(Lizenz) |
5.3.1 Übung: VektorrechnungEin Vektor im zweidimensionalen Raum kann durch 2 reelle Zahlen dargestellt werden.
Erstellen Sie eine Klasse "Vektor", die Operationen(Methoden) für
Schreiben Sie auch einen geeigneten Konstruktor und implementieren sie eine Ausgabemethode drucken().
Normalisieren Sie die Vektoren nach jeder Berechnung, so dass ihr Betrag den Wert 1 hat.
|
5.3.2 Übung: Komplexe Zahlen
Eine komplexe Zahl (z.B. 3.2 + i1.75) besteht aus einem reellen und einem imaginären Teil, beide vom Typ double. Erstellen Sie eine Klasse Complex, die komplexe Zahlen implementiert. Als Operationen (Methoden) sollen die vier Grundrechenarten sowie ein geeigneter Konstruktor angeboten werden. Hinweis:
(a + ib) + (c + id) = (a + c) + i(b + d) (a + ib) - (c + id) = (a - c) + i(b - d) (a + ib) * (c + id) = (a*c - b*d) + i(a*d + b*c) (a + ib) / (c + id) = (a*c + b*d)/(c*c + d*d) + i(b*c - a*d)/(c*c + d*d)
Benutzen Sie die Klasse Main als Hauptprogramm um auf die Klasse Complex zuzugreifen:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Complex a = new Complex (1.0,2.0);
Complex b = new Complex (3.0,4.0);
Complex c,d,e,f;
c = a.add(b);
d = a.sub(b);
e = a.mul(b);
f = a.div(b);
System.out.println (" a = " + a.toText());
System.out.println (" b = " + b.toText());
System.out.println (" c = " + c.toText());
System.out.println (" d = " + d.toText());
System.out.println (" e = " + e.toText());
System.out.println (" f = " + f.toText());
}
}
|
 |
Die Klasse Complex soll neben den Methoden add(), sub(), mul(), div() auch eine Methode toText() besitzen, die eine Zeichenkette mit dem Wert der komplexen Zahl im Format "(1.1 + i 2.2)" für einen Realteil von 1.1 und einem Imaginärteil von 2.2 ausgibt.
5.3.3 Übung: Modellierung der Datenkapselung
Erweitern Sie eine Klasse Flugzeug.java von einer einfachen Klasse mit einem öffentlichen Attribut zu einer objektorientierten Klasse mit geschützten Attributen und Zugriffsmethoden.
Vorsicht: Der unten aufgeführte Quellcode liegt nicht im default package. Der Quellcode liegt in package block5! Achten Sie auf das korrekte Paket beim Anlegen der Klassen.
- Kopieren Sie sich die beiden Klassen Flugzeug.java und FlugzeugTest.java auf Ihren Rechner. Die Klasse FlugzeugTest dient zum Testen und Starten der Anwendung.
- (Schritt 1-5) Implementieren die notwendigen Attribute als geschützte Attribute. Die Namen der Attribute sind auch in der drucken() Methode zu finden
- (Schritt 6) Implementieren Sie die Methode zur Berechnung des aktuellen Gewichts
- (Schritt 7): Entfernen Sie die Kommentare in der drucken() Methode.
- (Schritt 8): Implementieren Sie einen Konstruktor für die Klasse Flugzeug. Der Konstruktor soll die Eingaben auf unvernünftige Werte prüfen und die Eingaben korrigieren (Werte kleiner Null, Maximalgewicht kleiner Leergewicht etc.)
- (Schritt 9): Schalten Sie im Hauptprogramm FlugzeugTest.main() den Aufruf der Methode phase1() frei und testen Sie das Programm durch den Aufruf der Klasse FlugzeugTest
- (Schritt 10-13): Implementieren Sie alle benötigten Methoden (siehe Diagramm)
- (Schritt 14): Schalten Sie im Hauptprogramm FlugzeugTest.main() den Aufruf der Methode phase2() frei und testen Sie das Programm durch den Aufruf der Klasse FlugzeugTest
- (Schritt 15): Schalten Sie im Hauptprogramm FlugzeugTest.main() den Aufruf der Methode phase3() frei und testen Sie das Programm durch den Aufruf der Klasse FlugzeugTest. Analysieren Sie die Umsteigeimplementierung in phase3(). Testen SIe einige Sonderfälle durch Veränderung der Passagierzahlen. Beispiel: Was geschieht wenn das defekte Flugzeug mehr Passagiere hat als das Ersatzflugzeug?
- (Schritt 16): Implementieren Sie die Methode phase4() und schalten Sie im Hauptprogramm FlugzeugTest.main() den Aufruf der Methode phase4() frei. Testen Sie das Programm durch den Aufruf der Klasse FlugzeugTest.
- Implementieren Sie in Phase das Umsteigen von einem Airbus mit 560 Passagieren in zwei kleinere Jumbo Jets.
- Verändern Sie die Ausgangssituation derart, dass in den Jumbo Jets schon zu viele Passagiere eingestiegen sind und nicht alle Passagiere des Airbus untergebracht werden können. Werden stehen gelassene Passagiere auf der Konsole gemeldet?
Gegeben:
Klasse Flugzeug
package block5;
public class Flugzeug {public String kennzeichen; // Ein Attribut vom Typ einer Zeichenkette
// 1. Privates Attribut zur Verwaltung der Passagierkapazität
// Tipp: Untersuchen Sie die Druckmethode zur Wahl de6
// Variablennamen (1-5)!
// 2. Privates Attribut zur Verwaltung der aktuellen Pasagiere
// 3. Leergewicht in privates Attribut ändern
// Ein Attribut vom Typ einer Ganzzahl
// 4. Maximales Gewicht des Flugzeugs
// 5. Öffentliche Konstante für durchschn. Passagiergewicht
/**
* 8. Konstruktor implementieren
* Konstruktor der Klasse Flugzeug
* @param kennz Kennzeichen des Flugzeugs
* @param kapazitaet Passagierkapazität
* @param leergew Leergewicht in kg
* @param maxgew Maximalgewicht in kg
*/
/**
* einsteigen()
* 10. Fügt einen Passagier zum aktuellen Flugzeug hinzu
*/
/**
* aussteigen()
* 11. Entfernt einen Passagier des aktuellen Flugzeugs
*/
/**
* anzahlPassagiere()
* 12. Ausgabe der aktuellen Anzahl der Passagiere
* @return aktuelle Anzahl der Passagiere
*/
/**
* gewicht()
* 6. Berechnen des aktuellen Gewichts
* @return aktuelles Gewicht
*/
/**
* passagierkapazität()
* 13. Ausgabe der maximalen Anzahl der Passagiere
* @return Maximale Anzahl der Passagiere
*/
/**
* Eine Methode zum Drucken der Attributbelegung des Objekts
* Die Methode erfordert keine Eingaben. Sie erzeugt keine
* Aufgaben
*/
public void drucken() {
// 7. Vervollständigen der Druckmethode
System.out.println("*****************************");
System.out.println("Kennzeichen: " + kennzeichen);
//System.out.println("Leergewicht: " + leergewicht + "kg");
//System.out.println("Maximalgewicht: " + maxgewicht + "kg");
//System.out.println("Aktuelles Gewicht : " + gewicht() + "kg");
//System.out.println("Passagiere: " + passagiere);
//System.out.println("Maximal Anzahl P.: " + maxPassagiere);
System.out.println("*****************************");
}
}
Klasse FlugzeugTest.java
package block5;public class FlugzeugTest {
public static Flugzeug jumbo;
public static Flugzeug a380;
/**
* Die Methode main() wir zum Starten des Programms benutzt
* @param args Übergabe von Konsolenparameter. Hier nicht genutzt
*/
public static void main(String[] args) {
//phase1(); // 9. Phase 1 testen
//phase2(); // 14. Phase 2 testen
//phase3(); // 15. Phase 3 testen
//phase4();
}
/* Entfernen zum Testen von Phase 1
public static void phase1() {
System.out.println(" Phase 1: 2 Flugzeuge");
// Erzeugen zweier Objekte
jumbo = new Flugzeug("D-ABYT",360,191000,400000);
a380 = new Flugzeug("D-AIMD",560,286000,500000);// Drucken der beiden Objekte auf der Konsole
jumbo.drucken();
a380.drucken();
}
*/
/* Entfernen zum Testen von Phase 2
public static void phase2() {
// 7. Testen des vorangehenden Hauptprogramms
System.out.println(" Phase 2: Einsteigen mit Überbuchung");
System.out.println("Ein Passagier in Jumbo einsteigen");
jumbo.einsteigen();
jumbo.drucken();
System.out.println("300 Passagiere in Jumbo einsteigen");
for (int i=0; i<300; i++) jumbo.einsteigen();
jumbo.drucken();
System.out.println("200 Passagiere aus Jumbo aussteigen");
for (int i=0; i<200; i++) jumbo.aussteigen();
jumbo.drucken();
System.out.println("200 Passagiere aus Jumbo aussteigen");
for (int i=0; i<200; i++) jumbo.aussteigen();
jumbo.drucken();
}
*/
/* Entfernen zum Testen von Phase 3
public static void phase3() {
System.out.println(" Phase 3: Jumbo Flugzeugdefekt");
Flugzeug jumboAlt = new Flugzeug("D-ABYU",360,191000,400000);
Flugzeug a380Neu = new Flugzeug("D-AIME",560,286000,500000);
jumboAlt.drucken();
a380Neu.drucken();
System.out.println("300 Passagiere in JumboAlt einsteigen");
for (int i=0; i<300; i++) jumboAlt.einsteigen();
System.out.println("100 Passagiere in Airbus 380 Neu einsteigen");
for (int i=0; i<100; i++) a380Neu.einsteigen();
jumboAlt.drucken();
a380Neu.drucken();
System.out.println("Jumbo ist defekt. Alle in Airbus umsteigen");
while (jumboAlt.anzahlPassagiere()> 0) {
jumboAlt.aussteigen();
a380Neu.einsteigen();
}
System.out.println("Alle umgestiegen. Bereit zum Start");
jumboAlt.drucken();
a380Neu.drucken();
}
*/
/* Entfernen zum Testen von Phase 4
public static void phase4() {
System.out.println(" Phase 3: A380 Flugzeugdefekt mit 560 Passagieren");
Flugzeug jumbo1 = new Flugzeug("D-ABYV",360,191000,400000);
Flugzeug jumbo2 = new Flugzeug("D-ABYW",360,191000,400000);
Flugzeug a380Defekt = new Flugzeug("D-AIME",560,286000,500000);
jumbo1.drucken();
jumbo2.drucken();
a380Defekt.drucken();
System.out.println("50 Passagiere in Jumbo 1 und 2 einsteigen");
// 17. Lassen Sie 200 Passagiere in jeden Jumbo einsteigen
// Hiermit ist nicht mehr Platz für alle Airbuspassagiere
// Testen Sie den Fall der Überbuchung
for (int i=0; i<50; i++) {
jumbo1.einsteigen();
jumbo2.einsteigen();
}
System.out.println("560 Passagiere in Airbus 380 (defekt) einsteigen");
for (int i=0; i<560; i++) a380Defekt.einsteigen();
jumbo1.drucken();
jumbo2.drucken();
a380Defekt.drucken();
System.out.println("Airbus ist defekt. Alle in Jumbos umsteigen");
// 16. Implementieren Sie das Evakuieren des Airbus
// Beide Jumbos sollen falls notwendig benutzt werden
// Drucken Sie eine Warnung aus falls Sie einen Passagier
// nicht umsteigen lassen.
System.out.println("Airbus evakuiert. Bereit zum Start");
jumbo1.drucken();
jumbo2.drucken();
a380Defekt.drucken();
}
*/}
5.3.4 Klassenvariablen (static variables)
Die Übung baut auf der vorherigen Übung aus. Bitte benutzen Sie die Musterlösung falls Sie die vorherige Übung nicht gelöst haben.
Implementieren Sie einen Zähler für jedes Flugzeugobjekt der Klasse Flugzeug welches erzeugt wird.
Empfohlenes Vorgehen:
- Implementieren Sie eine statische, geschützte Variable in der Klasse Flugzeug
- Inkrementieren Sie diese Variable bei jedem Konstruktoraufruf der Klasse Flugzeug
- Erweitern Sie die Methode drucken() und geben Sie die aktuelle Gesamtzahl von Flugzeugen aus
- Implementieren Sie eine öffentliche, statische Methode anzahlFlugzeuge() die den Zähler ausgibt
- Benutzen Sie das existierende Programm in der Klasse FlugzeugTest zum Testen Ihrer Implementierung
Lernziel: Unterscheiden der Variablen die objektspezifisch sind und derer die klassenspezifisch sind.
5.3.5 Überladene Methoden
Die Übung baut auf der vorherigen Übung aus. Bitte benutzen Sie die Musterlösung falls Sie die vorherige Übung nicht gelöst haben.
Implementieren sie überladene Methoden um das Einsteigen und Aussteigen in der Klasse Flugzeug zu vereinfachen. Die neuen Methoden haben
- die gleichen Namen wie die Methoden zum Ein- und Aussteigen eines einzelnen Passagiers,
- sie haben einen Übergabeparameter der die Anzahl der Passagiere zum Ein- und Aussteigen angibt
- es werden nur nicht negative Werte beachtet
- die Operation wird nur ausgeführt falls ALLE Passagiere in der aktuellen Anforderung ein- oder aussteigen können.
Testen Sie die Implementierung mit der Klasse FlugzeugTest:
- Kopieren Sie die Methoden phase3() und phase4(). Benennen Sie diese um in phase3a(), phase4a()
- Ändern Sie die Implementierung deart, dass anstatt der for-Schleifen einzelne Aufrufe der neuen Methoden durchgeführt werden
- Tipp: Ändern Sie die Flugzeugkennzeichen. Es werden neue Objekte angelegt. Es ist daher nützlich nicht zwei Flugzeuge mit dem gleichen Kennzeichen zu benutzen.
- Fügen die Methoden phase3a() und phase4a() in die main() Methode ein.