Übungsblatt 9 - the Rostlab!

9LehrstuhlfürBioinformatik
EinführungindieProgrammierungfürBioinformatiker
Prof.B.Rost,Dr.L.Richter
Blatt09
19.12.2016
ObjektorientierungII
Aufgabe9.1.Modellierung-GeometrischeFiguren
VerwendenSiefürdieseAufgabenurdieerlaubtenJava-Methoden.
Prismen oder Zylinder sind geometrische Körper, die durch Parallelverschiebung ihrer Grundfläche im Raum entstehen. Die folgende Abbildung
zeigt als Beispiele für Prismen ein Dreiecksprisma, einen Quader und einen
Zylinder, die durch Verschiebung eines Drei- ecks, eines Rechtecks bzw. eines
Kreisesentstehen:
PrismensinddurchihreHöheundihrejeweiligeGrundflächebestimmt.Als
GrundflächeninFragekommen(zumBeispiel):
• regelmäßige n-Ecke; bestimmt durch die Anzahl der Ecken und die
Seitenlänge
• Kreise;bestimmtdurchihrenRadius
• Rechtecke;bestimmtdurchBreiteundLänge
EineGrundflächemussdieBerechnungUmfangundFlächeninhaltzurVerfügung
stellen;einPrismadieBerechnungvonOberflächeundVolumen.
IndieserAufgabesolleineKlassenhierarchiefürdiesegeometrischenKörperin
Javaim-plementiertwerden.
1) Erstellen Sie die Klasse Grundflaeche.java, als Oberklasse für alle
Grundflächen. Legen sie Basisversionen der Methoden umfang() und
flaeche(), sowie eine geeignete toString()-Methode an.
2) Erstellen Sie Klassen Kreis.java, Rechteck.java und NEck.java
zur Repräsentation von Kreisen, Rechtecken und n-Ecken. Diese Klassen
habenGrundflaechealsOberklasseunderweiterndieOberklasseum
die benötigten Objektvariablen und überschreiben die Methoden zur
Flächen- und Umfangberechnung. Ergänzen sie die toString()-
Methodesinnvoll.VerwendenSienurIntegerbeidenObjektvariablen,um
UngenauigkeitenbeidenarithmetischenOperationenzuvermeiden.
3) Erstellen sie die Klasse Prisma.java mit den benötigten
Objektvariablen und den Methoden volumen() und oberflaeche(),
sowieeinergeeignetentoString()-Methode.VerwendenSiewiezuvor
beiObjektvariablennurIntegerfürGrößenangaben.
4) Ergänzen Sie alle Grundflächen um die Methode istQuadrat(), die
zurückgibt, ob es sich bei der aktuellen Instanz um ein Quadrat handelt.
Z.B.fallsbeieinemRechteckLängeundBreitegleichsind.
5) Erstellen Sie die Klasse Quadrat.java, welche durch ihre Seitenlänge
eindeutig bestimmt ist, als weitere Unterklasse von Grundflaeche und
ergänzen sie alle Grundflächen um einem Methode zuQuadrat(), die,
falls es sich um ein Quadrat (auch passende Rechtecke und n-Ecke)
handelt, ein Quadrat-Object mit der entsprechenden Seitenlänge
zurückgibt. Handelt es sich nicht um ein Quadrat, dann wird null
zurückgegeben.
6) Ergänzen sie die Klasse Prisma um eine Methode istWuerfel(), die
zurückgibt,obessichbeidemaktuellenPrismaumeinenWürfelhandelt.
7) TestenSieIhrenCode.
Hinweise:
• PlanenSievordemProgrammierendieKlassenhierarchie
• FassenSiegleichartigeAttributeundMethodenineinergeeigneten
Oberklassezu-sammen.
•
VerwendensieGetter-Methoden.
•
GreifensiefallsmöglichaufbereitsimplementierteMethodenzurück.
•
DieFlächeeinesregelmäßigenn-EcksmitSeitenlängeaist
•
DieJava-KlasseMathstelltinderKlassenvariablenMath.PIeinenWert
für π sowie in der Klassenmethode Math.tan() die Berechnung des
TangenszurVerfügung.DieseMethodedarfverwendetwerden.
•
TestensieihreImplementierungmiteinergeeignetenTest-Klasse.
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!∗!"#
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Aufgabe9.2Polymorphie
VerwendenSiefürdieseAufgabenurdieerlaubtenJava-Methoden.
Wiederholen Sie gemeinsam im Tutorium die in der Vorlesung besprochende
Vorgehens-weisezurBestimmungderMethode,diebeieinemMethodenaufruf
ausgeführtwird.Be-sprechenSiebasierendaufdieserVorgehensweise,welche
Methoden bei den Aufrufen im Programm ExampleOne.java ausgeführt werden
undüberprüfenSieIhreÜberlegungenanschließend.
BeachtenSie,dassesinJavaimAllgemeinenschlechterStilist,mehrereKlassen
in einer Datei zu haben (sogenannte nested classes). In ExampleOne.java
wirddaslediglichverwendet,umalleKlassensofortüberblickenundsomitdie
Methodenaufrufeleichterbestimmenzukönnen.
Aufgabe9.3LinkedListderJava-API
Machen Sie sich in der folgenden Aufgabe mit der Verwendung der einfach
verkettetenListederJava-Standardbibliothekvertraut.
UmdieMethodenderKlasseLinkedListderStandard-APIzunutzen,müssen
SienachderPaketdeklarationfolgendeAnweisungeneinfügen:
import java.util.LinkedList;
Nun steht Ihnen eine generische Liste zur Verfügung. Hinweis: Das Thema
GenericswirdinderVorlesungnochbehandelt,hiergehtesjedochnichtdarum,
dieseThematikbereitszuverstehen,sondernlediglichumdieVerwendungder
LinkedList der Standard-API. Sie können via dem Ausdruck new
LinkedList<T>() eineListeerstellen,dienurObjektevomTypTenthält(sowie
allen abgeleiteten Typen). Elemente e können Sie via der Methode add(T e)
anhängen. Um eine Liste zu durchlaufen, also von dem ersten Element bis zum
letztenElement,könnenSiefolgendesGrundgerüstverwenden:
LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
// ... list.add("foo"); list.add("bar"); ...
for (String myString : list) { // ...
}
Der Variable myString wird in jedem Schleifendurchlauf ein Listenelement
zugewiesen.AngefangenvondemerstenElementbiszumletzten.Innerhalbder
Schleife können Sie dann via der Variable myString auf das jeweilige
Listenelementzugreifen.
ErstellenSiefolgendesProgramm:
• LesenSievomBenutzereineganzeZahlnein.
•
ErstellenSieeineLinkedList<String>undspeichernSieindieser
alleganzenZahleninaufsteigenderReihenfolgevon0bisn(alsString),
fallsn≥0.IstnnegativbleibtdieListeleer.
•
GebenSiealleElementederListeinderReihenfolge,inderdieElemente
inderListeenthaltensind(beginnendmitdemersten)aus,indemSiemit
derobenerläutertenfor-SchleifedurchdieListeiterieren.
Aufgabe9.4GenerischeFrüchte
VerwendenSiefürdieseAufgabenurdieerlaubtenJava-.
Im Folgenden wollen wir ein Programm schreiben, welches einen Früchtekorb,
bestehendausÄpfeln,BananenundAnanas,simuliert.Dafürbenötigenwireine
OberklasseFruit,wovondieKlassenApple,BananaundPineappleerben
sollen. Des Weiteren interessieren wir uns im Speziellen für die Äpfelsorten
Granny SmithsowiePink Lady,welchealsUnterklassenderKlasseApple
implementiert werden sollen. D.h. Ihr Programm muss folgende
Klassenhierarchiewiderspiegeln:
In der Klasse Fruit sollen die Methoden isApple, isBanana sowie
isPineapple jeweils false zurückliefern. Überschreiben Sie in den
abgeleiteten Klassen die jeweilige Methode, sodass true zurückgeliefert wird,
wenn es sich um das jeweilige Obst handelt. Achten Sie darauf, so wenig wie
möglichabersovielwienötiganMethodenzuüberschreiben.
Die Methode shelfLife gibt einen Wert zurück, der angibt, wie lange das
jeweilige Obst haltbar ist (in Tagen). Dabei sind Früchte in Tagen wie folgt
haltbar:
• Früchte≈-1
• Äpfel≈30
o GrannySmith≈50
o PinkLady≈20
• Bananen≈7
• Ananas≈20
Beispiel:newApple().shelfLife()liefertdenWert30.
Implementieren Sie nur die nötigsten Methoden und vermeiden Sie
Redundanzenwannimmermöglich.
NunwollenwirdenFrüchtekorbwiefolgtimplementieren:
AlleFrüchteimKorbsolleninderprivatenListefruitsgespeichertwerden.Da
wirmittlerweileProfisimListenprogrammierensind,machenwirunsdenSpaß
und verwenden zum ersten Mal (nur in dieser Aufgabe) die einfach verkettete
Liste aus der Java-Standardbibliothek (Sie dürfen alle verfügbaren LinkedListMethodenderStandard-APIverwenden).FügenSieandenAnfang,abernachder
PaketdeklarationinderDateiFruitBasket.javafolgendeAnweisungenein:
import java.util.LinkedList;
Nun steht Ihnen eine generische Liste zur Verfügung. Sie können via dem
Ausdruck new LinkedList<T>() eine Liste erstellen, die nur Objekte vom
Typ T enthält (sowie allen abgeleiteten Typen). Elemente e können Sie via der
Methode add(T e) anhängen. Um eine Liste zu durchlaufen, also von dem
ersten Element bis zum letzten Element, können Sie folgendes Grundgerüst
verwenden:
for (Fruit f : fruits) {
// ...
}
DerVariablefwirdinjedemSchleifendurchlaufeinListenelementzugewiesen.
Angefan- gen von dem ersten Element bis zum letzten. Innerhalb der Schleife
könnenSiedannviaderVariablefaufdasjeweiligeListenelementzugreifen.
Die Methode addFruit(Fruit f) soll das Obst f an die Liste fruits
anhängen.
Die Methode getApples() liefert eine Liste aller Objekte vom Typen Apple
zurück, die in der Liste fruits enthalten sind. Achten Sie auch auf Subtypen
vonApple,diesesindschließlichauchvomTypenApple!
Die Methode getEqualOrLongerShelfLife(int n) liefert eine Liste von
Früchtenzurück,dieinderListefruitsenthaltenundmindestensnvieleTage
haltbarsind.