Klausur zum Kurs 1618

Lehrgebiet Programmiersysteme
Prof. Dr. Friedrich Steimann
_________________________________________________________
(Name, Vorname)
_________________________________________________________
_________________________________________________________
(Straße, Nr.)
______________
(PLZ)
________________________________________
(Wohnort)
_________________________________________________________
(Land, falls außerhalb Deutschlands)
Kurs 01618
Einführung in die
objektorientierte Programmierung
(Kursdurchführung des Sommersemester 2016)
Nachklausur am 18.03.2017
Zweistündige Klausur
(10.00 – 12.00 Uhr)
Lesen Sie zuerst die Hinweise auf der folgenden Seite!
Matrikelnummer:
Geburtsdatum:
.
.
Klausurort: _________________________
Aufgabe
1
2
3
4
5
6
7
8
Summe
10
10
10
10
10
10
10
10
80
habe bearbeitet
maximal
erreicht
Korrektur
○ Herzlichen Glückwunsch, Sie haben die Klausur bestanden. Note: ..........
○ Sie haben die Klausur leider nicht bestanden. Für den nächsten Versuch wünschen wir Ihnen
viel Erfolg. Die nächste Klausur findet im Sommersemester 2017 statt.
Hagen, den 29.03.2017
Im Auftrag
© 2016 FernUniversität in Hagen
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Hinweise zur Bearbeitung
1. Prüfen Sie die Vollständigkeit Ihrer Unterlagen. Die Klausur umfasst auf insgesamt 18 Seiten:
 1 Deckblatt
 Diese Hinweise zur Bearbeitung
 Eine Bescheinigung zur Vorlage beim Finanzamt auf Seite 3
 8 Aufgaben auf Seite 4-16
 Zwei zusätzliche Seiten 17 und 18 für weitere Lösungen
2. Füllen Sie jetzt bitte zuerst das Deckblatt und (sofern gewünscht) die Bescheinigung zur Vorlage
beim Finanzamt aus:
 Name, Vorname und Adresse
 Matrikelnummer, Geburtsdatum und Klausurort
3. Schreiben Sie Ihre Lösungen mit Kugelschreiber oder Füllfederhalter (kein Bleistift) direkt in den bei
den jeweiligen Aufgaben gegebenen, umrahmten Leerraum. Benutzen Sie auf keinen Fall die
Rückseiten der Aufgabenblätter. Versuchen Sie, mit dem vorhandenen Platz auszukommen; Sie
dürfen auch stichwortartig antworten. Sollten Sie wider Erwarten nicht mit dem vorgegebenen
Platz auskommen, benutzen Sie bitte die beiden dieser Klausur angefügten Leerseiten. Es werden
nur Aufgaben gewertet, die sich auf dem offiziellen Klausurpapier befinden. Eigenes Papier ist nur für Ihre persönlichen Notizen erlaubt.
4. Kreuzen Sie die bearbeiteten Aufgaben auf dem Deckblatt an. Schreiben Sie unbedingt auf jedes
Blatt Ihrer Klausur Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer, auf die Zusatzblätter auch die Nummer
der Aufgabe.
5. Geben Sie die gesamte Klausur ab. Lösen Sie die Blätter nicht voneinander.
6. Es sind keine Hilfsmittel zugelassen.
7. Lesen Sie vor der Bearbeitung einer Aufgabe den gesamten Aufgabentext sorgfältig durch.
8. Es sind maximal 80 Punkte erreichbar. Wenn Sie mindestens 40 Punkte erreichen, haben Sie die
Klausur bestanden.
9. Sie erhalten die korrigierte Klausur zurück, zusammen mit einer Bescheinigung für das Finanzamt
und ggf. dem Übungsschein.
10. Legen Sie jetzt noch Ihren Studierendenausweis und einen amtlichen Lichtbildausweis bereit, dann
kann die Arbeit beginnen. Viel Erfolg!
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BESCHEINIGUNG
(zur Vorlage beim Finanzamt)
Herr / Frau
________________________________________________
Matrikelnummer
________________________________________________
geboren am
________________________________________________
hat am
18. März 2017
in
________________________________________________
an der Klausur zur Lehrveranstaltung „Einführung in die objektorientierte Programmierung“ (01618)
teilgenommen.
gez. Sarah Lang
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Aufgabe 1: Klassenimplementierung
(10 Punkte)
Gegeben sei das folgende Programmfragment:
public class UniDemo {
public static void main(String[] args) {
Universitaet fernUni = new Universitaet("Hagen", 3);
Mitarbeiter max = new Mitarbeiter("Max");
Mitarbeiter martina = new Mitarbeiter("Martina");
Kurs derKurs = new Kurs(1234);
derKurs.betreutDurch(max);
derKurs.geschriebenVon(martina);
fernUni.kursAnbieten(0, derKurs);
}
}
Geben Sie Implementierungen für die Klassen Universitaet, Mitarbeiter und Kurs an, sodass dieses
Programmfragment kompiliert und bei Terminierung der main(.)-Methode das folgende Objektgeflecht erzeugt und im Speicher abgelegt wurde. Die Belegungen der Attribute sollen hierbei selbstverständlich durch die oben gezeigten Methodenaufrufe vorgenommen werden.
(Fortsetzung der Aufgabe auf der folgenden Seite)
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(Fortsetzung von Aufgabe 1)
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Aufgabe 2: Kontrollstrukturen
(10 Punkte)
Vervollständigen Sie das folgende Java Programm, sodass bei Terminierung der main-Methode die folgenden Zeilen auf der Konsole ausgegeben werden:
Hänschen
Hänschen
Hänschen
Hänschen
klein
klein
klein
klein
Implementieren
ging
ging
ging
ging
Sie
allein...
allein...
allein...
allein...
dazu
vier
verschiedene
Schleifen,
die
innerhalb
der
Methode
schreiben(List<String> liste) über die Elemente des Parameters liste iterieren, und zwar:


jeweils einmal mit den beiden Varianten einer for-Schleife und
jeweils einmal mit den beiden Varianten einer while-Schleife.
Hinweis: Jeweils eine Variante der beiden Schleifenimplementierungen nutzt aus, dass das Interface
List<T> einen indizierten Zugriff ermöglicht, während die andere Variante ausnutzt, dass das Interface
List<T> das Interface Iterable<T> erweitert (also Iterable<T> ein Supertyp von List<T> ist.).
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class SchleifenDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> eineListe = new ArrayList<String>();
eineListe.add("Hänschen");
eineListe.add("klein");
eineListe.add("ging");
eineListe.add("allein");
eineListe.add("...");
schreiben(eineListe);
}
static void schreiben(List<String> liste) {
// for-Schleife mit indiziertem Zugriff auf die Elemente.
(2,5 Punkte)
System.out.println();
(Fortsetzung der Aufgabe auf folgender Seite)
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(Fortsetzung von Aufgabe 2)
// for-Schleife, die Iterable<String> ausnutzt.
(2,5 Punkte)
System.out.println();
// while-Schleife mit indiziertem Zugriff auf die Elemente.
(2,5 Punkte)
System.out.println();
// while-Schleife, die Iterable<String> ausnutzt.
(2,5 Punkte)
}
}
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Aufgabe 3: Überladen und Überschreiben
(10 Punkte)
Gegeben sei das folgende Java-Programm:
class Ort {}
class Weg {}
class Trampelpfad extends Weg {}
abstract class Sportler {
void sportTreiben(Weg weg) {
System.out.println("Sportler treibt Sport auf Weg.");
}
void gemeinsamSportTreiben(Weg weg, Läufer nachbar) {
System.out.println("Sportler und Läufer treiben Sport auf Weg.");
}
void gemeinsamSportTreiben(Trampelpfad ort, Fahrradfahrer nachbar) {
System.out.println("Sportler und Fahrradfahrer treiben Sport auf Trampelpfad."); }
}
class Fahrradfahrer extends Sportler {
void sportTreiben(Trampelpfad pfad) {
System.out.println("Fahrradfahrer treibt Sport auf Trampelpfad.");
}
}
class Mountainbiker extends Fahrradfahrer {
void sportTreiben(Trampelpfad weg) {
System.out.println("Mountainbiker treibt Sport auf Trampelpfad.");
void gemeinsamSportTreiben(Weg weg, Läufer nachbar) {
System.out.println("Mountainbiker und Läufer treiben Sport auf Weg.");
}
}
}
class Läufer extends Sportler {
void gemeinsamSportTreiben(Trampelpfad weg, Sportler nachbar) {
System.out.println("Läufer und Sportler treiben Sport auf Trampelpfad.");
}
class Sprinter extends Läufer {
void sportTreiben(Trampelpfad weg) {
System.out.println("Sprinter treibt Sport auf Trampelpfad.");
}
}
}
public class VonSportlern {
public static void main(String[] args) {
Mountainbiker mountainbiker = new Mountainbiker();
Sprinter sprinter = new Sprinter();
Fahrradfahrer fahrradfahrer = mountainbiker;
Läufer läufer = sprinter;
Trampelpfad pfad = new Trampelpfad();
Weg weg = pfad;
/* [1] */
}
}
(Fortsetzung der Aufgabe auf folgender Seite)
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(Fortsetzung von Aufgabe 3)
An der mit /* [1] */ markierten Stelle werden nun (einzeln und nacheinander) die folgenden Befehle
eingefügt. Kann das Programm nun kompiliert werden? Wenn ja, geben Sie die durch diese Anweisung ausgegebene Zeile an; wenn nein: Warum nicht?
mountainbiker.sportTreiben(pfad);
(1 Punkt)
fahrradfahrer.sportTreiben(pfad);
(1 Punkt)
läufer.sportTreiben(pfad);
(1 Punkt)
fahrradfahrer.gemeinsamSportTreiben(pfad, fahrradfahrer);
(1 Punkt)
mountainbiker.gemeinsamSportTreiben(weg, läufer);
(1 Punkt)
sprinter.gemeinsamSportTreiben(weg, läufer);
(2 Punkte)
läufer.gemeinsamSportTreiben(pfad, läufer);
(3 Punkte)
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Aufgabe 4: (Beschränkt) Parametrische Polymorphie(10 Punkte)
Gegeben sei die Implementierung der folgenden main-Methode:
public class TupelDemo {
public static void main(String[] args) {
Tupel<String, Long> t1 = new Tupel<String, Long>("Zeichenkette", 42L);
System.out.println(t1.toString()); // Liefert „(Zeichenkette, 42)“.
String t1ErsterWert = t1.ersterWert();
Long t1ZweiterWert = t1.zweiterWert();
Tupel<Character, Boolean> t2 = new Tupel<Character, Boolean>('?', true);
System.out.println(t2.toString()); // Liefert „(?, true)“.
Character t2ErsterWert = t2.ersterWert();
Boolean t2ZweiterWert = t2.zweiterWert();
}
}
Geben Sie eine Implementierung für die Klasse Tuple<S, T> an, sodass diese Implementierung kompiliert werden kann und durch die System.out.println(…)-Aufrufe die in den Kommentaren angegebenen Zeichenketten auf die Konsole geschrieben werden.
(5 Punkte)
(Fortsetzung der Aufgabe auf der folgenden Seite)
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(Fortsetzung von Aufgabe 6)
Die Klasse Tupel soll nun so verändert werden, dass
1. der erste und der zweite Wert des Tupels vom selben Typ sind;
2. die Objekte dieses Typs sortierbar sind (also miteinander verglichen werden können);
3. die in den Kommentaren angedeuteten Aufrufe der toString()-Methode die angegebenen
Rückgaben erzeugen würden.
(Die Kommentare sind so zu verstehen, dass ein Aufruf von ti.toString() nach der Initialisierung der
Variablen ti bzw. nach dem Aufruf von ti.sortiere() die angegebene Zeichenkette zurückgäbe.)
public static void main(String[] args) {
Tupel<Long> t1 = new Tupel<Long>(1L, 2L);
// t1.toString() gäbe „(1, 2)“
t1.sortiere();
// t1.toString() gäbe „(1, 2)“
Tupel<Long> t2 = new Tupel<Long>(4711L, 42L); // t2.toString() gäbe „(4711, 42)“
t2.sortiere();
// t2.toString() gäbe „(42, 4711)“
Tupel<String> t3 = new Tupel<String>("xy", "ab"); // t3.toString() gäbe „(xy, ab)“
t3.sortiere();
// t3.toString() gäbe „(ab, xy)“
}
Hinweis: Verwenden Sie das Interface java.lang.Comparable:
public interface Comparable<T> {
/** Compares this object with the specified object for order. Returns a negative
integer, zero, or a positive integer as this object is less than, equal to, or
greater than the specified object. */
public int compareTo(T o);
}
(5 Punkte)
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Aufgabe 5: Polymorphie
Welche vier Arten von Polymorphie kennen Sie?
Charakterisieren Sie jede Art kurz!
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(10 Punkte)
(2 Punkte)
(jeweils 2 Punkte)
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Aufgabe 6: Lokale und anonyme Klassen
(10 Punkte)
Geben Sie eine kompilierbare Java-Klasse an, in der eine lokale Klasse deklariert, eine Instanz von ihr
erzeugt und diese einer Variablen zugewiesen wird.
(2 Punkte)
Geben Sie eine kompilierbare Java-Klasse an, in der eine Instanz einer anonymen Klasse erzeugt und
einer Variablen zugewiesen wird.
(2 Punkte)
In welchem Kontext werden anonyme Klassen in Java häufig verwendet? Warum eignen sie sich hier
besonders gut?
(2 Punkte)
Welche Gemeinsamkeiten und welche wesentlichen Unterschiede bestehen zwischen einer lokalen und
einer anonymen Klasse?
(4 Punkte)
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Aufgabe 7: Threads
(10 Punkte)
Gegeben sei folgendes Java-Programm.
import java.util.LinkedList;
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Kühlschrank kühlschrank = new Kühlschrank();
kühlschrank.hineinlegen("Joghurt");
kühlschrank.hineinlegen("Käse");
kühlschrank.hineinlegen("Milch");
kühlschrank.hineinlegen("Butter");
Verbraucher
Verbraucher
Verbraucher
Verbraucher
v1
v2
v3
v4
=
=
=
=
new
new
new
new
Verbraucher(kühlschrank);
Verbraucher(kühlschrank);
Verbraucher(kühlschrank);
Verbraucher(kühlschrank);
v1.start();
v2.start();
v3.start();
v4.start();
}
}
class Kühlschrank {
LinkedList<Object> inhalt = new LinkedList<Object>();
public Object entnehmen() {
Object letztes = inhalt.getLast();
inhalt.removeLast();
return letztes;
}
public void hineinlegen(Object gegenstand) {
inhalt.addLast(gegenstand);
}
}
class Verbraucher extends Thread {
Kühlschrank kühlschrank;
Verbraucher(Kühlschrank kühlschrank){
this.kühlschrank = kühlschrank;
}
public void run() {
Object gegenstand = kühlschrank.entnehmen();
System.out.println(gegenstand);
}
}
(Fortsetzung der Aufgabe auf folgender Seite)
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(Fortsetzung von Aufgabe 6)
Nach einer Ausführung des Programms erscheinen die folgenden Zeilen auf der Konsole.
Butter
Butter
Käse
Joghurt
Erläutern Sie, wie es hierzu gekommen ist.
Hinweis: Beachten Sie, dass in der Ausgabe Butter zwei Mal, Milch hingegen gar nicht ausgegeben
wird.
(5 Punkte)
An welcher Stelle im Programmcode liegt das Problem?
(3 Punkte)
Geben Sie eine alternative Implementierung an, die dieses Problem vermeidet.
(2 Punkte)
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Aufgabe 8: Programmgerüste
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(10 Punkte)
Wodurch zeichnen sich Programmgerüste aus? Nennen Sie die wesentlichen Merkmale und erläutern
Sie sie anhand eines Ihnen bekannten Beispiels.
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Zusätzlicher Platz für Ihre Lösungen
Ergänzung zu Aufgabe Nr.
Ergänzung zu Aufgabe Nr.
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Zusätzlicher Platz für Ihre Lösungen
Ergänzung zu Aufgabe Nr.
Ergänzung zu Aufgabe Nr.
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