Objektorientierte Programmiertechniken
LVA 185.A01, VU, 3 ECTS, 2015/2016 W

4. Übungsaufgabe

Themen:

Untertypbeziehungen, Zusicherungen

Termine:

Ausgabe: 04.11.2015
Abgabe: 11.11.2015, 12:00 Uhr

Abgabeverzeichnis:

Aufgabe4

Programmaufruf:

java Test

Grundlage:

Skriptum, Schwerpunkt auf Kapitel 2

Aufgabe

Welche Aufgabe zu lösen ist:

Jedes von der Gemeinde Hinterwaldgstetten geerntete Stück Holz und jedes daraus erzeugte Rohprodukt wird, soweit der Verabeitungsprozess das zulässt, mit einem elektronischen Etikett versehen. Damit sollen die Verarbeitungsschritte zurückverfolgbar sein.

Folgendes Interface ist vorgegeben:

    public interface Etikett {
        int laenge();     // Laenge des Holzstuecks
        String datum();   // Datum der letzten Etikettierung
        Etikett alt();    // Falls Holzstueck aus anderem Holzstueck
            // erzeugt oder mit neuem Etikett versehen: Das ist das
            // vorherige Holzstueck bzw. alte Etikett. Sonst null.
   }

Folgende Arten von Etiketten sind derzeit vorgesehen:

Versehen Sie alle Ihre (abstrakten) Klassen und Interfaces mit den notwendigen Zusicherungen und stellen Sie sicher, dass Sie nur dort eine Vererbungsbeziehung (extends oder implements) verwenden, wo tatsächlich eine Untertypbeziehung auch hinsichtlich der Zusicherungen besteht. Ermöglichen Sie Untertypbeziehungen zwischen allen diesen Typen, außer wenn Untertypbeziehungen den Beschreibungen der Typen widersprechen würden.

Falls zwischen zwei Typen keine Untertypbeziehung besteht, geben Sie in einem Kommentar in der Datei Test.java eine Begründung dafür an. Bitte geben Sie eine textuelle Begründung; auskommentierte Programmzeilen reichen dafür nicht.

Sie können so viele zusätzliche (abstrakte) Klassen und Interfaces einführen, wie Sie als vorteilhaft erachten. Die Typstruktur soll trotzdem möglichst einfach und klein bleiben, wobei jedoch alle oben genannten Typen (mit den vorgegebenen deutschen Namen) vorkommen müssen, auch solche, die Sie vielleicht für nicht nötig erachten.

Schreiben Sie eine Klasse Test zum Testen Ihrer Lösung. Erzeugen Sie Instanzen der oben genannten Klassen. Überprüfen Sie so gut Sie können mittels Testfällen, ob dort, wo Sie eine Untertypbeziehung annehmen, Ersetzbarkeit gegeben ist.

Daneben soll die Klasse Test.java als Kommentar eine kurze, aber verständliche Beschreibung der Aufteilung der Arbeiten auf die einzelnen Gruppenmitglieder enthalten – wer hat was gemacht.

Wie die Aufgabe zu lösen ist:

Die insgesamt 100 für diese Aufgabe erreichbaren Punkte sind folgendermaßen auf die zu erreichenden Ziele aufgeteilt:

Untertypbeziehungen richtig erkannt und eingesetzt, fehlende Untertypbeziehungen richtig beschrieben 50 Punkte
Zusicherungen richtig und sinnvoll eingesetzt 25 Punkte
Lösung sinnvoll getestet 10 Punkte
Vollständigkeit der Lösung (so wie in Aufgabenstellung beschrieben) 15 Punkte

Obwohl für das Testen der Lösung nur 10 Punkte veranschlagt sind, kann unzureichendes Testen doch zu größerem Punkteverlust führen, wenn dadurch bestehende Mängel nicht rechtzeitig erkannt werden. Auch Mängel in der Funktionalität können einen Verlust von deutlich mehr als 15 Punkten bedeuten, weil diese sehr wahrscheinlich auch aus Fehlern in Untertypbeziehungen und Zusicherungen resultieren.

Die größte Schwierigkeit liegt darin, alle Untertypbeziehungen zu finden und Ersetzbarkeit sicherzustellen. Vererbungsbeziehungen, die nicht gleichzeitig auch Untertypbeziehungen sind, führen zu sehr hohem Punkteverlust. Ebenso gibt es hohe Punkteabzüge für nicht wahrgenommene Gelegenheiten, Untertypbeziehungen zwischen den Untertypen von Etikett herzustellen, sowie für fehlende oder falsche Begründungen für nicht bestehende Untertypbeziehungen. Geeignete Begründungen wären etwa Gegenbeispiele.

Eine Grundlage für das Auffinden der Untertypbeziehungen sind gute Zusicherungen. Wesentliche (aber nicht alle) Zusicherungen kommen in obigen Beschreibungen vor. Untertypbeziehungen ergeben sich aus den erlaubten Beziehungen zwischen Zusicherungen in Unter- und Obertypen. Es hat sich als günstig erwiesen, alle Zusicherungen, die in einem Obertyp gelten, im Untertyp bei den betroffenen Methoden nochmals hinzuschreiben, da sie sonst leicht übersehen werden.

Vergewissern Sie sich der Korrektheit der Untertypbeziehungen zusätzlich über Testfälle. Die Anzahl der Testfälle ist nicht entscheidend, wohl aber deren Qualität: Testfälle sollen Verletzungen der Ersetzbarkeit aufdecken können. Gegenbeispiele stellen sicher, dass keine Untertypbeziehungen übersehen wurden.

Zusicherungen in Testklassen werden aus praktischen Überlegungen bei der Beurteilung nicht berücksichtigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe müssen Sie Untertypbeziehungen und den Einfluss von Zusicherungen auf Untertypbeziehungen im Detail verstehen. Holen Sie sich entsprechende Informationen aus Kapitel 2 des Skriptums. Folgende zusätzlichen Informationen könnten hilfreich sein:

Lassen Sie sich von der Form der Beschreibung nicht täuschen. Daraus, dass die Beschreibung eines Typs die Beschreibung eines anderen Typs teilweise wiederholt, folgt noch keine Ersetzbarkeit. Sie sind wahrscheinlich auf dem falschen Weg, wenn es den Anschein hat, A könne Untertyp von B und B gleichzeitig Untertyp von A sein – außer wenn A und B gleich sind.

Achten Sie auf die Sichtbarkeit. Alle oben beschriebenen Typen und Methoden sollen überall verwendbar sein. Die Sichtbarkeit von Implementierungsdetails soll so stark wie möglich eingeschränkt werden. Sichtbare Implementierungsdetails beeinflussen die Ersetzbarkeit.

Was man generell beachten sollte:

Es werden keinerlei Ausnahmen bezüglich des Abgabetermins gemacht. Beurteilt wird nur, was rechtzeitig im Repository steht.

Schreiben Sie nicht mehr als eine Klasse in jede Datei (ausgenommen geschachtelte Klassen), halten Sie sich an übliche Namenskonventionen (Großschreibung für Namen von Klassen und Interfaces, kleine Anfangsbuchstaben für Variablen und Methoden, etc.), und verwenden Sie die Namen, die in der Aufgabenstellung vorgegeben sind.

Warum die Aufgabe diese Form hat:

Die Beschreibungen der Typen bieten nur wenig Interpretationsspielraum bezüglich der Ersetzbarkeit. Die Aufgabe ist so formuliert, dass Untertypbeziehungen (abgesehen von Typen, die Sie vielleicht zusätzlich einführen) eindeutig sind. Über Testfälle und Gegenbeispiele sollten Sie in der Lage sein, schwerwiegende Fehler selbst zu finden.
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