Dienstag, 10. Oktober 2017
4. Aufgabe 4BHIF - C# Threads
Abgabename: 2017_4bhif_aufgabe4_name_vorname.zip
Abgabetermin - 14.11.2017 - Abgabe auf edvossh
Im folgenden Code werden Primzahlen berechnet. Ihre Aufgabe ist es aus diesem Code eine Multithreaded Version zu entwickeln. Die Anzahl der Threads und der Höchstwert der Primzahlen soll über Befehlszeilenargumente einstellbar sein. Testen Sie das Programm mit verschiedenen Höchstwerten und Threadanzahlen. (Zumindestens einmal mit einer Anzahl die den Prozessoren des Systems entsprechen) Erzeugen Sie mit den Ergebnissen eine Tabelle die die Zeiten gegen die der Single-Thread-Version vergleicht. (manuell z.B. in Excel oder auch im Programm)
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Collections; using System.Diagnostics; namespace Primzahlen { class Program { static void Main(string[] args) { Stopwatch watch = new Stopwatch(); int maxPrim = 0; int number = 0; int tests = 0; watch.Start(); Prim(1600000, out maxPrim, out number, out tests); watch.Stop(); Console.WriteLine("Es wurden {0} Primzahlen gefunden", number); Console.WriteLine("Die höchste gefundene Primzahl ist {0}", maxPrim); Console.WriteLine("Die Laufzeit betrug {0:F0} Millisekungen", watch.ElapsedMilliseconds); Console.WriteLine("Es wurden {0} Vergleiche durchgeführt", tests); } private static void Prim(int max, out int maxPrim, out int number, out int tests) { List<int> prims = new List<int>(); int i = 5; tests = 0; prims.Add(2); prims.Add(3); while (i < max) { int maxTeiler = (int)Math.Sqrt(i) + 1; int j = 0; while (true) { int n = prims[j]; int rest = (i % n); ++tests; if (rest == 0) break; //keine Primzahl if(n >= maxTeiler) { prims.Add(i); break; } ++j; } i += 2; } number = prims.Count; maxPrim = prims[number - 1]; } } }
Beispieltabelle für Ausgabe:
max Primzahl nr. Primzahlen ein Thread zwei Threads vier Threads 100000 9592 44ms 60ms 80ms 200000 17984 95ms 98ms 104ms 400000 33860 223ms 227ms 230ms ... 51200000 3068712 106000ms 61300ms 32940ms
Dienstag, 3. Oktober 2017
3. Aufgabe 4BHIF
Abgabetermin - 24.10.2017 - Abgabe auf edvossh
Erstellen Sie für den RPN-Rechner der letzten Aufgabe ein GUI!
Erweitern Sie die Funktionalität so, dass die Anzeige (oberstes Stack-Element
C
) und alternativ der gesamte Stack (CLS
) gelöscht werden kann. Weiters soll ein Drop
(oberstes Element entfernen), ein Swap
(die beiden obersten Elemente vertauschen), ein +/-
(Vorzeichenwechsel), ein 1/X
, die Quadratwurzel (Sqrt
) und das Quadrat (X^2
) implementiert werden.
Der Rechner sollte etwa so funktionieren, wie dieser Online-Rechner.
Zusätzliche Features sind möglich und erwünscht.
Labels: .Net, 4BHIF, Aufgabe, C#
Freitag, 29. September 2017
vim Einführung (2AHIF, 2BHIF)
Der vi ist praktisch auf jedem Linux-System verfügbar und kann von der Shell (Terminal) aus verwendet werden. Daher ist es praktisch, wenn man den vi(m) beherrscht, wenn man einen Server (z.B. Web-Server) über das Internet warten muss. Die wichtigsten Funkionen kann man probieren und üben mit
vimtutor
Weitere Dokumentation finden Sie hier:
vim Kurzreferenz
vim Homepage www.vim.org
vim Quick Reference Card (2 Seiten)
Wir verwenden eine spezielle Konfigurationsdatei für den vim. Im Laufe dieses Schuljahres werden wir Ihnen diese Datei (eigentlich eine überarbeitete Version, denn die bisherige Version ist hauptsächlich für C-Programmierung eingerichtet) zur Verfügung stellen. Also, bleiben Sie dran oder suchen Sie auf www.vim.org/scripts nach passenden Scripts für den vim.
vim
ist eine Erweiterung des
Standard-Unix-Editors vi
. vim
steht für vi
im
proved.
vim
gibt es nicht nur für
Unix-Plattformen, sondern auch für andere Betriebssysteme (Windows, OSX). Siehe dazu auch http://www.vim.org/. vim
ist frei verfügbar.Es ist besser, einen Editor wirklich gut zu beherrschen als viele verschiedene Editoren oder Entwicklungsumgebungen nur mittelmäßig bedienen zu können. Der
vim
eignet sich
besonders als universeller (Programmier-)Editor, da er für jede
Plattform verfügbar ist und hochgradig konfigurierbar bzw.
programmierbar ist.vi
gibt es auf jedem Unix-ähnlichem
System. Wenn nichts mehr geht, dann muss man u.U. dem vi
nehmen und in den Konfigurationsdateien Änderungen vornehmen.vim
hat (wie vi
)
mehrere Betriebsmodi: vim
ist programmierbar, arbeitet mit regulären Ausdrücken usw.) auch
über einfache Terminals bedienen kann. Alle Funktionen sind über
eine Standardtastatur mit Escape-Taste verfügbar. Man braucht keine
Funktionstasten und keine Cursortasten. Funktions- und Cursortasten
sowie Maus können bei geeigneten Terminals (X-Window System,
Console) verwendet werden.
Befehlsmodus
Grundsätzlich kann jeder Befehl mehrfach ausgeführt werden, indem zuerst eine Anzahl angegeben wird. Z.B.10dd
löscht 10 Zeilen (siehe unten), 2dw
löscht 2 Worte.[
Anzahl
]
Befehl
[
Taste
]
[
Anzahl
]
Befehl
[
Bereich
]
Cursorbewegung
k
hinaufh l
links
rechts
j
hinunter^F
orward
page
^B
ackward page
^D
own
half page
^U
p half
page
w
ord
right
b
ack
word
line
]G
oto line (default letzte Zeile)
(
Sätze
zurück
)
Sätze
vorwärts
{
Absätze
zurück
}
Absätze
vorwärts
f
c
gehe zum Zeichen c in der aktuellen Zeile'm
gehe
zu Marke m
ma
mark a
(setze Marke a), Marken werden auch für Lösch-, Änder- und
Kopieroperationen verwendet (sieh weiter unten)d
elete)
dd
Zeile
löschen
dw
Wort
löschen
x
Zeichen
unter Cursor löschen
X
Zeichen
links von Cursor löschen
D
bis
Zeilenende löschen
Bereich
d
löschen des Bereichs
d'
marke
löschen bis zur Marke marke
(ein Buchstabe, vorher gesetzt mit m
marke
)>
schiebt Text nach rechts (shiftwidth)
<
schiebt Text nach links (shiftwidth)
i
Einfügen vor Cursor (insert)
a
Einfügen nach Cursor (append)
I
Einfügen Zeilenanfang (Insert)A
Einfügen Zeilenende (Append)o
Öffnet
neue Zeile darunter (open line)
O
Öffnet
neue Zeile darüber
J
(join)
hänge die nächste Zeile an die aktuelle Zeile an (mit Leerzeichen
getrennt)r
x
ersetzen des aktuellen Zeichens durch das Zeichen x
(kein ESC
nötig)cw
ändert
Wort (change word)
Bereich
c
ändert Bereich (vgl. Bereich angeben)
c'
marke
ändert Bereich bis zur Markev
eingeben, den Cursor zum
anderen Ende bewegen und den gewünschten Befehl eingeben.
Zeilenweise markieren mit V
.:set
mouse=a
gesetzt, dann kann auch mit der Maus markiert werden.Bereich
y
"yank", Bereich wird in den Puffer kopiert
y'
marke
kopiert Bereich bis zur Marke in den Pufferyw
Wort
in den Puffer
Y
Zeile
in den Puffer
p
Einfügen nach Cursor (paste - "einkleben")^A
sucht
nächstes Vorkommen des Wortes unter Cursor
%
platziert Curser auf zugehörige ( ) { } [ ]
Anzahl%
platziert Cursor auf Anzahl Prozent der Datei
/
text
sucht vorwärts text
oder
regulären Ausdruck
?
text
sucht rückwärts text
oder
regulären Ausdruck
*
sucht
das Wort unter dem Cursor.
(Punkt)
wiederholt letztes Kommando
n
letzte
Suche wiederholen
N
letzte
Suche in umgekehrter Richtung
u
undo,
der vi
kann nur die letzte Änderung
rückgängig machen (d.h. uu
stellt die
letzte Änderung wieder her), der vim
kann im Prinzip beliebig viele Änderungen rückgängig machen^r
(crtl+r
) redo (nur vim
)
macht das letzte undo bzw. die letzten undos wieder rückgängig^G
zeigt
Dateistatus und Zeilennummer
^L
erneuert Bildschirm
Bereich
!
führt angegebenen Bereich einem Filter zu, der anschließend
eingegeben werden mussÄnderungsmodus
Eingegebener Text wird eingefügt (beii
,
a
,...) bzw. ersetzt markierten Bereich
(c
,...), löschen mit Backspace in der
aktuellen Zeile möglich (nur eben eingegebener Text).
Der Änderungsmodus wird mit der
ESC
-Taste
verlassen.^v
(ctrl+v
)
stellt sicher, dass das nächste Zeichen normal eingegeben wird (z.B.
wird bei TAB
normalerweise nicht das
Tabulator-Zeichen eingefügt sondern so viele Leerzeichen als nötig,
will man jedoch das TAB
-Zeichen
einfügen, muss man ^vTAB
drücken).Ex-Befehle (Colon mode)
:[
Zeile
][,
Zeile
]
Befehl
Argumente
Zeile,Zeile
bezeichnet Anfangszeile und Endzeile. Ein .
(Punkt) bedeutet aktuelle Zeile, $
die letzte Zeile. Wurde vorher ein Bereich mit v
ausgewählt, dann wird automatisch ein Bereich eingefügt: '<,'>
(die Marke '<
bezeichnet den Anfang und '>
das Ende eines markierten Bereichs). %
ist die Kurzform von 1,$
.:x
Speichern und Ende
:w
write,
speichern
:w datei
Speichern in Datei (write),
wurde vorher ein Bereich markiert, so wird dieser Bereich in die
datei
geschrieben.:r datei
Einfügen von Datei (read)
:q
Quit
(schließen eines Fensters):split [datei]
weiteres Fenster (mit datei
öffnen):s/
suchtext
/
ersatztext
/[g]
suchtext
durch ersatztext
. Wird g
(die eckigen Klammern bezeichnen "optional") angegeben,
dann wird auch mehrfaches Vorkommen pro Zeile ersetzt. suchtext
kann ein regulärer Ausdruck sein.:.,$s/i++/j++/g
ersetze
alle i++
durch j++
von der aktuellen Zeile bis zumEnde der Datei.
:se tabstop=3
Tabulatorweite
:se shiftwidth=3
Weite für >
und <
:se ai
oder :set autoindent
automatisches
Einrücken
:se et
oder :set expandtab
Tabulator wird durch
Leerzeichen ersetzt (dies sollte eingestellt werden!)
:syntax on
Highlighting von Sourcen:ab lhs rhs
Definieren einer Abkürzung lhs
(left
hand side) für rhs
(right hand side),
Abkürzungen werden expandiert, sobald ESC
,
Enter
oder die Leertaste gedrückt wird.:ab
listet alle Abkürzungen auf.:unab lhs
löscht die Abkürzung lhs
.:help abbreviate
Hilfe zu den Abkürzungen..vimrc
vim
ausgeführt. Weitere Konfigurationsmöglichkeiten sind in der
Dokumentation (:help
)
beschrieben. So können Abkürzungen definiert werden,
Funktionstasten belegt werden und in Abhängigkeit eines Dateityps
Konfigurationsdateien ausgeführt werden.
\.
(Punkt)
steht für ein beliebiges Zeichen[aeiou]
ein
Selbstlaut klein geschrieben[A-Z]
alle
Großbuchstaben[^0-9]
alles
außer Zifferncdrom\|floppy
alle
Vorkommnisse der Worte cdrom
oder floppy
a\+
mindestens
ein a
(a
,
aa
,
aaa
,
aaaa
,
...).*
keines,
ein oder mehrere beliebige Zeichen (der *
braucht keinen
\
)\(
ausdruck\
)+
das
Muster ausdruck
muss mindestens einmalvorkommen
ausdruck
{
von
,
bis
}
ausdruck
muss mindestens von
mal und höchstens bis
mal vorkommen.ausdruck
{
n
}
ausdruck
muss genau n
mal vorkommen.^
ausdruck
ausdruck
muss am Zeilenanfang stehen.Ausdruck
$
ausdruck
muss am Zeilenende stehen.\+
und *
sind "gefräßig", d.h. sie nehmen soviel als möglich,
u.U. bis zum Ende eine Zeile. Der Ausdruck a.*h
passt auf ah
,
ahh
,
abh
,
abhcdh
.[0-9A-Fa-f]+
erkennt
Hexadezimalzahlen, z.B. 123
,
abc
,
F000
usw.\(un\)*stable
erkennt
stable
,
unstable
,
ununstable
,unununstable
etc.\(un\)\{-,1}stable
erkennt
stable
und unstable
int
-Funktionen,
die nurKleinbuchstaben im Namen haben.
Tipps
Wenn man nicht weiß, in welchem Modus sich dervi
bzw. vim
gerade befindet, drückt man am
besten die ESC
-Taste, dann ist man
sicher im Befehlsmodus.Generell ist zu empfehlen,
:help tutor
zu machen.
Mit
:version
erhält man
Informationen zur Variable $VIM
.
Der
vi
bzw. vim
speichert regelmäßig gemachte Änderungen in eine Datei, die mit .
(Punkt) beginnt und mit .swp
(oder .swb
,
.swc
usw.) endet. Dazwischen befindet
sich der Name der editierten Datei (Aufruf vim
hello.c
, Sicherungsdatei .hello.swp
).
Beim Speichern und Beenden wird diese Datei gelöscht. Wird der vi
bzw. vim
gewaltsam terminiert
(Stromausfall, killall -KILL vim
,
schließen des Terminals, in dem der vim
läuft o.ä.), dann wird diese Sicherungsdatei nicht gelöscht. Darin
sind im Allgemeinen fast alle Änderungen gespeichert.Wird nach dem "Absturz" der
vim
wieder mit der vorigen Datei gestartet, so gibt er die Information
aus, dass es eben diese Sicherungsdatei gibt und wie man die letzten
Änderungen wiederherstellt. Das funktioniert normalerweise mit vim
-r datei
(-r
wie r
ecover).
Wenn man dann alles geprüft hat, dann speichert man die Datei.
Danach muss man die Sicherungsdatei löschen, da sonst wieder beim
Starten von vim
die Information
angezeigt wird.vim
ist ein konfigurierbarer Editor,
er hat eine eigene Programmiersprache eingebaut. Es gibt für viele
Aufgaben fertige Scripts im Internet (http://www.vim.org
ist ein guter Einstiegspunkt). Solche Scripts werden automatisch
geladen, wenn sie sich im Verzeichnis ~/.vim/plugin
befinden.Sonntag, 24. September 2017
2. Aufgabe 4BHIF
Abgabetermin - 10.10.2017 - Abgabe auf edvossh
Schreiben Sie einen Stack-basierten Rechner für einen Ausdruck in umgekehrter polnischer Notation (RPN), der auch die Änderungen im Stack zeigt.
Nehmen Sie zunächst an, dass nur korrekte, durch Leerzeichen (Tabs oder Zeilenumbrüche, also White Space) getrennte, Strings von Token eines RPN-Ausdrucks übergeben werden.
Testen Sie mit dem folgenden RPN-Ausdruck:
3 4 2 * 1 5 - 2 3 ^ ^ / +Obiger Ausdruck in Infix-Notation sieht folgendermaßen aus:
3 + 4 * 2 / ( 1 - 5 ) ^ 2 ^ 3oder, weil
^
vor den anderen Operationen ausgewertet werden muss:
3 + 4 * 2 / ( ( 1 - 5 ) ^ 2 ^ 3 )Die Ausgabe soll so aussehen:
3 4 2 * 1 5 - 2 3 ^ ^ / + Input Operation Stack after 3 Push [3.0] 4 Push [4.0, 3.0] 2 Push [2.0, 4.0, 3.0] * Operate [8.0, 3.0] 1 Push [1.0, 8.0, 3.0] 5 Push [5.0, 1.0, 8.0, 3.0] - Operate [-4.0, 8.0, 3.0] 2 Push [2.0, -4.0, 8.0, 3.0] 3 Push [3.0, 2.0, -4.0, 8.0, 3.0] ^ Operate [8.0, -4.0, 8.0, 3.0] ^ Operate [65536.0, 8.0, 3.0] / Operate [1.220703125E-4, 3.0] + Operate [3.0001220703125] Final answer: 3.0001220703125Hinweise:
- ^
- bedeutet Exponent im obigen Ausdruck.
- ⁄
- bedeutet Division.
Testen Sie den Rechner auch mit anderen Ausdrücken!
Entwurf:
Entwerfen Sie das Programm so, dass die Auswertung auch ohne die textuelle Ausgabe des Stacks erfolgt kann.
Weiters sollen auch
double
-Zahlen (zB -314.15927E-2
) verwendet werden können.
Was passiert bei ungültigen Ausdrücken?
Erweiterung:
Wie müssten die Klassen geändert/erweitert werden, sodass man den Rechner mit so einem GUI verwenden kann?
Der Rechner sollte etwa so funktionieren, wie dieser Online-Rechner.
Bei dieser Version brauchen Sie kein GUI entwickeln, Sie sollen nur die Klassen so gestalten, dass es dann leicht ist, ein GUI dazu zu programmieren.
Labels: 4BHIF, Aufgabe, C#, POS1-4
Dienstag, 12. September 2017
Automatische Header in C# (Visual Studio)
Labels: C#, coding conventions, programmierrichtlinien, Visual Studio
1. Aufgabe 4BHIF
Abgabetermin - 26.9.2017 - Abgabe auf edvossh
Verwenden Sie eine Projektmappe und teilen Sie die Aufgaben in Projekte oder machen Sie ein einziges Projekt, bei dem man aber irgendwie auswählen kann, welche Teilaufgabe gestartet wird.
Sie haben nun schon zwei Jahre Java und ein Jahr Python programmiert. Nun geht es darum das bereits erworbene Können möglichst schnell auf die Sprache C# zu übertragen. Dazu sind kurze einfache Aufgabenstellungen gut geeignet. Es folgt nun eine Liste von Aufgabenstellungen für Konsolenprogramme. Sie dürfen Ihre Progrämmchen auch mit einer GUI versehen, gefordert ist das jedoch nicht.
- Hello World
Richten Sie Ihr Visual Studio so ein, dass alle Ihre Dateien automatisch einen Header mit Ihrem Namen, Klasse usw. enthalten.
Erstellen Sie dann ein "Hello World"-Programm. Dieses Programm soll "Hello World!" ausgeben, wenn keine Kommandozeilenparameter angegeben wurden, anderenfalls sollen die Parameter als Namen interpretiert werden, die dann gegrüßt werden. Dabei sollen immer zwei Namen paarweise ausgegeben werden (siehe Beispiel).
Aufrufhello.exe Toni Barbara Klaus
AusgabeHello Toni und Barbara! Hello Klaus!
- ISBN/EAN
Schreiben Sie eine Methode, welche die Prüfziffern von ISBN (Internationale Standardbuchnummer) bzw. EAN (European Article Number) prüfen kann. Dabei wird die Prüfziffer (als String) eingegeben, von welcher die Prüfziffer als Rückgabewert ausgegeben wird.int GetCheckDigit(string isbnWithoutCheckDigit);
Daraus leitet sich eine zweite Methode ab, welche einen String inklusive Prüfziffer prüft:bool CheckISBN(string isbn);
Diese Methode entfernt alle Trennzeichen (Leerzeichen, Bindestriche).
Algorithmus:s = z1 + z2 * 2 + z3 * 3 + ... + z9 * 9
p = s mod 11
- Falls p gleich 10, dann ist die Prüfziffer "X" sonst die Ziffer selbst.
- Römische Zahlen
Schreiben Sie Methoden zum Umrechnen von ganzen Zahlen (1 bis 3000) in Römische Zahlen und umgekehrt. Die römischen Ziffern haben folgende Bedeutung:I ... 1 V ... 5 X ... 10 L ... 50 C ... 100 D ... 500 M ... 1000
Beachten Sie, dass nur jeweils drei gleiche Ziffern hintereinander geschrieben werden. Stattdessen wird die nächst größere Einheit benutzt und eine Einheit abgezogen (XC = 90, XCIX = 99, IX = 9, VIII = 8).
Die Prototypen sollen sein:string IntToRoman(int number); int RomanToInt(string romanNumber);
- Unit Tests
Erstellen Sie für die obigen beiden Aufgaben Unit-Tests. Lesen Sie dazu Verifying Code by Using Unit Tests. - Wörter suchen
Laden Sie sich die gepackte Wortliste herunter. Die Datei enthält nur eine Textdateideutsch.txt
, welche eine sortierte Liste von Wörtern, jeweils ein Wort in einer Zeile enthält (stammt von Firefox). Achtung: der Zeilenumbruch besteht nur aus'\n'
(Unix) und die Kodierung ist UTF-8.
Schreiben Sie eine MethodeGetWordList(string word)
, welche eine Liste von Worten liefert, die mit dem Stringword
beginnen.
Implementieren Sie sowohl lineare als auch binäre Suche und vergleichen Sie diese.
Verwenden Sie unterschiedliche Datenstrukturen (die zwei Typen von C#-Arrays und Collections) und vergleichen Sie die Lösungen punkto Laufzeit und Speicherbedarf.
Schreiben Sie eine weitere MethodeGetWordListEnding(string ending)
, welche eine Liste von Worten liefert, die mitending
endet. Ist hier binäre Suche möglich? - Unit Tests
Erstellen sie für die obige Aufgabe passende Unit Tests. - Laufzeitmessungen
Schreiben Sie ein Programmruntime
, welches die Laufzeiten der unterschiedlichen Implementierungen vonGetWordList(string word)
undGetWordListEnding(string ending)
ermittelt. Verwenden Sie die Wortanfänge "Distanz", "Erdbi" und "Finanzind" und die Endungen "gulierung", "dcomputer" und "chsdor".
Das Programm soll bei jedem Test folgende Informationen ausgeben:
Anzahl der gefundenen Worte und die Laufzeit.
Bilden Sie die Mittelwerte für die einzelnen Methoden (binäre/sequentielle Suche) bzw. die Implementierungen mit Arrays oder Collections.
Wie sind die Ergebnisse zu interpretieren? - 25 im Quadrat
Auf zwölf quadratischen Kärtchen sind die Zahlen 1 bis 12 gedruckt. Diese Kärtchen sollen so in einem Quadrat angeordnet werden, sodass ein 2x2-Quadrat in der Mitte frei bleibt (die Kantenlänge beträgt insgesamt also 4).
- Ermitteln Sie eine Anordnung der Karten, sodass die Summe aller Karten einer Kante (4 Karten) jeweils den Wert 25 ergibt.
- Ermitteln Sie die Anzahl der Lösungen.
- Ermitteln Sie alle Lösungen (es sind sehr viele!).
Labels: 4BHIF, Aufgabe, C#, POS1-4
Donnerstag, 10. März 2016
Aufgabe Regex (POS1: 2CHIF)
Schreiben Sie eine Klasse
AbbreviationMatcher
, welche folgendes Interface implementiert:
public interface AbbreviationMatcherInterface { public void setStrings(String[] strings); public void setSearchString(String searchstring); public String[] match(); }Zusätzlich muss die Klasse einen Konstruktor mit zwei Parametern besitzen:
public AbbreviationMatcher(String searchstring, String[] strings) { // set the values like setSearchString() and setStrings() }
Die Methode
match()
liefert ein Array mit jenen Strings (aus setStrings()
), auf die das Muster (ein String), welches mit setSearchString()
angegeben wurde, passt.
Aus dem Suchstring (
setSearchString(searchstring)
) ist ein passender regulärer Ausdruck zu erzeugen. Ein String passt zum Suchstring, wenn er einfach den String "searchstring"
(Groß-/Kleinschreibung ignorierend) komplett enthält oder einfach nur die Buchstaben in der gegebenen Reihenfolge beinhaltet. In diesem Fall muss der zu matchende String mit dem ersten Buchstaben beginnen.
Beispiele: Beispiele für Muster und das Ergebnis:
- String
"MyList"
- passt auf folgende Beispielstrings:
MyList myList ThatMyList MylistMaker
- String
"CF"
- passt auf folgende Beispielstrings:
CF ClassFinder CharacterFixer CharFinderFactory
Testen
Schreiben Sie eine (JUnit-) TestklasseAbbreviationFinderTest
, welche die Methoden ausreichend testet.
Abgabe
Nennen Sie das Projektname_vorname_regex
und Checken Sie das Projekt am cvs.htlwrn.ac.at
ein.
Dienstag, 19. Januar 2016
Gleitender Mittelwert (POS1: 2CHIF)
Averager
, welche den Durchschnitt beliebig vieler Zahlen berechnen kann:add()
soll eine Zahl aufnehmengetAverage()
liefert den MittelwertgetSum()
liefert die Summe der ZahlengetNum()
liefert die Anzahl der Zahlenreset()
setzt alles zurück, d.h. ab reset()
kann ein neuer Mittelwert einer Folge von Zahlen bestimmt werden.Schreiben Sie eine passende Testklasse.
Hinweis: Dieses Beispiel kann ganz ohne Arrays gelöst werden.
Abgabe:
Nennen Sie das Projekt
name_vorname_averager
und Checken Sie das Projekt am cvs.htlwrn.ac.at ein.
Montag, 23. November 2015
OOP in Java, Beispiel Geld/Währungstabelle (POS1: 2CHIF)
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
Java Arrays
hier finden Sie die Animation direkt am Python-Tutor.
Dienstag, 17. November 2015
Java-for Schleife wie in Python
for
-Schleife hin schreiben kann. Ein Beispiel:
for i in [1, 3, 2, 5, 10, -3]: print(i, end=" ") print()In Java ist das ganz ähnlich möglich. Hier ein zwei Varianten:
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(); } }Die Ausgabe sind dann die Zahlen in der Liste:
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(); } }Die Ausgabe ist dann so:
1 a 23.3 hallo 3 1 a 23.3 hallo 3
Labels: Java
Dienstag, 10. November 2015
Aufgabe Java Wurzelberechnung (POS1: 2CHIF)
xn = (xn-1 + a / xn-1) / 2
Man beginnt damit, dass a und x0 gleich der Zahl, aus der man die Wurzel ziehen will, setzt und x1 berechnet. Dann berechnet man x2 usw. bis sich die beiden letzten Werte nur mehr gering unterscheiden (z.B. die Differenz kleiner 0,0000001 ist).
Schreiben Sie eine Methode (Funktion)
wurzel(zahl, genauigkeit)
, welche nach obigem Verfahren die Wurzel berechnet.Erstellen Sie eine Klasse SquareRoot
.java
, welche eine Tabelle der Wurzeln der Zahlen 1 bis 20 bei den Genauigkeiten 0.01, 0.0001 sowie 0.0000001 ausgibt: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
Stellen Sie fest, wie viele Iterationen benötigt werden. Wie kann man die Anzahl der Iterationen bestimmen, ohne die Parameter bzw. den Returntyp bzw. -wert von wurzel(zahl, genauigkeit) zu ändern?
Aufgaben zu Java (POS1: 2CHIF)
- Schreiben Sie ein einfaches Java Programm, welches
"Hello World"
ausgibt. Nennen Sie das ProgrammHello.java
. Verwenden Sie dazu einen Texteditor und übersetzen Sie das Programm auf der Kommandozeile. - 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. - Erstellen Sie mit eclipse ein Java-Projekt
java-intro
. Erzeugen Sie ein packageintro1
("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. - Starten Sie die beiden Klassen von der Kommandozeile aus. Wo sind die Class files zu finden, wie sieht der Aufruf aus?
- Erstellen Sie im package
intro1
eine KlasseSchleife
, die (immain
) 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
- 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
eclipse einrichten (POS1: 2CHIF)
- Richten Sie den "Formatter" ein, sodass nur Leerzeichen für die Einrückung verwendet werden:
- Richten Sie sich ein File-Template mit einem Header nach unseren Programmierrichtlinien ein:
- Richten Sie sich ein Code-Template mit einem Header für Klassen nach unseren Programmierrichtlinien ein:
Montag, 15. Juni 2015
Java Swing Währungsumrechner (POS1: 2BHIF)
Wenn der Umrechnen-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.
Das User-Interface könnte etwa so aussehen:
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