Programmieren mit Harald R. Haberstroh

Laut Wikipedia kann Objektorientierte Programmierung definiert werden als:

Die objektorientierte Programmierung (kurz OOP) ist ein auf dem Konzept der Objektorientierung basierendes Programmierparadigma. Die Grundidee besteht darin, die Architektur einer Software an den Grundstrukturen desjenigen Bereichs der Wirklichkeit auszurichten, der die gegebene Anwendung betrifft. Ein Modell dieser Strukturen wird in der Entwurfsphase aufgestellt. Es enthält Informationen über die auftretenden Objekte und deren Abstraktionen, ihre Typen. Die Umsetzung dieser Denkweise erfordert die Einführung verschiedener Konzepte, insbesondere Klassen, Vererbung, Polymorphie und spätes Binden.

Alan Kay, der Erfinder der Programmiersprache Smalltalk und des Begriffs „object oriented“, definierte ihn im Kontext von Smalltalk folgendermaßen:

1. Everything is an object, 2. Objects communicate by sending and receiving messages (in terms of objects), 3. Objects have their own memory (in terms of objects), 4. Every object is an instance of a class (which must be an object), 5. The class holds the shared behavior for its instances (in the form of objects in a program list), 6. To eval a program list, control is passed to the first object and the remainder is treated as its message

„1. Alles ist ein Objekt, 2. Objekte kommunizieren durch das Senden und Empfangen von Nachrichten (welche aus Objekten bestehen), 3. Objekte haben ihren eigenen Speicher (strukturiert als Objekte), 4. Jedes Objekt ist Instanz einer Klasse (welche ein Objekt sein muss), 5. Die Klasse beinhaltet das Verhalten aller ihrer Instanzen (in der Form von Objekten in einer Programmliste), 6. Um eine Programmliste auszuführen, wird die Ausführungskontrolle dem ersten Objekt gegeben und das Verbleibende als dessen Nachricht behandelt“
– Alan Kay: The Early History of Smalltalk (1993)

Beispielanwendung

Anhand des folgenden Beispiels soll ein kurzer Einblick in die Objektorientierte Programmierung gegeben werden.

Es soll Geld implementiert werden. Da es in verschiedenen Ländern unterschiedliche Währungen gibt, muss unsere Klasse neben dem Betrag auch die Währung beinhalten. Um rechnen zu können wird noch eine Währungstabelle mitgespeichert.

Die Währungstabelle wechselkurs könnte natürlich auch wieder in eigenen Klassen/Objekten realisiert werden (im Java-Code ist das auch tatsächlich der Fall).

Die Attribute (Eigenschaften) sind alle öffentlich (public), da damit das Beispiel kürzer wird. Tatsächlich werden normalerweise die Attribute nach außen unsichtbar gemacht (private) und nur Methoden (Methoden-Aufrufe entsprechen Alan Kays "Nachrichten") öffentlich gemacht, um den Zugriff auf das Innere der Objekte zu verhinden (Information Hiding oder Datenkapselung).

Die Methode getEuro() liefert den auf Euro umgerechneten Geldbetrag.
Die Methode add(geld) addiert den Wert des Parameters geld zum Wert des aktuellen Objekts und erzeugt ein neues Objekt mit der Summe und liefert es als Returnwert zurück.

Der Konstruktor wird in diesem Klassendiagramm nicht angegeben. Durch ihn wird aber die Währung der Betrag festgelegt. Der Konstruktor wird ausgeführt, wenn ein Objekt erzeugt wird.

Die Umsetzung in Java:

In Java heißt die Referenz auf das aktuelle Objekt this. this wird nicht als Parameter deklariert (anders als in Python). Den Methoden fehlt ein this-Parameter (bzw. self in Python). Dieser Parameter existiert nur intern.
Dennoch kann man this beim Zugriff auf Attribute (und Methoden) angeben. Im folgenden Beispiel wird das auch gemacht.

Man muss this nur dann angeben, wenn es sonst zu Mehrdeutigkeiten käme (in unserem Beispiel beim Konstruktor, bi dem die Parameter genauso benannt sind wie die Attribute).

Der Kunstruktor heißt in Java immer so wie die Klasse, in unserem Fall Geld().

Die Währungstabelle wechselkurs wird als Array einer eigenen Klasse Wechselkurs realisiert. Zusätzlich benötigt man mangels Dictionary eine Methode, die zu einer gegebenen Währung den Kurs liefert: getKurs()

class Geld {
    final class Wechselkurs { // final nur für's scrapbook
        String waehrung;
        double kurs;

        public Wechselkurs(String waehrung, double kurs) {
            this.waehrung = waehrung;
            this.kurs = kurs;
        }
    }

    private Wechselkurs[] wechselkurs = { 
        new Wechselkurs("USD", 1.505),  // US-$ (1EUR sind 
                                        // 1.505 USD)
        new Wechselkurs("GBP", 0.908),  // Britische Pfund
        new Wechselkurs("EUR", 1.0),  
        new Wechselkurs("CHF", 1.509),  // Schweizer Franken
        new Wechselkurs("JPY", 130.582),// Japanische Yen
    };

    String waehrung;
    double betrag;

    public Geld(String waehrung, double betrag) {
       this.waehrung = waehrung;
       this.betrag = betrag;
    }

    public double getEuro() {
       return this.betrag / this.getKurs();
    }

    private double getKurs() {
        for (Wechselkurs kurs : this.wechselkurs) {
            if (kurs.waehrung.equals(this.waehrung)) {
                return kurs.kurs;
            }
        }
        return 0.0;
    }

    public Geld add(Geld geld) {
        double summeInEuro = this.getEuro() + geld.getEuro();
        Geld summe = new Geld(this.waehrung, 
                              summeInEuro * this.getKurs());
        return summe;
    }
}

/*** Testaufrufe ***/
Geld hotelrechnung = new Geld("EUR", 560);
Geld mietwagen = new Geld("USD", 760);
Geld summe = mietwagen.add(hotelrechnung);
System.out.printf("Summe: %s%.2f, %s%.2f\n", summe.waehrung, 
    summe.betrag, "EUR", summe.getEuro());

Testausgabe:

Summe: USD1602,80, EUR1064,98

Scrapbook oop.jpage zum Download.

Labels: Java, Objektorienterung, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 11:16 0 Kommentare

hier finden Sie die Animation direkt am Python-Tutor.

Labels: Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 10:53 0 Kommentare

for i in [1, 3, 2, 5, 10, -3]:
    print(i, end=" ")
print()

class T {
    // helper method
    public static int[] list(int... values) {
        return values;
    }
    public static void main(String[] args) {
        // use helper to generate array
        for (int i : list(1, 3, 2, 5, 10, -3)) {
            System.out.printf("%d ", i);
        }
        System.out.println();

        // use locally defined array
        for (int i : new int[] { 1, 3, 2, 5, 10, -3 }) {
            System.out.printf("%d ", i);
        }
        System.out.println();
    }
}

1 3 2 5 10 -3 
1 3 2 5 10 -3 

Die Hilfsmethode helper() nützt das Java-Feature der variablen Parameterliste, die dann in eine Sequenz (Array) umgewandelt wird.

Die zweite Variante verwendet die Initialisierung von Arrays.

Auch mit beliebigen Objekten ist das Prinzip machbar:

for o in [1, "a", 23.3, "hallo", 3]:
    print(o, end=" ")
print()

public class ListsInForLoop {
    // helper
    public static Object[] olist(Object... objects) {
        return objects;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // different kinds of Objects
        for (Object o : olist(1, "a", 23.3, "hallo", 3)) {
            System.out.print(o);
            System.out.print(" ");
        }
        System.out.println();

        // use locally defined Object array
        for (Object o : new Object[] { 1, "a", 23.3, "hallo", 3 }) {
            System.out.print(o);
            System.out.print(" ");
        }
        System.out.println();
    }

}

1 a 23.3 hallo 3 
1 a 23.3 hallo 3

Labels: Java

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 15:39 0 Kommentare

 1:  1.0000000  1.0000000  1.0000000
 2:  1.4142157  1.4142136  1.4142136
 3:  1.7320508  1.7320508  1.7320508
 4:  2.0000001  2.0000000  2.0000000
 5:  2.2360689  2.2360680  2.2360680
 6:  2.4494944  2.4494897  2.4494897
 7:  2.6457670  2.6457513  2.6457513
 8:  2.8284271  2.8284271  2.8284271
 9:  3.0000000  3.0000000  3.0000000
10:  3.1622777  3.1622777  3.1622777
11:  3.3166248  3.3166248  3.3166248
12:  3.4641017  3.4641016  3.4641016
13:  3.6055514  3.6055513  3.6055513
14:  3.7416576  3.7416574  3.7416574
15:  3.8729837  3.8729833  3.8729833
16:  4.0000006  4.0000000  4.0000000
17:  4.1231067  4.1231056  4.1231056
18:  4.2426425  4.2426407  4.2426407
19:  4.3589018  4.3588989  4.3588989
20:  4.4721402  4.4721360  4.4721360

Labels: Aufgabe, Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 10:03 0 Kommentare

1. Schreiben Sie ein einfaches Java Programm, welches "Hello World" ausgibt. Nennen Sie das Programm Hello.java. Verwenden Sie dazu einen Texteditor und übersetzen Sie das Programm auf der Kommandozeile.
2. Schreiben Sie ein einfaches Java-Programm, welches das kleine Einmaleins ausgibt. Welchen Namen könnte das Programm haben?
   
    X  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10
    1  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 
    2  2  4  6  8 10 12 14 16 18 20 
    3  3  6  9 12 15 18 21 24 27 30 
    4  4  8 12 16 20 24 28 32 36 40 
    5  5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 
    6  6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 
    7  7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 
    8  8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 
    9  9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 
   10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
   
   
   Verwenden Sie wieder einen Texteditor und den Java-Compiler auf der Kommandozeile.
3. Erstellen Sie mit eclipse ein Java-Projekt java-intro. Erzeugen Sie ein package intro1 ("intro eins").
   Erstellen Sie in diesem Paket die beiden Klassen von oben (in das Projekt-Verzeichnis kopieren und an das package anpassen). Starten Sie die beiden Klassen von eclipse aus.
4. Starten Sie die beiden Klassen von der Kommandozeile aus. Wo sind die Class files zu finden, wie sieht der Aufruf aus?
5. Erstellen Sie im package intro1 eine Klasse Schleife, die (im main) eine Zahl einliest und dann alle Zahlen von 1 bis zu der gegebenen Zahl ausgibt. Beispielaufruf:
   Grenze ? 10
   1
   2
   3
   4
   5
   6
   7
   8
   9
   10
   
6. Erweitern Sie die Klasse Schleife so, dass zwei Zahlen eingegeben werden. Es sollen dann die Zahlen von der ersten bis zur zweiten ausgegeben werden. Wenn die zweite Zahl kleiner ist, dann soll eine absteigende Folge ausgegeben werden. Beispielaufruf:
   von? 15
   bis? 10
   15
   14
   13
   12
   11
   10
   

Labels: Aufgabe, Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 10:00 0 Kommentare

Labels: Aufgabe, Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 09:47 0 Kommentare

Erstellen Sie ein Java-Programm, welches einfache CSV-Dateien erzeugen, darstellen und ändern kann. Verwenden Sie zur Darstellung der CSV-Datei eine JTable. Beim Neuanlegen wird die Anzahl der Spalten festgelegt. Beim Laden einer CSV-Datei wird die Anzahl der Zeilen/Spalten durch die Datei gegeben. Das Programm soll es ermöglichen, jede Zelle (definiert durch Zeile und Spalte) zu ändern. Sehen Sie eine Möglichkeit zum Einfügen neuer Zeilen vor. Eine markierte Zeile soll gelöscht werden können.

Die Beschriftung der Spalten soll in der ersten Zeile der Datei gespeichert werden bzw. wird beim Laden aus der ersten Zeile der Datei entnommen.

Labels: Aufgabe, GUI, Java, POS1-3

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 13:10 0 Kommentare

π kann mit Hilfe der folgenden Formel von Strömer (1986) berechnet werden:

^π / ₄ = 44 · arctan ¹/₅₇ + 7 · arctan ¹/₂₃₉ - 12 · arctan ¹/₆₈₂ + 24 · arctan ¹/₁₂₉₄₃

Der Arcustangens wird mit der folgenden Reihenentwicklung

arctan(x) = x - ^x3/₃ + ^x5/₅ - ^x7/₇ + ...

berechnet.

Folgendes Java-Programm verwendet die Klasse BigDecimal zur Berechnung von π. Es soll mittels Threads parallelisiert werden.

import java.math.*;
/**
 * @author Hans Joachim Pflug, RZ, RWTH Aachen
 *
 * Berechnet PI auf eine beliebige Anzahl von Stellen genau
 */
public class Pi {
    private int dec;                  //Anzahl der Dezimalstellen
    private BigDecimal pi = new BigDecimal(0);  //Ergebnis  
    private MathContext m;            //Zur Bestimmung der Laenge der Brueche
    private static final BigDecimal one = new BigDecimal(1);
    private static final BigDecimal four = new BigDecimal(4);
    private BigDecimal r57;           // 1/57
    private BigDecimal r239;          // 1/239
    private BigDecimal r682;          // 1/682
    private BigDecimal r12943;        // 1/12943

    /**
     * Erzeugt ein Objekt mit PI auf die angegebene Stellenzahl genau
     * @param dec Die Stellenzahl, auf die PI berechnet werden soll.
     */
    public Pi(int dec) {
        this.dec = dec;
        m = new MathContext(dec + 5);  //5 als Reserve

        r57 = one.divide(new BigDecimal(57), m);
        r239 = one.divide(new BigDecimal(239), m);
        r682 = one.divide(new BigDecimal(682), m);
        r12943 = one.divide(new BigDecimal(12943), m);

        calculate();
    }

    /**
     * Berechnet den Wert von PI nach der Formel von Stoermer (1896):
     * pi/4 = 44 * arctan(1/57) + 7 * arctan(1/239) - 12 * arctan(1/682) 
     *      + 24 * arctan(1/12943)
     */
    private void calculate() {
        BigDecimal sum1 = arctan(r57).multiply(new BigDecimal(44), m);
        BigDecimal sum2 = arctan(r239).multiply(new BigDecimal(7), m);
        sum1 = sum1.add(sum2, m);
        sum2 = arctan(r682).multiply(new BigDecimal(12), m);
        sum1 = sum1.subtract(sum2, m);
        sum2 = arctan(r12943).multiply(new BigDecimal(24), m);
        sum1 = sum1.add(sum2, m);
        pi = sum1.multiply(four, m);
    }

    /**
     * Berechnet den Arcustangens einer BigDecimal-Zahl.
     * Benutzt die Reihe:
     * arctan(x) = x - x^3/3 + x^5/5 - x^7/7 + ...
     * @param arg Eingabewert
     * @return arctan(arg)
     */
    private BigDecimal arctan(BigDecimal arg) {
        BigDecimal result = new BigDecimal(0);
        BigDecimal z;
        //Abschätzung der Anzahl der Iterationen
        //Nach der Formel  n = - d / log10(x)
        // n: Anzahl der Iterationen
        // d: Anzahl der Stellen fuer Genauigkeit
        // x: Argument des Arcustangens
        //Zwei Stellen Genauigkeit zur Sicherheit
        int iter = (int) -((dec + 2)/ Math.log10(arg.doubleValue()));  

        //Reihenentwicklung
        for (int i = 0; i < iter; i++) {
            int pow = 2 * i + 1;
            z = arg.pow(pow, m).divide(new BigDecimal(pow), m);

            if (i % 2 == 1) {
                z = z.negate();
            }
            result = result.add(z, m);    
        } 
        return result;
    }

    /**
     * Gibt PI formatiert in 100er Bloecken zurueck
     */
    public String toString() {
        String piS = pi.toString();
        StringBuffer b = new StringBuffer();
        b.append("3.1");
        for (int i = 1; i < dec; i++) {
            if (i % 100 == 0) {
                b.append("\n  ");
            } else if (i % 10 == 0) {
                b.append(" ");
            }
            b.append(piS.charAt(i + 2));
        }
        return b.toString();
    }

    public static void main(String args[]) {  
        Pi p = new Pi(1000);
        System.out.println(p);
    }
}

Wieviele Threads sind hier sinnvoll?

Vergleich zwischen serieller und paralleler Berechnung:

Zeitmessungen unter Linux auf einem Intel(R) Core(TM) i3-2100 CPU @ 3.10GHz (Quadcore) (Intel(R) Core(TM) i3 CPU 560 @ 3.33GHz) mit 8GB RAM. Daneben wurden eclipse und chrome verwendet.

Stellen	sequentiell	4 Threads
1000	4,395s	2,530s
2000	35,814s	19,260s
3000	126,145s	65,693s
4000	321,916s	163,393s
5000	626,394s	323,876s
6000	1132,480s	568,905s
7000	1800,781s	912,360s
8000	2753,654s	1462,561s
9000	3941,230s	2134,741s
10000	5527,330s	2878,974s

Bei der JVM kann man nicht bestimmen, ob und wie die Threads auf die CPUs (Kerne) aufgeteilt werden sollen. Die JVM und das Betriebssystem bestimmen, wie die Threads auf CPU-Kerne abgebildet werden. Das ist natürlich auch von der allgemeinen Systemlast abhängig.

Die Messungen zeigen, dass sich die Rechenzeit bei 4 Threads halbiert. Die CPU trägt zwar im Namen "Quadcore", tatsächlich ist es aber nur ein Dualcore mit vier Threads (siehe Link oben). Das bedeutet bei dieser Anwendung, dass nur zwei Threads echt parallel laufen können (weiter geteilt mit den anderen Prozessen, die auf dem System laufen).

Labels: algorithmen, Aufgabe, Java, POS1-3

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 11:54 0 Kommentare

Das ist die erste Zeile und
das ist die zweite Zeile und
hier folgt die dritte Zeile.
Satzzeichen gelten als Trenner.
Folgendes ist kein W0rt und das
4uch nicht.

als 1
Das 3
die 3
dritte 1
erste 1
Folgendes 1
folgt 1
gelten 1
hier 1
ist 3
kein 1
nicht 1
Satzzeichen 1
Trenner 1
und 3
Zeile 3
zweite 1

Labels: algorithmen, Aufgabe, Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 09:56 0 Kommentare

KLASSE und GESCHL

java Grw [-h | -o ausgabedat] [-d] eingabedatei

------------------------------------------------------------------
STATISTIK zum Schuelerrennen der HTL am SKIKURS 2006 in OBERTAUERN
------------------------------------------------------------------

AMINGER                   Georg                            0.02
ELIAS                     Thomas                           0.97
GALAVICS                  Marcus                           0.15
GALLAUNER                 Alexander                        0.26
HECHER                    Markus                           0.58
HERMANN                   Gregor                           0.65
KAMPER                    Raphael                          0.55
KRIVOKUCA                 Milan                            7.73
MOSER                     Christoph                        2.34
NEPOLA                    René                             0.14
PRIELER                   Stefan                           0.63
RECHBERGER                Christian                        3.11
RIEGLER                   Mario                            0.87
SCHNEEBERGER              Joerg                            1.22
SENN                      Bernhard                         0.65
WIESSNER                  Maximilian                       1.61
ZENZ                      Markus                           2.04

die durchschnittliche Zeitdifferenz bei den MAENNERN betraegt:  1.38

die KLASSE 2AHDV   erreichte eine Durchschnittsdifferenz von  1.38 Sekunden


CMUND                     Katharina                        2.81
HARATHER                  Alice                            1.87
KONLECHNER                Viktoria                         0.39
RIEGER                    Jennifer                         0.63
RINNHOFER                 Elisabeth                        1.65
...........................................................

...........................................................
REICHHART                 Thomas                           0.30
RIEDER                    Dominik                          1.07
SCHERMANN                 Georg                            0.85
STANGL                    Stefan                           1.48
STAUFER                   Andreas                          0.47

die durchschnittliche Zeitdifferenz bei den MAENNERN betraegt:  2.38

die KLASSE 3CHDV   erreichte eine Durchschnittsdifferenz von  2.36 Sekunden
************************************************GESAMT-Differenz :  1.93

Binäres Dateiformat für Eingabe

typedef struct umsatz {
    char artikel[25];
    char verkaeufer[25];
    int  vkpreis;
    int  monat; 
} umsatz_t;

hp@L211 $ hexdump -C daten.dat 
00000000  50 72 6f 64 30 31 00 01  4c 00 ba 01 e5 e2 e6 b7  |Prod01..L.......|
00000010  00 00 00 00 e4 98 04 08  28 4d 61 69 65 72 00 08  |........(Maier..|
00000020  a0 fc f5 b7 dc e9 b9 bf  48 e9 b9 bf f1 86 04 08  |........H.......|
00000030  90 8b f8 b7 dc 00 00 00  01 00 00 00 50 72 6f 64  |............Prod|
00000040  30 32 00 01 4c 00 ba 01  e5 e2 e6 b7 00 00 00 00  |02..L...........|
00000050  e4 98 04 08 28 4d 61 69  65 72 00 08 a0 fc f5 b7  |....(Maier......|
00000060  dc e9 b9 bf 48 e9 b9 bf  f1 86 04 08 90 8b f8 b7  |....H...........|
00000070  90 01 00 00 02 00 00 00  50 72 6f 64 30 33 00 01  |........Prod03..|
00000080  4c 00 ba 01 e5 e2 e6 b7  00 00 00 00 e4 98 04 08  |L...............|
00000090  28 48 75 62 65 72 00 08  a0 fc f5 b7 dc e9 b9 bf  |(Huber..........|

Labels: algorithmen, Aufgabe, Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 09:48 0 Kommentare

Das ist die erste Zeile und
das ist die zweite Zeile und
hier folgt die dritte Zeile.
Satzzeichen gelten als Trenner.
Folgendes ist kein W0rt und das
4uch nicht.

als 1
Das 3
die 3
dritte 1
erste 1
Folgendes 1
folgt 1
gelten 1
hier 1
ist 3
kein 1
nicht 1
Satzzeichen 1
Trenner 1
und 3
Zeile 3
zweite 1

Labels: Aufgabe, Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 09:50 0 Kommentare

Erstellen Sie ein Projekt java-klassen mit zwei Klassen:

1. Person
2. PersonManager

Die Methoden der Klasse Person sollen folgende Funktionalität bereitstellen:

1. Der Konstruktor Person(String vn, String fn, int gj, char g) soll einfach die passenden Attribute setzen.
2. print() soll Vorname, Nachname, Alter und Geschlecht auf der Konsole ausgeben.
3. getName() liefert den Vornamen und Nachnamen mit einem Leerzeichen getrennt.
4. getAlter(int jahr) soll das Alter in Jahren bezogen auf das im Parameter angegebene Jahr zurückliefern.
5. toString() liefert einen String, der alle Informationen lesbar enthält.
6. main() ist optional und enthält einfach Tests der Klasse.

Die Methoden der Klasse PersonManager sollen folgende Funktionalität bereitstellen:

1. print() soll einfach alle Personen ausgeben (print() von Person verwenden).
2. add(Person person) nimmt eine neue Person in die interne Liste/Array auf.
3. main() soll mindestens zwei verschiedene Personen anlegen, die dann in einen Manager aufgenommen werden. Alle Personen sollen ausgegeben werden.

Beispielaufruf auf Konsole:

hp@if205-2l $ java PersonManager
Max Meier, geboren 1998 (16 Jahre alt), männlich
Katrin Huber, geboren 1996 (18 Jahre alt), weiblich

Labels: Aufgabe, Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 21:12 0 Kommentare

Erstellen Sie eine Swing-GUI mit Texteingabefeldern und Labels für 5 verschiedene Währungen. Es soll ein Neu/Löschen und ein Umrechen-Button vorhanden sein.
Wenn der Umrechen-Button gedrückt wird, wird erkannt in welcher Währung die Eingabe erfolgte und diese Währung in alle anderen umgerechnet.
Der Neu/Löschen-Button löscht alle Eingaben.
Fehler wie z.B. keine Eingabe, Eingaben in mehreren Feldern, falsche Eingabe (Text statt Zahl) u.s.w. sollen zu keinem Programmabsturz führen sondern den Benutzer mit einem Fehlerdialog darauf hinweisen.

Labels: Aufgabe, GUI, Java, POS1-3

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 11:02 0 Kommentare

Laut Wikipedia kann Objektorientierte Programmierung definiert werden als:

Die objektorientierte Programmierung (kurz OOP) ist ein auf dem Konzept der Objektorientierung basierendes Programmierparadigma. Die Grundidee besteht darin, die Architektur einer Software an den Grundstrukturen desjenigen Bereichs der Wirklichkeit auszurichten, der die gegebene Anwendung betrifft. Ein Modell dieser Strukturen wird in der Entwurfsphase aufgestellt. Es enthält Informationen über die auftretenden Objekte und deren Abstraktionen, ihre Typen. Die Umsetzung dieser Denkweise erfordert die Einführung verschiedener Konzepte, insbesondere Klassen, Vererbung, Polymorphie und spätes Binden.

Alan Kay, der Erfinder der Programmiersprache Smalltalk und des Begriffs „object oriented“, definierte ihn im Kontext von Smalltalk folgendermaßen:

1. Everything is an object, 2. Objects communicate by sending and receiving messages (in terms of objects), 3. Objects have their own memory (in terms of objects), 4. Every object is an instance of a class (which must be an object), 5. The class holds the shared behavior for its instances (in the form of objects in a program list), 6. To eval a program list, control is passed to the first object and the remainder is treated as its message

„1. Alles ist ein Objekt, 2. Objekte kommunizieren durch das Senden und Empfangen von Nachrichten (welche aus Objekten bestehen), 3. Objekte haben ihren eigenen Speicher (strukturiert als Objekte), 4. Jedes Objekt ist Instanz einer Klasse (welche ein Objekt sein muss), 5. Die Klasse beinhaltet das Verhalten aller ihrer Instanzen (in der Form von Objekten in einer Programmliste), 6. Um eine Programmliste auszuführen, wird die Ausführungskontrolle dem ersten Objekt gegeben und das Verbleibende als dessen Nachricht behandelt“
– Alan Kay: The Early History of Smalltalk (1993)

Beispielanwendung

Anhand des folgenden Beispiels soll ein kurzer Einblick in die Objektorientierte Programmierung gegeben werden.

Es soll Geld implementiert werden. Da es in verschiedenen Ländern unterschiedliche Währungen gibt, muss unsere Klasse neben dem Betrag auch die Währung beinhalten. Um rechnen zu können wird noch eine Währungstabelle mitgespeichert.

Die Währungstabelle wechselkurs könnte natürlich auch wieder in eigenen Klassen/Objekten realisiert werden (im Java-Code ist das auch tatsächlich der Fall).

Die Attribute (Eigenschaften) sind alle öffentlich (public), da damit das Beispiel kürzer wird. Tatsächlich werden normalerweise die Attribute nach außen unsichtbar gemacht (private) und nur Methoden (Methoden-Aufrufe entsprechen Alan Kays "Nachrichten") öffentlich gemacht, um den Zugriff auf das Innere der Objekte zu verhinden (Information Hiding oder Datenkapselung).

Die Methode getEuro() liefert den auf Euro umgerechneten Geldbetrag.
Die Methode add(geld) addiert den Wert des Parameters geld zum Wert des aktuellen Objekts und erzeugt ein neues Objekt mit der Summe und liefert es als Returnwert zurück.

Der Konstruktor wird in diesem Klassendiagramm nicht angegeben. Durch ihn wird aber die Währung der Betrag festgelegt. Der Konstruktor wird ausgeführt, wenn ein Objekt erzeugt wird.

Die Umsetzung in Java:

In Java heißt die Referenz auf das aktuelle Objekt this. this wird nicht als Parameter deklariert (anders als in Python). Den Methoden fehlt ein this-Parameter (bzw. self in Python). Dieser Parameter existiert nur intern.
Dennoch kann man this beim Zugriff auf Attribute (und Methoden) angeben. Im folgenden Beispiel wird das auch gemacht.

Man muss this nur dann angeben, wenn es sonst zu Mehrdeutigkeiten käme (in unserem Beispiel beim Konstruktor, bi dem die Parameter genauso benannt sind wie die Attribute).

Der Kunstruktor heißt in Java immer so wie die Klasse, in unserem Fall Geld().

Die Währungstabelle wechselkurs wird als Array einer eigenen Klasse Wechselkurs realisiert. Zusätzlich benötigt man mangels Dictionary eine Methode, die zu einer gegebenen Währung den Kurs liefert: getKurs()

class Geld {
  final class Wechselkurs { // final nur für's scrapbook
    String waehrung;
    double kurs;

    public Wechselkurs(String waehrung, double kurs) {
      this.waehrung = waehrung;
      this.kurs = kurs;
    }
  }

  private Wechselkurs[] wechselkurs = { 
      new Wechselkurs("USD", 1.505),  // US-$ (1EUR sind 1.505 USD)
      new Wechselkurs("GBP", 0.908),  // Britische Pfund
      new Wechselkurs("EUR", 1.0),  
      new Wechselkurs("CHF", 1.509),  // Schweizer Franken
      new Wechselkurs("JPY", 130.582),// Japanische Yen
   };

  String waehrung;
  double betrag;

  public Geld(String waehrung, double betrag) {
    this.waehrung = waehrung;
    this.betrag = betrag;
  }

  public double getEuro() {
    return this.betrag / this.getKurs();
  }

  private double getKurs() {
    for (Wechselkurs kurs : this.wechselkurs) {
      if (kurs.waehrung.equals(this.waehrung)) {
        return kurs.kurs;
      }
    }
    return 0.0;
  }

  public Geld add(Geld geld) {
    double summeInEuro = this.getEuro() + geld.getEuro();
    Geld summe = new Geld(this.waehrung, summeInEuro * this.getKurs());
    return summe;
  }
}

/*** Testaufrufe ***/
Geld hotelrechnung = new Geld("EUR", 560);
Geld mietwagen = new Geld("USD", 760);
Geld summe = mietwagen.add(hotelrechnung);
System.out.printf("Summe: %s%.2f, %s%.2f\n", summe.waehrung, summe.betrag,
    "EUR", summe.getEuro());

Testausgabe:

Summe: USD1602,80, EUR1064,98

Scrapbook oop.jpage zum Download.

Labels: Java, Objektorienterung, OOP, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 10:14 0 Kommentare

 1:  1.0000000  1.0000000  1.0000000
 2:  1.4142157  1.4142136  1.4142136
 3:  1.7320508  1.7320508  1.7320508
 4:  2.0000001  2.0000000  2.0000000
 5:  2.2360689  2.2360680  2.2360680
 6:  2.4494944  2.4494897  2.4494897
 7:  2.6457670  2.6457513  2.6457513
 8:  2.8284271  2.8284271  2.8284271
 9:  3.0000000  3.0000000  3.0000000
10:  3.1622777  3.1622777  3.1622777
11:  3.3166248  3.3166248  3.3166248
12:  3.4641017  3.4641016  3.4641016
13:  3.6055514  3.6055513  3.6055513
14:  3.7416576  3.7416574  3.7416574
15:  3.8729837  3.8729833  3.8729833
16:  4.0000006  4.0000000  4.0000000
17:  4.1231067  4.1231056  4.1231056
18:  4.2426425  4.2426407  4.2426407
19:  4.3589018  4.3588989  4.3588989
20:  4.4721402  4.4721360  4.4721360

Labels: Aufgabe, Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 10:08 0 Kommentare

$ hg clone /home/teachers/hp/public/3bhif/java-gui-experiments
Zielverzeichnis: java-gui-experiments
Aktualisiere auf Zweig default
25 Dateien aktualisiert, 0 Dateien zusammengeführt, 0 Dateien entfernt, 0 Dateien ungelöst
$ 

$ cd java-gui-experiments
$ hg pull /home/teachers/hp/public/3bhif/java-gui-experiments
Hole von /home/teachers/hp/public/3bhif/java-gui-experiments
Suche nach Änderungen
Keine Änderungen gefunden
$

$ mkdir ~/edvossh
$ sshfs user@edvossh.htlwrn.ac.at:/home/teachers/hp/public/3bhif ~/edvossh
$ hg clone ~/edvossh/java-gui-experiments
Zielverzeichnis: java-gui-experiments
Aktualisiere auf Zweig default
25 Dateien aktualisiert, 0 Dateien zusammengeführt, 0 Dateien entfernt, 0 Dateien ungelöst
$

$ cd java-gui-experiments/bin/
$ java je3.gui.ShowBean javax.swing.JButton 'text=Hello World!'  font=helvetica-bold-48

$ cd java-gui-experiments/bin/
$ java je3.gui.ShowBean javax.swing.JButton 'text=Hello World!'  font=helvetica-bold-48\
javax.swing.JRadioButton 'text=pick me'\
java.awt.Button label=Hello javax.swing.JSlider

package je3.gui;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;

/**
 * A component subclass that demonstrates nested containers and components.
 * It creates the hierarchy shown below, and uses different colors to
 * distinguish the different nesting levels of the containers
 *
 * Containers---panel1----button1
 *        |       |---panel2----button2
 *        |       |        |----panel3----button3
 *        |       |------panel4----button4
 *        |                   |----button5
 *        |---button6
 */
public class Containers extends JPanel {
    public Containers( ) {
        this.setBackground(Color.white);            // This component is white
        this.setFont(new Font("Dialog", Font.BOLD, 24));

        JPanel p1 = new JPanel( );
        p1.setBackground(new Color(200, 200, 200)); // Panel1 is darker
        this.add(p1);                // p1 is contained by this component
        p1.add(new JButton("#1"));   // Button 1 is contained in p1
        
        JPanel p2 = new JPanel( );
        p2.setBackground(new Color(150, 150, 150)); // p2 is darker than p2
        p1.add(p2);                  // p2 is contained in p1
        p2.add(new JButton("#2"));   // Button 2 is contained in p2
        
        JPanel p3 = new JPanel( );
        p3.setBackground(new Color(100, 100, 100)); // p3 is darker than p2
        p2.add(p3);                  // p3 is contained in p2
        p3.add(new JButton("#3"));   // Button 3 is contained in p3
        
        JPanel p4 = new JPanel( );
        p4.setBackground(new Color(150, 150, 150)); // p4 is darker than p1
        p1.add(p4);                  // p4 is contained in p1
        p4.add(new JButton("#4"));   // Button4 is contained in p4
        p4.add(new JButton("#5"));   // Button5 is also contained in p4
        
        this.add(new JButton("#6")); // Button6 is contained in this component
    }
}

$ cd java-gui-experiments/bin/
$ java je3.gui.ShowBean je3.gui.Containers

Labels: Aufgabe, GUI, Java, POS1-3, User Interface

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 11:22 0 Kommentare

Python

"""
99 bottles of beer in Python
"""
for quant in range(99, 0, -1):
    if quant > 1:
        print(quant, "bottles of beer on the wall,", quant, "bottles of beer.")
        if quant > 2:
            suffix = str(quant - 1) + " bottles of beer on the wall."
        else:
            suffix = "1 bottle of beer on the wall."
    elif quant == 1:
        print("1 bottle of beer on the wall, 1 bottle of beer.")
        suffix = "no more beer on the wall!"
    print("Take one down, pass it around,", suffix)
    print("--")

Java

/*
 * 99 bottles of beer in Java
 */
class bottles {
    public static void main(String args[]) {
        String s = "s";
        for (int beers=99; beers>-1;) {
            System.out.print(beers + " bottle" + s + " of beer on the wall, ");
            System.out.println(beers + " bottle" + s + " of beer, ");
            if (beers==0) {
                System.out.print("Go to the store, buy some more, ");
                System.out.println("99 bottles of beer on the wall.\n");
                System.exit(0);
            } else
                System.out.print("Take one down, pass it around, ");
            s = (--beers == 1)?"":"s";
            System.out.println(beers + " bottle" + s + " of beer on the wall.\n");
        }
    }
}

C

/* 
 * 99 bottles of beer in C
 */
#define MAXBEER (99)

void chug(int beers);

main()
{
    register beers;

    for(beers = MAXBEER; beers; chug(beers--))
        puts("");

    puts("\nTime to buy more beer!\n");

    exit(0);
}

void chug(register beers)
{
    char howmany[8], *s;

    s = beers != 1 ? "s" : "";
    printf("%d bottle%s of beer on the wall,\n", beers, s);
    printf("%d bottle%s of beeeeer . . . ,\n", beers, s);
    printf("Take one down, pass it around,\n");

    if(--beers) sprintf(howmany, "%d", beers); else strcpy(howmany, "No more");
    s = beers != 1 ? "s" : "";
    printf("%s bottle%s of beer on the wall.\n", howmany, s);
}

C++

• funktional
• generisch
• imperativ
• objektorientiert
• prozedural
• strukturiert

/*
 * 99 bottles of beer in C++
 */
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int bottles = 99;
    while ( bottles > 0 )
    {
        cout << bottles << " bottle(s) of beer on the wall," << endl;
        cout << bottles << " bottle(s) of beer." << endl;
        cout << "Take one down, pass it around," << endl;
        cout << --bottles << " bottle(s) of beer on the wall." << endl;
    }
    return 0;
}

C#

• imperativ
• objektorientiert
• strukturiert

/*
 * 99 bottles of beer in C#
 */
using System;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace NinetyNineBottles
{
  class Beer
  {
    static void Main(string[] args)
    {
        StringBuilder beerLyric = new StringBuilder();
        string nl = System.Environment.NewLine;

        var beers =
            (from n in Enumerable.Range(0, 100)
             select new { 
               Say =  n == 0 ? "No more bottles" : 
                     (n == 1 ? "1 bottle" : n.ToString() + " bottles"),
               Next = n == 1 ? "no more bottles" : 
                     (n == 0 ? "99 bottles" : 
                     (n == 2 ? "1 bottle" : n.ToString() + " bottles")),
               Action = n == 0 ? "Go to the store and buy some more" : 
                                 "Take one down and pass it around"
             }).Reverse();

        foreach (var beer in beers)
        {
            beerLyric.AppendFormat("{0} of beer on the wall, {1} of beer.{2}",
                                    beer.Say, beer.Say.ToLower(), nl);
            beerLyric.AppendFormat("{0}, {1} of beer on the wall.{2}", 
                                    beer.Action, beer.Next, nl);
            beerLyric.AppendLine();
        }
        Console.WriteLine(beerLyric.ToString());
        Console.ReadLine();
    }
  }
}

Labels: C, C#, C++, Java, Python

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 10:17 0 Kommentare

1. Schreiben Sie ein einfaches Java Programm, welches "Hello World" ausgibt. Nennen Sie das Programm Hello.java. Verwenden Sie dazu einen Texteditor und übersetzen Sie das Programm auf der Kommandozeile.
2. Schreiben Sie ein einfaches Java-Programm, welches das kleine Einmaleins ausgibt. Welchen Namen könnte das Programm haben?
   
    X  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10
    1  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 
    2  2  4  6  8 10 12 14 16 18 20 
    3  3  6  9 12 15 18 21 24 27 30 
    4  4  8 12 16 20 24 28 32 36 40 
    5  5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 
    6  6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 
    7  7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 
    8  8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 
    9  9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 
   10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
   
   
   Verwenden Sie wieder einen Texteditor und den Java-Compiler auf der Kommandozeile.
3. Erstellen Sie mit eclipse ein Java-Projekt java-intro. Erzeugen Sie ein package intro1 ("intro eins").
   Erstellen Sie in diesem Paket die beiden Klassen von oben (in das Projekt-Verzeichnis kopieren und an das package anpassen). Starten Sie die beiden Klassen von eclipse aus.
4. Starten Sie die beiden Klassen von der Kommandozeile aus. Wo sind die Class files zu finden, wie sieht der Aufruf aus?
5. Erstellen Sie im package intro1 eine Klasse Schleife, die (im main) eine Zahl einliest und dann alle Zahlen von 1 bis zu der gegebenen Zahl ausgibt. Beispielaufruf:
   Grenze ? 10
   1
   2
   3
   4
   5
   6
   7
   8
   9
   10
   
6. Erweitern Sie die Klasse Schleife so, dass zwei Zahlen eingegeben werden. Es sollen dann die Zahlen von der ersten bis zur zweiten ausgegeben werden. Wenn die zweite Zahl kleiner ist, dann soll eine absteigende Folge ausgegeben werden. Beispielaufruf:
   von? 15
   bis? 10
   15
   14
   13
   12
   11
   10
   

Labels: Aufgabe, Java, POS1-2

# Eingestellt von Harald R. Haberstroh @ 09:54 0 Kommentare