Einführung in die Programmierung WS 2009/10. Übungsblatt 5: Typen, Variablen und einfache Methoden in Java

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1 Ludwig-Maximilians-Universität München München, Institut für Informatik Prof. Dr. Christian Böhm Annahita Oswald, Bianca Wackersreuther Einführung in die Programmierung WS 2009/10 Übungsblatt 5: Typen, Variablen und einfache Methoden in Java Besprechung: 30./02./03./ Ende der Abgabefrist: Montag, :00 Uhr. Hinweise zur Abgabe: Geben Sie bitte Ihre gesammelten Lösungen zu diesem Übungsblatt in einer Datei loesung05.zip unter ab. Bitte beachten Sie, dass Aufgabe 5-2 nicht in die Bonusregelung eingeht. Bereiten Sie diese aber bitte trotzdem vor, damit Sie der Übung optimal folgen können. Aufgabe 5-1 Typkonversion 10 Punkte Ausdrücke in Java, die aus mehr als nur einem elementaren Datentyp zusammengesetzt sind, werden je nach Verwendung durch implizite oder explizite Typkonversion ausgewertet. Gegeben sind nun folgende Variablendeklarationen: long l1 = 5L; long l2 = 123L; int i1 = 9; int i2 = 5877; short s1 = 6; byte b1 = 99; byte b2 = 2; float f1 = 2.0f; double d1 = 0.222; double d2 = 17.0; char c1 =! ; char c2 = a ; String str1 = "123"; (a) Welchen Typ und welchen Wert haben die folgenden Ausdrücke? Begründen Sie Ihre Entscheidung kurz. (b1 * i1) / (f1 * 3.0f) = + (i1-3) d1 / f1 + i1 c1 * c2 i1 + str1 + l2 1

2 Hier haben wir zum einen automatische Typkonvertierung (Ausdrücke werden in Java automatisch in den allgemeinereren Typ konvertiert) und zum anderen String-Konkatenation (siehe Hinweise). (b1 * i1) / (f1 * 3.0f) float float (f1 und 3.0f) als allgemeinster Typ = + (i1-3) String " = 6" (i1-3) wird zu 6 vom Typ int ausgewertet, anschließend wird der Ausdruck als String-Konkatenation ausgeführt. d1 / f1 + i1 double double (d1) als allgemeinster Typ c1 * c2 int 3201 Automatische Konvertierung von char in int in arithmetischen Ausdrücken. int-wert von! ist 33, int-wert von a ist 97 char basierend auf dem Unicode-Zeichensatz. i1 + str1 + l2 String " " String-Konkatenation: Der gesamte Ausdruck wird als String-Konkatenation ausgeführt. Das L in l2 dient nur zur Kennzeichnung eines Long-Wertes. (b) Begründen Sie, warum nachfolgender Ausdruck einen Kompilierfehler ergibt. Wie könnte man ihn beheben? byte b3 = b1 + b2; Wenn Ganzzahl-Ausdrücke vom Typ kleiner int mit einem Operator verbunden werden, passt der Compiler eigenmächtig den Typ auf int an. Die Addition der beiden Zahlen arbeitet also nicht mit byte-, sondern mit int-werten. Auf der rechten Seite der Zuweisung steht nun also ein int, also der allgemeinere Typ, so dass man den Ausdruck mit einer expliziten Typkonversion in einen Ausdruck vom Typ byte umwandeln muss. byte b3 = (byte)(b1 + b2); Ergänzen Sie die Textdatei typkonversion.txt, die Sie auf der Homepage finden, mit Ihren Lösungen und geben Sie diese ab. Hinweise: Zeichen vom Typ char werden in zusammengesetzten arithmetischen Ausdrücken automatisch in den Typ int konvertiert (ensprechend ihrem ASCII-Code). In Java werden Zeichenketten mit doppelten Anführungszeichen umrahmt und sind vom Typ String. Die Konkatenation von Zeichenketten erfolgt durch den +-Operator (der Operator ist also überladen). Ist wenigstens einer der beiden Operanden in a + b ein String, so wird der gesamte Ausdruck als String- Konkatenation ausgeführt. Zur Überprüfung Ihrer Lösung ist es hilfreich, ein Java-Programm zu schreiben, das die angegebenen Ausdrücke ausgibt (Programm nicht abgeben!). 2

3 Aufgabe 5-2 Präfix und Postfix Inkrement / Dekrement 0 Punkte Gegeben ist folgender Programmcode: int i = 10; int j = 20; System.out.println( ++i ); // Ausgabe: 11 System.out.println( --j ); // Ausgabe: 19 System.out.println( i ); // Ausgabe: 11 System.out.println( j ); // Ausgabe: 19 i = 10; j = 20; System.out.println( i++ ); // Ausgabe: 10 System.out.println( j-- ); // Ausgabe: 20 System.out.println( i ); // Ausgabe: 11 System.out.println( j ); // Ausgabe: 19 Erklären Sie die Unterschiede zwischen Prä- und Postinkrement bzw. zwischen Prä- und Postdekrement anhand des obigen Programmcodes. Sowohl der Präinkrement-Operator ++i als auch der Postinkrement-Operator i++ erhöhen den Wert der Variable um 1 (die Variable i hat schließlich beide Male den Wert 11). Allerdings wird beim Präinkrement der Wert der Variablen zuerst erhöht und anschließend wird der Ausdruck (in diesem Fall System.out.println( ++i );) ausgewertet, beim Postinkrement wird der Ausdruck vor Inkrementierung der Variable ausgewertet (deswegen Ausgabe 10). Analog ist der Unterschied zwischen Prä und Postdekrement: --j dekrementiert den Wert der Variablen j bevor der Ausdruck System.out.println( --j ); ausgewertet wird, bei j-- wird der Ausdruck zuerst ausgewertet und der Wert der Variable anschließend erhöht. Letztendlich hat die Variable j aber beide Male den Wert 19. Die unterschiedliche Auswertung von Präfix und Postfix Inkrement / Dekrement spielt nur in größeren Ausdrücken eine Rolle, nicht bei der einfachen Verwendung der Operatoren. 3

4 Aufgabe 5-3 Zustände von Variablen 10 Punkte Die Datei Zustand.java hat folgenden Inhalt: public class Zustand public static final int CONS = 5; public static int number; public static int counter; public static void main(string[] args) // *1* int number = 1; int i = 10; number += i; // *2* final double d; counter=1; double e=5.0; // *3* d = e+counter; // *4* counter++; number = number + CONS; // *5* Geben Sie in einer Textdatei zustand.txt für jede der mit *1*, *2*, *3*, *4* und *5* gekennzeichneten Zeilen an, welche Variablen nach Ausführung der jeweiligen Zeile sichtbar sind. Geben Sie für alle sichtbaren Variablen außerdem deren Wert an. 4

5 *1* args=, CONS=5, Zustand.number=0, counter=0, Hier ist zu beachten, das Klassenvariablen (globale Variablen) nicht explizit initialisiert werden müssen. Sie werden automatisch mit ihren Standardwerten initialisiert. Der Standardwert für int ist 0, siehe Skript Kapitel 4 Folie 48). *2* args=, CONS=5, Zustand.number=0, counter=0, number=11, i=10 Hier muss man unterscheiden zwischen der (globalen) Klassenvariablen Zustand.number und der lokalen Variablen number. Falls an einem Zeitpunkt nur eine von beiden sichtbar ist, so kann man sie, egal ob global oder lokal, einfach mit dem Variablennamen aufrufen. Sind zu einem Zeitpunkt beide Variablen sichtbar, so kann man die globale Variable mit KlassenName.VariablenName verwenden. *3* args=, CONS=5, Zustand.number=0, counter=1, d=, e=5.0 Die Variable number ist hier nicht mehr sichtbar. d ist eine sichtbare Konstante die aber noch nicht initialisiert wurde. *4* args=, CONS=5, Zustand.number=0, counter=1, d=6.0, e=5.0 d wurde hier initialisiert. Da d eine Konstante ist, darf d im weiteren nicht mehr geändert werden. *5* args=, CONS=5, Zustand.number=5, counter=2, d=6.0 Neben den Klassenvariablen ist hier nur d sichtbar. Aufgabe 5-4 Einfache Methoden in Java 10 Punkte Schreiben Sie in einer Datei Formeln.java ein Java-Programm, das folgende Methoden bereitstellt. Das Ergebnis soll als Rückgabewert zurückgegeben werden. Achten Sie darauf, dass alle Rückgabewerte vom Typ double sind. Die Methode fahrenheit bestimmt für einen Parameter Celsius-Temperaturwert den entsprechenden Fahrenheit-Temperaturwert und gibt diesen als Rückgabewert zurück. Die zugrunde liegende Formel lautet: (celsius 9) fahrenheit = Die Methode bmi erhält als Parameter Körpergewicht (in kg) und Köpergröße (in m), und ermittelt eine Maßzahl zur Bewertung des Körpergewichts. Der bmi-wert wird als Rückgabewert zurückgeliefert. Die Formel hiefür lautet: bmi = gewicht groesse 2 public class Formeln public static double fahrenheit(double celsius) return (celsius * 9) / ; public static double bmi(double gewicht, double groesse) return gewicht / (Math.pow(groesse, 2)); 5

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