Objektorientierte Programmierung
LVA 185.162, VL 2.0, 2006 W

7. Übungsaufgabe

Themen:

gebundene Generizität, Iteratoren

Termine:

Ausgabe:	07.12.2006
reguläre Abgabe:	14.12.2006, 12:45 Uhr
nachträgliche Abgabe:	21.12.2006, 12:45 Uhr

Abgabeverzeichnis:

Aufgabe7

Programmaufruf:

java Test

Grundlage:

Skriptum bis Seite 113.

Aufgabe

Welche Aufgabe zu lösen ist:

Schreiben Sie in Java Klassen bzw. Interfaces mit folgender Funktionalität:

• SortGraph entspricht im Wesentlichen GenGraph aus Aufgabe 6. Die Namen der Knoten von SortGraph müssen jedoch sortierbar sein. Objekte werden als sortierbar betrachtet, wenn sie eine Methode kleiner mit einem Argument unterstützen; diese Methode soll genau dann true liefern, wenn das Objekt, in dem die Methode aufgerufen wird, (auf nicht genau spezifizierte Weise) kleiner ist als das Argument. Es kann davon ausgegangen werden, dass durch kleiner eine transitive, antireflexive und antisymmetrische Relation beschrieben wird; das heißt, wenn x.kleiner(y) && y.kleiner(z) als Ergebnis true ergibt, dann so auch x.kleiner(z); weiters darf x.kleiner(x) niemals true zurückgeben, und wenn x.kleiner(y) als Ergebnis true hat, dann muss y.kleiner(x) immer false ergeben. Neben den Methoden von GenGraph werden in SortGraph Methoden für folgende Aufgaben benötigt:
  • Erzeugen eines Iterators, der alle Namen von Knoten des Graphen liefert (wie in GenGraph). Dabei gilt jedoch die Einschränkung, dass x vor y geliefert werden muss, wenn x.kleiner(y) als Ergebnis true ergibt. Diese Methode soll die entsprechende Methode von GenGraph ersetzen.
  • Löschen aller Knoten, deren Namen (entsprechend der Methode kleiner) nicht kleiner sind als ein als Argument gegebener Name; dabei werden auch alle Kanten zu oder von einem gelöschten Knoten gelöscht. Es bleiben also nur Knoten übrig, die kleiner sind als das gegebene Argument.
• Person stellt (ähnlich wie in Aufgabe 6) die wichtigsten Daten zu einer Person bereit. Es soll möglich sein, den Nachnamen und das Geburtsjahr der Person jederzeit über Methoden abzufragen und zu verändern. Anders als in Aufgabe 6 soll auch eine Methode kleiner mit oben beschriebenen Eigenschaften vorhanden sein, die Personen nach ihrem Geburtsjahr vergleicht. Person kann abstrakt sein.
• StudentIn soll ein Untertyp von Person sein und Methoden zum Abfragen und Verändern der (siebenstelligen) Matrikelnummer unterstützen.
• AngestellteR soll ein Untertyp von Person sein und Methoden zum Abfragen und Verändern der (zehnstelligen) Sozialversicherungsnummer unterstützen.
• Die Klasse Test soll wie üblich zum nicht-interaktiven Testen der Lösung dienen. Anders als in vorangegangenen Aufgaben sind die durchzuführenden Überprüfungen vorgegeben. Führen Sie folgende Aufgaben in der gegebenen Reihenfolge durch und geben Sie die Ergebnisse in allgemein verständlicher Form über die Standardausgabe aus:
  1. Erzeugen Sie eine Instanz von SortGraph, wobei Knotennamen vom Typ StudentIn und Kantennamen vom Typ AngestellteR sind, und fügen Sie mehrere Knoten und Kanten ein. Es sollen auch Kanten desselben Namens zwischen unterschiedlichen Knoten vorkommen.
  2. Ermitteln Sie die komplette Struktur des Graphen durch Anwendung der Iteratoren und geben Sie die Ergebnisse (in der Reihenfolge wie von den Iteratoren geliefert) aus. Zur Darstellung von Knoten- und Kanten-Namen in der Ausgabe verwenden Sie bitte die Nachnamen der Personen (die als Kanten- und Knoten-Namen verwendet werden). Sorgen Sie dafür, dass unterschiedliche Personen unterschiedliche Nachnamen haben (zwecks Verständlichkeit der Ausgabe).
  3. Ermitteln Sie die größte Matrikelnummer aller Namen von Knoten des Graphen ebenso wie die größte Sozialversicherungsnummer aller Namen von Kanten und geben Sie diese Nummern aus.
  4. Löschen Sie aus dem Graphen einige Knoten, deren Namen nicht kleiner als eine beliebig gewählte Person sind (mit der dafür vorgesehenen Methode von SortGraph). Wählen Sie den Graphen und die Person so, dass dabei einige Knoten und Kanten entfernt werden und einige (auch mehrere Kanten desselben Namens) übrig bleiben. Geben Sie den verbliebenen Graphen wie in Punkt 2 aus.
  5. Erzeugen Sie eine zweite Instanz von SortGraph, wobei Knotennamen vom Typ Person und Kantennamen beliebig sind (werden nicht gebraucht). Lesen Sie die Namen aller Knoten und Kanten aus dem in Punkt 4 veränderten Graphen aus und fügen Sie diese als Namen von Knoten in den neuen Graphen ein; auch aus Kantennamen werden dabei Knotennamen. Geben Sie die Namen der Knoten des neuen Graphen aus - wie in Punkt 2 nur die Nachnamen der Personen.
  6. Ermitteln Sie das größte Geburtsjahr der Namen aller Knoten des in Punkt 5 erzeugten Graphen mittels kleiner.

Wie die Aufgabe zu lösen ist:

Der Schwerpunkt liegt auf der richtigen Verwendung von gebundener Generizität. Verwenden Sie keine raw types bzw. type erasures. Die Aufgabenstellung ist durch Verwendung von Wildcards als Typen vermutlich einfacher zu lösen als ohne. Schreiben Sie keinen unnötigen Code, und achten Sie wie üblich auf Ersetzbarkeit, saubere Zusicherungen, richtige Sichtbarkeit und schwache Objektkopplung. Bitte verzichten Sie auf die Verwendung von Paketen sowie von instanceof, getClass und Typumwandlungen (type casts). Die vorgegebenen Testfälle werden ihnen dabei helfen, die häufigsten Fehler in der Lösung dieser Aufgabe selbst zu finden, wenn Sie Warnungen des Compilers ernst nehmen. Achtung: Es gibt anscheinend häufig verwendete Java-Compiler (vor allem unter Eclipse), die nicht alle Fehler im Zusammenhang mit Generizität richtig erkennen. Testen Sie Ihre Lösung daher bitte rechtzeitig auf der b3.

Hinweise zur Beurteilung:

Der Schwerpunkt bei der Beurteilung liegt auf der richtigen Verwendung von Typschranken und Wildcards zusammen mit Generizität. Starke Punkteabzüge gibt es für vermeidbare Warnungen des Compilers, die mit (der falschen Verwendung von) Generizität in Zusammenhang stehen, vor allem für die Verwendung von raw types bzw. type erasures, ebenso wie für Verwendungen von instanceof, getClass und Typumwandlungen, die dazu dienen, Probleme beim Umgang mit Generizität zu verschleiern. Punkteabzüge gibt es, wie bereits üblich, auch für unnötigen (oder unnötig komplexen) Code, mangelhafte Zusicherungen, inkorrekte Untertypbeziehungen, schlechte Verwendung von Sichtbarkeit, starke Objektkopplung, sowie fehlende oder nicht der Aufgabenstellung entsprechende Funktionalität.

Was im Hinblick auf die Abgabe zu beachten ist:

Schreiben Sie Ihre Lösung in den bereits existierenden Ordner Aufgabe7 in Ihrem Verzeichnis auf dem Übungsrechner b3. Das Programm soll von diesem Ordner aus durch java Test aufrufbar sein. Schreiben Sie wenn möglich nicht mehr als eine Klasse in jede Datei. Der Ordner soll zum Zeitpunkt der Abgabe (14.12.2006, 12:45 Uhr) und der nachträglichen Abgabe (21.12.2006, 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 Aufgabe7.