void increment () { int tmp = value + 1; value = tmp ; public void run () { synchronized ( mysyncobject ) { increment (); System. out. println (" Value is " + value ); public static void main ( String [] args ) throws InterruptedException { Thread t1 = new Thread2 (); Thread t2 = new Thread2 (); t1. start (); t2. start (); t1. join (); t2. join (); System. out. println (" Final value is " + value ); ii.) Betrachten Sie folgende Ausgaben. Welche Ausgaben können durch das Programm Thread2 in dieser Reihenfolge erzeugt werden? (e) Value is 1 Value is 1 Final value is 1 (f) Value is 1 Value is 1 Final value is 2 (g) Value is 1 Final value is 1 Value is 2 (h) Value is 1 Final value is 2 Value is 2 O% möglich O nicht möglich O möglich O% nicht möglich O% möglich O nicht möglich O% möglich O nicht möglich iii.) Was muss hinzugefügt werden, damit alle drei Threads weiterhin parallel ausgeführt werden, aber die folgende Ausgabe garantiert wird. Es dürfen natürlich keine weiteren Ausgaben hinzugefügt werden. Vermerken Sie die Änderungen in der Klasse Thread2. Value is 1 Seite 8 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

9 Value is 2 Final value is 2 Seite 9 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

10 6.) Java-Programmierung (10 Punkte) public static boolean ispalindrome ( String s) { if (s. length () <= 1) return true ; else { if (s. charat (0)!= s. charat (s. length () - 1)) { return false ; else { String substr = s. substring (1, s. length () - 1); boolean result = ispalindrome ( substr ); return result ; Seite 10 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

11 7.) Gebäude (14 Punkte) Datei: Room.java ( Erreichbare Punkte: 2.5 ) public class Room implements Area { private int area ; public Room ( int area, int level ) { this. area = area ; int getarea () { return area ; interface Area { int getarea (); Datei: Area.java ( Erreichbare Punkte: 2 ) import java. util. List ; Datei: Building.java ( Erreichbare Punkte: 6.5 ) abstract class Building implements Area { private List < Room > roomlist ; Building (List <Room > roomlist ) { this. roomlist = roomlist ; int getarea () { int result = 0; for ( Room r : roomlist ) result += r. getarea (); return result ; abstract int getnumberoflevels (); Seite 11 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

12 import java. util. List ; class Bungalow extends Building { Bungalow (List <Room > roomlist ) { super ( roomlist ); int getnumberoflevels () { return 1; Datei: Bungalow.java ( Erreichbare Punkte: 3 ) Seite 12 von 12 Musterlösung zur Endterm Klausur zu Informatik I im WS 2009

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