Objektorientierte Programmierung
LVA 185.162, VL 2.0, 2006 W

4. Übungsaufgabe

Themen:

Untertypen und Vererbung, Zusicherungen, geschachtelte Klassen

Termine:

Ausgabe:	16.11.2006
reguläre Abgabe:	23.11.2006, 12:45 Uhr
nachträgliche Abgabe:	30.11.2006, 12:45 Uhr

Abgabeverzeichnis:

Aufgabe4

Programmaufruf:

java Test

Grundlage:

Skriptum bis Seite 81.

Aufgabe

Welche Aufgabe zu lösen ist:

Schreiben Sie Java-Klassen mit folgender Funktionalität:

• Instanzen der Klasse Stammbaum sollen bekannte Eltern-Kind-Beziehungen darstellen. Personen in einem Stammbaum werden nach außen nur durch deren eindeutige Namen (als Zeichenketten) dargestellt. Pro Person können höchstens zwei andere Personen als Eltern, aber beliebig viele Personen als Kinder bekannt sein. In Eltern-Kind-Beziehungen darf es keine Zyklen geben (das heißt, ein Vorfahre kann nie gleichzeitig zu den Nachkommen einer Person zählen). Methoden für (zumindest) diese Aufgaben sollen unterstützt werden:
  • Einfügen einer neuen Person (deren Name noch nicht existiert)
  • Löschen einer Person, wenn von dieser Person weder Eltern noch Kinder bekannt sind
  • Einfügen einer bislang unbekannten Eltern-Kind-Beziehung (wenn dadurch allgemeine Eigenschaften von Stammbäumen nicht verletzt werden)
  • Löschen einer Eltern-Kind-Beziehung
  • Auflisten aller bekannter Nachfahren einer Person, das sind die Kinder und alle Nachfahren der Kinder
  • Auflisten aller bekannten Vorfahren einer Person, das sind die Eltern und alle Vorfahren der Eltern
• Instanzen der Klasse Graph sollen gerichtete Graphen darstellen. Knoten der Graphen tragen jeweils eine Zeichenkette (String) als Namen. Alle Knoten in einem Graphen sollen unterschiedliche Namen haben. Außerdem soll es zwischen je zwei Knoten höchstens eine Kante in jede Richtung geben. Außerhalb von Graph soll ein Knoten nur durch seinen Namen und eine Kante durch die Namen der beiden Knoten, zwischen denen die Kante steht, ansprechbar sein (das heißt, Klassen für Kanten und Knoten sollen, falls sie existieren, von Clients nicht gesehen werden können). Methoden für (zumindest) folgende Aufgaben werden benötigt:
  • Einfügen eines neuen Knotens (mit neuem Namen)
  • Löschen eines Knotens, wenn es weder eingehende noch ausgehende Kanten darauf gibt
  • Einfügen einer Kante zwischen zwei Knoten (falls diese noch nicht existiert)
  • Löschen einer Kante
  • Auflisten aller ausgehenden Kanten eines Knotens X (das heißt, aller Knoten Y für die es eine Kante von X nach Y gibt)
  • Auflisten aller eingehenden Kanten eines Knotens Y (das heißt, aller Knoten X für die es eine Kante von X nach Y gibt)
• Die Klasse Test soll zum nicht interaktiven Testen der Klassen Graph und Stammbaum dienen (bitte keine Benutzereingaben verlangen). Die wichtigsten Normal- und Grenzfälle sollen überprüft werden, und die Testergebnisse sind in allgemein verständlicher Form in der Standardausgabe darzustellen.

Wie die Aufgabe zu lösen ist:

Schreiben Sie die Klassen Stammbaum und Graph so, dass möglichst viel Programmcode direkt geerbt wird und nicht überschrieben werden braucht. Sie können zusätzliche (abstrakte) Klassen und Interfaces einführen, vermeiden Sie jedoch unnötigen Code. Verwenden Sie Vererbungsbeziehungen nur dort, wo auch Untertypbeziehungen bestehen. Achten Sie darauf, dass Sie alle nötigen Zusicherungen in Form von Kommentaren (in Deutsch oder Englisch) in den Programmcode schreiben. Vermeiden Sie Kommentare, die keine Zusicherungen darstellen, sowie mehrdeutig formulierte Zusicherungen. Wählen Sie für alle Bedingungen jene Arten von Zusicherungen (Vorbedingungen, Nachbedingungen, Invarianten), durch welche die Abhängigkeiten mit Test am schwächsten sind. Bedenken Sie, dass Sie in Nachbedingungen neben dem Verhalten in Normalfällen auch das Verhalten in Sonderfällen (beispielsweise das Zurückmelden von Fehlern, wenn dies nötig ist) beschreiben sollen. Geben Sie klar formulierte Fehlermeldungen aus. Es soll jedoch stillschweigend (ohne Fehlermeldung) möglich sein, dass eine aufgerufene Methode nichts tut, wenn die Nachbedingungen der Methode bereits beim Aufruf erfüllt sind. Überlegen Sie, wie Sie geschachtelte Klassen in dieser Aufgabe sinnvoll einsetzen können.

Hinweise zur Beurteilung:

Für Vererbungsbeziehungen, die keine Untertypbeziehungen sind, sowie für nicht wahrgenommene Gelegenheiten für direkte Codevererbung gibt es kräftige Punkteabzüge. Ein Schwerpunkt bei der Beurteilung liegt auf der richtigen Verwendung von Zusicherungen. Zusicherungen in Testklassen werden jedoch nicht beurteilt. Für fehlende oder mißverständlich formulierte Zusicherungen gibt es kräftige Punkteabzüge, ebenso wie für Kommentare, die keine Zusicherungen darstellen. Die in dieser Aufgabenstellung angeführten Eigenschaften der Klassen dienen als Grundlage dafür, ob eine Zusicherung bei der Beurteilung als nötig angesehen wird. Die Aufgabenstellung selbst gehört nicht zum Programmcode. Daher dürfen Anforderungen in der Aufgabenstellung einem Leser des Programmcodes nicht als bekannt vorausgesetzt werden. Für unnötige Zusicherungen werden Punkte abgezogen, wenn dadurch sonst nicht benötigter Programmcode geschrieben werden muss oder sonst mögliche Vererbungs- und Untertypbeziehungen verhindert werden.

Was im Hinblick auf die Abgabe zu beachten ist:

Schreiben Sie Ihre Lösung in den bereits existierenden Ordner Aufgabe4 in Ihrem Verzeichnis auf dem Übungsrechner b3. Das Programm soll von diesem Ordner aus durch java Test aufrufbar sein. Schreiben Sie nicht mehr als eine Klasse in jede Datei. Der Ordner soll zum Zeitpunkt der Abgabe (23.11.2006, 12:45 Uhr) und der nachträglichen Abgabe (30.11.2006, 12:45 Uhr) alle .java-Dateien enthalten, die Sie für Ihre Lösung benötigen. Bitte entfernen Sie alle .java-Dateien, die nicht zur Abgabe gehören. Dateien mit anderen Endungen werden bei der Beurteilung nicht berücksichtigt. Vermeiden Sie die Verwendung von Ordnern innerhalb des Abgabeordners Aufgabe4.