Technische Universität Braunschweig

Transkript

1 Technische Universität Braunschweig Institut für Programmierung und Reaktive Systeme Programmieren II Dr. Werner Struckmann 19. August 2016 Name: Vorname: Matrikelnummer: Kennnummer: Anrede: Frau Herr Studiengang: Bachelor Master Diplom Frühstudium Erasmus Fachrichtung: Informatik Wirtschaftsinformatik Mathematik Physik Mobilität und Verkehr Psychologie Maschinenbau ( Mechatronik) Elektrotechnik Wirtschaftsingenieurwesen ( Bauing E-Technik Maschbau) Finanz- und Wirtschaftsmathematik IST Sonstige: Versuch der Notenverbesserung: Bitte kreuzen Sie an, falls Sie teilgenommen haben: Programmierlabor, Legolabor. Die Bearbeitungszeit beträgt 120 Minuten. Die Klausur besteht aus 6 Aufgaben. Sie haben die Klausur bestanden, wenn Sie mindestens 35 von 70 möglichen Punkten erreicht haben. Aufgabe Σ max. Punkte Punkte Note: Bitte prägen Sie sich Ihre Kennnummer gut ein. Aus Datenschutzgründen wird das Klausurergebnis nur unter dieser Kennnummer bekannt gegeben. Aus den gleichen Gründen können Ergebnisse weder telefonisch noch per mitgeteilt werden. Die Ergebnisse der Klausur erfahren Sie voraussichtlich ab dem 2. September 2016 auf der Web-Seite dieser Veranstaltung. Ihre Klausur können Sie am Mittwoch, den 14. September 2016, von 09:00 bis 11:30 Uhr und von 13:30 bis 16:30 Uhr im Raum 251 des Informatikzentrums einsehen.

2 Aufgabe 1: (Programmverständnis) Das folgende Programm benutzt eine zirkuläre Liste. class Node { int val; Node next; Node (int val, Node next) { this.val = val; this.next = next; public class Liste { public static void main(string[] args) { Node x = new Node(1, null); Node t = x; for (int i = 3; i <= 9 ; i = i+2) { x = x.next = new Node(i, null); x = x.next = t; for (int i = 8; i >= 2 ; i = i-2) { Node s = new Node(i, null); s.next = x.next; x.next = s; x = s.next; x = x.next = t; while (x.next!= t) { System.out.print(x.val + " "); x = x.next; System.out.println(x.val); x = t; while (x!= x.next) { for (int i = 1; i <= 3; i++) { x = x.next; x = x.next = x.next.next; System.out.println("Nr. " + x.val + " gewinnt."); Was gibt das Programm aus? Lösung: 12 Punkte 2

3 Aufgabe 2: Bitte kreuzen Sie die wahren Aussagen an. Für die vollständigen richtigen Antworten einer Gruppe erhalten Sie einen Punkt. Alle Fragen dieser Aufgabe beziehen sich auf Java 8. Lokale Klassen: Lokale Klassen können auf der äußeren Ebene einer anderen Klasse definiert werden: Lokale Klassen können innerhalb von Methoden einer Klasse definiert werden: Eine lokale Klasse kann den Modifikator static bekommen: String-Klassen: Objekte der Klasse String können verändert werden: Objekte der Klasse StringBuffer können verändert werden: packages: Die Klassen vom package java.lang werden automatisch importiert: Eigene Klassen können zwei packages zugeordnet werden: Wenn man die Methoden der Klasse Math verwenden will, muss man den Modifikator import verwenden: Das package java.util wird automatisch importiert: Enum-Klassen: Jede Enum-Klasse implementiert die Schnittstelle Comparable: Von Enum-Klassen können mit Konstruktoren Objekte erzeugt werden: Objekte von Enum-Klassen können als Marken in switch-anweisungen verwendet werden: Enum-Objekte können mit equals auf Gleichheit getestet werden: Parallelität: Die Methode notify befindet sich in der Klasse Object: Ein Thread wird mit der Methode run gestartet: Die Klasse Object enthält drei wait-methoden: Runnable ist ein Interface: 5 Punkte 3

4 Aufgabe 3: (Grafikprogrammierung, Programmkorrektur) Bei der Ausführung des folgenden Programms soll ein JFrame geöffnet werden, das einen JButton im unteren Fensterteil enthält. Bei Betätigung des JButtons soll die Hintergrundfarbe grün werden. Das Programm enthält Fehler. 01 import java.awt.*; 02 import java.awt.event.*; 03 import javax.swing.*; 04 public class Test extends JFrame { 05 JButton button; 06 public Test() { 07 c = getcontentpane(); 08 button = new JButton("Button"); 09 c.add(button, BorderLayout.WEST); 10 Listener l = new Listener(); 11 button.addactionlistener(l); class Listener implements ActionListener { 14 public void actionperformed(actionevent e) { 15 Color color = new Color(255, 000, 000); 16 c.setbackground(color); public static void main(string[] args) { 20 Test t = new Test(); 21 t.settitle("frame"); 22 t.setsize(400, 400); 23 t.setlocation(200, 200); 24 t.setdefaultcloseoperation(jframe.exit_on_close); Beschreiben Sie die Fehler und geben Sie nur die korrigierten Zeilen an. Lösung: 8 Punkte 4

5 Aufgabe 4: (Generizität) Gegeben seien die Methode 01 public static int whichint(int[] a, char[] b) { 02 int m = a[0]; 03 char n = b[0]; 04 int x = 1, y = 1; 05 for (int i = 1; i < a.length; i++) { 06 if (a[i] >= m) 07 if (a[i] > m) { 08 m = a[i]; 09 x = 1; else x++; for (int i = 1; i < b.length; i++) { 14 if (b[i] >= n) 15 if (b[i] > n) { 16 n = b[i]; 17 y = 1; else y++; return x > y? x : y; 22 und die Anweisungen 23 int[] x = {6,1,3,4,3,3,6; 24 char[] y = { c, b, c, a, a, c ; 25 int a = whichint(x, y); 26 System.out.println(a); a) Welchen Wert berechnet die Methode whichint in Abhängigkeit der Parameter, wenn das Programm ausgeführt wird. b) Schreiben Sie diese Methode als generische Methode, die als Parameter Arrays der Typen S und T erhält. Stellen Sie sicher, dass S und T die benötigten Methoden besitzen, sodass beim Übersetzen keine Fehler entstehen. c) Wie müssen die Zeilen 23 bis 26 für die generische Methode lauten? Was wäre die Ausgabe? Geben Sie für b) und c) nur die Zeilen an, die sich geändert haben. Lösung: 10 Punkte

6 Aufgabe 5: (Programmzuverlässigkeit) Gegeben sei die folgende Java-Methode: public static int f(int x, int y) { assert 0 <= y; int j, s, t, z; j = 0; s = x; t = s; assert... while (j < y) { s = s + 1; t = t - 1; j = j + 1; assert... z = s * t; assert... return z; // Vorbedingung P // Schleifeninvariante Q // Schleifeninvariante Q // Nachbedingung R a) Welchen Wert berechnet diese Methode? Formulieren Sie eine entsprechende Nachbedingung R. b) Geben Sie eine geeignete Schleifeninvariante Q an, mit deren Hilfe die partielle Korrektheit der Methode bezüglich P und R nachgewiesen werden kann. Sie brauchen den Nachweis nicht zu führen. c) Formulieren Sie Q und R als Java-Ausdrücke, sodass diese in den obigen assert-anweisungen verwendet werden können. Lösung: 10 Punkte 6

7 Aufgabe 6: (Datenstrukturen, Programmerstellung) Gegeben seien die zwei Klassen Node und Tree zur Implementierung binärer Suchbäume: public class Node { public int v; public Tree l, r; public Node(int v) { this.v = v; this.l = new Tree(); this.r = new Tree(); public class Tree { public Node root = null; public boolean isempty() { return root == null; public void insert(int x) { if (isempty()) root = new Node(x); else if (x < root.v) root.l.insert(x); else root.r.insert(x); Betrachten Sie den folgenden binären Suchbaum: public String tostring() { if (isempty()) return ""; else return "" + root.r + root.l + ";" + root.v; a) Was gibt das folgende Programmfragment aus? Tree t = new Tree(); t.insert(6); t.insert(7); t.insert(4); t.insert(2); t.insert(8); System.out.println(t); b) Zeichnen Sie den Graphen des Baumes aus a) wie im obigen Beispiel. 7

8 c) Schreiben Sie eine Methode void notintree() für die Klasse Tree, die für das aktuelle Objekt den minimalen und den maximalen Wert ausgibt. Außerdem sollen die Zahlen, die nicht zwischen dem Minimum und dem Maximum enthalten sind, aufsteigend sortiert und diese Anzahl ausgegeben werden. Beispiel: Für den Baum auf der vorigen Seite, sollte die Ausgabe von notintree() also wie folgt aussehen: Minimum: 5 Maximum: 16 Diese 5 Werte sind nicht im Baum: Beschreiben Sie Ihren Algorithmus für c). Schreiben Sie Ihren Programmcode auf die nächste Seite. Sie dürfen eigene Hilfsmethoden schreiben und verwenden, aber weder Klassen noch Methoden importieren. Für Syntaxfehler werden Punkte abgezogen. Lösung: 25 Punkte 8

9 9

10 10