Aufgabenblatt 03 - Hochschule Osnabrück
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Prof. Dr. Stephan Kleuker
Hochschule Osnabrück
Fakultät Ing.-Wissenschaften und Informatik
- Software-Entwicklung -
Komponentenbasierte Software-Entwicklung
Wintersemester 2012/13
3. Aufgabenblatt
Anmerkung: Zentrales Ziel des Aufgabenblatts ist der erste systematische Umgang mit JUnit.
Aufgabe 4 (3 Punkte)
42
s= new
EndlicherStapel(2)
s.push(42)
42
s.push(null)
gibt
NullPointerException
99
99
42
42
s.push(99)
s.push(43)
gibt
StapelVollException
42
s.pop() ergibt
99
s.pop() ergibt
42
s.pop()
gibt
StapelLeerException
Ein Stapel (Stack) ist eine Datenstruktur, die Objekte eines bestimmten Typs aufnehmen
kann. Dabei werden Objekte mit einer Methode push(.) so auf den Stapel gelegt, dass
das neues Element immer oben liegt. Mit der Methode pop(.) wird das oberste Element
zurückgegeben und vom Stapel gelöscht. Weiterhin ist es sinnvoll, wenn es Methoden
istLeer() bzw. istVoll() gibt, mit denen man prüfen kann, ob ein Stapel voll oder leer ist.
a) Realisieren Sie eine generische Klasse EndlicherStapel<Typ> für Objekte der Klasse
Typ, mit einem Konstruktor, der die mögliche Größe des Stapels als Parameter hat.
Nutzen Sie zur Realisierung des Stapels einen Array und informieren Sie sich,
welche Lösungsmöglichkeiten es bzgl. generischer Arrays in Java gibt (der Rest der
Generics funktioniert besser).
b) Realisieren Sie eine Methode push(Typ), mit der ein Typ-Objekt auf den Stapel gelegt
wird. Wird versucht, eine null-Referenz auf den Stapel zu legen, soll eine
NullPointerException geworfen werden. Wird versucht ein Objekt auf einen vollen
Stapel zu legen, soll eine von Ihren neu zu erstellende StapelVollException geworfen
werden.
c) Realisieren Sie die Methode pop(), die das zuletzt auf den Stapel gelegte Typ-Objekt
zurück gibt und vom Stapel löscht. Wird versucht, ein Objekt von einem leeren Stapel
zu nehmen, soll eine von Ihren neu zu erstellende StapelLeerException geworfen
werden.
d) Realisieren Sie die Methoden istVoll() und istLeer() zur Überprüfung des
Stapelzustands.
e) Schreiben Sie zu allen realisierten Methoden JUnit-Tests, die alle möglichen
Ergebnisse testen. Nutzen Sie dazu Tests mit einem leeren, einem vollen und einem
„normal“ gefüllten Stack, auf denen Sie jeweils alle Ihre Methoden ausprobieren.
Hinweis: Die Methoden push(.) und pop() sollen die Exceptions nur werfen, nicht selber
bearbeiten. In den Tests ist zu prüfen, ob die richtigen Exceptions geworfen werden und
die Methoden sonst die korrekten Ergebnisse liefern.
Aufgabe 5 (5 Punkte)
Studierende wurden aufgefordert, eigene Sortieralgorithmen zu implementieren. Um diese
flexibel vergleichbar zu machen, wurde ein Interface definiert, dass von den eigenen
Sortierklassen realisiert werden soll. Das Interface sieht wie folgt aus und kann generisch
beliebige Klassen T sortieren, die das Interface Comparable<T> realisieren.
package hilfsklassen;
import java.util.List;
public interface MeinSortierer <T extends Comparable<T>>{
public List<T> sortieren(List<T> list);
}
Die Methode sortieren erhält eine Liste übergeben und soll eine sortierte Liste mit den
gleichen Objekten zurückgeben, die absteigend sortiert sind. Eine Klasse ohne
Implementierung muss damit wie folgt aussehen.
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Prof. Dr. Stephan Kleuker
Hochschule Osnabrück
Fakultät Ing.-Wissenschaften und Informatik
- Software-Entwicklung -
Komponentenbasierte Software-Entwicklung
Wintersemester 2012/13
3. Aufgabenblatt
package hilfsklassen;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
java.util.List;
public class Sortierer1<T extends Comparable<T>>
implements MeinSortierer<T> {
public List<T> sortieren(List<T> list) {
// hier sortieren
}
}
Von der Webseite der Lehrveranstaltung können acht Beispielimplementierungen des
Interfaces in einem Projekt geladen werden. Mit der Klasse MainSortierer zeigen die
Studierenden vermeintlich, dass zumindest einige ihrer Ideen funktionieren.
a) Überlegen Sie sich zunächst genau, wie man formalisieren kann, dass eine Liste mit
beliebigen Elementen, die geordnet werden können, durch eine Methode geordnet
wird. Schreiben Sie diese Kriterien als Text auf.
b) Überlegen Sie sich anschaulich verschiedene Szenarien, also anschauliche
Äquivalenzklassen, die eine Überprüfung des Sortierverhaltens einer Liste erlauben.
Um die Aufgabe einzuschränken, sollten Sie mindestens fünf Szenarien benennen.
c) Formulieren Sie die in b) gefundenen Testfälle für die verschiedenen Sortierer als
JUnit4-Testfälle. Welche Sortierer scheitern an welchen Testfällen?
d) [ohne Punkte, freiwillig] Die meisten der fehlerhaften Sortierer lassen sich recht
einfach korrigieren. Führen Sie diese Korrekturen, z. B. in einem eigenen EclipseProjekt, durch und testen Sie diese Lösungen.
Hinweise:
Außer zu d) müssen Sie nebenbei den genauen Programmcode nicht verstehen.
Hilfsreich kann es sein, sich um parametrisierbare Tests zu kümmern. Einige Hinweise
können
http://home.edvsz.fh-osnabrueck.de/skleuker/SS11_QS/SS11SQ_Teil01_1.pdf
(Folien 71-74) entnommen werden (muss nicht genutzt werden).
Zur Erinnerung:
Um beliebige Objekte in Java sortieren zu können, muss eine Klasse X nur das Interface
Comparable, besser Comparable<X> implementieren. Dieses Interfaces beinhaltet eine
Methode
public int compareTo(X x)
die, falls this kleiner als x sein soll, einen beliebigen negativen Wert, für größer einen
beliebigen positiven Wert und bei Gleichheit den int-Wert Null zurückliefern muss. Die
Methode muss eine Halbordnung definieren, was anschaulich bedeutet, dass für zwei
Objekte a und b, nur einer der drei Fälle, a kleiner b, a gleich b, a größer b, gelten darf.
Weiterhin muss aus a kleiner b immer b größer a folgen. Für eine Klasse Mitarbeiter mit
einer Objektvariablen int id können die Ergänzungen wie folgt aussehen.
public class Mitarbeiter implements Serializable, Comparable<Mitarbeiter>{
Comparable<Mitarbeiter>{
//...
@Override
public int compareTo(Mitarbeiter o) {
return o.ido.id-id;
}
Die Klasse Integer realisiert auch das Interface.
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