Aufgabenblatt 3 - Events und Arrays Aufgabe 1 Fingerübungen 1. Schreibe ein kleines Zeichenprogramm, indem du in jedem draw-durchgang einen Kreis an die aktuelle Position der Maus zeichnest. Der Hintergrund soll dabei nicht neu gezeichnet werden, so dass auch die alten Kreise noch sichtbar bleiben. 2. Erweitere dein Zeichenprogramm so, dass sich die Farbe des gezeichneten Kreises bei einem Mausklick zu einer zufällig ausgewählten neuen Farbe ändert. Vorüberlegung: Welche Vorgehensweise gibt es, um auf einen Mausklick zu reagieren. 3. Erstelle ein Barcode-Array mit 100 Zahlen, die zufällig mit 1 oder 0 belegt sind. Zeichne dieses Array, indem du für jede 0 ein weißes und für jede 1 ein schwarzes Rechteck nebeneinander malst. Die Rechtecke sollen vom oberen bis zum unteren Bildschirmrand reichen. Wie lässt sich ein Wert an eine beliebige Stelle in einem Array schreiben? Wie lässt sich ein Array beliebiger Größe mit Werten füllen, ohne für jedes Element eine extra Anweisung zu schreiben? 4. Erweitere dein Programm aus Aufgabe 3, so dass der Benutzer jetzt mit einem Klick auf eines der Rechtecke die Farbe ändern kann (schwarz zu weiß bzw. weiß zu schwarz). Wie kann man eine Position im Bild auf die zugehörige Koordinate im Strichcode umrechnen? Was muss geändert werden, damit ein Strich die Farbe ändert? Aufgabe 2 Statistik ohne Excel Erstelle eine fiktive Liste von Klausurergebnissen als Array mit 200 Zufallszahlen zwischen 0 und 100. Errechne aus dieser Verteilung eine Statistik mit den folgenden Angaben: Durchfallquote (Note < 50%) Notenverteilung in Prozent und Anzahl der Noten 1.x, 2.x, 3.x, 4.0 und 5.0 entsprechend der Vorgaben der THM. 1 Durchschnittsnote derjenigen, die die Klausur bestanden haben Standardabweichung aller Noten ausgenommen diejenigen mit exakt 0 Punkten Mit einem Mausklick soll man dabei eine neue Ergebnisliste auswürfeln können. 1 Die Vorgaben zur Umrechnung von Prozent in Noten findet man in der allgemeinen Bachelorprüfungsordnung. Aufgabenblatt 3 - Events und Arrays 1/ 5
Aufgabe 3 Reaktionsspiele Erstelle einfache Reaktionsspiele, wie sie auch in der Psychologie zur Messung von kognitiven Effekten zur Anwendung kommen: Lass Kreise in unterschiedlichen Farben auf dem Bildschirm erscheinen, von denen der Benutzer eine bestimmte Farbe treffen (mit der Maus anklicken) muss. Stelle Suchbilder mit Figuren in verschiedenen Formen, Farben und Anordnungen dar, bei denen der Benutzer immer eine vorher angegebene Figur suchen soll. Miss die Zeit, die der Benutzer braucht um die Figur zu finden und starte dann eine neue Suche. Kannst du Effekte messen, welche Unterscheidungen uns leichter oder schwerer fallen? Aufgabe 4 Konfettiii! Erstelle eine Konfettifontäne: Auf einen Mausklick hin soll, ausgehend von der Mausposition, ein Strom aus Konfettipartikeln erscheinen, der in alle Richtungen wegfliegt. Vorüberlegung: Wie lassen sich die Koordinaten und Bewegungsrichtungen für eine beliebige Anzahl Partikel speichern? Hinweis: Die Bewegung der einzelenen Partikel folgt der Formel für den schiefen Wurf (gleichmäßig beschleunigte Bewegung). Die Aufgabe wird außerdem einfacher, wenn man sich für die Konfettipartikel eine eigene Klasse baut. Aufgabe 5 Galgenmännchen Erstelle ein Galgenmännchen-Spiel. Der Rechner soll sich dabei ein zufälliges Wort aus einer Liste möglicher Wörter aussuchen und zunächst nur mit Unterstrichen anzeigen, wie viele Buchstaben das Wort hat. Der Benutzer kann jetzt mit der Tastatur Buchstaben eingeben. Kommt der Buchstabe im Wort vor, werden alle Vorkommen aufgedeckt. Wenn nicht, wird ein Teil von einem am Galgen hängenden Strichmännchen gezeichnet. Ist das Männchen fertig gezeichnet, bevor der Begriff erraten wurde, hat man das Spiel verloren. Bisher haben wir nur Arrays behandelt, die Zahlenwerte speichern. Was muss man ändern, um Strings speichern zu können? Wie wählt man ein zufälliges Element aus einem Array aus? Wie findet man die Länge einer Zeichenkette heraus? Aufgabe 6 Rechenschieber Programmiere einen Rechenschieber bei dem man mit gedrückt gehaltener Maus Kugeln auf drei unterschiedlich hohen Stangen von links nach rechts und umgekehrt bewegen kann. Alle Kugeln am rechten Ende werden zu einer Summe aufaddiert. Dabei haben die Kugeln auf der untersten Stange den Wert 1, auf der mittleren Stange den Wert 5 und auf der obersten Stange den Wert 10. Aufgabenblatt 3 - Events und Arrays 2/ 5
Kannst du den Rechenschieber auch so umbauen, dass er ein Octal- oder Hexadezimalsystem darstellt? Aufgabe 7 Patientenaufteilung II Wie in der Aufgabe von Blatt 1 sollst du ein System zur Verwaltung von Patienten in einer Krankenhausstation schreiben. Diesesmal soll der Benutzer die Patienten aber selbst mit der Maus per Drag&Drop verteilen können. Zur Erinnerung: Quarantänepatienten dürfen nicht mit anderen Patienten in ein Zimmer kommen. Am Besten ist es, sie werden in ein eigenes Quarantänezimmer verlegt. Davon hat das Krankenhaus aber nur ein einziges, das auch nur eine Person fasst. Insgesamt stehen die folgenden Zimmer zur Verfügung: 2 normale 3-Bett Zimmer 1 Quarantänezimmer für eine Person 1 2-Bett Zimmer Aufgabe 8 Breakout Programmiere das Spiel Breakout. Bei diesem Spiel kann der Spieler einen Schläger am unteren Spielfeldrand nach links und nach rechts bewegen. Am oberen Spielfeldrand befinden sich eine Reihe von Rechtecken, die zerstört werden müssen. Zu Beginn des Spiels wird ein kleiner Ball schräg von dem Schläger nach oben abgeschossen. Trifft er auf ein Rechteck, wird es zerstört und er prallt ab (wie bei Pong). Am unteren Spielfeldrand muss der Spieler mit dem Schläger wieder dafür sorgen, dass der Ball nicht herunterfällt. Je nach dem, an welcher Stelle der Ball auf den Schläger trifft, prallt er steiler oder flacher ab. Aufgabe 9 Schwerpunktsberechnung Mache dich mit der Verwendung von der Klasse PShape bzw. den Funktionen vector, beginshape und endshape vertraut. Zeichne mit diesen Funktionen eine zufällige Figur und berechne deren Schwerpunkt. Dabei sind die Koordinaten des Schwerpunkts die Mittelwerte aller Punktkoordinaten der Figur. Erlaube jetzt dem Benutzer die Figur durch klicken an eine beliebige Stelle aufzunehmen. Simuliere ein realistisches Pendeln der Figur bis der Schwerpunkt senkrecht unter dem Haltepunkt liegt. Aufgabenblatt 3 - Events und Arrays 3/ 5
Aufgabe 10 Lights Out Programmiere das Spiel Lights Out: Auf einem 5x5 Felder großen Spielfeld befinden sich Lampen, die zu Beginn alle angeschaltet sind. Klickt der Spieler auf eine der Lampen ändert sich deren Zustand (von an zu aus oder von aus zu an), aber gleichzeitig auch der Zustand aller direkt benachbarten Lampen (links, rechts, oben, unten). Ziel des Spiels ist es, alle Lampen auszuschalten. Aufgabe 11 Game of Life Conway s Game of Life ist ein Beispiel dafür, wie aus sehr simplen Bildungsregeln sehr komplexe Strukturen entstehen können. Das Spiel findet auf einem Spielfeld mit rechteckigen Zellen statt. Jede Zelle kann entweder lebendig (schwarz) oder tot (weiß) sein. In jeder Runde verändern sich die Zustände dieser Zellen je nach dem Zustand ihrer 8 Nachbarzellen: < 2 lebende Nachbarn: Die Zelle stirbt an Vereinsamung. > 3 lebende Nachbarn: Die Zelle stirbt an Überbevölkerung. genau 2 lebende Nachbarn: Die Zelle behält ihren alten Zustand. genau 3 lebende Nachbarn: Die Zelle bleibt lebendig oder wird zum Leben erweckt. Programmiere Conway s Game of Life mit einem zweidimensionalen Array in Processing. Den Startzustand kannst Du entweder zufällig wählen, oder dem Benutzer erlauben mit der Maus den Zustand der Zellen anzugeben bevor die Simulation z.b. mit der Leertaste gestartet wird. Aufgabenblatt 3 - Events und Arrays 4/ 5
Aufgabe 12 Regression mit Trendlinie Schreibe ein Programm, das die folgende Tabelle als Kurve darstellt und eine Trendlinie einzeichnet. Jahr (x) Umsatz in Mio. e (y) 2010 3 2011 2.5 2012 3.5 2013 3.2 2014 3.3 2015 3.2 Die Trendlinie y = α + β x lässt sich dabei als lineare Regression nach der folgenden Formel berechnen: β = n (x i µ x ) (y i µ y ) i=1 α = µ y β µ x (n 1) σ 2 x In diesen Gleichungen bezeichnen µ x und µ y die Mittelwerte der x- und y-koordinaten (x i bzw. y i ) der vorgegebenen Strichproben, σ x entsprechend die Standardabweichung der x-koordinaten und n die Größe der Stichprobe (Anzahl der Zeilen der Tabelle). Ändere die Eingabewerte ab und stelle Deine eigenen Trendberechnungen an. Aufgabenblatt 3 - Events und Arrays 5/ 5