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Javakurs/Übungsaufgaben/Lineare Funktionen

2007-04-09T19:43:07Z

83.129.171.230: /* Aufgabenstellung */

=== Aufgabenstellung ===
In dieser Aufgabe soll ein Programm geschrieben werden, welches verschiedene Rechenoperationen durchführt, die man mit linearen Funktionen so anstellen kann. Versucht einzelne Funktionalitäten eures Programms in sinnvolle Methoden auszulagern.

Eine lineare Funktion ist wie folgt definiert: y = m*x + n

# Sei m=2 und n=-5 gegeben. Schreibe ein Programm, welches die Funktionswerte von x = 0,1,2,...,20 in einem Array speichert.
# Erweitere dein Programm so, dass gezählt werden kann wieviele Funktionswerte größer Null sind
# Nun soll man den Graphen an der y-Achse beliebig verschieben können, schreibe ein Programm, welches das Array und somit alle Funktionswerte von 0 bis 20 aktualisiert.
# Desweiteren soll das Programm die Fläche zwischen dem Graphen und der x-Achse berechnen und ausgeben können.
# Gegeben seien die vier Integer-Werte x1 und y1 sowie x2 und y2. Schreibe eine Methode, welche m und n bestimmt und in der Form y = m*x + n auf der Konsole ausgibt.

== Kommentare ==
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Javakurs/Übungsaufgaben/Rekursion vs. Iteration

2007-04-09T19:36:23Z

83.129.171.230:

Das Ziel dieser Aufgabe ist es, dass Ihr möglichst viele Eurer bisher erworbenen Java-Kenntnisse Schritt für Schritt anwendet. Abschließend sollt Ihr noch einen kleinen Benchmark einer rekursiv und iterativ implementierten Funktion durchführen.

=== Aufgabenstellung ===
Seht euch die Codebeispiele an und findet heraus was der Code tut. Schreibt den Code anschließend neu, so dass der Code anschließend übersichtlicher und lesbarer ist.

Gegeben ist folgende kleine Funktion:

public static int doSomethingClever(int a){
int b;
if(a <= 1){
if(a == 1){
b = calcSomethingNice(a);
}else{
b = getSomeSmartInt(a - 1);
}
}else{
return theSmartestMethodsAlwaysNeedRidiculouslyLongNames(a);
}
return b;
}

public static int getSomeSmartInt(int c){
return ++c;
}

public static int calcSomethingNice(int d){
int i = 1;
for(i = d * 11; i > d; i--){
i--;
}
return i;
}

public static int theSmartestMethodsAlwaysNeedRidiculouslyLongNames(int e){
int container = doSomethingClever(e - 1);
return container + doSomethingClever(e - 2);
}

Offensichtlich ist hier programmiertechnisch Einiges schief gegangen. Denn obwohl der Code richtig funktioniert, ist er nur schwer leserlich. Folgende Fehler wurden gemacht:

*nichtssagende Bennung der Variablen und Methoden
*keine Kommentare
*übertrieben Auslagerung in Extra-Methoden

All das sollt Ihr jetzt schrittweise ändern:

#Versucht, ohne den PC mit einigen Handsimulationen herauszufinden, was doSomethingClever eigentlich berechnet
#* Hinweis: Beginnt mit kleinen Zahlen wie 0,1,2 oder 3 und macht mehrere Durchgänge.
#* Tipp: Es wird stets das n-te Glied einer bekannten Zahlenfolge berechnet.
#Integriert zuerst die beiden Hilfsfunktionen getSomeSmartInt und calcSomethingNice in die Hauptfunktion, da beide ziemlich überflüssig sind.
#Löst die verschachtelte Rekursion von doSomethingClever und theSmartest... auf.
#Lasst Euch "sprechende" Namen sowohl für die Variablen, Methode(n) und als auch die Klasse einfallen.
#Fügt ausreichend viele und prägnante Kommentare hinzu, bis das Programm für Euch gut lesbar ist.
#'''WICHTIG:''' Holt Euch nun einen '''Tutor''' ran, zeigt ihm Euer Programm und diskutiert die Lesbarkeit des Codes. Er kann euch sicherlich nützliche Tipps geben, was Ihr in Zukunft beim Programmieren unbedingt beachten solltet.

== Eine Iterative Alternative ==

Schreibt nun ein Programm, dass die gleiche Zahlenreihe nicht-rekursiv berechnet. Verwendet dazu ein Array von Integern und folgende Idee:
* Initialisiert ein Array, das alle Folgenglieder (bei 0 anfangend) bis zum Gesuchten aufnehmen kann.
* Berechnet die Folgenglieder in einer Schleife Eurer Wahl aufsteigend bei 0 beginnend und speichert sie in dem Array wie folgt: Folgenglied 0 steht an Position 0 im Array, Folgenglied 1 steht an Position 1 im Array, usw.

Hinweis: Wenn Ihr mit der Programmidee oder der Implementation Probleme habt, zögert nicht, einen Tutor zu fragen.

== Benchmark und Auswertung ==

Schreibt nun ein letztes kurzes Programm, das zuerst die Folgenglieder 5, 10, 15, 20, 30 und 40 iterativ und dann noch einmal rekursiv berechnet und sofort auf der Console ausdruckt.

Diskutiert die Geschwindigkeitsunterschiede und die möglichen Vorteile der iterativen Implementation mit einem Tutor.

Tipp: Sollte Euer iteratives Programm nicht binnen weniger Sekunden sämtliche Zahlen berechnet haben, lasst unbedingt einen Tutor kurz drüberschauen.

== Kommentare ==
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Javakurs/Übungsaufgaben/Javamenue

2007-04-09T19:12:35Z

83.129.171.230: /* Menü mit Zahlen */

=== Handwerkszeug ===
In vielen deiner Javaprogramme wirst du vom Benutzer eine Eingabe per Tastatur erfragen wollen.
Da sich in Java das Lesen von Tastatureingaben normalerweise etwas umständlich gestaltet haben wir dir an dieser Stelle etwas zur Erleichterung vorbereitet.

* kopiere die Datei Terminal.java in dein aktuelles Arbeitsverzeichnis.
* (nur die Terminal.java sollte noch nicht reichen, um die statischen Methoden dieser Klasse verwenden zu können. Es bedarf schon einer Terminal.class, oder?)

Solange diese Datei im selben Verzeichnis liegt wie die .java Datei an der du gerade arbeitest, stehen dir einige Befehle zur Verfügung, die das Lesen von Tastatureingaben stark erleichtern. Wenn dich interessiert warum das so ist, so erfährst du es [[Javakurs2007/Terminal | hier]].

Einer dieser Befehle lautet "Terminal.readString()". Er liest eine Tastatureingabe bis zum nächsten Zeilenumbruch von der Konsole und liefert ihn als String zurück.

Beispiel:
// Einlesen einer Tastatureingabe bis zum nächsten Zeilenumbruch in die Variable "eingegebeneTextzeile"

String eingegebeneTextzeile;
eingegebeneTextzeile = Terminal.readString();

=== Erste Konsolenabfrage ===
Probieren wir das Ganze einmal aus.

* Frage auf der Konsole nach dem Namen des Benutzers.
* speichere seine Eingabe mit Hilfe von "Terminal.readString()".
* Begrüße den Benutzer mit seinem Namen.

=== Menü mit Zahlen ===
Schonmal nicht schlecht. Nun zum interessanten Teil.
Ein weiterer Befehl zur Vereinfachung der Konsolenbenutzung lautet Terminal.readInt(). Er liest eine Zahl von der Konsole und gibt sie als int zurück.

Beispiel:
// Einlesen einer Zahl per Tastatureingabe in die Variable "eingegebeneZahl"

int eingegebeneZahl;
eingegebeneZahl = Terminal.readInt();

* Frage auf der Konsole ob der Benutzer:
: 1) eine Frau ist.
: 2) ein Mann ist.
: 3) die Frage nicht beantworten möchte.

* Begrüße den Benutzer abhängig von seiner Eingabe mit "Herr", "Frau" oder geschlechtslos.
* Zeige eine Fehlermeldung an wenn eine andere Zahl als 1,2 oder 3 eingegeben wird.

=== Tipps ===
Einen Text auf der Konsole ausgeben:
System.out.println("text");

Den Programmfluss abhängig vom Warheitsgehalt einer Bedingung lenken:
'''if''' (bedingung) {
fall1
}
'''else''' {
fall2
}

Zwei Bedingungen logisch miteinander verknüpfen:
'''if''' (bedingung1 && bedingung2) {...} // Logisches Und

'''if''' (bedingung1 || bedingung2) {...} // logisches Oder

== Kommentare ==
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Javakurs/Übungsaufgaben/Variablen und Zuweisungen

2007-04-09T18:58:18Z

83.129.171.230: /* Deklaration und Initialisierung */

'''Hinweis:''' Alle in diese Übung verwendeten Klassen findest du auch als Vorgabedateien unter [http://docs.freitagsrunde.org/Veranstaltungen/javakurs_2007/vorgaben/VariablenUndZuweisungen.tar http://docs.freitagsrunde.org/Veranstaltungen/javakurs_2007/vorgaben/VariablenUndZuweisungen.tar]

== Deklaration und Initialisierung ==

* An welcher Stelle im folgenden Programm wird die Variable ''aWholeNumber'' deklariert?
* An welcher Stelle im folgenden Programm wird die Variable ''aWholeNumber'' initialisiert?
* Beantworte diese Fragen auch für die Variablen: ''notAWholeNumber'', ''aString'', ''anotherWholeNumber'', ''anotherNotSoWholeNumber'', ''anotherString''

* Erkläre deine Meinung einem Tutor oder diskutiere sie mit der Person am Rechner nebenan.

<nowiki>
class DeklarationUndInnitialisierung {
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);
}
}
</nowiki>

== Selber Deklarationen und Definitionen durchführen ==

* Realisiere die Kommentare im folgenden Codestück.
* Teste deinen Code.

<nowiki>
class SelbstDeklarierenUndDefinieren {
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("8 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);

}
}
</nowiki>

== Zuweisung an Variablen ==

* Überlege dir, was für eine Ausgabe der folgende Code erzeugen würde.
* Compiliere den Code, führe ihn aus und vergleiche das Resultat mit deinen Erwartungen.
* Was sind die Unterschiede?
* Diskutiere die Unterschiede mit der Person am Rechner nebenan, oder einem Tutor.

<nowiki>
class ZuweisungenAnVariablen {
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);
}
}
</nowiki>

== Variablen ändern ihre Werte ==

* Überlege dir, was für eine Ausgabe der folgende Code erzeugen würde.
* Compiliere den Code, führe ihn aus und vergleiche das Resultat mit deinen Erwartungen.
* Was sind die Unterschiede?
* Diskutiere die Unterschiede mit der Person am Rechner nebenan, oder einem Tutor.

<nowiki>
class VariablenAendernIhreWerte {
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);
}
}
</nowiki>

== 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:

<nowiki>
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
</nowiki>

* Etwas weniger Extrem: Was ist im folgenden Beispiel bei der Formatierung schief gelaufen?

<nowiki>
class Formatierung1 {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)
;}}
</nowiki>

* Warum ist der folgende Code so schlecht lesbar?
* Woran erinnert er dich?

<nowiki>
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);
}
}
</nowiki>

== Kommentare ==
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