Javakurs2006/Uebungsaufgaben: Unterschied zwischen den Versionen
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Im folgenden wollen wir einige (mathematische)-Methoden programmieren. | Im folgenden wollen wir einige (mathematische)-Methoden programmieren. | ||
| − | + | * Lege eine neue Klasse "MatheAufgabe" an. | |
| − | + | * Füge eine <code>public static void main(Strings[] arguments)</code> Methode hinzu. | |
| − | + | * Deklariere inerhalb der <code>main</code>-Methode eine <code>double</code>-Variable | |
| − | + | * Belege diese Variable dem Wert <code>5/3</code> und gib den Inhalt der Variable auf dem Bildschirm aus | |
| − | + | * Schreibe nun eine Methode <code>public static double add(double x, double y)</code>, die die Summe der bieden übergebenen Zahlen <code>x</code> und <code>y</code> zurückgibt. | |
| − | + | * Teste deine Methode mit verschiedenen Eingaben wie z.B. | |
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System.out.println(" 1.0 + 2.0 = " + add ( 1.0 , 2.0 ) ); | System.out.println(" 1.0 + 2.0 = " + add ( 1.0 , 2.0 ) ); | ||
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System.out.println( x); | System.out.println( x); | ||
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| − | + | * Schreibe nun eine Methode <code>sub</code>, die die Differenz zweier übergebener Werte zurückgibt. | |
| − | + | * Teste deine Methode wie eben! | |
| + | * Überprüfe, ob x == (x - y ) + y gilt! (natürlich mit deinen <code>sub</code> und <code>add</code>-Modthoden) | ||
Die folgende Aufgabe ist eine Schritt-für-Schritt Anleitung. Sie soll euch die Möglickeit geben, einmal genau angeleitet zu sehen, wie man an eine Aufgabe herangehen könnte. | Die folgende Aufgabe ist eine Schritt-für-Schritt Anleitung. Sie soll euch die Möglickeit geben, einmal genau angeleitet zu sehen, wie man an eine Aufgabe herangehen könnte. | ||
Version vom 5. April 2006, 09:31 Uhr
Inhaltsverzeichnis
Variablen
- Das gleiche Thema im Buch Java ist auch eine Insel
Variablendeklaration und Initialisierung
class Beispiel {
public static void main(String [] ignored) {
int aWholeNumber;
double notAWholeNumber;
String aString;
aWholeNumber = 0;
notAWholeNumber = 0.0;
aString = "";
System.out.println(aWholeNumber);
System.out.println(notAWholeNumber);
System.out.println(aString);
int anotherWholeNumber = 0;
double anotherNotSoWholeNumber = 0;
String anotherString = "";
System.out.println(anotherWholeNumber);
System.out.println(anotherNotSoWholeNumber);
System.out.println(anotherString);
}
}
- An welcher Stelle im Programm wird die Variable aWholeNumber definiert?
- An welcher Stelle im Programm wird die Variable aWholeNumber initialisiert?
Beantworte diese Fragen auch für die Variablen: notAWholeNumber, aString, anotherWholeNumber, anotherNotSoWholeNumber, anotherString
Erkläre deine Meinung einem Tutor.
Selber Deklarationen und Definitionen durchführen
class Beispiel {
public static void main(String [] ignored) {
// deklariere eine Variable "birnen" vom Typ int
// weise ihr den Wert drei zu
// System.out.println("3 erwartet: " + birnen);
// addiere fünf zu dem Wert
// System.out.println("7 erwartet: " + birnen);
// deklariere eine Variable "aepfel" und weise ihr den Wert fünf zu
// System.out.println("5 erwartet: " + aepfel);
// subtrahiere zwei von dem Wert
// System.out.println("3 erwartet: " + aepfel);
}
}
Zuweisung an Variablen
class Beispiel {
public static void main(String [] ignored) {
System.out.println(0);
int zero = 0;
System.out.println(zero);
int one = 1;
int whatsThis = zero;
System.out.println(whatsThis);
whatsThis = one;
System.out.println(whatsThis);
}
}
Überlege dir, was dieses Code-Fragment ausgeben würde. Führe es aus und vergleiche die Resultate: Kopiere hierfür den Beispiel-Code in eine Datei, kompiliere sie und führe sie aus.
- Was sind die Unterschiede?
- Warum?
Erkläre einem Tutor, zu welchem Schluss du gekommen bist und frage ihn, ob du Recht hast.
Variablen ändern ihre Werte
class Test {
public static void main(String [] ignored) {
int number = 1;
System.out.println(number);
number = 1;
System.out.println(number);
number = 2;
System.out.println(number);
number = 3;
System.out.println(number);
number = 1;
System.out.println(number);
number = 17;
System.out.println(number);
}
}
Überlege dir, was dieser Code ausgeben würde. Schreibe ihn in eine Datei, kompiliere ihn und führe ihn aus.
- Was gibt er tatsächlich aus?
- Gibt es Unterschiede?
Formatierung und Namen
Wieso haben wir die Code-Beispiele nach den geschweiften Klammern eingerückt und die Variablen so benannt, wie wir es taten und nicht so:
class _{static long _
(long __,long ___) {
return __==0 ?___+ 1:
___==0?_(__-1,1):_(__
-1,_(__, ___-1)) ; }
static {int _=2 ,___
= 2;System.out.print(
"a("+_+’,’+___+ ")="+
_ (_, ___) ) ;System
.exit(1);}}//(C) Ulli
Nenne mindestens einen Grund und erkläre ihn deinem Tutor.
Etwas weniger Extrem, wieso haben wir unser zweites Beispiel nicht so gestellt?
class Beispiel {public static void main
(String [] ignored) {
System.out.println(0); int zero = 0;
System.out.println(zero);
int one = 1;
int whatsThis = zero;
System.out.
println(whatsThis);
whatsThis = one; System.out.println(whatsThis)
;}}
Nenne mindestens einen Grund und erkläre ihn deinem Tutor.
Wieso haben wir unser zweites Beispiel nicht so gestellt?
class b {
public static void main(String [] i) {
System.out.println(0);
int a = 0;
System.out.println(a);
int b = 1;
int c = a;
System.out.println(c);
c = b;
System.out.println(c);
}
}
Nenne mindestens einen Grund und erkläre ihn deinem Tutor.
Variablen mit verschiedenen Typen zuweisen
class Test {
public static void main(String [] ignored) {
}
}
if
Einfache if-Bedingung
Überlege dir, was das folgende Code-Fragment macht. Führe es aus und vergleiche mit deinen Erwartungen.
(Kopiere den Beispiel-Code in eine Datei, kompiliere sie und führe sie aus)
- Was sind die Unterschiede?
- Warum?
Erkläre einem Tutor, zu welchem Schluss du gekommen bist und frage ihn, ob du Recht hast.
public class If_Uebung1 {
/* Eure Aufgabe:
* Versucht nachzuvollziehen, was dieses Programm macht
* und schaut Euch den Code an.
*/
public static void main(String[] args) {
/*
* Wir erzeugen uns hier eine Zufallszahl im
* Bereich 1-6. Warum funktioniert das so?
* Math.random ist eine statische Funktion im
* Math-Paket, die uns eine double-Zahl kleiner
* als 1.0, aber groesser oder gleich 0 liefert.
* Mit 6 multipliziert und um Eins erhöht erhalten wir
* Zahlen von 1.0 bis 6.99999...
* Durch das Umwandeln in int werden die Nachkommastellen abgeschnitten
* und wir erhalten ein int von 1 bis 6.
*/
int wuerfelzahl = (int) (1 + (6 * Math.random()));
/*
* Zur Kontrolle geben wir das Ergebnis aus
*/
System.out.println("Der Würfel hat " + wuerfelzahl + " ergeben.");
/*
* Ist das Ergebnis groesser als 3 ?
*/
if (wuerfelzahl > 3) {
// Wenn ja gib diesen Text aus:
System.out.println("mehr als 3!");
}
}
}
if-else-Konstrukt
Überlege dir, was das folgende Code-Fragment macht. Führe es aus und vergleiche mit deinen Erwartungen.
(Kopiere den Beispiel-Code in eine Datei, kompiliere sie und führe sie aus)
- Was sind die Unterschiede?
- Warum?
Erkläre einem Tutor, zu welchem Schluss du gekommen bist und frage ihn, ob du Recht hast.
public class If_Uebung2 {
public static void main (String[] args){
int x=10;
if (x>5) {
System.out.println("x ist groesser als 5");
} else {
System.out.println("x ist kleiner/gleich 5");
}
}
}
Mehrere if-Bedingungen
Überlege dir, was das folgende Code-Fragment macht. Führe es aus und vergleiche mit deinen Erwartungen.
(Kopiere den Beispiel-Code in eine Datei, kompiliere sie und führe sie aus)
Was macht das Programm für verschiedene Werte von wert?.
Welche If-Abfragen sind unnötig, weil man die Ausgaben in else-Zweige von bereits vorhandenen schreiben könnte?
public class If_Uebung3 {
public static void main(String[] args) {
int wert;
wert = 5;
if (wert<5){
System.out.println("Der Wert ist echt kleiner 5.");
}
if (wert>5){
System.out.println("Der Wert ist echt groesser 5.");
}
if (wert==5){
System.out.println("Der Wert ist gleich 5");
}
if (wert>=5){
System.out.println("Der Wert ist groesser oder gleich 5");
}
if (wert<=5){
System.out.println("Der Wert ist kleiner oder gleich 5");
}
}
}
while
einfache while-Schleife
Überlege dir, was das folgende Code-Fragment macht. Welche Zahlen werden ausgegeben? Führe es aus und vergleiche mit deinen Erwartungen.
(Kopiere den Beispiel-Code in eine Datei, kompiliere sie und führe sie aus)
public class While_Uebung1 {
public static void main(String[] args) {
int x=10;
while (x>0){
System.out.println(" x=" + x); // Anhaengen von x an den String
x=x-1;
}
}
}
for
for-Schleifen zum Zählen
Überlege dir, was das folgende Code-Fragment macht. Welche Zahlen werden ausgegeben? Führe es aus und vergleiche mit deinen Erwartungen.
(Kopiere den Beispiel-Code in eine Datei, kompiliere sie und führe sie aus)
public class For_Uebung1 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("erste for Schleife:");
for (int i = 1; i <= 10; i = i + 1) {
System.out.print(" " + i);
}
System.out.println(); // Zeilenumbruch
System.out.println("zweite for Schleife:");
for (int i = 1; i <= 10; i = i + 2) {
System.out.print(" " + i);
}
System.out.println(); // Zeilenumbruch
System.out.println("dritte for Schleife:");
for (int i = 1; i <= 10; i = i * 2) {
System.out.print(" " + i);
}
System.out.println(); // Zeilenumbruch
}
}
for-Schleife und if-Bedingung
public class ForIf_Uebung {
// Welche Zahlen gibt dieses Programm aus ?
public static void main(String[] args) {
for (int i=1;i<10;i++){
if ((i % 2)==0){ // % ist der Modulo-Operator
System.out.println("Die Zahl "+i+" ist gerade.");
}
}
}
}
Methoden
Was tut das?
Überlege dir, was das folgenden Code-Fragmente machen. Welche Zahlen werden ausgegeben? Führe sie aus und vergleiche mit deinen Erwartungen.
(Kopiere den Beispiel-Code in eine Datei, kompiliere sie und führe sie aus)
//file: Methoden1.java
class Methoden1 {
public static void main (String[] arguments) {
System.out.println( gibMirNeZahl() );
}
public static double gibMirNeZahl() {
return 15.3;
}
}
//file: Methoden2.java
class Methoden3 {
public static void main (String[] arguments) {
System.out.println( mathematik(1, 2) );
}
public static boolean mathematik(int argument1, int argument2) {
return (argument1 + 5) < (argument2 * 2);
}
}
//file: Methoden3.java
class Methoden3 {
public static void main (String[] arguments) {
System.out.println( mathematik(1, 2) );
System.out.println( mathematik(1, 5) );
System.out.println( mathematik(3, 4) );
}
public static boolean mathematik(int argument1, int argument2) {
return (argument1 + 5) < (argument2 * 2);
}
}
//file: Methoden4.java
class Methoden4 {
public static void main (String[] arguments) {
int eineZahl = 2;
System.out.println( mathematik(4, eineZahl) );
eineZahl = 5;
System.out.println( mathematik(2, eineZahl) );
System.out.println( mathematik(eineZahl, 4) );
}
public static boolean mathematik(int argument1, int argument2) {
return (argument1 + 5) < (argument2 * 2);
}
}
Selbst einige Methoden schreiben!
Im folgenden wollen wir einige (mathematische)-Methoden programmieren.
- Lege eine neue Klasse "MatheAufgabe" an.
- Füge eine
public static void main(Strings[] arguments)Methode hinzu. - Deklariere inerhalb der
main-Methode einedouble-Variable - Belege diese Variable dem Wert
5/3und gib den Inhalt der Variable auf dem Bildschirm aus - Schreibe nun eine Methode
public static double add(double x, double y), die die Summe der bieden übergebenen Zahlenxundyzurückgibt. - Teste deine Methode mit verschiedenen Eingaben wie z.B.
System.out.println(" 1.0 + 2.0 = " + add ( 1.0 , 2.0 ) );
double x = 5.0;
System.out.println( " " + x + " + 2.0 = " + add ( x , 2.0) );
System.out.println( " 2.0 + " + x + " = " + add ( 2.0 , x) );
x = add ( x , 2.0);
System.out.println( x);
- Schreibe nun eine Methode
sub, die die Differenz zweier übergebener Werte zurückgibt. - Teste deine Methode wie eben!
- Überprüfe, ob x == (x - y ) + y gilt! (natürlich mit deinen
subundadd-Modthoden)
Die folgende Aufgabe ist eine Schritt-für-Schritt Anleitung. Sie soll euch die Möglickeit geben, einmal genau angeleitet zu sehen, wie man an eine Aufgabe herangehen könnte.
Zuerst stellen wir einen denkbaren Aufgabentext vor, der später ausreichen müsste, um selbst ein Programm zu schreiben.
Aufgabe: Erstelle ein Modul, das die mathematischen Operationen Addition, Subtraktion, und Potenzieren jeweils in einer Methode anbietet. Probiere deine Methoden in der main-Methode aus.
//TODO: Schritt für Schritt Anleitung, wie, in welcher Reihenfolge und wo genau welche Methode implementiert werden soll. Voraussetzung: Verständnis von Schleifen. Rudimentäres Verständnis von Methoden.
Arrays (eindimensional und n-dimensional)
Eindimensionale Arrays
Folgendes Array-Konstrukt wird initialisiert
int[] meinArray1 = new int[5]; meinArray1[0] = 0; meinArray1[1] = 1; meinArray1[2] = 2; meinArray1[3] = 3; meinArray1[4] = 4; int[] meinArray2 = new int[3]; meinArray2[0] = 0; meinArray2[1] = 1; meinArray2[2] = 2;
Was geben die folgenden "system.out.println" jeweils aus?
Vergleiche die Ausgabe mit Deinem Ergebnis.
1.1.
System.out.println(meinArray1.length);
1.2.
System.out.println(meinArray2.length);
1.3.
System.out.println("Ergebnis:"+meinArray1[1]);
1.4.
System.out.println("Ergebnis:"+meinArray2[1]);
1.5.
System.out.println("Ergebnis:"+meinArray1[4]);
1.6.
System.out.println("Ergebnis:"+meinArray2[4]);
1.7.
System.out.println(meinArray1.length-1);
1.8.
System.out.println(meinArray2.length-1);
1.9.
System.out.println("Ergebnis:"+meinArray1[0]);
1.10.
System.out.println("Ergebnis:"+meinArray2[0]);
Zweidimensionale Arrays
Folgendes Array-Konstrukt wird initialisiert
int[][] meinArray3 = new int[2][3]; meinArray3[0][0] = 1; meinArray3[1][1] = 2; meinArray3[0][2] = 1; meinArray3[1][0] = 2; meinArray3[0][1] = 1; meinArray3[1][2] = 2;
Was geben die folgenden "system.out.println" jeweils aus? Vergleiche die Ausgabe mit Deinem Ergebnis.
Tipp: Aus der Mathematik kennst Du Matrizen. Ihre Größe wird mit (n x m) angegeben.
System.out.println(meinArray3[0][0]+meinArray3[0][1]+meinArray3[0][2]); System.out.println(meinArray3[1][0]+meinArray3[1][1]+meinArray3[1][2]);
Dreidimensionale Arrays
Folgendes Array-Konstrukt wird initialisiert
int[][][] meinArray3D = new int[2][2][2]; meinArray3D[0][0][0] = 1; meinArray3D[0][1][1] = 2; meinArray3D[0][1][0] = 2; meinArray3D[0][0][1] = 1; meinArray3D[1][0][0] = 3; meinArray3D[1][1][1] = 4; meinArray3D[1][1][0] = 4; meinArray3D[1][0][1] = 3;
Was geben die folgenden "system.out.println" jeweils aus? Vergleiche die Ausgabe mit Deinem Ergebnis.
Tipp: Aus der Mathematik kennst Du mehrdimensionale Obejekte.
System.out.println(meinArray3D[0][0][0]+meinArray3D[0][0][1]); System.out.println(meinArray3D[0][1][0]+meinArray3D[0][1][1]); System.out.println(meinArray3D[1][0][0]+meinArray3D[1][0][1]); System.out.println(meinArray3D[1][1][0]+meinArray3D[1][1][1]);
Klassen
Einfache Datenklasse
Manchmal braucht man neue Datentypen, zum Beispiel um eine Farbe oder einen Punkt zu speichern und damit arbeiten zu können.
Die kann dann wie folgt aussehen:
Eine Punktklasse
class Punkt{
int x;
int y;
}
Eine Farbenklasse
class Farbe{
double rotanteil;
double gruenanteil;
double blauanteil;
}
Diese beiden Klassen kann man so schon tatsächlich verwenden. Allerdings sind sie alles andere
als objektorientiert. Sie sind simple Datencontainer und wenn man sie verwenden will, muss man alles über ihren
internen Aufbau wissen, wie folgendes Programm zeigt:
class PundF{
public static void main(String[] args){
Farbe farbe1 = new Farbe();
farbe1.rotanteil = 0.5;
farbe1.blauanteil = 0.5;
farbe1.gruenanteil = 0.5;
Punkt p = new Punkt();
p.x=123;
p.y=321;
}
}
Das ist nicht sehr praktisch, weil man sich vorstellen kann, dass man die Implementierung,
also den internen Aufbau z.B. des Punktes, ändern muss. Vielleicht verwendet man statt der
kartesischen Koordinaten nun Polarkoordinaten, oder man muss die Farben in einem anderen
Farbraum speichern.
Damit jemand, der diese Klassen benutzt, sich nicht darum kuemmern braucht, wie die Daten intern gespeichert werden,
benutzt man zum Zugriff auf die Daten sogenannte getter- und setter-Methoden:
Eine bessere Punktklasse - getter und setter
Man kann die Punktklasse nun wie folgt erweitern:
class Punkt{
private int x;
private int y;
public int getX(){
return this.x;
}
public int getY(){
return this.y;
}
public void setX(int arg){
this.x = arg;
}
public void setY(int arg){
this.y = arg;
}
}
Huch - was soll denn dieses ganze private und public ploetzlich?!
Eigentlich ist das relativ einfach. Die Daten haben wir private deklariert, dass heisst, wir dürfen nur noch innerhalb unserer Klasse darauf zugreifen. Damit wird verhindert, dass jemand von aussen versucht direkt auf die x-Koordinate zuzugreifen, die ja vielleicht irgendwann gar nicht mehr direkt vorhanden ist, wenn wir Polarkoordinaten verwenden:
Punkt mit Polarkoordinaten
class Punkt{
private double length;
private double angle;
public int getX(){
return ...
}
public int getY(){
return ...
}
public void setX(int arg){
this.length = ...
}
public void setY(int arg){
this.angle = ...
}
}
Der Vorteil: Alle anderen Programmteile und Klassen koennen wie bisher mit Hilfe der Getter und Setter
an die X und Y-Koordinaten kommen, obwohl intern nur Polarkoordinaten vorliegen. Dieses Beispiel
ist nicht vollständig, die Mathematik wurde absichtlich weggelassen um Verwirrung zu verhindern ;)
[Ausserdem braucht man fuer die Überführung in Polarkoordinaten immer x und y Werte, hat den Sonderfall,
dass x nicht 0 sein darf, etc...]
