Kapitel 33 Programmieraufgaben

Aufgabe 1: Unveränderbare Box

Implementieren Sie eine Klasse Box, ähnlich wie in der vorherigen Testaufgabe. Aber die neue Implementierung von Box wird eine bessere Kapselung haben. ist die Dokumentation für Box:

class Box
Eine Klasse, die einen Karton implementiert.

Konstruktoren

Box ( double breite, double hoehe, double laenge )

Box ( double seite )

Methoden

double volumen()

double flaeche()

Verwenden Sie als Ausgangsbasis die vorherige Programmieraufgabe, die für diese und die nächsten zwei Übungen leicht modifiziert werden kann.

Deklarieren Sie in der jetzigen Implementierung von Box alle Instanzvariablen als private. Das bedeutet, dass nur die Methoden eines Box-Objekts dessen Objektdaten sehen kann. Das Objekt wird unveränderbar sein, wenn es keine Zugriffsmethoden gibt, die die Daten ändern. Ein unveränderbares Objekt ist ein Objekt, dessen Daten sich nicht ändern. Sie erinnern sich vielleicht, dass Stringobjekte unveränderbar sind --- sobald die Zeichen des Strings mit dem Konstruktor gesetzt worden sind, werden sie sich niemals ändern (obwohl sie für die Erzeugung anderer Stringobjekte verwendet werden können.) Es gibt viele Vorteile in der Verwendung unveränderbarer Objekte, besonders in der Programmierung mit Threads (mit Threads werden fast alle umfangreichen Programme geschrieben).

Geben Sie auf die Methoden von Box öffentlichen (public) Zugriff.

Testen Sie Ihre Box-Klasse mit verschiedenen Versionen dieses Programms:

class BoxTester
{

  public static void main ( String[] args )
  {
     Box box = new  Box( 2.5, 5.0, 6.0 ) ;

     System.out.println( "Flaeche: "  + box.flaeche() + " Volumen: " + box. volumen() );

     System.out.println( "Laenge: " + box.laenge + " Hoehe: " + box. hoehe +
                         "Breite:  " + box.breite )  ;

  }
}

(Das obenstehende Programm wird, so wie wir es wollten, nicht kompilieren. Überlegen Sie warum es nicht kompiliert und bessern Sie es aus, so dass es sich kompilieren lässt.) Zurück zur Übersicht.

Aufgabe 2: Private Methoden für `Box`

Die Implementierung von flaeche() , wie sie in der vorherigen Testaufgabe gegeben wurde, ist wahrscheinlich vernünftig für die Box-Klasse. Aber um private Methoden zu üben, schreiben Sie wie folgt:

  double flaeche()
  {
    return 2 * flaecheVorn() + 2 * flaecheOben() + 2 * flaecheSeitlich() ;
  }

Dabei sind flaecheVorn(), flaecheOben() und flaecheSeitlich() private Methoden, um die Fläche der vorderen, der oberen und der seitlichen Seite der Box zu berechnen. Sie müssen sie Ihrer Klasse hinzufügen. Private Methoden sind oft "Hilfsmethoden", die von den öffentlichen Methoden verwendet werden, aber nicht von außerhalb der Klasse verwendet werden können. Testen Sie Ihr Programm mit verschiedenen Versionen des folgenden:

class BoxTester
{

  public static void main ( String[] args )
  {
     Box box = new  Box( 2.5, 5.0, 6.0 ) ;

     System.out.println( "Flaeche: "  + box.flaeche() + " volumen: " + box. volumen() );
     System.out.println( "Flaeche oben: "  + box.flaecheOben() );

  }
}

(Das oben stehende Programm wird, wie erwartet, nicht kompilieren.) Zurück zur Übersicht.

Aufgabe 3: Box-Konstruktor und -Zugriffsmethoden

Fügen Sie der Box-Klasse einen neuen Konstruktor hinzu:

Box( Box oldBox )

Der Konstruktor erzeugt ein neues Box-Objekt mit genau den gleichen Dimensionen des alten Box-Objekts. Natürlich wird das alte Objekt nicht verändert.

Fügen Sie jetzt einige Zugriffsmethoden hinzu. Eine Zugriffsmethode ist eine Methode, die verwendet werden kann, um auf private Variablen (und andere Variablen) eines Objekts zuzugreifen:

public double getLaenge()
public double getHoehe()
public double getBreite()

Jede dieser Methoden gibt bloß den Wert einer Instanzvariablen zurück. Da das Objekt unveränderbar ist, gibt es keine Zugriffsmethode, um die Instanzvariablen zu ändern. Testen Sie Ihr Programm mit der geänderten Testklasse der vorherigen Aufgabe.

Aufgabe 4: Größere Boxen

Es wäre schön eine Box zu erzeugen, die größer ist als eine gegebene Box. Schreiben Sie diese Methode:

public Box biggerBox( Box oldBox )

Das ist eine öffentliche Methode, die eine Referenz auf eine neue Box zurückgibt. Die neue Box wird in jeder Dimension 25% größer sein als die alte Box. Die Methode wird einen Konstruktor verwenden müssen, um die neue Box zu erzeugen:

public Box biggerBox( Box oldBox )
{

  return new Box( 1.25*oldBox.getWidth(), ...... )
}

Schreiben Sie jetzt eine Methode, die eine Box zurückgibt, die in jeder Dimension 25% kleiner ist als eine gegebene Box. Wie üblich, schreiben Sie ein Testprogramm um Ihre Klasse zu testen.

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Aufgabe 5: Verschachtelte Boxen

Schreiben Sie eine Methode, die true oder false ergibt, je nach dem, ob eine Box vollständig in eine andere Box passt:

public boolean nests( Box outseiteBox, Box inseiteBox )

Dies ist möglicherweise eine schwierige Methode, da die innere Box hineinpassen oder nicht hineinpassen kann, je nach dem wie sie gedreht wird. Um die Methode zu vereinfachen, schreiben Sie sie so, dass sie true zurückgibt, wenn zwei Boxen ohne Rotation ineinander geschachtelt werden können (Höhe wird mit Höhe verglichen, Länge mit Länge usw.).

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Was abzuliefern ist:

Wenn das ein Auftrag für eine regelgerechte Klasse wäre, würden Sie aufgefordert werden das folgende abzuliefern:

Eine sauber geschriebene Dokumentation der letzten Version Ihrer Klasse.
- Schreiben Sie die Dokumentation in dem Stil, wie er am Anfang der Seite gegeben ist, ähnlich dem Stil der meisten Java Klassendokumentationen.
- Kurze Kommentare beschreiben jede Methode und jeden Konstruktor.
- Private Instanzvariablen und private Methoden werden in dieser Dokumentation nicht erwähnt. Die Dokumentation soll dem Anwender der Klasse das Interface erklären.
Den Quellcode der endgültigen Implementierung der Klasse.
- Kommentare am Anfang des Quelltextes beschreiben für was die Klasse ist, wer sie geschrieben hat, wann sie geschrieben wurde und was ihr Debugging-Status ist.
- Kurze Kommentare werden verwendet um jede Methode und einige Anweisungen zu erklären.
- Einrückungen und leere Zeilen müssen verwendet werden, um die Struktur und die Organisation der Klasse zu zeigen.
Quellcode und Output für mehrere kleine Programme, die die verschiedenen Eigenschaften der Klasse testen.

Die Zusammenstellung des abzuliefernden Materials ist häufig ein substantieller Teil der Arbeit. Dies ist gute Praxis für die "reale Welt".

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