DCV 2024 09/DB Selbsttest

2024-12-02T09:05:28Z

Gyula: /* Selbsttest Datenbankentwicklung */

= Selbsttest Datenbankentwicklung =

In diesem Selbstest werden wir die SQL und OOP Kenntnisse wiederholen und überprüfen.

Ausgangspunkt ist der Quellkode für '''Zoo'''. Dieser Kode werden wir mit C.R.U.D so ergänzen, dass '''Tiere''' direkt in Datenbank gespeichert werden...

== Aufgabe 1: Model für die Datenbanktabelle beschreiben ==

Beantworte schriftlich die folgenden Fragen in Bezug der '''Tiere''':
* Wie soll die Tabelle genannt werden?
* Welche Spalten sind notwendig?
* Welche Datentypen passen zu meinem Java OOP Programm?
* Welche Spalte ist der PK?

== Aufgabe 2: Tabelle in DBeaver eingeben ==

Erstelle die Tabelle (DDL) entsprechend deinen Plan aus der Aufgabe 1. Füge Testdaten mithilfe des DBeavers zu deiner Tabelle.

== Aufgabe 3: Erweitere dein OOP Programm mit C.R.U.D Methoden ==

Erstelle ein Package / Klasse für die DBManager. Dazu kannst du auch ein Singleton Pattern verwenden.
Alle Funktionen, die direkt mit der SQL Datenbank arbeiten, sollen hier implementiert werden. Aus der main() oder andere Klassen, werden diese Funktionen aufgerufen werden.

{{BML|code=
public class DBManager {
private static DBManager instance = null;

private DBManager(){
// ...
}

public static DBManager getInstance() {
if (instance == null){
instance = new DBManager();
}
return instance;
}
}
}}

Diese Singleton Pattern hat den Vorteil, dass anderen Klassen des OOP ganz einfach aufrufen können:
{{JSL|DBManager.getInstance().myFunction();}}

Sinnvollerweise sollst du erst alle Statements (SELECT, INSERT, ...) in DBeaver erstellen und wenn alles korrekt funktioniert in Java übernehmen.

=== Aufgabe 3.1: SELECT ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein SELECT alle Rekorden aus der DB liest und die entsprechenden Objekte in OOP erstellt. Rufe diese Funktion aus der main() auf, anstatt Objekte manuell anzulegen...

=== Aufgabe 3.2: INSERT ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein INSERT einen neuen Rekord entsprechend einem Objekt in DB zufügt. Rufe diese Funktion als ein Test aus der main() auf.

=== Aufgabe 3.2: UPDATE ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein UPDATE eine Änderung des Objekts in DB speichert. An welche Stelle ist die Änderung sichtbar? Wo muss die Funktion aufgerufen werden?

=== Aufgabe 3.3: DELETE ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein DELETE einen neuen Rekord, falls das Objekt gelöscht wurde. An welche Stelle ist die Änderung sichtbar? Wo muss die Funktion aufgerufen werden?

== Aufgabe Bonus 1 ==

Definiere die Tabelle für die '''Gehege'''. Achte auf die 1-N Relation (foreign key) zwischen '''Tier''' und '''Gehege'''. (1 Tier kann nur in einem Gehege sein, aber 1 Gehege kann viele Tiere beinhalten)
Füge mit DBeaver die notwendigen Gehege in der neue angelegte Tabelle.
Initialisiere die Liste der Gehege aus der Datenbank (SELECT).

== Aufgabe Bonus 2 ==

Definiere die Tabelle für die '''Pflegeperson'''. Achte auf die N-M Relation (foreign key) zwischen '''Gehege''' und '''Pflegeperson'''. (1 Pflegeperson kann mehrere Gehege auf die Aufgabeliste haben, und zu einem Gehege kann mehrere Pflegepersonen zuständig sein).

Füge mit DBeaver die notwendigen Pfleger und Aufgaben in der neue angelegten Tabellen.
Initialisiere die Liste der Pflegeperson und Aufgaben aus der Datenbank (SELECT).

DCV 2024 09/DB Selbsttest

2024-12-02T09:04:42Z

Gyula: /* Aufgabe 3.1: SELECT */

= Selbsttest Datenbankentwicklung =

In diesem Selbstest werden wir die SQL und OOP Kenntnisse wiederholen und überprüfen.

Ausgangspunkt ist der Quellkode für '''Zoo'''. Dieser Kode werden wir so ergänzen, dass '''Tiere''' direkt in Datenbank gespeichert werden...

== Aufgabe 1: Model für die Datenbanktabelle beschreiben ==

Beantworte schriftlich die folgenden Fragen in Bezug der '''Tiere''':
* Wie soll die Tabelle genannt werden?
* Welche Spalten sind notwendig?
* Welche Datentypen passen zu meinem Java OOP Programm?
* Welche Spalte ist der PK?

== Aufgabe 2: Tabelle in DBeaver eingeben ==

Erstelle die Tabelle (DDL) entsprechend deinen Plan aus der Aufgabe 1. Füge Testdaten mithilfe des DBeavers zu deiner Tabelle.

== Aufgabe 3: Erweitere dein OOP Programm mit C.R.U.D Methoden ==

Erstelle ein Package / Klasse für die DBManager. Dazu kannst du auch ein Singleton Pattern verwenden.
Alle Funktionen, die direkt mit der SQL Datenbank arbeiten, sollen hier implementiert werden. Aus der main() oder andere Klassen, werden diese Funktionen aufgerufen werden.

{{BML|code=
public class DBManager {
private static DBManager instance = null;

private DBManager(){
// ...
}

public static DBManager getInstance() {
if (instance == null){
instance = new DBManager();
}
return instance;
}
}
}}

Diese Singleton Pattern hat den Vorteil, dass anderen Klassen des OOP ganz einfach aufrufen können:
{{JSL|DBManager.getInstance().myFunction();}}

Sinnvollerweise sollst du erst alle Statements (SELECT, INSERT, ...) in DBeaver erstellen und wenn alles korrekt funktioniert in Java übernehmen.

=== Aufgabe 3.1: SELECT ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein SELECT alle Rekorden aus der DB liest und die entsprechenden Objekte in OOP erstellt. Rufe diese Funktion aus der main() auf, anstatt Objekte manuell anzulegen...

=== Aufgabe 3.2: INSERT ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein INSERT einen neuen Rekord entsprechend einem Objekt in DB zufügt. Rufe diese Funktion als ein Test aus der main() auf.

=== Aufgabe 3.2: UPDATE ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein UPDATE eine Änderung des Objekts in DB speichert. An welche Stelle ist die Änderung sichtbar? Wo muss die Funktion aufgerufen werden?

=== Aufgabe 3.3: DELETE ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein DELETE einen neuen Rekord, falls das Objekt gelöscht wurde. An welche Stelle ist die Änderung sichtbar? Wo muss die Funktion aufgerufen werden?

== Aufgabe Bonus 1 ==

Definiere die Tabelle für die '''Gehege'''. Achte auf die 1-N Relation (foreign key) zwischen '''Tier''' und '''Gehege'''. (1 Tier kann nur in einem Gehege sein, aber 1 Gehege kann viele Tiere beinhalten)
Füge mit DBeaver die notwendigen Gehege in der neue angelegte Tabelle.
Initialisiere die Liste der Gehege aus der Datenbank (SELECT).

== Aufgabe Bonus 2 ==

Definiere die Tabelle für die '''Pflegeperson'''. Achte auf die N-M Relation (foreign key) zwischen '''Gehege''' und '''Pflegeperson'''. (1 Pflegeperson kann mehrere Gehege auf die Aufgabeliste haben, und zu einem Gehege kann mehrere Pflegepersonen zuständig sein).

Füge mit DBeaver die notwendigen Pfleger und Aufgaben in der neue angelegten Tabellen.
Initialisiere die Liste der Pflegeperson und Aufgaben aus der Datenbank (SELECT).

DCV 2024 09/DB Selbsttest

2024-12-02T09:04:17Z

Gyula: /* Aufgabe 3: Erweitere dein OOP Programm mit C.R.U.D Methoden */

= Selbsttest Datenbankentwicklung =

In diesem Selbstest werden wir die SQL und OOP Kenntnisse wiederholen und überprüfen.

Ausgangspunkt ist der Quellkode für '''Zoo'''. Dieser Kode werden wir so ergänzen, dass '''Tiere''' direkt in Datenbank gespeichert werden...

== Aufgabe 1: Model für die Datenbanktabelle beschreiben ==

Beantworte schriftlich die folgenden Fragen in Bezug der '''Tiere''':
* Wie soll die Tabelle genannt werden?
* Welche Spalten sind notwendig?
* Welche Datentypen passen zu meinem Java OOP Programm?
* Welche Spalte ist der PK?

== Aufgabe 2: Tabelle in DBeaver eingeben ==

Erstelle die Tabelle (DDL) entsprechend deinen Plan aus der Aufgabe 1. Füge Testdaten mithilfe des DBeavers zu deiner Tabelle.

== Aufgabe 3: Erweitere dein OOP Programm mit C.R.U.D Methoden ==

Erstelle ein Package / Klasse für die DBManager. Dazu kannst du auch ein Singleton Pattern verwenden.
Alle Funktionen, die direkt mit der SQL Datenbank arbeiten, sollen hier implementiert werden. Aus der main() oder andere Klassen, werden diese Funktionen aufgerufen werden.

{{BML|code=
public class DBManager {
private static DBManager instance = null;

private DBManager(){
// ...
}

public static DBManager getInstance() {
if (instance == null){
instance = new DBManager();
}
return instance;
}
}
}}

Diese Singleton Pattern hat den Vorteil, dass anderen Klassen des OOP ganz einfach aufrufen können:
{{JSL|DBManager.getInstance().myFunction();}}

Sinnvollerweise sollst du erst alle Statements (SELECT, INSERT, ...) in DBeaver erstellen und wenn alles korrekt funktioniert in Java übernehmen.

=== Aufgabe 3.1: SELECT ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein SELECT alle Rekorden aus der DB liest und die entsprechenden Objekte in OOP erstellt. Rufe diese Funktion aus der main() auf, anstatt Objekte manuell anzulegen...

=== Aufgabe 3.2: INSERT ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein INSERT einen neuen Rekord entsprechend einem Objekt in DB zufügt. Rufe diese Funktion als ein Test aus der main() auf.

=== Aufgabe 3.2: UPDATE ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein UPDATE eine Änderung des Objekts in DB speichert. An welche Stelle ist die Änderung sichtbar? Wo muss die Funktion aufgerufen werden?

=== Aufgabe 3.3: DELETE ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein DELETE einen neuen Rekord, falls das Objekt gelöscht wurde. An welche Stelle ist die Änderung sichtbar? Wo muss die Funktion aufgerufen werden?

== Aufgabe Bonus 1 ==

Definiere die Tabelle für die '''Gehege'''. Achte auf die 1-N Relation (foreign key) zwischen '''Tier''' und '''Gehege'''. (1 Tier kann nur in einem Gehege sein, aber 1 Gehege kann viele Tiere beinhalten)
Füge mit DBeaver die notwendigen Gehege in der neue angelegte Tabelle.
Initialisiere die Liste der Gehege aus der Datenbank (SELECT).

== Aufgabe Bonus 2 ==

Definiere die Tabelle für die '''Pflegeperson'''. Achte auf die N-M Relation (foreign key) zwischen '''Gehege''' und '''Pflegeperson'''. (1 Pflegeperson kann mehrere Gehege auf die Aufgabeliste haben, und zu einem Gehege kann mehrere Pflegepersonen zuständig sein).

Füge mit DBeaver die notwendigen Pfleger und Aufgaben in der neue angelegten Tabellen.
Initialisiere die Liste der Pflegeperson und Aufgaben aus der Datenbank (SELECT).

DCV 2024 09/DB Selbsttest

2024-12-02T08:58:14Z

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= Selbsttest Datenbankentwicklung =

In diesem Selbstest werden wir die SQL und OOP Kenntnisse wiederholen und überprüfen.

Ausgangspunkt ist der Quellkode für '''Zoo'''. Dieser Kode werden wir so ergänzen, dass '''Tiere''' direkt in Datenbank gespeichert werden...

== Aufgabe 1: Model für die Datenbanktabelle beschreiben ==

Beantworte schriftlich die folgenden Fragen in Bezug der '''Tiere''':
* Wie soll die Tabelle genannt werden?
* Welche Spalten sind notwendig?
* Welche Datentypen passen zu meinem Java OOP Programm?
* Welche Spalte ist der PK?

== Aufgabe 2: Tabelle in DBeaver eingeben ==

Erstelle die Tabelle (DDL) entsprechend deinen Plan aus der Aufgabe 1. Füge Testdaten mithilfe des DBeavers zu deiner Tabelle.

== Aufgabe 3: Erweitere dein OOP Programm mit C.R.U.D Methoden ==

Erstelle ein Package / Klasse für die DBManager. Dazu kannst du auch ein Singleton Pattern verwenden.
Alle Funktionen, die direkt mit der SQL Datenbank arbeiten, sollen hier implementiert werden. Aus der main() oder andere Klassen, werden diese Funktionen aufgerufen werden.

Sinnvollerweise sollst du erst alle Statements (SELECT, INSERT, ...) in DBeaver erstellen und wenn alles korrekt funktioniert in Java übernehmen.

=== Aufgabe 3.1: SELECT ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein SELECT alle Rekorden aus der DB liest und die entsprechenden Objekte in OOP erstellt. Rufe diese Funktion aus der main() auf, anstatt Objekte manuell anzulegen...

=== Aufgabe 3.2: INSERT ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein INSERT einen neuen Rekord entsprechend einem Objekt in DB zufügt. Rufe diese Funktion als ein Test aus der main() auf.

=== Aufgabe 3.2: UPDATE ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein UPDATE eine Änderung des Objekts in DB speichert. An welche Stelle ist die Änderung sichtbar? Wo muss die Funktion aufgerufen werden?

=== Aufgabe 3.3: DELETE ===

Erstelle eine Funktion, die durch ein DELETE einen neuen Rekord, falls das Objekt gelöscht wurde. An welche Stelle ist die Änderung sichtbar? Wo muss die Funktion aufgerufen werden?

== Aufgabe Bonus 1 ==

Definiere die Tabelle für die '''Gehege'''. Achte auf die 1-N Relation (foreign key) zwischen '''Tier''' und '''Gehege'''. (1 Tier kann nur in einem Gehege sein, aber 1 Gehege kann viele Tiere beinhalten)
Füge mit DBeaver die notwendigen Gehege in der neue angelegte Tabelle.
Initialisiere die Liste der Gehege aus der Datenbank (SELECT).

== Aufgabe Bonus 2 ==

Definiere die Tabelle für die '''Pflegeperson'''. Achte auf die N-M Relation (foreign key) zwischen '''Gehege''' und '''Pflegeperson'''. (1 Pflegeperson kann mehrere Gehege auf die Aufgabeliste haben, und zu einem Gehege kann mehrere Pflegepersonen zuständig sein).

Füge mit DBeaver die notwendigen Pfleger und Aufgaben in der neue angelegten Tabellen.
Initialisiere die Liste der Pflegeperson und Aufgaben aus der Datenbank (SELECT).

DCV 2024 09

2024-12-02T08:24:24Z

Gyula: /* Datenbanken */

DCV 2024 09/DB Übungen

2024-11-26T11:50:11Z

Gyula: /* Aufgabe SQL Queries */

Im folgenden finden sich Übungen für das Thema Datenbanken. Weiters soll direkt ein Überblick über die Themen erfolgen. Als '''D'''aten'''B'''ank'''M'''anagement '''S'''ystem wird '''MySQL'''[https://www.mysql.com/de/] verwendet

= Überblick =
Ein grundlegendes Verständnis folgender Begriffe soll erlangt werden. Diese sind nicht chronologisch geordnet.
* '''E'''ntity '''R'''elation Diagramme erstellen ('''Chen Notation''')
* Implementieren des '''ER''' Diagramms in '''MySQL'''
* Primär- und Fremdschlüssel
** Erstellen von Fremdschlüssel '''Constraints'''
* SQL Queries
** Daten Abfragen
{{BML|code=
USE mondial;
SELECT * from City limit 5;

-- Zeigt alle Spalten, alle Zeilen aus den country Tabelle
SELECT * FROM mondial.country;

-- Konstant als Text
SELECT 'Hello World!' Greeting;

-- Zeigt alle Spalten, erste 5 Zeilen aus den country Tabelle
SELECT * FROM mondial.country limit 5;

-- Zeigt die Spalten Name und Capital der erste 5 Zeilen aus den country Tabelle
SELECT Name, Capital FROM mondial.country limit 5;

-- Zeigt die Spalten Name und Capital mit eigenen Namen
SELECT Name Land, Capital Hauptstadt FROM mondial.country limit 5;

-- Abfrage mit Filter auf Name
SELECT Name, Capital FROM mondial.country WHERE Name = 'Austria';

-- Abfrage mit Filter auf Population
SELECT Name, Capital FROM mondial.country WHERE Population < 1000000;

-- Abfrage mit Filter auf Population
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Population BETWEEN 1000000 AND 2000000;

-- Abfrage mit Filter auf Name beginnend mit A
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE 'A%';

-- Abfrage mit Filter auf Name am Ende mit A
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE '%A';

-- Abfrage mit Filter mit NOT Operator
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name NOT LIKE 'A%';

-- Abfrage mit Filter mit OR Operator
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE 'A%' OR Population < 1000000;

-- Abfrage mit Filter mit AND Operator
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE 'A%' AND Population < 1000000;
}}

** Tabellen verknüpfen mit '''WHERE''' und '''INNER JOIN'''
** Unterschied zwischen '''INNER JOIN''' und '''LEFT OUTER JOIN''' und '''RIGHT OUTER JOIN'''
** Einfügen mittels '''INSERT'''
** Löschen mittels '''DELETE'''
** Aktualisieren mittels '''UPDATE'''
* Anbindung an die Datenbank mittels '''JDBC''' in '''Java'''
** Verbindung zur Datenbank herstellen
** Daten anlegen
** Daten abrufen
** Daten löschen

= Übungen =

Als Voraussetzung wird eine funktionierende '''MySQL''' installation mit '''MySQL Workbench''' vorausgesetzt. '''MySQL Workbench''' ist ein grafisches Tool um mit '''MySQL''' zu arbeiten.

Der Download für beide Tools findet sich [https://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQLInstaller/mysql-installer-community-8.0.27.1.msi hier].
* Add Product
* MySQL Server hinzufügen
* MySQL Workbench hinzufügen

Für den Bereich '''S'''tructured '''Q'''uery '''L'''anguage wird weiters vorausgesetzt dass eine '''Datenbank''' mit folgenden Inhalten existiert:
Ein großer Dank geht an die Uni Göttingen für die Bereitstellung der '''Mondial'''<ref name="göttingen">https://www.dbis.informatik.uni-goettingen.de/Mondial/</ref> Datenbank
* [[Datei:Mondial-schema-mysql.zip]]
* [[Datei:Mondial-inputs-mysql.zip]]

# Zuerst MySQL Workbench öffnen, mit dem DBMS verbinden.
# File -> Open Sql Script -> Schema auswählen (zuerst das zip entpacken)
# Mit dem Blitz ausführen
## Tritt ein Fehler auf >>,ORACLE<< aus der ersten Zeile entfernen
# File -> Open Sql Script -> Input auswählen (zuerst das zip entpacken)
# Mit dem Blitz ausführen
# Nun sollte die Datenbank Mondial existieren und es geht weiter mit den übungen zu SQL Abfragen

== SQL Abfragen ==
Verschiedene Abfragen um Tabellen zu verbinden. Verwende für die Abfragen die '''Mondial''' Datenbank.
[[Datei:ER-Mondial.jpg|mini|none|600px|Mondial ER Diagramm<ref>https://www.dbis.informatik.uni-goettingen.de/Mondial/mondial-abh.pdf</ref>]]
[[Datei:Mondial Abhängingkeiten.jpg|mini|none|400px|Mondial Abhängigkeiten<ref name="göttingen"/>]]

==== Aufgabe SQL Queries ====
Wie viele Einwohner hat Österreich?

Wie viele Einwohner hat der Kontinent Europa?

Welche Flüsse fließen durch Österreich?

Welche Flüsse fließen durch Europa (nur den Flussnamen)?

Wie viel Prozent der Menschen leben im Kontinent Europa?

Alle Länder die mit einem A anfangen

Alle Länder die mit einem A anfangen und deren Bundesländer mit Einwohnerzahl, sortiert nach Einwohnerzahl

Alle Flüsse die durch Europa fließen (nur Flüsse und deren Länge), sortiert nach Länge

Alle Inseln im Pazifik mit >50% islamischem Bekenntnis

Alle 3000er, welche in einem Land sind, welches zu mindestens 60% römisch Katholisch ist

Alle Länder mit mindestens einem See mit mindestens 100 Meter Tiefe und mindestens einem Berg mit mindestens 1500 Höhenmeter

Einwohnerzahl pro Religion

Alle Länder, nur die Namen und die Meere dazu (keine Null Werte)

Alle Länder, nur die Namen, und wenn sie haben, das Meer dazu

Das Unabhängigkeitsdatum von Ländern die eine Wüste haben und die ethnische Gruppe '''African'''

Welche Länder haben genau 3 Städte? Wie heißen diese Städte?

Welches sind die 3 größten Städte von Amerika (Kontinent)?

Was ist der größte Berg von Österreich? Wie hoch ist er?

Was ist der größte Berg von Europa? Wie hoch ist er?

Was ist der größte Berg pro Kontinent? Wie hoch sind diese?

Welches Land hat am meisten anerkannte Religionen? Wie viel sind es?

Welche Organisationen haben deren Hauptsitz in Österreich? Wie viele Mitglieder haben diese Organisationen?

Was sind die Top 10 Sprachen? Wie viele native Speaker sprechen diese Sprache?

== Create, Read, Update, Delete ==
Erstelle eine Objekt-Klasse für ein Land und erstelle für jede Aufgabe eine eigene '''Methode''' die...
* ein neues Land erstellt und in die Datenbank einfügt.
* ein bestimmtes Land in der Datenbank findet.
* ein bestimmtest Attribut eines Landes verändert.
* ein bestimmtes Land aus der Datenbank löscht.

=== Bonus Aufgabe ===
*Erweitere dein Programm mit einer Console-Eingabe und teste deine Methoden.

== ER Entwurf ==
Für den Entwurf von '''E'''ntity '''R'''elationship Modellen gibt es mehrere Möglichkeiten. Soll von einem bestehenden Datenbestand (in unnormalisierter Form) ein Datenbankmodell abgeleitet werden, so können die [https://www.datenbanken-verstehen.de/datenmodellierung/normalisierung/ Normalformen] angewandt werden, auf diese werden wir hier jedoch nicht eingehen. Wird ein ER-Modell direkt anhand einer Problemstellung entworfen, so ist diese bei korrektem Entwurf, inhärent normalisiert.

Für die ER-Modellierung gibt es verschiedene Notationen:
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Chen-Notation Chen Notation und modifizierte Chen Notation]
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Min-Max-Notation Min/Max Notation]
* ...

Für die folgenden ER-Modelle soll die Chen Notation angewendet werden, diese ist am einfachsten und am wenigsten fehleranfällig. Nach der ER-Modellierung kann direkt ein logischer Entwurf abgeleitet werden, welcher dann "direkt" in die Datenbank übertragen werden kann.

Als Zeichenprogramm zum Datenbank Entwurf eignet sich [http://dia-installer.de/ Dia]

=== Beispiele ===
Im folgenden finden sich einige Beispiele zur Übung des ER-Entwurfs. Es ist dabei sehr wichtig aus der textuellen Problemstellung herauszufinden was Teil des ER-Entwurfs ist, und was zum logischen Teil der Anwendung gehört und somit nichts mit dem Entwurf zu tun hat. Weiters ist es sehr wichtig, etwaige Lücken in der Problemstellung zu erkennen und auszufüllen.

Für jedes Beispiel gilt:
* ER-Entwurf erstellen (inklusive aller wichtigen Attribute)
* Logischer Entwurf (Entweder in textueller oder tabellarischer Form)

==== Übungsfirma ====
Eine Firma hat mehrere Mitarbeiter, diese arbeiten in einer Abteilung. Ein Mitarbeiter hat einen Vorgesetzten, dieser ist selbst wieder ein Mitarbeiter. Weiters gibt es Projekte an denen mehrere Mitarbeiter beteiligt sind, Mitarbeiter selbst können auch an mehreren Projekten mitarbeiten.

==== Übungsfirma2 ====
Ergänze den Entwurf aus dem vorhergehenden Beispiel so, dass Mitarbeiter in einem gewissen Zeitraum an einem Projekt arbeiten können.

[[Datei:Uebungsfirma all.zip|mini|]] Enthält ER-Entwurf, logischer Entwurf, SQL Statements
[[Datei:Uebungsfirma.png|mini|none|400px|ER-Diagramm Übungsfirma]]

==== Zoo ====
Mehrere in ganz Deutschland verteilte Zoos sollen mittels einer Datenbank verwaltet werden. Die Tiere werden von Pflegern gepflegt und befinden sich in Gehegen. Außerdem bekommen die Tiere eine spezielle Futtermischung, welche von Lieferanten geliefert wird.

[[Datei:Zoo all.zip|mini]]
[[Datei:Zoo.png|mini|none|400px|Zoo ER-Diagramm]]

==== Druckerproduzent ====
Eine Firma, die Drucker herstellt, benötigt eine Datenbank zur Verwaltung ihrer Geschäftsprozesse. Die Firma hat mehrere Abteilungen, wie zum Beispiel Lager, Fertigung, Vertrieb. Zur Herstellung der Drucker werden Zukaufteile benötigt, die also nicht in der Fertigung selbst hergestellt werden. Der Fabrikleiter möchte auch einen Überblick über die Mitarbeiter mit allen relevanten Daten haben.

==== Restaurant ====
Sie besitzen ein Restaurant, natürlich haben Sie Angestellte die entweder Koch, Kellner oder Lieferant sein können, überlegen Sie sich die nötigen Attribute selbst. Kunden können bei Ihnen im Restaurant bestellen und dort essen, Sie bieten aber auch das Angebot die Bestellung nach Hause zu liefern. Der Kellner ist für die Bearbeitung der Bestellung zuständig und teilt die Kunden zu den jeweiligen Tischen ein.

==== Ferienhausverwaltung ====
Eine Ferienhausvermietung braucht ein Datenbanksystem für die Verwaltung der Buchungen. Zwischen zwei Buchungen muss immer eine Reinigungskraft das gesamte Haus reinigen und auf Schäden kontrollieren. Für diese Reinigung und Kontrolle braucht die Reinigungskraft zwischen 3-6 Stunden, je nach Größe / Kategorie bzw. Nächtigungspreis des Hauses. Die Ferienhäuser werden demnach in drei Klassen unterteilt.
* < 150 € / Nacht (Reinigung & Kontrolle: 3 Stunden)
* < 500 € / Nacht (Reinigung & Kontrolle: 5 Stunden)
* > 500 € / Nacht (Reinigung & Kontrolle: 6 Stunden)
Bei Schäden muss das Haus für die Zeit, bis der Schaden repariert wurde, gesperrt werden.
Die Ferienhäuser haben zwischen ein und vier Stockwerke (inkl. Keller), sowie unterschiedliche Ausstattungen (Bsp. Garten, WLAN, Balkon, ...).
Fügen Sie weitere Attribute (Bsp. Quadratmeter) hinzu, welche Sie für wichtig erachten.

== Datenbank Anwendung ==
Im folgenden soll in mehreren Schritten eine Datenbank Anwendung modelliert und erstellt werden. Diese Anwendung soll ein einfaches Zahlungssystem mit Überweisung und Bankomat beeinhalten.
* Kunden sollen angelegt werden
* Es sollen Konten angelegt werden
* Konten sollen Geld überweisen/einzahlen und überweisen können
* Jede Transaktion soll gespeichert werden mit Betrag, Quelle, Ziel und Datum
* Der Kontostand soll aufgrund aller vorhergehenden Transaktion berechnet werden
* Der Kunde soll Geld einzahlen und abheben können

==== Aufgabe: '''E'''ntity '''R'''elation (ER) Diagramm erstellen ====
Entwirf ein korrektes '''ER''' Diagramm für die Datenbankanwendung, zumindest sollen die Tabellen '''Kunde''', '''Konto''' und '''Transaktion''' enthalten sein. Achte auf die korrekte Beziehung zwischen den Tabellen.
* Ein Kunde kann mehrere Konten haben
* Ein Konto kann mehrere Kunden haben, diese haben dann eine unterschiedliche Rolle (Besitzer, Zeichnungsberechtigt, etc...)
* Eine Transaktion muss ein Quell- und ein Zielkonto haben

==== Aufgabe: Anlegen der Datenbank in MySQL ====
Implementiere das erstellte '''ER''' Diagramm in MySQL. Achte auf das Anlegen von korrekten '''Primär-''' und '''Fremdschlüsseln.

==== Aufgabe: Verbinden der Datenbank (JDBC) in Java ====
Verbinde dich über die '''JDBC''' Schnittstelle in Java mit der angelegten Datenbank. Das Anlegen einer Testdatenbank kann sehr hilfreich sein um Tests zu schreiben.

==== Aufgabe: Kunden/Konten und Transaktionen in Java anlegen und abrufen ====
Erstelle die Modelle für deine Tabellen in Java und ermögliche über Methoden das '''Erstellen''', '''Aktualisieren''', '''Lesen''' und '''Löschen.
'''C'''reate '''R'''ead '''U'''pdate '''D'''elete

==== Aufgabe: (Kommandozeilenanwendung) für den Bankomat erstellen ====
Erstelle ein Userinterface für die Bankomat Anwendung.
* Der Benutzer soll authentifiziert werden
* Es soll eine entsprechende Auswahl an Konten angezeigt werden
* Einzahlen/Auszahlen soll möglich sein
* Überweisung an anderes Konto

= Quellen =

DCV 2024 09/DB Übungen

2024-11-25T09:20:45Z

Gyula: Die Seite wurde neu angelegt: „Im folgenden finden sich Übungen für das Thema Datenbanken. Weiters soll direkt ein Überblick über die Themen erfolgen. Als '''D'''aten'''B'''ank'''M'''anagement '''S'''ystem wird '''MySQL'''[https://www.mysql.com/de/] verwendet = Überblick = Ein grundlegendes Verständnis folgender Begriffe soll erlangt werden. Diese sind nicht chronologisch geordnet. * '''E'''ntity '''R'''elation Diagramme erstellen ('''Chen Notation''') * Implementieren des '''ER…“

Im folgenden finden sich Übungen für das Thema Datenbanken. Weiters soll direkt ein Überblick über die Themen erfolgen. Als '''D'''aten'''B'''ank'''M'''anagement '''S'''ystem wird '''MySQL'''[https://www.mysql.com/de/] verwendet

= Überblick =
Ein grundlegendes Verständnis folgender Begriffe soll erlangt werden. Diese sind nicht chronologisch geordnet.
* '''E'''ntity '''R'''elation Diagramme erstellen ('''Chen Notation''')
* Implementieren des '''ER''' Diagramms in '''MySQL'''
* Primär- und Fremdschlüssel
** Erstellen von Fremdschlüssel '''Constraints'''
* SQL Queries
** Daten Abfragen
{{BML|code=
USE mondial;
SELECT * from City limit 5;

-- Zeigt alle Spalten, alle Zeilen aus den country Tabelle
SELECT * FROM mondial.country;

-- Konstant als Text
SELECT 'Hello World!' Greeting;

-- Zeigt alle Spalten, erste 5 Zeilen aus den country Tabelle
SELECT * FROM mondial.country limit 5;

-- Zeigt die Spalten Name und Capital der erste 5 Zeilen aus den country Tabelle
SELECT Name, Capital FROM mondial.country limit 5;

-- Zeigt die Spalten Name und Capital mit eigenen Namen
SELECT Name Land, Capital Hauptstadt FROM mondial.country limit 5;

-- Abfrage mit Filter auf Name
SELECT Name, Capital FROM mondial.country WHERE Name = 'Austria';

-- Abfrage mit Filter auf Population
SELECT Name, Capital FROM mondial.country WHERE Population < 1000000;

-- Abfrage mit Filter auf Population
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Population BETWEEN 1000000 AND 2000000;

-- Abfrage mit Filter auf Name beginnend mit A
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE 'A%';

-- Abfrage mit Filter auf Name am Ende mit A
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE '%A';

-- Abfrage mit Filter mit NOT Operator
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name NOT LIKE 'A%';

-- Abfrage mit Filter mit OR Operator
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE 'A%' OR Population < 1000000;

-- Abfrage mit Filter mit AND Operator
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE 'A%' AND Population < 1000000;
}}

** Tabellen verknüpfen mit '''WHERE''' und '''INNER JOIN'''
** Unterschied zwischen '''INNER JOIN''' und '''LEFT OUTER JOIN''' und '''RIGHT OUTER JOIN'''
** Einfügen mittels '''INSERT'''
** Löschen mittels '''DELETE'''
** Aktualisieren mittels '''UPDATE'''
* Anbindung an die Datenbank mittels '''JDBC''' in '''Java'''
** Verbindung zur Datenbank herstellen
** Daten anlegen
** Daten abrufen
** Daten löschen

= Übungen =

Als Voraussetzung wird eine funktionierende '''MySQL''' installation mit '''MySQL Workbench''' vorausgesetzt. '''MySQL Workbench''' ist ein grafisches Tool um mit '''MySQL''' zu arbeiten.

Der Download für beide Tools findet sich [https://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQLInstaller/mysql-installer-community-8.0.27.1.msi hier].
* Add Product
* MySQL Server hinzufügen
* MySQL Workbench hinzufügen

Für den Bereich '''S'''tructured '''Q'''uery '''L'''anguage wird weiters vorausgesetzt dass eine '''Datenbank''' mit folgenden Inhalten existiert:
Ein großer Dank geht an die Uni Göttingen für die Bereitstellung der '''Mondial'''<ref name="göttingen">https://www.dbis.informatik.uni-goettingen.de/Mondial/</ref> Datenbank
* [[Datei:Mondial-schema-mysql.zip]]
* [[Datei:Mondial-inputs-mysql.zip]]

# Zuerst MySQL Workbench öffnen, mit dem DBMS verbinden.
# File -> Open Sql Script -> Schema auswählen (zuerst das zip entpacken)
# Mit dem Blitz ausführen
## Tritt ein Fehler auf >>,ORACLE<< aus der ersten Zeile entfernen
# File -> Open Sql Script -> Input auswählen (zuerst das zip entpacken)
# Mit dem Blitz ausführen
# Nun sollte die Datenbank Mondial existieren und es geht weiter mit den übungen zu SQL Abfragen

== SQL Abfragen ==
Verschiedene Abfragen um Tabellen zu verbinden. Verwende für die Abfragen die '''Mondial''' Datenbank.
[[Datei:ER-Mondial.jpg|mini|none|600px|Mondial ER Diagramm<ref>https://www.dbis.informatik.uni-goettingen.de/Mondial/mondial-abh.pdf</ref>]]
[[Datei:Mondial Abhängingkeiten.jpg|mini|none|400px|Mondial Abhängigkeiten<ref name="göttingen"/>]]

==== Aufgabe SQL Queries ====
Wie viele Einwohner hat Österreich?

Wie viele Einwohner hat der Kontinent Europa?

Welche Flüsse fließen durch Österreich?

Welche Flüsse fließen durch Europa (nur den Flussnamen)?

Wie viel Prozent der Menschen leben im Kontinent Europa?

Alle Länder die mit einem A anfangen

Alle Länder die mit einem A anfangen und deren Bundesländer mit Einwohnerzahl, sortiert nach Einwohnerzahl

Alle Flüsse die durch Europa fließen (nur Flüsse und deren Länge), sortiert nach Länge

Alle Inseln im Pazifik mit >50% islamischem Bekenntnis

Alle 3000er, welche in einem Land sind, welches zu mindestens 60% römisch Katholisch ist

Alle Länder mit mindestens einem See mit mindestens 100 Meter Tiefe und mindestens einem Berg mit mindestens 1500 Höhenmeter

Einwohnerzahl pro Religion

Alle Länder, nur die Namen und die Meere dazu (keine Null Werte)

Alle Länder, nur die Namen, und wenn sie haben, das Meer dazu

Das Unabhängigkeitsdatum von Ländern die eine Wüste haben und die ethnische Gruppe '''African'''

Welche Länder haben genau 3 Städte? Welche Länder sind dies?

Welches sind die 3 größten Städte von Amerika (Kontinent)?

Was ist der größte Berg von Österreich? Wie hoch ist er?

Was ist der größte Berg von Europa? Wie hoch ist er?

Was ist der größte Berg pro Kontinent? Wie hoch sind diese?

Welches Land hat am meisten anerkannte Religionen? Wie viel sind es?

Welche Organisationen haben deren Hauptsitz in Österreich? Wie viele Mitglieder haben diese Organisationen?

Was sind die Top 10 Sprachen? Wie viele native Speaker sprechen diese Sprache?

== Create, Read, Update, Delete ==
Erstelle eine Objekt-Klasse für ein Land und erstelle für jede Aufgabe eine eigene '''Methode''' die...
* ein neues Land erstellt und in die Datenbank einfügt.
* ein bestimmtes Land in der Datenbank findet.
* ein bestimmtest Attribut eines Landes verändert.
* ein bestimmtes Land aus der Datenbank löscht.

=== Bonus Aufgabe ===
*Erweitere dein Programm mit einer Console-Eingabe und teste deine Methoden.

== ER Entwurf ==
Für den Entwurf von '''E'''ntity '''R'''elationship Modellen gibt es mehrere Möglichkeiten. Soll von einem bestehenden Datenbestand (in unnormalisierter Form) ein Datenbankmodell abgeleitet werden, so können die [https://www.datenbanken-verstehen.de/datenmodellierung/normalisierung/ Normalformen] angewandt werden, auf diese werden wir hier jedoch nicht eingehen. Wird ein ER-Modell direkt anhand einer Problemstellung entworfen, so ist diese bei korrektem Entwurf, inhärent normalisiert.

Für die ER-Modellierung gibt es verschiedene Notationen:
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Chen-Notation Chen Notation und modifizierte Chen Notation]
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Min-Max-Notation Min/Max Notation]
* ...

Für die folgenden ER-Modelle soll die Chen Notation angewendet werden, diese ist am einfachsten und am wenigsten fehleranfällig. Nach der ER-Modellierung kann direkt ein logischer Entwurf abgeleitet werden, welcher dann "direkt" in die Datenbank übertragen werden kann.

Als Zeichenprogramm zum Datenbank Entwurf eignet sich [http://dia-installer.de/ Dia]

=== Beispiele ===
Im folgenden finden sich einige Beispiele zur Übung des ER-Entwurfs. Es ist dabei sehr wichtig aus der textuellen Problemstellung herauszufinden was Teil des ER-Entwurfs ist, und was zum logischen Teil der Anwendung gehört und somit nichts mit dem Entwurf zu tun hat. Weiters ist es sehr wichtig, etwaige Lücken in der Problemstellung zu erkennen und auszufüllen.

Für jedes Beispiel gilt:
* ER-Entwurf erstellen (inklusive aller wichtigen Attribute)
* Logischer Entwurf (Entweder in textueller oder tabellarischer Form)

==== Übungsfirma ====
Eine Firma hat mehrere Mitarbeiter, diese arbeiten in einer Abteilung. Ein Mitarbeiter hat einen Vorgesetzten, dieser ist selbst wieder ein Mitarbeiter. Weiters gibt es Projekte an denen mehrere Mitarbeiter beteiligt sind, Mitarbeiter selbst können auch an mehreren Projekten mitarbeiten.

==== Übungsfirma2 ====
Ergänze den Entwurf aus dem vorhergehenden Beispiel so, dass Mitarbeiter in einem gewissen Zeitraum an einem Projekt arbeiten können.

[[Datei:Uebungsfirma all.zip|mini|]] Enthält ER-Entwurf, logischer Entwurf, SQL Statements
[[Datei:Uebungsfirma.png|mini|none|400px|ER-Diagramm Übungsfirma]]

==== Zoo ====
Mehrere in ganz Deutschland verteilte Zoos sollen mittels einer Datenbank verwaltet werden. Die Tiere werden von Pflegern gepflegt und befinden sich in Gehegen. Außerdem bekommen die Tiere eine spezielle Futtermischung, welche von Lieferanten geliefert wird.

[[Datei:Zoo all.zip|mini]]
[[Datei:Zoo.png|mini|none|400px|Zoo ER-Diagramm]]

==== Druckerproduzent ====
Eine Firma, die Drucker herstellt, benötigt eine Datenbank zur Verwaltung ihrer Geschäftsprozesse. Die Firma hat mehrere Abteilungen, wie zum Beispiel Lager, Fertigung, Vertrieb. Zur Herstellung der Drucker werden Zukaufteile benötigt, die also nicht in der Fertigung selbst hergestellt werden. Der Fabrikleiter möchte auch einen Überblick über die Mitarbeiter mit allen relevanten Daten haben.

==== Restaurant ====
Sie besitzen ein Restaurant, natürlich haben Sie Angestellte die entweder Koch, Kellner oder Lieferant sein können, überlegen Sie sich die nötigen Attribute selbst. Kunden können bei Ihnen im Restaurant bestellen und dort essen, Sie bieten aber auch das Angebot die Bestellung nach Hause zu liefern. Der Kellner ist für die Bearbeitung der Bestellung zuständig und teilt die Kunden zu den jeweiligen Tischen ein.

==== Ferienhausverwaltung ====
Eine Ferienhausvermietung braucht ein Datenbanksystem für die Verwaltung der Buchungen. Zwischen zwei Buchungen muss immer eine Reinigungskraft das gesamte Haus reinigen und auf Schäden kontrollieren. Für diese Reinigung und Kontrolle braucht die Reinigungskraft zwischen 3-6 Stunden, je nach Größe / Kategorie bzw. Nächtigungspreis des Hauses. Die Ferienhäuser werden demnach in drei Klassen unterteilt.
* < 150 € / Nacht (Reinigung & Kontrolle: 3 Stunden)
* < 500 € / Nacht (Reinigung & Kontrolle: 5 Stunden)
* > 500 € / Nacht (Reinigung & Kontrolle: 6 Stunden)
Bei Schäden muss das Haus für die Zeit, bis der Schaden repariert wurde, gesperrt werden.
Die Ferienhäuser haben zwischen ein und vier Stockwerke (inkl. Keller), sowie unterschiedliche Ausstattungen (Bsp. Garten, WLAN, Balkon, ...).
Fügen Sie weitere Attribute (Bsp. Quadratmeter) hinzu, welche Sie für wichtig erachten.

== Datenbank Anwendung ==
Im folgenden soll in mehreren Schritten eine Datenbank Anwendung modelliert und erstellt werden. Diese Anwendung soll ein einfaches Zahlungssystem mit Überweisung und Bankomat beeinhalten.
* Kunden sollen angelegt werden
* Es sollen Konten angelegt werden
* Konten sollen Geld überweisen/einzahlen und überweisen können
* Jede Transaktion soll gespeichert werden mit Betrag, Quelle, Ziel und Datum
* Der Kontostand soll aufgrund aller vorhergehenden Transaktion berechnet werden
* Der Kunde soll Geld einzahlen und abheben können

==== Aufgabe: '''E'''ntity '''R'''elation (ER) Diagramm erstellen ====
Entwirf ein korrektes '''ER''' Diagramm für die Datenbankanwendung, zumindest sollen die Tabellen '''Kunde''', '''Konto''' und '''Transaktion''' enthalten sein. Achte auf die korrekte Beziehung zwischen den Tabellen.
* Ein Kunde kann mehrere Konten haben
* Ein Konto kann mehrere Kunden haben, diese haben dann eine unterschiedliche Rolle (Besitzer, Zeichnungsberechtigt, etc...)
* Eine Transaktion muss ein Quell- und ein Zielkonto haben

==== Aufgabe: Anlegen der Datenbank in MySQL ====
Implementiere das erstellte '''ER''' Diagramm in MySQL. Achte auf das Anlegen von korrekten '''Primär-''' und '''Fremdschlüsseln.

==== Aufgabe: Verbinden der Datenbank (JDBC) in Java ====
Verbinde dich über die '''JDBC''' Schnittstelle in Java mit der angelegten Datenbank. Das Anlegen einer Testdatenbank kann sehr hilfreich sein um Tests zu schreiben.

==== Aufgabe: Kunden/Konten und Transaktionen in Java anlegen und abrufen ====
Erstelle die Modelle für deine Tabellen in Java und ermögliche über Methoden das '''Erstellen''', '''Aktualisieren''', '''Lesen''' und '''Löschen.
'''C'''reate '''R'''ead '''U'''pdate '''D'''elete

==== Aufgabe: (Kommandozeilenanwendung) für den Bankomat erstellen ====
Erstelle ein Userinterface für die Bankomat Anwendung.
* Der Benutzer soll authentifiziert werden
* Es soll eine entsprechende Auswahl an Konten angezeigt werden
* Einzahlen/Auszahlen soll möglich sein
* Überweisung an anderes Konto

= Quellen =

DCV 2024 09/OOP Selbsttest

2024-11-19T08:36:18Z

Gyula: Die Seite wurde neu angelegt: „Willkommen zu diesem praxisnahen Selbsttest! Ziel ist es, die gelernte Konzepte der objektorientierten Programmierung (OOP) spielerisch zu wiederholen und zu üben. Es geht nicht darum, perfekt zu sein, sondern durch Übung Verständnis und Routine aufzubauen. Geplanter Zeitaufwand: '''1,5 Tage''' Das Ergebnis ist in einem eigenen Package unter deineName.week10.influencer '''in GitHub zu speichern'''. Falls Fragen gibt, bitte direkt bei deinem Lehrer…“

Willkommen zu diesem praxisnahen Selbsttest! Ziel ist es, die gelernte Konzepte der objektorientierten Programmierung (OOP) spielerisch zu wiederholen und zu üben. Es geht nicht darum, perfekt zu sein, sondern durch Übung Verständnis und Routine aufzubauen.

Geplanter Zeitaufwand: '''1,5 Tage'''

Das Ergebnis ist in einem eigenen Package unter deineName.week10.influencer '''in GitHub zu speichern'''.

Falls Fragen gibt, bitte direkt bei deinem Lehrer deines Vertrauens melden. ;-)

== Ausgangssituation ==

Diesmal fokussieren wir uns auf '''Influencer''', die über verschiedene '''Channels''' ihre Reichweite aufbauen.

Ein '''Influencer''' ist auf verschiedenen '''Channels''' aktiv. Ein '''Channel''' kann unterschiedlich sein, z.B. YouTube, Instagram oder TikTok, und hat spezifische Eigenschaften. Diese Channels sollen durch Vererbung modelliert werden.

Die Aufgaben führen dich Schritt für Schritt durch das Erstellen einer flexiblen, wiederverwendbaren Struktur. Es gibt Fällen, in dem du weiteren Hilfsfunktionen schreiben musst. Verwende das Motto: ''So viel wie nötig, so wenig wie möglich.''

== Aufgabe 1: Die Klasse Influencer erstellen ==

Erstelle eine Klasse {{JSL|Influencer}}, die die folgenden Attribute besitzt:

* {{JSL|name}}(String): Der Name des Influencers.
* {{JSL|age}} (int): Das Alter des Influencers.
* {{JSL|category}} (String): Die Kategorie des Influencers (z. B. „Fitness“, „Tech“).
* {{JSL|channels}} (Vector<Channel>): Eine Liste von Channels, auf denen der Influencer aktiv ist.
* {{JSL|friends}} (Vector<Influencer>): Eine Liste von anderen Influencern, die seine/ihre Freunde sind.

Schreibe einen Konstruktor, um diese Attribute zu initialisieren, und füge {{JSL|toString()}} für sie hinzu.

Füge folgende Methoden hinzu:
* {{JSL|add_channel(Channel channel)}}: Fügt einen neuen Channel zum Influencer hinzu.
* {{JSL|print_channels()}}: Gibt alle Channels des Influencers in einem übersichtlichen Format aus.

== Aufgabe 2: Superklasse Channel erstellen ==

Erstelle eine abstrakte Klasse {{JSL|Channel}}, die die grundlegenden Eigenschaften eines Channels definiert:

* {{JSL|platform_name}} (String): Der Name der Plattform (z.B. „YouTube“, „Instagram“).
* {{JSL|followers}} (int): Die Anzahl der Follower auf diesem Channel.
* {{JSL|engagement_rate}} (float): Die durchschnittliche Engagement-Rate in Prozent.

Füge folgende Methode hinzu:
* {{JSL|show_channel_info()}}: Eine abstrakte Methode, die in den abgeleiteten Klassen überschrieben wird, um die Details eines Channels anzuzeigen.

== Aufgabe 3: Abgeleitete Klassen für Channels ==

Erstelle spezifische Klassen für Plattformen, die von der Superklasse Channel erben, und füge zusätzliche Attribute hinzu:

* {{JSL|YouTubeChannel}}:
** {{JSL|subscribers}} (int): Die Anzahl der Abonnenten.
** {{JSL|videos_uploaded}} (int): Die Anzahl der hochgeladenen Videos.
* {{JSL|InstagramChannel}}:
** {{JSL|posts}} (int): Die Anzahl der veröffentlichten Beiträge.
** {{JSL|reels_views}} (int): Die durchschnittlichen Views der Reels.
* {{TikTokChannel}}:
** {{JSL|videos_uploaded}} (int): Die Anzahl der hochgeladenen TikToks.
** {{JSL|average_views}} (int): Die durchschnittlichen Views pro Video.

Implementiere die Methode {{JSL|show_channel_info()}} in jeder Klasse, um die spezifischen Eigenschaften anzuzeigen.

== Aufgabe 4: Analysen der Reichweite ==

Schreibe eine Methode {{JSL|get_total_followers()}} in der Klasse Influencer, die die Anzahl der Follower über alle Channels hinweg summiert.

Implementiere eine Methode {{JSL|find_most_popular_channel()}}, die den Channel mit den meisten Followern zurückgibt.

Ergänze eine Methode {{JSL|print_channels_sorted_by_followers()}}, die alle Channels nach der Anzahl ihrer Follower sortiert auflistet.

== Bonusaufgabe: Freunde speichern und analysieren==

Füge eine Methode {{JSL|add_friend(Influencer friend)}} in die Klasse Influencer hinzu, um einen neuen Freund hinzuzufügen.

Implementiere eine Methode {{JSL|find_most_influential_friend()}}, die den Freund mit der höchsten Gesamtzahl an Followern über alle Channels hinweg findet.

Implementiere eine Methode {{JSL|find_least_influential_friend()}}, die den Freund mit der niedrigsten Gesamtzahl an Followern zurückgibt.

Erstelle eine Methode {{JSL|print_friends_by_influence()}}, die die Freunde nach ihrer Reichweite sortiert auflistet.

Und vor allem: Hab Spaß beim Coden!

DCV 2024 09

2024-11-19T07:48:40Z

Gyula: /* Objektorientierte Programmierung */

2024-09-11T12:34:52Z

Gyula:

DCV 2024 09/Protokoll

2024-09-10T09:55:34Z

Gyula:

DCV 2024 03/DB Übungen

2024-05-08T09:44:42Z

Gyula: /* Create, Read, Update, Delete */

Im folgenden finden sich Übungen für das Thema Datenbanken. Weiters soll direkt ein Überblick über die Themen erfolgen. Als '''D'''aten'''B'''ank'''M'''anagement '''S'''ystem wird '''MySQL'''[https://www.mysql.com/de/] verwendet

= Überblick =
Ein grundlegendes Verständnis folgender Begriffe soll erlangt werden. Diese sind nicht chronologisch geordnet.
===== SQL Queries =====
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
* Daten Abfragen
<div class="mw-collapsible-content">
{{SQLML|code=
USE mondial;
SELECT * from City limit 5;

-- Zeigt alle Spalten, alle Zeilen aus den country Tabelle
SELECT * FROM mondial.country;

-- Konstant als Text
SELECT 'Hello World!' Greeting;

-- Zeigt alle Spalten, erste 5 Zeilen aus den country Tabelle
SELECT * FROM mondial.country limit 5;

-- Zeigt die Spalten Name und Capital der erste 5 Zeilen aus den country Tabelle
SELECT Name, Capital FROM mondial.country limit 5;

-- Zeigt die Spalten Name und Capital mit eigenen Namen
SELECT Name Land, Capital Hauptstadt FROM mondial.country limit 5;

-- Abfrage mit Filter auf Name
SELECT Name, Capital FROM mondial.country WHERE Name = 'Austria';

-- Abfrage mit Filter auf Population
SELECT Name, Capital FROM mondial.country WHERE Population < 1000000;

-- Abfrage mit Filter auf Population
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Population BETWEEN 1000000 AND 2000000;

-- Abfrage mit Filter auf Name beginnend mit A
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE 'A%';

-- Abfrage mit Filter auf Name am Ende mit A
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE '%A';

-- Abfrage mit Filter mit NOT Operator
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name NOT LIKE 'A%';

-- Abfrage mit Filter mit OR Operator
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE 'A%' OR Population < 1000000;

-- Abfrage mit Filter mit AND Operator
SELECT Name, Capital, Population FROM mondial.country WHERE Name LIKE 'A%' AND Population < 1000000;
}}
</div>
</div>

* Tabellen verknüpfen mit '''WHERE''' und '''INNER JOIN'''
* Unterschied zwischen '''INNER JOIN''' und '''LEFT OUTER JOIN''' und '''RIGHT OUTER JOIN'''
* Einfügen mittels '''INSERT'''
* Löschen mittels '''DELETE'''
* Aktualisieren mittels '''UPDATE'''
===== '''E'''ntity '''R'''elation Diagramme erstellen ('''Chen Notation''') =====
===== Implementieren des '''ER''' Diagramms in '''MySQL''' =====
===== Primär- und Fremdschlüssel =====
* Erstellen von Fremdschlüssel '''Constraints'''
===== Anbindung an die Datenbank mittels '''JDBC''' in '''Java''' =====
* Verbindung zur Datenbank herstellen
* Daten anlegen
* Daten abrufen
* Daten löschen

= Übungen =

Als Voraussetzung wird eine funktionierende '''MySQL''' installation mit '''MySQL Workbench''' vorausgesetzt. '''MySQL Workbench''' ist ein grafisches Tool um mit '''MySQL''' zu arbeiten.

Der Download für beide Tools findet sich [https://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQLInstaller/mysql-installer-community-8.0.37.0.msi hier].
* Add Product
* MySQL Server hinzufügen
* MySQL Workbench hinzufügen

Für den Bereich '''S'''tructured '''Q'''uery '''L'''anguage wird weiters vorausgesetzt dass eine '''Datenbank''' mit folgenden Inhalten existiert:
Ein großer Dank geht an die Uni Göttingen für die Bereitstellung der '''Mondial'''<ref name="göttingen">https://www.dbis.informatik.uni-goettingen.de/Mondial/</ref> Datenbank
* [[Datei:Mondial-schema-mysql.zip]]
* [[Datei:Mondial-inputs-mysql.zip]]

# Zuerst MySQL Workbench öffnen, mit dem DBMS verbinden.
# File -> Open Sql Script -> Schema auswählen (zuerst das zip entpacken)
# Mit dem Blitz ausführen
## Tritt ein Fehler auf >>,ORACLE<< aus der ersten Zeile entfernen
# File -> Open Sql Script -> Input auswählen (zuerst das zip entpacken)
# Mit dem Blitz ausführen
# Nun sollte die Datenbank Mondial existieren und es geht weiter mit den übungen zu SQL Abfragen

== SQL Abfragen ==
Verschiedene Abfragen um Tabellen zu verbinden. Verwende für die Abfragen die '''Mondial''' Datenbank.
[[Datei:ER-Mondial.jpg|mini|none|600px|Mondial ER Diagramm<ref>https://www.dbis.informatik.uni-goettingen.de/Mondial/mondial-abh.pdf</ref>]]
[[Datei:Mondial Abhängingkeiten.jpg|mini|none|400px|Mondial Abhängigkeiten<ref name="göttingen"/>]]

==== Aufgabe SQL Queries ====
Wie viele Einwohner hat Österreich?

Wie viele Einwohner hat der Kontinent Europa?

Welche Flüsse fließen durch Österreich?

Welche Flüsse fließen durch Europa (nur den Flussnamen)?

Wie viel Prozent der Menschen leben im Kontinent Europa?

Alle Länder die mit einem A anfangen

Alle Länder die mit einem A anfangen und deren Bundesländer mit Einwohnerzahl, sortiert nach Einwohnerzahl

Alle Flüsse die durch Europa fließen (nur Flüsse und deren Länge), sortiert nach Länge

Alle Inseln im Pazifik mit >50% islamischem Bekenntnis

Alle 3000er, welche in einem Land sind, welches zu mindestens 60% römisch Katholisch ist

Alle Länder mit mindestens einem See mit mindestens 100 Meter Tiefe und mindestens einem Berg mit mindestens 1500 Höhenmeter

Einwohnerzahl pro Religion

Alle Länder, nur die Namen und die Meere dazu (keine Null Werte)

Alle Länder, nur die Namen, und wenn sie haben, das Meer dazu

Das Unabhängigkeitsdatum von Ländern die eine Wüste haben und die ethnische Gruppe '''African'''

Welche Länder haben genau 3 Städte? Welche Länder sind dies?

Welches sind die 3 größten Städte von Amerika (Kontinent)?

Was ist der größte Berg von Österreich? Wie hoch ist er?

Was ist der größte Berg von Europa? Wie hoch ist er?

Was ist der größte Berg pro Kontinent? Wie hoch sind diese?

Welches Land hat am meisten anerkannte Religionen? Wie viel sind es?

Welche Organisationen haben deren Hauptsitz in Österreich? Wie viele Mitglieder haben diese Organisationen?

Was sind die Top 10 Sprachen? Wie viele native Speaker sprechen diese Sprache?

Wieviele Länder sind Binnenländer und haben keinen Zugang zum Meer?

Welche Inseln haben keine Berge und gehören zu einer Provinz mit mindestens einem Fluß, der länger als 100km ist?

Welche Länder haben keinen See, dessen Fläche größer als 100 km² ist?

Welches sind die 10 Organisationen mit den meisten Mitgliedsstaaten, die ihren Hauptsitz nicht in Europa haben?

Welches sind die TOP 10 Städte mit den meisten Einwohnern in Afrika, die keinen Flughafen haben?

Welcher Fluß fließt durch die meisten Länder, mündet aber nicht im Meer?

== Java und MySql miteinander verbinden ==

=== Abfrage Städte im Land ... ===

Erstelle ein Java Programm:

# der von Benutzer ein Land Name fragt. (Es ist der letzte Schritt im Entwicklungsprozess)
# sich mit dem lokalen MySql Server verbindet
# mit dem Namen eine SQL Abfrage ausführt
# das Ergebnis in einer "schöne" tabellarische Form darstellt

Achte darauf:
* Alle geöffnete Ressourcen wieder zuzumachen
* Keine Tür für SQL-Injection offenzulassen

=== Object Oriented Programming und MySql ===

Erstelle die folgenden Klassen (ähnlich wie damals beim Zoo)

* Welt (Synonym für Zoo)
* Country (Synonym für Gehege)
* City (Synonym für Tier)

Erstelle eine Software, welche die Daten aus der Datenbank holt, die jeweilige Objekte initialisiert und zusammenfügt...
Erstelle eine Funktion in der "Welt" Klasse, für die Struktur auszudrucken.

== Create, Read, Update, Delete ==
Erstelle eine Objekt-Klasse für ein Land und erstelle für jede Aufgabe eine eigene '''Methode''' die...
* ein neues Land erstellt und in die Datenbank einfügt.
* ein bestimmtes Land in der Datenbank findet.
* ein bestimmtest Attribut eines Landes verändert.
* ein bestimmtes Land aus der Datenbank löscht.

=== Bonus Aufgabe ===
*Erweitere dein Programm mit einer Console-Eingabe und teste deine Methoden.

== ER Entwurf ==
Für den Entwurf von '''E'''ntity '''R'''elationship Modellen gibt es mehrere Möglichkeiten. Soll von einem bestehenden Datenbestand (in unnormalisierter Form) ein Datenbankmodell abgeleitet werden, so können die [https://www.datenbanken-verstehen.de/datenmodellierung/normalisierung/ Normalformen] angewandt werden, auf diese werden wir hier jedoch nicht eingehen. Wird ein ER-Modell direkt anhand einer Problemstellung entworfen, so ist diese bei korrektem Entwurf, inhärent normalisiert.

Für die ER-Modellierung gibt es verschiedene Notationen:
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Chen-Notation Chen Notation und modifizierte Chen Notation]
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Min-Max-Notation Min/Max Notation]
* ...

Für die folgenden ER-Modelle soll die Chen Notation angewendet werden, diese ist am einfachsten und am wenigsten fehleranfällig. Nach der ER-Modellierung kann direkt ein logischer Entwurf abgeleitet werden, welcher dann "direkt" in die Datenbank übertragen werden kann.

Als Zeichenprogramm zum Datenbank Entwurf eignet sich [http://dia-installer.de/ Dia]

=== Beispiele ===
Im folgenden finden sich einige Beispiele zur Übung des ER-Entwurfs. Es ist dabei sehr wichtig aus der textuellen Problemstellung herauszufinden was Teil des ER-Entwurfs ist, und was zum logischen Teil der Anwendung gehört und somit nichts mit dem Entwurf zu tun hat. Weiters ist es sehr wichtig, etwaige Lücken in der Problemstellung zu erkennen und auszufüllen.

Für jedes Beispiel gilt:
* ER-Entwurf erstellen (inklusive aller wichtigen Attribute)
* Logischer Entwurf (Entweder in textueller oder tabellarischer Form)

==== Übungsfirma ====
Eine Firma hat mehrere Mitarbeiter, diese arbeiten in einer Abteilung. Ein Mitarbeiter hat einen Vorgesetzten, dieser ist selbst wieder ein Mitarbeiter. Weiters gibt es Projekte an denen mehrere Mitarbeiter beteiligt sind, Mitarbeiter selbst können auch an mehreren Projekten mitarbeiten.

==== Übungsfirma2 ====
Ergänze den Entwurf aus dem vorhergehenden Beispiel so, dass Mitarbeiter in einem gewissen Zeitraum an einem Projekt arbeiten können.

[[Datei:Uebungsfirma all.zip|mini|]] Enthält ER-Entwurf, logischer Entwurf, SQL Statements
[[Datei:Uebungsfirma.png|mini|none|400px|ER-Diagramm Übungsfirma]]

==== Zoo ====
Mehrere in ganz Deutschland verteilte Zoos sollen mittels einer Datenbank verwaltet werden. Die Tiere werden von Pflegern gepflegt und befinden sich in Gehegen. Außerdem bekommen die Tiere eine spezielle Futtermischung, welche von Lieferanten geliefert wird.

[[Datei:Zoo all.zip|mini]]
[[Datei:Zoo.png|mini|none|400px|Zoo ER-Diagramm]]

==== Druckerproduzent ====
Eine Firma, die Drucker herstellt, benötigt eine Datenbank zur Verwaltung ihrer Geschäftsprozesse. Die Firma hat mehrere Abteilungen, wie zum Beispiel Lager, Fertigung, Vertrieb. Zur Herstellung der Drucker werden Zukaufteile benötigt, die also nicht in der Fertigung selbst hergestellt werden. Der Fabrikleiter möchte auch einen Überblick über die Mitarbeiter mit allen relevanten Daten haben.

==== Restaurant ====
Sie besitzen ein Restaurant, natürlich haben Sie Angestellte die entweder Koch, Kellner oder Lieferant sein können, überlegen Sie sich die nötigen Attribute selbst. Kunden können bei Ihnen im Restaurant bestellen und dort essen, Sie bieten aber auch das Angebot die Bestellung nach Hause zu liefern. Der Kellner ist für die Bearbeitung der Bestellung zuständig und teilt die Kunden zu den jeweiligen Tischen ein.

==== Ferienhausverwaltung ====
Eine Ferienhausvermietung braucht ein Datenbanksystem für die Verwaltung der Buchungen. Zwischen zwei Buchungen muss immer eine Reinigungskraft das gesamte Haus reinigen und auf Schäden kontrollieren. Für diese Reinigung und Kontrolle braucht die Reinigungskraft zwischen 3-6 Stunden, je nach Größe / Kategorie bzw. Nächtigungspreis des Hauses. Die Ferienhäuser werden demnach in drei Klassen unterteilt.
* < 150 € / Nacht (Reinigung & Kontrolle: 3 Stunden)
* < 500 € / Nacht (Reinigung & Kontrolle: 5 Stunden)
* > 500 € / Nacht (Reinigung & Kontrolle: 6 Stunden)
Bei Schäden muss das Haus für die Zeit, bis der Schaden repariert wurde, gesperrt werden.
Die Ferienhäuser haben zwischen ein und vier Stockwerke (inkl. Keller), sowie unterschiedliche Ausstattungen (Bsp. Garten, WLAN, Balkon, ...).
Fügen Sie weitere Attribute (Bsp. Quadratmeter) hinzu, welche Sie für wichtig erachten.

== Datenbank Anwendung ==
Im folgenden soll in mehreren Schritten eine Datenbank Anwendung modelliert und erstellt werden. Diese Anwendung soll ein einfaches Zahlungssystem mit Überweisung und Bankomat beeinhalten.
* Kunden sollen angelegt werden
* Es sollen Konten angelegt werden
* Konten sollen Geld überweisen/einzahlen und überweisen können
* Jede Transaktion soll gespeichert werden mit Betrag, Quelle, Ziel und Datum
* Der Kontostand soll aufgrund aller vorhergehenden Transaktion berechnet werden
* Der Kunde soll Geld einzahlen und abheben können

==== Aufgabe: '''E'''ntity '''R'''elation (ER) Diagramm erstellen ====
Entwirf ein korrektes '''ER''' Diagramm für die Datenbankanwendung, zumindest sollen die Tabellen '''Kunde''', '''Konto''' und '''Transaktion''' enthalten sein. Achte auf die korrekte Beziehung zwischen den Tabellen.
* Ein Kunde kann mehrere Konten haben
* Ein Konto kann mehrere Kunden haben, diese haben dann eine unterschiedliche Rolle (Besitzer, Zeichnungsberechtigt, etc...)
* Eine Transaktion muss ein Quell- und ein Zielkonto haben

==== Aufgabe: Anlegen der Datenbank in MySQL ====
Implementiere das erstellte '''ER''' Diagramm in MySQL. Achte auf das Anlegen von korrekten '''Primär-''' und '''Fremdschlüsseln.

==== Aufgabe: Verbinden der Datenbank (JDBC) in Java ====
Verbinde dich über die '''JDBC''' Schnittstelle in Java mit der angelegten Datenbank. Das Anlegen einer Testdatenbank kann sehr hilfreich sein um Tests zu schreiben.

==== Aufgabe: Kunden/Konten und Transaktionen in Java anlegen und abrufen ====
Erstelle die Modelle für deine Tabellen in Java und ermögliche über Methoden das '''Erstellen''', '''Aktualisieren''', '''Lesen''' und '''Löschen.
'''C'''reate '''R'''ead '''U'''pdate '''D'''elete

==== Aufgabe: (Kommandozeilenanwendung) für den Bankomat erstellen ====
Erstelle ein Userinterface für die Bankomat Anwendung.
* Der Benutzer soll authentifiziert werden
* Es soll eine entsprechende Auswahl an Konten angezeigt werden
* Einzahlen/Auszahlen soll möglich sein
* Überweisung an anderes Konto

= Quellen =

DCV 2024 03/OOP Selbsttest

2024-04-29T07:58:50Z

Gyula: Die Seite wurde neu angelegt: „== Intro == In folgender Übung wird ein {{JSL|Enum}} verlangt. Ein {{JSL|Enum}}, ist einer Klasse sehr ähnlich, jedoch hat Sie zur Laufzeit eine Definierte Anzahl von Instanzen. Es können keine neuen Instanzen zur Laufzeit erstellt werden. Anbei ein Beispiel: {{JML|code= //Direction.java public enum Direction { UP, DOWN, LEFT, RIGHT } //Moveable.java public class Moveable { public void move(Direction dir) { //TODO } } //MoveMain.java ...…“

== Intro ==
In folgender Übung wird ein {{JSL|Enum}} verlangt. Ein {{JSL|Enum}}, ist einer Klasse sehr ähnlich, jedoch hat Sie zur Laufzeit eine Definierte Anzahl von Instanzen. Es können keine neuen Instanzen zur Laufzeit erstellt werden. Anbei ein Beispiel:

{{JML|code=
//Direction.java
public enum Direction {
UP, DOWN, LEFT, RIGHT
}

//Moveable.java
public class Moveable {
public void move(Direction dir) {
//TODO
}
}

//MoveMain.java
...
public static void main(String[] args) {
Moveable moveable = createMoveable();
Direction d = getRandomDirection();
moveable.move(d);
}
}}

== Vorbereitung ==
# Öffne '''IntelliJ'''
# Schließe das bestehende Projekt
## File
## Close Project
# Nun solltest du den Welcome Screen von '''IntelliJ''' sehen
# Klicke auf '''Get from VCS'''
## Version control: '''Git'''
## URL: '''https://gitlab.drlue.at/digitalcampus/codingcampus_2021.09.selbstkontrolle.oop.i.git'''
## Clone

{{TOC limit|4}}

== Wiederholung ==
Wiederholung zur strukturierten Programmierung.
==== Aufgabe 1) ====
Siehe Package: '''at/digitialcampus/codingcampus/repetition/excercise1'''
Lies einen {{JSL|String}} vom Benutzer ein (ganze Zeile) und einen {{JSL|int}}. Die Zahl besagt wie oft der {{JSL|String}} ausgegeben werden soll. Wird ein leerer {{JSL|String}} oder eine ungültiger {{JSL|int}} eingegeben, so soll die Eingabe erneut erfolgen.

'''Eingabe'''
{{BML|code=
Bitte geben Sie einen Text ein:
>> Heute wird ein guter Tag
Wie oft soll der Text ausgegeben werden:
>> 3
}}

'''Ausgabe'''
{{BML|code=
Heute wird ein guter Tag
Heute wird ein guter Tag
Heute wird ein guter Tag
}}

== OOP ==

==== Aufgabe 2) ====
Siehe Package: '''at/digitialcampus/codingcampus/oop/excercise2'''
Erstelle folgend die '''Klasse''' '''Person'''. Diese '''Klasse''' soll die '''Attribute''' '''Name''', '''Age''' und '''Gender''' besitzen (Name, Alter, Geschlecht). Für das '''Geschlecht''' ist ein '''enum''' zu erstellen (''female'', ''male'', ''divers'').

Erstelle '''getter''' und '''setter''' für alle '''Attribute'''.

Überschreibe weiters {{JSL|toString()}} und erstelle einen {{JSL|String}} der alle relevanten Informationen enthält.

Erstelle mindestens 6 verschiedene Person in der {{JSL|main}} '''Methode''' und gib diese aus.

==== Aufgabe 3) ====
Siehe Package: '''at/digitialcampus/codingcampus/oop/excercise3'''
Erstelle folgend die '''Klasse''' '''House'''. Ein Haus hat die '''Attribute''' '''Doors''', '''Windows''', '''Address''' (Türen, Fenster, Adresse) und eine {{JSL|List}} von '''Person'''. Verwende dafür die '''Person''' aus dem vorhergehenden Beispiel. Die '''Klasse''' '''House''' soll weiters die '''Methode''' {{JSL|addPerson(Person person)}} enthalten um Personen hinzuzufügen. Erstelle '''getter''' und '''setter''' für alle '''Attribute'''.

Überschreibe nun {{JSL|toString()}} und gib alle relevanten Informationen vom Haus zurück. Dazu gehören auch die Personen die darin leben (verwende {{JSL|toString()}} von {{JSL|Person}}.

Erstelle mindestens 3 verschiedene Häuser in der {{JSL|main}} '''Methode''', füge einige Personen hinzu, und gib dann das Haus aus.

==== Aufgabe 4) ====
Siehe Package: '''at/digitialcampus/codingcampus/oop/excercise4'''
Erstelle eine '''Klasse''' '''SortedHouse''' welche von {{JSL|House}} aus dem vorhergehenden Beispiel erbt. Überschreibe {{JSL|addPerson(Person person)}} und sortiere, nach dem '''Namen''', entweder die {{JSL|List}} nach dem Einfügen der {{JSL|Person}} oder füge diese direkt an der richtigen Stelle ein.
Erstelle mindestens 3 verschiedene Häuser in der {{JSL|main}} '''Methode''', füge einige Personen hinzu, und gib dann das Haus aus.

DCV 2024 03

2024-04-29T07:58:30Z

Gyula: /* Objektorientierte Programmierung */

== [[DCV_2024_03/Allgemeines|Allgemeines]] ==

== [[DCV_2024_03/Protokoll|Protokoll]] ==

== Strukturierte Programmierung ==
* [[DCV_2024_03/Strukturierte_Programmierung_Uebungen|Übungen zur strukturierten Programmierung]]
* [[DCV_2024_03/Uebungen_Osterferien|Uebungen Osterferien]]

== Objektorientierte Programmierung ==
* [[DCV_2024_03/Objekt_Orientierte_Programmierung_Übungen|Übungen objektorientierte]]
* [[DCV_2024_03/OOP_Selbsttest|OOP Selbsttest für den 1. Mai]]

== GIT ==
* [[DCV_2022_03/Git|Git]]

DCV 2024 03/Objekt Orientierte Programmierung Übungen

2024-04-29T07:54:11Z

Gyula: /* Simulationen */

Im folgenden sollen diese Begriffe verstanden und angewandt werden. Diese sind nicht chronologisch geordnet.
'''Tip:''' Für weitere Informationen: [[Objektorientierte_Programmierung|Objektorientierte Programmierung]]
* Klasse
** Instanz- vs. Klassenmethode
** Instanz- vs. Klassenattribut
** Innere Klassen (statisch vs. nicht statisch)
* Enumeration (enum)
* Collections (Liste, Set, Map)
* Vererbung
* Abstrakte Klasse
* Interface
* Polymorphismus
* Beziehungen
** Has-A vs. Is-A
** Implementierung von Interfaces
* Generics
* Designpatterns

=== Aufgabe: Objekt orientierte Min-Max-Avg ===
Wir haben die Erfahrung mit Min, Max und Avarage Rechnungen über Arrays.
Es soll eine gleichwertige OOP (Object Oriented Programming) Lösung erstellt werden.
* Erstelle eine Klasse mit einem sinnvollen Namen
* Füge eine Objekt-Variable für Speichern eines {{JSL|int[]}}
* Erstelle ein Konstruktor, der diese Variable initialisiert
* Erstelle 3 (non-static) Funktionen {{JSL|calcMin()}}, {{JSL|calcMax()}}, {{JSL|calcAvg()}}, die über die gespeicherte Member-Variable (Objekt-Variable) arbeiten.
* Teste diese '''Methoden''' ausgiebig mit verschiedenen {{JSL|int[]}}, verwende auch ein zufallsgeneriertes {{JSL|int[]}} mit negativen und positiven Werten.

=== Aufgabe: Rückgabewert min-max-avg in einem Object ===
Es soll eine {{JSL|calcMinMaxAvg(int[])}} Methode erstellt werden, welche das '''kleinste''' und das '''größte Element''' sowie den '''Durchschnitt''' des {{JSL|int[]}} Parameters ermittelt und ein Objekt mit Min, Max und Avarage zurückgibt. Teste diese '''Methode''' ausgiebig mit verschiedenen {{JSL|int[]}}, verwende auch ein zufallsgeneriertes {{JSL|int[]}} mit negativen und positiven Werten.
* Erstelle die Datenklasse mit einem Sinnvollen Klassennamen und entsprechenden '''Attributen'''. Achte hierbei auch auf die Korrekte Sichtbarkeit
* Erstelle in in der Datenklasse einen '''Konstruktor''' welcher alle Werte entgegennimmt und erstelle '''getter''' für alle Werte
* Überschreibe die {{JSL|toString()}} '''Methode''' und erstelle einen schönen {{JSL|String}} mit den gegebenen Werten.

=== Aufgabe: Person ===
Erstelle eine '''Klasse''' welche die typischen Werte eines Menschen speichern kann.
* Größe
* Alter
* Name
* Gewicht
Erstelle weiters eine {{JSL|toString()}} '''Methode''' und erstelle einen schönen {{JSL|String}} mit den gegebenen Werten.

=== Aufgabe: Fotoapparat ===
Erstelle eine Fotoapparat '''Klasse'''.
* Mit zumindest folgenden Attributen (es dürfen auch gerne mehr sein), '''Brennweite min/max''', '''Model''', '''Hersteller''' und '''Megapixel'''.
* Erstelle für die Attribute '''getter''' und '''setter'''
* Erstelle weiters die '''Methode''' {{JSL|takePhoto()}}, die ein Foto schießt (Mach einfach eine nette Ausgabe)
* Überschreibe die {{JSL|toString()}} '''Methode''' und gib die relevanten Daten als {{JSL|String}} zurück

Erstelle verschiedene '''Instanzen''' der Fotoapparat '''Klasse''' und Teste diese ausgiebig.

=== Aufgabe: Fotoapparat & Objektiv & Speicherkarte ===
Erweitere das vorhergehende Beispiel um die Klassen Objektiv und Speicherkarte. Die Brennweite der Kamera fällt demnach weg.
Das Objektiv und die Speicherkarte sollen getauscht werden können.
Erstelle Methoden um zu erfragen wieviele Fotos bereits aufgenommen wurden und wieviel Speicher noch frei ist. Für die Berechnung speicherplatz pro bild, kann ein wert von 0.3mb pro Megapixel angenommen werden.[https://www.mvorganizing.org/what-is-the-average-size-of-a-jpg/#What_is_the_average_size_of_a_JPG]

== Handhabung von dynamischen Datenstrukturen (ArrayList, Vector, LinkedList, HashSet, HashMap) ==

=== Aufgabe: Vector erstellen ===
Erstelle einen Vector mit 20 Zufallszahlen zwischen 0 und 99.

Gib den Vector mit {{JSL|System.out.println()}} aus.

=== Aufgabe: Vector erstellen ===
Erstelle einen Vector mit 20 Zufallszahlen zwischen 0 und 99.

Erstelle jeweils eine Funktionen für:
# Zählen der geraden Zahlen
# Suche nach der kleinsten Zahl
# Suche nach der größten Zahl
# Sortiere die Elementen absteigend
# Lösche alle Ungerade Zahlen

=== Aufgabe: Zwei Vectoren zusammenführen ===
Es gibt zwei Vectoren mit 20 Elementen, die nach Größe sortiert sind.

Erstelle einen dritten Vector, in dem du die Elemente der vorhergehenden Vectoren zusammenfügst, der neu erstellte Vector soll immer noch sortiert sein.

=== Aufgabe: Person 2.0 ===
Erstelle eine '''Klasse''' welche die typischen Werte eines Menschen speichern kann.
* Größe
* Alter
* Name
* Gewicht
Erstelle weiters eine Methode welche eine {{JSL|List}} von Personen erhält und bezüglich '''Größe''', '''Alter''', '''Gewicht''', das '''kleinste''' und das '''größte Element''' sowie den '''Durchschnitt''' berechnet und wie in der vorhergehenden Aufgabe in einer eigenen Klasse zurückgibt.

=== Aufgabe: Person Sortiert ===
Verwende die erstellte '''Klasse''' aus dem vorhergehenden Beispiel und erstelle eine '''Methode''' welche eine {{JSL|List}} von Personen nach entweder nach '''Größe''', '''Alter''', '''Gewicht''', oder '''Name''' sortiert. Hierfür kann ein '''enum''' verwendet werden, oder auch einfach ein {{JSL|int}}.

=== '''Bonusaufgabe: Permutation''' ===
Erstelle eine Vector mit einzelnen Buchstaben. Zum Beispiel ["A", "B", "C", "D"].

Implementiere den bekannten Permutationsalgorithmus, diesmal mit Hilfe von Vectoren.

== Zoo-Simulation ==

=== Aufgabe: Zoo ===

Erstelle eine '''Main''' Klasse, die zuständig ist für
* die Initialisierung des Zoos und aller seiner Bestandteile
* Initiieren des nächsten Simulationsschrittes

Erstelle eine '''Zoo''' Klasse mit ''Name'' und ''Gründungsjahr''

Erstelle eine '''Gehege''' Klasse mit ''Name'' der als Beschreibung des Geheges dient.

Erweitere deinen Zoo, sodass Gehege dynamisch hinzugefügt und entfernt werden können.

Erweitere dein Programm um eine Funktion, die die Struktur des Zoos ausgibt. Der erwartete Ausdruck sieht folgendermaßen aus.

{{BML|code=
├── Zoo: Tiergarten Dornbirn, gegründet 2022
│ ├── Gehege: Alpenwiese
│ ├── Gehege: Ried
│ ├── Gehege: Terrarium (warm)
}}

=== Aufgabe: Tiere ===

Erweitere dein Zooprogramm mit Tiere.

Erstelle eine '''Tier''' Klasse mit einem ''Name'' und einer ''Gattung''

Erweitere die Gehege, um Tiere dynamisch zufügen und entfernen zu können.

Erweitere den Struktur-Ausdruck von Zoo, dass es auch die Tiere ausdrückt.

{{BML|code=
├── Zoo: Tiergarten Dornbirn, gegründet 2022
│ ├── Gehege: Alpenwiese
│ ├── Rijska, Kuh
│ ├── Gehege: Ried
│ ├── Garmond, Storch
│ ├── Hugo, Storch
│ ├── Idaxis, Storch
│ ├── Gehege: Terrarium (warm)
│ ├── (leer)
}}

=== '''Bonusaufgabe: Tierfutter''' ===

Erweitere dein Zooprogramm mit Futter-Bedarfsanalyse.

Erstelle eine Klasse für '''Futter''' mit einen ''Name'', ''Einheit'' und ''Einheitspreis''.

Jedes Tier hat einen Futterbedarf, die beinhaltet den ''Futter'' und eine ''Menge''

Erstelle eine Statistik, was den Futterbedarf von Zoo ist, und wie viel die Tagesversorgung sich kostet. Für diese Aufgabe kann man {{JSL|HashMap}} gut brauchen.

=== Aufgabe: Pfleger ===

Erweitere dein Zooprogramm um Tierpfleger.

Erstelle eine Klasse '''Pfleger''' mit einem ''Namen'' und mit einer dynamischen Liste von ''Gehegen'', wofür der Pfleger zuständig ist. Erweitere die Klasse ''Zoo'', dass die eine Liste der ''Pfleger'' beinhaltet.

Erweitere den Struktur-Ausdruck um die neu eingeführten Pfleger.

=== Aufgabe: Simulation 0.1 ===

Erweitere das Programm mit einer Tagessimulation.

# An jedem Tag gehen die Pfleger los und kümmern sich um die Gehege in deren Zuständigkeitsbereich.
## Falls ein Pfleger ein Gehege findet, welche schon bearbeitet wurde, überspringt er das Gehege und nimmt das nächste
# Wenn ein Pfleger zu einem Gehege kommt, wird er zuerst die Tiere füttern
# Nach dem Füttern wird er ein Zufälliges Tier länger beobachten.
## Mit einer Erweiterung der Pfleger mit den ''Lieblings-Tier-Gattung'', kann der Pfleger das Tier bewundern.

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

=== '''Bonusaufgabe: Simulation 0.2''' ===

Erweitere die Simulation

# Jedes Tier hat eine ''Gesundheit'', ein ''MaxGesundheit'' und einen ''Biss''
# Jedes Tier versucht mit 40% Wahrscheinlichkeit, ein Nachbar von ihm aus dem gleichen Gehege zu beißen.
# Falls ein Tier gebissen wird, wird seine Gesundheit mit dem Biss von Angreifer reduziert
# "toten Tiere" beißen nicht.
# Am Ende des Tages werden "toten Tiere" aus dem Gehege entfernt

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

=== '''Bonusaufgabe: Simulation 0.3''' ===

Erweitere den Zoo mit Tierärzte, die die verletzte Tiere behandeln und heilen. Erstelle eine Klasse '''TierArzt''' mit einem ''Name''.

Erweitere die Simulation

# Jeder Tierarzt wird an jedem Tag - genau 1 Tier behandeln
# Der Tierarzt wählt das Tier mit der geringsten relativen Gesundheit
## Zum Beispiel: 10 Gesundheit mit 100 Maximum ist 10% und so dringender als 1 Gesundheit aus 2 ergo 50%.
# Der Tierarzt wird zufällig zwischen 30 und 100% der Gesundheit wiederherstellen
# Kein Tier kann über die maximale Gesundheit geboostet werden.

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

== Übungen Zur Modellierung ==

Die folgenden Übungen haben das Ziel, schnell ein Model zu erfassen, das die folgenden Aspekte beinhaltet:
# Klassen
# Kompositionen
# Vererbungen
# Methoden / Funktionen
# Variablen / Attribute

[[Datei:Uml-class-diagram-cheat-sheet.png]]

Eine ausführliche Erklärung dazu findet sich beim Klick auf diesen Verweis: [https://ccwiki.digitalcampusvorarlberg.at/index.php/UML_Klassendiagramm].

=== Schwarzwald Klinik ===

Es gibt ein '''Krankenhaus''' mit unterschiedlichen '''Abteilungen'''. Manche Abteilungen sind '''Ambulanz'''en anderen sind '''Station'''en. Ambulanzen haben eine Öffnungszeit sowie einen Warteraum mit einer definierten Anzahl von Plätzen. Stationen beinhalten '''Zimmer''' in denen sich '''Betten''' befinden.
Wenn ein Patient ins Krankenhaus kommt, besucht dieser entsprechend seiner Erkrankung eine Ambulanz. Falls der Fall schwerwiegender ist, muss er in einer Station aufgenommen werden. Patienten werden untersucht, behandelt und eventuell gepflegt. Aus der Ambulanzen dürfen die Patienten nach kurzer Zeit wieder nach Hause gehen. Patienten die in Stationen behandelt werden, müssen solange da bleiben, bis sie vollständig geheilt sind.

=== Restaurant ''Dolce Vita'' ===

Es gibt ein '''Restaurant''', das aus mehreren Räumen besteht. Jeder '''Raum''' hat einen zuständigen '''Kellner'''. In jedem '''Raum''' befinden sich unterschiedliche Tische. Manche sind groß, andere sind winzig klein. Wenn eine '''Gruppe''' eintrifft, werden sie vom '''Hauptkellner''' begrüßt. Der Hauptkellner führt sie zu einem Tisch und übergibt die Gruppe an den im jeweiligen Raum zuständigen Kellner. Die Gruppe der Gäste bekommt eine '''Speisekarte''' mit den Speisen und Getränken. Der Kellner nimmt die Bestellungen auf und serviert diese anschließend. Nach dem Essen fragt die Gruppe nach der '''Rechnung''' und bezahlt diese.

Am Ende des Tages macht der Hauptkellner eine Gesamtabrechnung und eine Analyse:
* Welcher Kellner hat die meisten Gäste bedient?
* Welcher Kellner hat den Höchsten Umsatz generiert?
* Welcher Kellner hat den größten Gewinnn erwirtschaftet? (Dazu braucht man die Selbstkosten pro Speise/Getränk)
* Was war die beliebteste Speise?
* Was war das beliebteste Getränk?

=== Museum: Neue Pinakothek ===

Ein '''Museum''' besteht aus Gängen und Ausstellungsräume. Jeder '''Gang''' und '''Ausstellungsraum''' kennt über die benachbarten Räume. In jedem Ausstellungsraum sind '''Kunststücke''' ausgestellt. Ein Kunststück kann ein Zeichen, Gemälde, Statue, oder ein Kunstobjekt sein.
Es gibt einen besonderen Gang im Museum, der als Eingang für Gäste dient. Ab dem Zeitpunkt der Öffnung dürfen Gäste ins Museum kommen. Ein Gast in einem Gang wählt einen zufälligen Raum, den er betritt. Falls sich ein Gast in einem Ausstellungsraum befindet, kann er ein zufälliges Kunststück beobachten oder in den nächsten Raum gehen. Falls ein Gast nach einer Zeit müde wird, geht er nach Hause. Zwischen den Gästen sind einige mit bösen Absichten. Ein '''Dieb''' stiehlt den beobachteten Gegenstand, falls er sich allein in einem Raum befindet. Um die Diebstähle zu verhindern sind einige '''Wächter''' im Museum unterwegs. Die Wächter beobachten keine Kunstobjekte, sondern sie versuchen sich in Räumen zu befinden in denen auch anderen Gäste präsent sind.

=== Aufgabe: Geometry ===
Zeichne zuerst für die Aufgabe ein entsprechendes Klassendiagramm

Erstelle eine '''Abstrakte Klasse''' {{JSL|Geometry}}. Diese enthält folgende '''Methoden''':
* {{JSL|getCircumference()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück
* {{JSL|getArea()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück

Erstelle nun einige '''Klassen''' die von {{JSL|Geometry}} erben (Circle, Square, Rectangle, Triangle,...). Jede '''Klasse''' soll in ihrem Konstruktor die entsprechenden Werte erhalten.

Erstelle nun verschiedene '''Instanzen''' von {{JSL|Geometry}}, speichere diese in einer {{JSL|List}}. Erstelle eine '''Methode''' die den Gesamtumfang und die Gesamtfläche aller {{JSL|Geometry}} '''Objekte''' in der {{JSL|List}} ausgibt.

'''Teste deine Implementierung ausgiebig'''

[[Datei:Geometry.png|mini|ohne]]

=== Aufgabe: Geometry Interface ===
Gleiche Aufgabe wie zuvor, verwende jedoch ein '''Interface''' anstatt eine '''Abstrakte Klasse''' für die Geometry.
Welche möglichen Vorteile ergeben sich dadurch?

[[Datei:Geometry Interface.png|mini|ohne]]

=== Aufgabe: Geometry Enhanced Version ===
Zeichne zuerst für die Aufgabe ein entsprechendes Klassendiagramm (kann wiederverwendet werden)

Erweitere das vorhergehende Beispiel um die Geometrische Form Stern und Haus vom Nikolaus. Verwende soviel Code wie möglich wieder.

{|
|-
| [[Datei:Hausvomnikolaus.png|mini|none|Haus vom Nikolaus|150px]] || [[Datei:Kompass Stern.png|mini|Kompass Stern|150px]]
|}

== Simulationen ==

=== Aufgabe: Carsimulation ===
Erstelle eine {{JSL|Car}} '''Klasse'''. Diese enthält alle gängigen Attribute die für ein Auto benötigt werden. Zumindest sollte die '''Klasse''' folgende Attribute enthalten:
* Hersteller
* Modell
* kW (Leistung)
* Tankinhalt
* Antriebsart (erstelle dafür eine Enumeration ''Benzin'', ''Diesel'', ''Gas'', ''Strom'')
* Gewicht
Überlege welche Attribute du im '''Konstruktor''' als Parameter erhalten willst. Ohne welche kann eine Auto '''Instanz''' nicht existieren?
Erstelle nun die '''Methode''' {{JSL|drive(int kilometer)}} welche einen {{JSL|int}} zurückgibt. Diese '''Methode''' soll, wenn es der Tankinhalt zulässt, die gegebene Strecke zurücklegen. Wenn der Tank leer ist, soll nur die Strecke zurückgegeben werden, die zurückgelegt werden konnte, ansonsten die gesamte Strecke. Um den Verbrauch zu berechnen und den Tankinhalt zu reduzieren, verwende das '''Gewicht''' und die '''kW (Leistung)''' des Autos.

Wenn der Tank leer ist, soll der Tank über eine '''Methode''' mit einer gewissen Menge an Kraftstoff aufgefüllt werden. Erstelle dazu eine entsprechende '''Methode''' und fahr weiter.

Erstelle nun eine Carsimulation welche eine gewisse Anzahl von Autoinstanzen erstellt und diese fahren lässt und wenn nötig wieder betankt.

'''Wunsch:''' Die Methoden sollen zu ihrer eigentlichen Funktion auch eine schöne Ausgabe erstellen

=== Aufgabe: Carsimulation Extended ===
Erweitere das vorhergende Beispiel um die '''Klassen'''
* {{JSL|Engine}} (Motor)
* {{JSL|Tank}}
* {{JSL|GasStation}}
* {{JSL|RepairStation}}
Sowohl {{JSL|Tank}} und {{JSL|Motor}} sollen in {{JSL|Car}} als Attribute existieren und durch die {{JSL|RepairStation}} austauschbar sein.

Eine {{JSL|Engine}} soll nach einer zufälligen Wahrscheinlichkeit einen Defekt haben und in der {{JSL|RepairStation}} getauscht werden. Je mehr Kilometer gefahren wurden, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die {{JSL|Engine}} kaputt geht.

Wenn die {{JSL|Car}} nicht die gewünschten Kilometer fährt, so ist entweder der Tank leer, oder der Motor kaputt. Erstelle '''Methoden''' der {{JSL|Car}} '''Klasse''' die den Tankinhalt und den Zustand des '''Motors''' (defekt oder ganz) zurückgeben.

Wird die {{JSL|drive(int kilometers)}} '''Methode''' ausgeführt, so soll nun eine Methode im Motor aufgerufen werden, die diesen startet, und nach den gefahrenen Kilomtern wieder stoppt. Auch der Treibstoffverbrauch soll mit dem Motor zusammenhängen. Vielleicht ist es eine gute Idee beim Starten den Tank an den Motor zu übergeben?

==== Erstelle folgende '''Subklassen''' von '''Tank''' ====
* Battery
* FuelTank

Überlege welche '''Methoden''' in der '''Superklasse''' '''Tank''' Sinn machen.

==== Erstelle folgende '''Subklassen''' von '''Car''' ====
* SelfRepairingCar (hat der Motor einen Schaden, so soll dieser automatisch repariert und weitergefahren werden)
* AeroDynamicCar (reduziert den Treibstoffverbrauch um 50%)
* CrapCar (erhöht die Wahrscheinlichkeit dass der Motor kaputt geht um 50%)

Überlege welche '''Methoden''' in der '''Superklasse''' '''Car''' sinn machen. Eine eigene Methode in der '''Superklasse''' welche den Treibstoffverbrauch pro Kilometer ausrechnet, macht wahrscheinlich sinn. Diese kann dann in den '''Subklassen''' überschrieben werden.

'''Teste deine Autosimulation ausgiebig.'''

=== Aufgabe: Bank ===
Ein Bankinstitut hat verschiedene Schalter. Ein Kunde geht in ein Bankinstitut um sein Bankgeschäft zu verrichten. Zuerst geht der Kunde ins Institut und geht zum nächsten freien Schalter. Wenn der Kunde den Schalter wieder verlässt, wird der Schalter zu einer Wahrscheinlichkeit von 20% für eine Pause geschlossen (die Pause eines Schalters endet nach dem 3 weitere Kunden die Bank betreten und verlassen haben). Hat ein Schalter kein Geld mehr so muss dieser wieder aufgefüllt werden und der Schalter ist für die Dauer eines Kunden geschlossen.
* Das Bankgeschäft eines Kunden ist entweder eine Einzahlung bzw. eine Auszahlung.
* Kann ein Schalter eine gewisse Geldmenge nicht bedienen geht der Kunde zum nächsten Schalter und der Ursprüngliche Schalter wird aufgefüllt.
* Es soll nachvollzogen werden können welcher Schalter welche Kunden bedient hat und was für ein Betrag eingezahlt oder ausgezahlt wurde ('''ACHTUNG''' keine {{JSL|HashMap}}).

# Erstelle ein UML Diagramm für dein Banksystem (Dia)
# Erstelle die notwendingen Klassen und Methoden.
# Erstelle nun eine Bank mit einigen Schaltern und erstelle weiters einige Kunden.
# Simuliere nun das Bankgeschäft. Die Kunden gehen der reihe nach in die Bank. Am Ende der Simulation soll für jeden Schalter eine Statistik ausgegeben werden (welche Kunden waren dort, welche Beträge wurden verarbeitet).
# Erstelle Unit Tests für deine Banksimulation

=== Aufgabe: Filesystem traversal ===
Das wurde schonmal gemacht, einfach nochmal machen, das schadet nicht :-)
Erstelle eine Methode welche durch das Dateisystem ab einem gegebenen Pfad navigiert (Ob der Pfad als {{JSL|String}} oder {{JSL|File}} übergeben wird ist egal). Wird der Pfad nicht gefunden, so soll eine {{JSL|FileNotFoundException}} geworfen werden. Die Navigation soll dabei '''Rekursiv''' erfolgen. Gib den Pfad mit entsprechender Einrückung aus.
'''Tip zur Rekursion:''' Iteriere in einer Methode durch alle Kinder einer Datei. Handelt es sich um einen Ordner so rufe für jedes Kind dieses Ordners die Methode wieder auf und erhöhe die Einrückung.

'''Ausgabe (muss nicht genau so aussehen):'''
{{BML|code=
├── otherPackageInvocationTest
│   └── Test.java
├── week1
│   ├── tag3
│   │   ├── Aufgabe1.java
│   │   ├── Aufgabe2.java
│   │   └── Loops.java
│   ├── tag4
│   │   ├── Christbaum2.java
│   │   ├── Christbaum.java
│   │   ├── Loops.java
│   │   ├── Traingle2.java
│   │   └── Triangle.java
│   ├── tag5
│   │   ├── Circle2.java
│   │   ├── Circle3.java
│   │   ├── Circle.java
│   │   └── Methods.java
│   └── tag5a
│   └── UseMethods.java
├── week2
│   ├── day3
│   │   ├── Calendar.java
│   │   ├── LogicPuzzle.java
│   │   ├── Recursion2.java
│   │   └── Recursion.java
│   └── day4
│   ├── Menu.java
│   └── UserInput.java
}}

=== Aufgabe: Filesystem traversal usefull ===
Erstelle eine Methode welche durch das Dateisystem ab einem gegebenen Pfad navigiert. Die Methode erhält weiters eine Klasse {{JSL|FileReceiver}}. Diese Klasse hat eine Methode {{JSL|onFileReceived(int depth, File file)}} welche zur Verarbeitung jeder einzelnen Datei, bzw. jedes einzelnen Ordners aufgerufen wird. Erstelle verschiedene weitere Klassen die von {{JSL|FileReceiver}} erben und {{JSL|onFileReceived(int depth, File file)}} überschreiben und folgende Aufgaben erfüllen sollen:
* Größe aller Dateien berechnen
* Anzahl der Dateien mit einer bestimmten Endung zählen
* Alle Dateiendungen Zählen. Tip.: {{JSL|HashMap}}
* Die größe jedes Ordners ermitteln. Tip.: Hier wird die '''depth''' und ein Stapel benötigt ({{JSL|List}}, oder {{JSL|Stack}}).

=== Aufgabe: Filesystem traversal usefull & extended ===
Wie in der vorhergehenden Aufgabe, jedoch soll nicht nur ein {{JSL|FileReceiver}} übergeben werden können, sondern eine {{JSL|List}} von {{JSL|FileReceiver}}.

=== Aufgabe: JUnit ===
Wähle drei Beispiele aus deiner Sammlung und teste diese mit '''JUnit'''.

=== Aufgabe: Geometry ===
Erstelle eine '''Abstrakte Klasse''' {{JSL|Geometry}}. Diese enthält folgende '''Methoden''':
* {{JSL|getCircumference()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück
* {{JSL|getArea()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück

Erstelle nun einige '''Klassen''' die von {{JSL|Geometry}} erben (Circle, Square, Rectangle, Triangle,...). Jede '''Klasse''' soll in ihrem Konstruktor die entsprechenden Werte erhalten.

Erstelle nun verschiedene '''Instanzen''' von {{JSL|Geometry}}, speichere diese in einer {{JSL|List}}. Erstelle eine '''Methode''' die den Gesamtumfang und die Gesamtfläche aller {{JSL|Geometry}} '''Objekte''' in der {{JSL|List}} ausgibt.

'''Teste deine Implementierung ausgibig'''

=== Aufgabe: Verhalten ===
Wie in [[Protokoll#19._November_2021|Protokoll 19.11]] gezeigt, soll nun das '''Schwimmverhalten''' implementiert werden. Erstelle endweder die Bestehende Klassenhierarchie als Übung in deinem eigenen Paket, oder kopiere diese.

=== Aufgabe: Graph ===

Ein Graph ist eine Datenstruktur die aus mehreren Knoten (Nodes besteht). Eine Node kann mehrere Nodes als Nachbarn haben, das heißt, sie hat eine Verbindung zu diesen Nachbarn.
[[Datei:Graph.png|mini|Ein einfacher Graph|150px]]

* Erstelle eine Datenstruktur für die '''Node''' mit (X/Y Koordinaten), verwende für die Nachbarn eine {{JSL|List}} in der jeweiligen '''Node'''
* Erstelle weiters eine Datenstruktur für den Graphen, welche eine {{JSL|List}} von '''Nodes''' enthält
* Erstelle aus den schwarzen Pixeln des folgenden Labyrinths einen Graphen

[[Datei:Labyrinth.png|150px|mini|none|Ein Labyrinth]]

=== Aufgabe: Dijkstra ===

Zeige deinen Graphen in einem {{JSL|JPanel}} an. Es soll nun der Start und das Ziel angeklickt werden können. Finde mittels Dijkstra Algorithmus[https://de.wikipedia.org/wiki/Dijkstra-Algorithmus] den kürzesten Weg vom Start zum Ziel. Illustriere dabei alle durchwanderten Knoten.

=== Schule: Volksschule Rotkreuz (Lustenau) ===

Es gibt eine '''Schule'''. In der Schule sind verschiedene Räume, so wie '''KlassenRaum''', '''SportHalle''', '''Handwerk & Technik Raum'''. Die Schule hat ein '''Schuldirektor''' und viele '''Lehrer'''. Die '''Schüler''', die die Schule besuchen, gehören zu einer '''SchuleKlasse'''. Jede SchuleKlasse hat einen fixen Tagesablauf, die im '''Kursplan''' festgelegt ist. Der Kursplan beinhaltet, das Thema, den Lehrer und den Raum, wo es stattfindet.

==== Simulation 0.1 ====

Morgen kommen alle Lehrer und alle Schüler in die Schule. Die Schüler, die zu spät erscheinen, müssen zu dem Direktor.

==== Simulation 0.2 ====

Die Schüler haben einen fixen Tagesablauf. 45 Minuten Stunden, 15 Minuten Pause, 45 Minuten Stunde, ....
Am Beginn jeder Unterrichtsstunde gehen die Schüler in den entsprechenden Kursraum, wie es im Stundenplan vorgesehen ist.

==== Simulation 0.3 ====

Die Lehrer gehen in den Kursraum, wo sie gebraucht sind. Nach der Stunde kommen sie in dem Lehrerzimmer zurück. Falls sie keine Kursstunde haben, bleiben sie im Lehrerzimmer und korrigieren Hausaufgaben und Tests.

DCV 2024 03/Objekt Orientierte Programmierung Übungen

2024-04-29T07:53:26Z

Gyula:

Im folgenden sollen diese Begriffe verstanden und angewandt werden. Diese sind nicht chronologisch geordnet.
'''Tip:''' Für weitere Informationen: [[Objektorientierte_Programmierung|Objektorientierte Programmierung]]
* Klasse
** Instanz- vs. Klassenmethode
** Instanz- vs. Klassenattribut
** Innere Klassen (statisch vs. nicht statisch)
* Enumeration (enum)
* Collections (Liste, Set, Map)
* Vererbung
* Abstrakte Klasse
* Interface
* Polymorphismus
* Beziehungen
** Has-A vs. Is-A
** Implementierung von Interfaces
* Generics
* Designpatterns

=== Aufgabe: Objekt orientierte Min-Max-Avg ===
Wir haben die Erfahrung mit Min, Max und Avarage Rechnungen über Arrays.
Es soll eine gleichwertige OOP (Object Oriented Programming) Lösung erstellt werden.
* Erstelle eine Klasse mit einem sinnvollen Namen
* Füge eine Objekt-Variable für Speichern eines {{JSL|int[]}}
* Erstelle ein Konstruktor, der diese Variable initialisiert
* Erstelle 3 (non-static) Funktionen {{JSL|calcMin()}}, {{JSL|calcMax()}}, {{JSL|calcAvg()}}, die über die gespeicherte Member-Variable (Objekt-Variable) arbeiten.
* Teste diese '''Methoden''' ausgiebig mit verschiedenen {{JSL|int[]}}, verwende auch ein zufallsgeneriertes {{JSL|int[]}} mit negativen und positiven Werten.

=== Aufgabe: Rückgabewert min-max-avg in einem Object ===
Es soll eine {{JSL|calcMinMaxAvg(int[])}} Methode erstellt werden, welche das '''kleinste''' und das '''größte Element''' sowie den '''Durchschnitt''' des {{JSL|int[]}} Parameters ermittelt und ein Objekt mit Min, Max und Avarage zurückgibt. Teste diese '''Methode''' ausgiebig mit verschiedenen {{JSL|int[]}}, verwende auch ein zufallsgeneriertes {{JSL|int[]}} mit negativen und positiven Werten.
* Erstelle die Datenklasse mit einem Sinnvollen Klassennamen und entsprechenden '''Attributen'''. Achte hierbei auch auf die Korrekte Sichtbarkeit
* Erstelle in in der Datenklasse einen '''Konstruktor''' welcher alle Werte entgegennimmt und erstelle '''getter''' für alle Werte
* Überschreibe die {{JSL|toString()}} '''Methode''' und erstelle einen schönen {{JSL|String}} mit den gegebenen Werten.

=== Aufgabe: Person ===
Erstelle eine '''Klasse''' welche die typischen Werte eines Menschen speichern kann.
* Größe
* Alter
* Name
* Gewicht
Erstelle weiters eine {{JSL|toString()}} '''Methode''' und erstelle einen schönen {{JSL|String}} mit den gegebenen Werten.

=== Aufgabe: Fotoapparat ===
Erstelle eine Fotoapparat '''Klasse'''.
* Mit zumindest folgenden Attributen (es dürfen auch gerne mehr sein), '''Brennweite min/max''', '''Model''', '''Hersteller''' und '''Megapixel'''.
* Erstelle für die Attribute '''getter''' und '''setter'''
* Erstelle weiters die '''Methode''' {{JSL|takePhoto()}}, die ein Foto schießt (Mach einfach eine nette Ausgabe)
* Überschreibe die {{JSL|toString()}} '''Methode''' und gib die relevanten Daten als {{JSL|String}} zurück

Erstelle verschiedene '''Instanzen''' der Fotoapparat '''Klasse''' und Teste diese ausgiebig.

=== Aufgabe: Fotoapparat & Objektiv & Speicherkarte ===
Erweitere das vorhergehende Beispiel um die Klassen Objektiv und Speicherkarte. Die Brennweite der Kamera fällt demnach weg.
Das Objektiv und die Speicherkarte sollen getauscht werden können.
Erstelle Methoden um zu erfragen wieviele Fotos bereits aufgenommen wurden und wieviel Speicher noch frei ist. Für die Berechnung speicherplatz pro bild, kann ein wert von 0.3mb pro Megapixel angenommen werden.[https://www.mvorganizing.org/what-is-the-average-size-of-a-jpg/#What_is_the_average_size_of_a_JPG]

== Handhabung von dynamischen Datenstrukturen (ArrayList, Vector, LinkedList, HashSet, HashMap) ==

=== Aufgabe: Vector erstellen ===
Erstelle einen Vector mit 20 Zufallszahlen zwischen 0 und 99.

Gib den Vector mit {{JSL|System.out.println()}} aus.

=== Aufgabe: Vector erstellen ===
Erstelle einen Vector mit 20 Zufallszahlen zwischen 0 und 99.

Erstelle jeweils eine Funktionen für:
# Zählen der geraden Zahlen
# Suche nach der kleinsten Zahl
# Suche nach der größten Zahl
# Sortiere die Elementen absteigend
# Lösche alle Ungerade Zahlen

=== Aufgabe: Zwei Vectoren zusammenführen ===
Es gibt zwei Vectoren mit 20 Elementen, die nach Größe sortiert sind.

Erstelle einen dritten Vector, in dem du die Elemente der vorhergehenden Vectoren zusammenfügst, der neu erstellte Vector soll immer noch sortiert sein.

=== Aufgabe: Person 2.0 ===
Erstelle eine '''Klasse''' welche die typischen Werte eines Menschen speichern kann.
* Größe
* Alter
* Name
* Gewicht
Erstelle weiters eine Methode welche eine {{JSL|List}} von Personen erhält und bezüglich '''Größe''', '''Alter''', '''Gewicht''', das '''kleinste''' und das '''größte Element''' sowie den '''Durchschnitt''' berechnet und wie in der vorhergehenden Aufgabe in einer eigenen Klasse zurückgibt.

=== Aufgabe: Person Sortiert ===
Verwende die erstellte '''Klasse''' aus dem vorhergehenden Beispiel und erstelle eine '''Methode''' welche eine {{JSL|List}} von Personen nach entweder nach '''Größe''', '''Alter''', '''Gewicht''', oder '''Name''' sortiert. Hierfür kann ein '''enum''' verwendet werden, oder auch einfach ein {{JSL|int}}.

=== '''Bonusaufgabe: Permutation''' ===
Erstelle eine Vector mit einzelnen Buchstaben. Zum Beispiel ["A", "B", "C", "D"].

Implementiere den bekannten Permutationsalgorithmus, diesmal mit Hilfe von Vectoren.

== Zoo-Simulation ==

=== Aufgabe: Zoo ===

Erstelle eine '''Main''' Klasse, die zuständig ist für
* die Initialisierung des Zoos und aller seiner Bestandteile
* Initiieren des nächsten Simulationsschrittes

Erstelle eine '''Zoo''' Klasse mit ''Name'' und ''Gründungsjahr''

Erstelle eine '''Gehege''' Klasse mit ''Name'' der als Beschreibung des Geheges dient.

Erweitere deinen Zoo, sodass Gehege dynamisch hinzugefügt und entfernt werden können.

Erweitere dein Programm um eine Funktion, die die Struktur des Zoos ausgibt. Der erwartete Ausdruck sieht folgendermaßen aus.

{{BML|code=
├── Zoo: Tiergarten Dornbirn, gegründet 2022
│ ├── Gehege: Alpenwiese
│ ├── Gehege: Ried
│ ├── Gehege: Terrarium (warm)
}}

=== Aufgabe: Tiere ===

Erweitere dein Zooprogramm mit Tiere.

Erstelle eine '''Tier''' Klasse mit einem ''Name'' und einer ''Gattung''

Erweitere die Gehege, um Tiere dynamisch zufügen und entfernen zu können.

Erweitere den Struktur-Ausdruck von Zoo, dass es auch die Tiere ausdrückt.

{{BML|code=
├── Zoo: Tiergarten Dornbirn, gegründet 2022
│ ├── Gehege: Alpenwiese
│ ├── Rijska, Kuh
│ ├── Gehege: Ried
│ ├── Garmond, Storch
│ ├── Hugo, Storch
│ ├── Idaxis, Storch
│ ├── Gehege: Terrarium (warm)
│ ├── (leer)
}}

=== '''Bonusaufgabe: Tierfutter''' ===

Erweitere dein Zooprogramm mit Futter-Bedarfsanalyse.

Erstelle eine Klasse für '''Futter''' mit einen ''Name'', ''Einheit'' und ''Einheitspreis''.

Jedes Tier hat einen Futterbedarf, die beinhaltet den ''Futter'' und eine ''Menge''

Erstelle eine Statistik, was den Futterbedarf von Zoo ist, und wie viel die Tagesversorgung sich kostet. Für diese Aufgabe kann man {{JSL|HashMap}} gut brauchen.

=== Aufgabe: Pfleger ===

Erweitere dein Zooprogramm um Tierpfleger.

Erstelle eine Klasse '''Pfleger''' mit einem ''Namen'' und mit einer dynamischen Liste von ''Gehegen'', wofür der Pfleger zuständig ist. Erweitere die Klasse ''Zoo'', dass die eine Liste der ''Pfleger'' beinhaltet.

Erweitere den Struktur-Ausdruck um die neu eingeführten Pfleger.

=== Aufgabe: Simulation 0.1 ===

Erweitere das Programm mit einer Tagessimulation.

# An jedem Tag gehen die Pfleger los und kümmern sich um die Gehege in deren Zuständigkeitsbereich.
## Falls ein Pfleger ein Gehege findet, welche schon bearbeitet wurde, überspringt er das Gehege und nimmt das nächste
# Wenn ein Pfleger zu einem Gehege kommt, wird er zuerst die Tiere füttern
# Nach dem Füttern wird er ein Zufälliges Tier länger beobachten.
## Mit einer Erweiterung der Pfleger mit den ''Lieblings-Tier-Gattung'', kann der Pfleger das Tier bewundern.

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

=== '''Bonusaufgabe: Simulation 0.2''' ===

Erweitere die Simulation

# Jedes Tier hat eine ''Gesundheit'', ein ''MaxGesundheit'' und einen ''Biss''
# Jedes Tier versucht mit 40% Wahrscheinlichkeit, ein Nachbar von ihm aus dem gleichen Gehege zu beißen.
# Falls ein Tier gebissen wird, wird seine Gesundheit mit dem Biss von Angreifer reduziert
# "toten Tiere" beißen nicht.
# Am Ende des Tages werden "toten Tiere" aus dem Gehege entfernt

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

=== '''Bonusaufgabe: Simulation 0.3''' ===

Erweitere den Zoo mit Tierärzte, die die verletzte Tiere behandeln und heilen. Erstelle eine Klasse '''TierArzt''' mit einem ''Name''.

Erweitere die Simulation

# Jeder Tierarzt wird an jedem Tag - genau 1 Tier behandeln
# Der Tierarzt wählt das Tier mit der geringsten relativen Gesundheit
## Zum Beispiel: 10 Gesundheit mit 100 Maximum ist 10% und so dringender als 1 Gesundheit aus 2 ergo 50%.
# Der Tierarzt wird zufällig zwischen 30 und 100% der Gesundheit wiederherstellen
# Kein Tier kann über die maximale Gesundheit geboostet werden.

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

== Übungen Zur Modellierung ==

Die folgenden Übungen haben das Ziel, schnell ein Model zu erfassen, das die folgenden Aspekte beinhaltet:
# Klassen
# Kompositionen
# Vererbungen
# Methoden / Funktionen
# Variablen / Attribute

[[Datei:Uml-class-diagram-cheat-sheet.png]]

Eine ausführliche Erklärung dazu findet sich beim Klick auf diesen Verweis: [https://ccwiki.digitalcampusvorarlberg.at/index.php/UML_Klassendiagramm].

=== Schwarzwald Klinik ===

Es gibt ein '''Krankenhaus''' mit unterschiedlichen '''Abteilungen'''. Manche Abteilungen sind '''Ambulanz'''en anderen sind '''Station'''en. Ambulanzen haben eine Öffnungszeit sowie einen Warteraum mit einer definierten Anzahl von Plätzen. Stationen beinhalten '''Zimmer''' in denen sich '''Betten''' befinden.
Wenn ein Patient ins Krankenhaus kommt, besucht dieser entsprechend seiner Erkrankung eine Ambulanz. Falls der Fall schwerwiegender ist, muss er in einer Station aufgenommen werden. Patienten werden untersucht, behandelt und eventuell gepflegt. Aus der Ambulanzen dürfen die Patienten nach kurzer Zeit wieder nach Hause gehen. Patienten die in Stationen behandelt werden, müssen solange da bleiben, bis sie vollständig geheilt sind.

=== Restaurant ''Dolce Vita'' ===

Es gibt ein '''Restaurant''', das aus mehreren Räumen besteht. Jeder '''Raum''' hat einen zuständigen '''Kellner'''. In jedem '''Raum''' befinden sich unterschiedliche Tische. Manche sind groß, andere sind winzig klein. Wenn eine '''Gruppe''' eintrifft, werden sie vom '''Hauptkellner''' begrüßt. Der Hauptkellner führt sie zu einem Tisch und übergibt die Gruppe an den im jeweiligen Raum zuständigen Kellner. Die Gruppe der Gäste bekommt eine '''Speisekarte''' mit den Speisen und Getränken. Der Kellner nimmt die Bestellungen auf und serviert diese anschließend. Nach dem Essen fragt die Gruppe nach der '''Rechnung''' und bezahlt diese.

Am Ende des Tages macht der Hauptkellner eine Gesamtabrechnung und eine Analyse:
* Welcher Kellner hat die meisten Gäste bedient?
* Welcher Kellner hat den Höchsten Umsatz generiert?
* Welcher Kellner hat den größten Gewinnn erwirtschaftet? (Dazu braucht man die Selbstkosten pro Speise/Getränk)
* Was war die beliebteste Speise?
* Was war das beliebteste Getränk?

=== Museum: Neue Pinakothek ===

Ein '''Museum''' besteht aus Gängen und Ausstellungsräume. Jeder '''Gang''' und '''Ausstellungsraum''' kennt über die benachbarten Räume. In jedem Ausstellungsraum sind '''Kunststücke''' ausgestellt. Ein Kunststück kann ein Zeichen, Gemälde, Statue, oder ein Kunstobjekt sein.
Es gibt einen besonderen Gang im Museum, der als Eingang für Gäste dient. Ab dem Zeitpunkt der Öffnung dürfen Gäste ins Museum kommen. Ein Gast in einem Gang wählt einen zufälligen Raum, den er betritt. Falls sich ein Gast in einem Ausstellungsraum befindet, kann er ein zufälliges Kunststück beobachten oder in den nächsten Raum gehen. Falls ein Gast nach einer Zeit müde wird, geht er nach Hause. Zwischen den Gästen sind einige mit bösen Absichten. Ein '''Dieb''' stiehlt den beobachteten Gegenstand, falls er sich allein in einem Raum befindet. Um die Diebstähle zu verhindern sind einige '''Wächter''' im Museum unterwegs. Die Wächter beobachten keine Kunstobjekte, sondern sie versuchen sich in Räumen zu befinden in denen auch anderen Gäste präsent sind.

=== Aufgabe: Geometry ===
Zeichne zuerst für die Aufgabe ein entsprechendes Klassendiagramm

Erstelle eine '''Abstrakte Klasse''' {{JSL|Geometry}}. Diese enthält folgende '''Methoden''':
* {{JSL|getCircumference()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück
* {{JSL|getArea()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück

Erstelle nun einige '''Klassen''' die von {{JSL|Geometry}} erben (Circle, Square, Rectangle, Triangle,...). Jede '''Klasse''' soll in ihrem Konstruktor die entsprechenden Werte erhalten.

Erstelle nun verschiedene '''Instanzen''' von {{JSL|Geometry}}, speichere diese in einer {{JSL|List}}. Erstelle eine '''Methode''' die den Gesamtumfang und die Gesamtfläche aller {{JSL|Geometry}} '''Objekte''' in der {{JSL|List}} ausgibt.

'''Teste deine Implementierung ausgiebig'''

[[Datei:Geometry.png|mini|ohne]]

=== Aufgabe: Geometry Interface ===
Gleiche Aufgabe wie zuvor, verwende jedoch ein '''Interface''' anstatt eine '''Abstrakte Klasse''' für die Geometry.
Welche möglichen Vorteile ergeben sich dadurch?

[[Datei:Geometry Interface.png|mini|ohne]]

=== Aufgabe: Geometry Enhanced Version ===
Zeichne zuerst für die Aufgabe ein entsprechendes Klassendiagramm (kann wiederverwendet werden)

Erweitere das vorhergehende Beispiel um die Geometrische Form Stern und Haus vom Nikolaus. Verwende soviel Code wie möglich wieder.

{|
|-
| [[Datei:Hausvomnikolaus.png|mini|none|Haus vom Nikolaus|150px]] || [[Datei:Kompass Stern.png|mini|Kompass Stern|150px]]
|}

== Simulationen ==

=== Schule: Volksschule Rotkreuz (Lustenau) ===

Es gibt eine '''Schule'''. In der Schule sind verschiedene Räume, so wie '''KlassenRaum''', '''SportHalle''', '''Handwerk & Technik Raum'''. Die Schule hat ein '''Schuldirektor''' und viele '''Lehrer'''. Die '''Schüler''', die die Schule besuchen, gehören zu einer '''SchuleKlasse'''. Jede SchuleKlasse hat einen fixen Tagesablauf, die im '''Kursplan''' festgelegt ist. Der Kursplan beinhaltet, das Thema, den Lehrer und den Raum, wo es stattfindet.

==== Simulation 0.1 ====

Morgen kommen alle Lehrer und alle Schüler in die Schule. Die Schüler, die zu spät erscheinen, müssen zu dem Direktor.

==== Simulation 0.2 ====

Die Schüler haben einen fixen Tagesablauf. 45 Minuten Stunden, 15 Minuten Pause, 45 Minuten Stunde, ....
Am Beginn jeder Unterrichtsstunde gehen die Schüler in den entsprechenden Kursraum, wie es im Stundenplan vorgesehen ist.

==== Simulation 0.3 ====

Die Lehrer gehen in den Kursraum, wo sie gebraucht sind. Nach der Stunde kommen sie in dem Lehrerzimmer zurück. Falls sie keine Kursstunde haben, bleiben sie im Lehrerzimmer und korrigieren Hausaufgaben und Tests.

=== Aufgabe: Carsimulation ===
Erstelle eine {{JSL|Car}} '''Klasse'''. Diese enthält alle gängigen Attribute die für ein Auto benötigt werden. Zumindest sollte die '''Klasse''' folgende Attribute enthalten:
* Hersteller
* Modell
* kW (Leistung)
* Tankinhalt
* Antriebsart (erstelle dafür eine Enumeration ''Benzin'', ''Diesel'', ''Gas'', ''Strom'')
* Gewicht
Überlege welche Attribute du im '''Konstruktor''' als Parameter erhalten willst. Ohne welche kann eine Auto '''Instanz''' nicht existieren?
Erstelle nun die '''Methode''' {{JSL|drive(int kilometer)}} welche einen {{JSL|int}} zurückgibt. Diese '''Methode''' soll, wenn es der Tankinhalt zulässt, die gegebene Strecke zurücklegen. Wenn der Tank leer ist, soll nur die Strecke zurückgegeben werden, die zurückgelegt werden konnte, ansonsten die gesamte Strecke. Um den Verbrauch zu berechnen und den Tankinhalt zu reduzieren, verwende das '''Gewicht''' und die '''kW (Leistung)''' des Autos.

Wenn der Tank leer ist, soll der Tank über eine '''Methode''' mit einer gewissen Menge an Kraftstoff aufgefüllt werden. Erstelle dazu eine entsprechende '''Methode''' und fahr weiter.

Erstelle nun eine Carsimulation welche eine gewisse Anzahl von Autoinstanzen erstellt und diese fahren lässt und wenn nötig wieder betankt.

'''Wunsch:''' Die Methoden sollen zu ihrer eigentlichen Funktion auch eine schöne Ausgabe erstellen

=== Aufgabe: Carsimulation Extended ===
Erweitere das vorhergende Beispiel um die '''Klassen'''
* {{JSL|Engine}} (Motor)
* {{JSL|Tank}}
* {{JSL|GasStation}}
* {{JSL|RepairStation}}
Sowohl {{JSL|Tank}} und {{JSL|Motor}} sollen in {{JSL|Car}} als Attribute existieren und durch die {{JSL|RepairStation}} austauschbar sein.

Eine {{JSL|Engine}} soll nach einer zufälligen Wahrscheinlichkeit einen Defekt haben und in der {{JSL|RepairStation}} getauscht werden. Je mehr Kilometer gefahren wurden, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die {{JSL|Engine}} kaputt geht.

Wenn die {{JSL|Car}} nicht die gewünschten Kilometer fährt, so ist entweder der Tank leer, oder der Motor kaputt. Erstelle '''Methoden''' der {{JSL|Car}} '''Klasse''' die den Tankinhalt und den Zustand des '''Motors''' (defekt oder ganz) zurückgeben.

Wird die {{JSL|drive(int kilometers)}} '''Methode''' ausgeführt, so soll nun eine Methode im Motor aufgerufen werden, die diesen startet, und nach den gefahrenen Kilomtern wieder stoppt. Auch der Treibstoffverbrauch soll mit dem Motor zusammenhängen. Vielleicht ist es eine gute Idee beim Starten den Tank an den Motor zu übergeben?

==== Erstelle folgende '''Subklassen''' von '''Tank''' ====
* Battery
* FuelTank

Überlege welche '''Methoden''' in der '''Superklasse''' '''Tank''' Sinn machen.

==== Erstelle folgende '''Subklassen''' von '''Car''' ====
* SelfRepairingCar (hat der Motor einen Schaden, so soll dieser automatisch repariert und weitergefahren werden)
* AeroDynamicCar (reduziert den Treibstoffverbrauch um 50%)
* CrapCar (erhöht die Wahrscheinlichkeit dass der Motor kaputt geht um 50%)

Überlege welche '''Methoden''' in der '''Superklasse''' '''Car''' sinn machen. Eine eigene Methode in der '''Superklasse''' welche den Treibstoffverbrauch pro Kilometer ausrechnet, macht wahrscheinlich sinn. Diese kann dann in den '''Subklassen''' überschrieben werden.

'''Teste deine Autosimulation ausgiebig.'''

=== Aufgabe: Bank ===
Ein Bankinstitut hat verschiedene Schalter. Ein Kunde geht in ein Bankinstitut um sein Bankgeschäft zu verrichten. Zuerst geht der Kunde ins Institut und geht zum nächsten freien Schalter. Wenn der Kunde den Schalter wieder verlässt, wird der Schalter zu einer Wahrscheinlichkeit von 20% für eine Pause geschlossen (die Pause eines Schalters endet nach dem 3 weitere Kunden die Bank betreten und verlassen haben). Hat ein Schalter kein Geld mehr so muss dieser wieder aufgefüllt werden und der Schalter ist für die Dauer eines Kunden geschlossen.
* Das Bankgeschäft eines Kunden ist entweder eine Einzahlung bzw. eine Auszahlung.
* Kann ein Schalter eine gewisse Geldmenge nicht bedienen geht der Kunde zum nächsten Schalter und der Ursprüngliche Schalter wird aufgefüllt.
* Es soll nachvollzogen werden können welcher Schalter welche Kunden bedient hat und was für ein Betrag eingezahlt oder ausgezahlt wurde ('''ACHTUNG''' keine {{JSL|HashMap}}).

# Erstelle ein UML Diagramm für dein Banksystem (Dia)
# Erstelle die notwendingen Klassen und Methoden.
# Erstelle nun eine Bank mit einigen Schaltern und erstelle weiters einige Kunden.
# Simuliere nun das Bankgeschäft. Die Kunden gehen der reihe nach in die Bank. Am Ende der Simulation soll für jeden Schalter eine Statistik ausgegeben werden (welche Kunden waren dort, welche Beträge wurden verarbeitet).
# Erstelle Unit Tests für deine Banksimulation

=== Aufgabe: Filesystem traversal ===
Das wurde schonmal gemacht, einfach nochmal machen, das schadet nicht :-)
Erstelle eine Methode welche durch das Dateisystem ab einem gegebenen Pfad navigiert (Ob der Pfad als {{JSL|String}} oder {{JSL|File}} übergeben wird ist egal). Wird der Pfad nicht gefunden, so soll eine {{JSL|FileNotFoundException}} geworfen werden. Die Navigation soll dabei '''Rekursiv''' erfolgen. Gib den Pfad mit entsprechender Einrückung aus.
'''Tip zur Rekursion:''' Iteriere in einer Methode durch alle Kinder einer Datei. Handelt es sich um einen Ordner so rufe für jedes Kind dieses Ordners die Methode wieder auf und erhöhe die Einrückung.

'''Ausgabe (muss nicht genau so aussehen):'''
{{BML|code=
├── otherPackageInvocationTest
│   └── Test.java
├── week1
│   ├── tag3
│   │   ├── Aufgabe1.java
│   │   ├── Aufgabe2.java
│   │   └── Loops.java
│   ├── tag4
│   │   ├── Christbaum2.java
│   │   ├── Christbaum.java
│   │   ├── Loops.java
│   │   ├── Traingle2.java
│   │   └── Triangle.java
│   ├── tag5
│   │   ├── Circle2.java
│   │   ├── Circle3.java
│   │   ├── Circle.java
│   │   └── Methods.java
│   └── tag5a
│   └── UseMethods.java
├── week2
│   ├── day3
│   │   ├── Calendar.java
│   │   ├── LogicPuzzle.java
│   │   ├── Recursion2.java
│   │   └── Recursion.java
│   └── day4
│   ├── Menu.java
│   └── UserInput.java
}}

=== Aufgabe: Filesystem traversal usefull ===
Erstelle eine Methode welche durch das Dateisystem ab einem gegebenen Pfad navigiert. Die Methode erhält weiters eine Klasse {{JSL|FileReceiver}}. Diese Klasse hat eine Methode {{JSL|onFileReceived(int depth, File file)}} welche zur Verarbeitung jeder einzelnen Datei, bzw. jedes einzelnen Ordners aufgerufen wird. Erstelle verschiedene weitere Klassen die von {{JSL|FileReceiver}} erben und {{JSL|onFileReceived(int depth, File file)}} überschreiben und folgende Aufgaben erfüllen sollen:
* Größe aller Dateien berechnen
* Anzahl der Dateien mit einer bestimmten Endung zählen
* Alle Dateiendungen Zählen. Tip.: {{JSL|HashMap}}
* Die größe jedes Ordners ermitteln. Tip.: Hier wird die '''depth''' und ein Stapel benötigt ({{JSL|List}}, oder {{JSL|Stack}}).

=== Aufgabe: Filesystem traversal usefull & extended ===
Wie in der vorhergehenden Aufgabe, jedoch soll nicht nur ein {{JSL|FileReceiver}} übergeben werden können, sondern eine {{JSL|List}} von {{JSL|FileReceiver}}.

=== Aufgabe: JUnit ===
Wähle drei Beispiele aus deiner Sammlung und teste diese mit '''JUnit'''.

=== Aufgabe: Geometry ===
Erstelle eine '''Abstrakte Klasse''' {{JSL|Geometry}}. Diese enthält folgende '''Methoden''':
* {{JSL|getCircumference()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück
* {{JSL|getArea()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück

Erstelle nun einige '''Klassen''' die von {{JSL|Geometry}} erben (Circle, Square, Rectangle, Triangle,...). Jede '''Klasse''' soll in ihrem Konstruktor die entsprechenden Werte erhalten.

Erstelle nun verschiedene '''Instanzen''' von {{JSL|Geometry}}, speichere diese in einer {{JSL|List}}. Erstelle eine '''Methode''' die den Gesamtumfang und die Gesamtfläche aller {{JSL|Geometry}} '''Objekte''' in der {{JSL|List}} ausgibt.

'''Teste deine Implementierung ausgibig'''

=== Aufgabe: Verhalten ===
Wie in [[Protokoll#19._November_2021|Protokoll 19.11]] gezeigt, soll nun das '''Schwimmverhalten''' implementiert werden. Erstelle endweder die Bestehende Klassenhierarchie als Übung in deinem eigenen Paket, oder kopiere diese.

=== Aufgabe: Graph ===

Ein Graph ist eine Datenstruktur die aus mehreren Knoten (Nodes besteht). Eine Node kann mehrere Nodes als Nachbarn haben, das heißt, sie hat eine Verbindung zu diesen Nachbarn.
[[Datei:Graph.png|mini|Ein einfacher Graph|150px]]

* Erstelle eine Datenstruktur für die '''Node''' mit (X/Y Koordinaten), verwende für die Nachbarn eine {{JSL|List}} in der jeweiligen '''Node'''
* Erstelle weiters eine Datenstruktur für den Graphen, welche eine {{JSL|List}} von '''Nodes''' enthält
* Erstelle aus den schwarzen Pixeln des folgenden Labyrinths einen Graphen

[[Datei:Labyrinth.png|150px|mini|none|Ein Labyrinth]]

=== Aufgabe: Dijkstra ===

Zeige deinen Graphen in einem {{JSL|JPanel}} an. Es soll nun der Start und das Ziel angeklickt werden können. Finde mittels Dijkstra Algorithmus[https://de.wikipedia.org/wiki/Dijkstra-Algorithmus] den kürzesten Weg vom Start zum Ziel. Illustriere dabei alle durchwanderten Knoten.

DCV 2024 03/Objekt Orientierte Programmierung Übungen

2024-04-29T07:51:27Z

Gyula:

Im folgenden sollen diese Begriffe verstanden und angewandt werden. Diese sind nicht chronologisch geordnet.
'''Tip:''' Für weitere Informationen: [[Objektorientierte_Programmierung|Objektorientierte Programmierung]]
* Klasse
** Instanz- vs. Klassenmethode
** Instanz- vs. Klassenattribut
** Innere Klassen (statisch vs. nicht statisch)
* Enumeration (enum)
* Collections (Liste, Set, Map)
* Vererbung
* Abstrakte Klasse
* Interface
* Polymorphismus
* Beziehungen
** Has-A vs. Is-A
** Implementierung von Interfaces
* Generics
* Designpatterns

=== Aufgabe: Objekt orientierte Min-Max-Avg ===
Wir haben die Erfahrung mit Min, Max und Avarage Rechnungen über Arrays.
Es soll eine gleichwertige OOP (Object Oriented Programming) Lösung erstellt werden.
* Erstelle eine Klasse mit einem sinnvollen Namen
* Füge eine Objekt-Variable für Speichern eines {{JSL|int[]}}
* Erstelle ein Konstruktor, der diese Variable initialisiert
* Erstelle 3 (non-static) Funktionen {{JSL|calcMin()}}, {{JSL|calcMax()}}, {{JSL|calcAvg()}}, die über die gespeicherte Member-Variable (Objekt-Variable) arbeiten.
* Teste diese '''Methoden''' ausgiebig mit verschiedenen {{JSL|int[]}}, verwende auch ein zufallsgeneriertes {{JSL|int[]}} mit negativen und positiven Werten.

=== Aufgabe: Rückgabewert min-max-avg in einem Object ===
Es soll eine {{JSL|calcMinMaxAvg(int[])}} Methode erstellt werden, welche das '''kleinste''' und das '''größte Element''' sowie den '''Durchschnitt''' des {{JSL|int[]}} Parameters ermittelt und ein Objekt mit Min, Max und Avarage zurückgibt. Teste diese '''Methode''' ausgiebig mit verschiedenen {{JSL|int[]}}, verwende auch ein zufallsgeneriertes {{JSL|int[]}} mit negativen und positiven Werten.
* Erstelle die Datenklasse mit einem Sinnvollen Klassennamen und entsprechenden '''Attributen'''. Achte hierbei auch auf die Korrekte Sichtbarkeit
* Erstelle in in der Datenklasse einen '''Konstruktor''' welcher alle Werte entgegennimmt und erstelle '''getter''' für alle Werte
* Überschreibe die {{JSL|toString()}} '''Methode''' und erstelle einen schönen {{JSL|String}} mit den gegebenen Werten.

=== Aufgabe: Person ===
Erstelle eine '''Klasse''' welche die typischen Werte eines Menschen speichern kann.
* Größe
* Alter
* Name
* Gewicht
Erstelle weiters eine {{JSL|toString()}} '''Methode''' und erstelle einen schönen {{JSL|String}} mit den gegebenen Werten.

=== Aufgabe: Fotoapparat ===
Erstelle eine Fotoapparat '''Klasse'''.
* Mit zumindest folgenden Attributen (es dürfen auch gerne mehr sein), '''Brennweite min/max''', '''Model''', '''Hersteller''' und '''Megapixel'''.
* Erstelle für die Attribute '''getter''' und '''setter'''
* Erstelle weiters die '''Methode''' {{JSL|takePhoto()}}, die ein Foto schießt (Mach einfach eine nette Ausgabe)
* Überschreibe die {{JSL|toString()}} '''Methode''' und gib die relevanten Daten als {{JSL|String}} zurück

Erstelle verschiedene '''Instanzen''' der Fotoapparat '''Klasse''' und Teste diese ausgiebig.

=== Aufgabe: Fotoapparat & Objektiv & Speicherkarte ===
Erweitere das vorhergehende Beispiel um die Klassen Objektiv und Speicherkarte. Die Brennweite der Kamera fällt demnach weg.
Das Objektiv und die Speicherkarte sollen getauscht werden können.
Erstelle Methoden um zu erfragen wieviele Fotos bereits aufgenommen wurden und wieviel Speicher noch frei ist. Für die Berechnung speicherplatz pro bild, kann ein wert von 0.3mb pro Megapixel angenommen werden.[https://www.mvorganizing.org/what-is-the-average-size-of-a-jpg/#What_is_the_average_size_of_a_JPG]

== Handhabung von dynamischen Datenstrukturen (ArrayList, Vector, LinkedList, HashSet, HashMap) ==

=== Aufgabe: Vector erstellen ===
Erstelle einen Vector mit 20 Zufallszahlen zwischen 0 und 99.

Gib den Vector mit {{JSL|System.out.println()}} aus.

=== Aufgabe: Vector erstellen ===
Erstelle einen Vector mit 20 Zufallszahlen zwischen 0 und 99.

Erstelle jeweils eine Funktionen für:
# Zählen der geraden Zahlen
# Suche nach der kleinsten Zahl
# Suche nach der größten Zahl
# Sortiere die Elementen absteigend
# Lösche alle Ungerade Zahlen

=== Aufgabe: Zwei Vectoren zusammenführen ===
Es gibt zwei Vectoren mit 20 Elementen, die nach Größe sortiert sind.

Erstelle einen dritten Vector, in dem du die Elemente der vorhergehenden Vectoren zusammenfügst, der neu erstellte Vector soll immer noch sortiert sein.

=== Aufgabe: Person 2.0 ===
Erstelle eine '''Klasse''' welche die typischen Werte eines Menschen speichern kann.
* Größe
* Alter
* Name
* Gewicht
Erstelle weiters eine Methode welche eine {{JSL|List}} von Personen erhält und bezüglich '''Größe''', '''Alter''', '''Gewicht''', das '''kleinste''' und das '''größte Element''' sowie den '''Durchschnitt''' berechnet und wie in der vorhergehenden Aufgabe in einer eigenen Klasse zurückgibt.

=== Aufgabe: Person Sortiert ===
Verwende die erstellte '''Klasse''' aus dem vorhergehenden Beispiel und erstelle eine '''Methode''' welche eine {{JSL|List}} von Personen nach entweder nach '''Größe''', '''Alter''', '''Gewicht''', oder '''Name''' sortiert. Hierfür kann ein '''enum''' verwendet werden, oder auch einfach ein {{JSL|int}}.

=== '''Bonusaufgabe: Permutation''' ===
Erstelle eine Vector mit einzelnen Buchstaben. Zum Beispiel ["A", "B", "C", "D"].

Implementiere den bekannten Permutationsalgorithmus, diesmal mit Hilfe von Vectoren.

== Zoo-Simulation ==

=== Aufgabe: Zoo ===

Erstelle eine '''Main''' Klasse, die zuständig ist für
* die Initialisierung des Zoos und aller seiner Bestandteile
* Initiieren des nächsten Simulationsschrittes

Erstelle eine '''Zoo''' Klasse mit ''Name'' und ''Gründungsjahr''

Erstelle eine '''Gehege''' Klasse mit ''Name'' der als Beschreibung des Geheges dient.

Erweitere deinen Zoo, sodass Gehege dynamisch hinzugefügt und entfernt werden können.

Erweitere dein Programm um eine Funktion, die die Struktur des Zoos ausgibt. Der erwartete Ausdruck sieht folgendermaßen aus.

{{BML|code=
├── Zoo: Tiergarten Dornbirn, gegründet 2022
│ ├── Gehege: Alpenwiese
│ ├── Gehege: Ried
│ ├── Gehege: Terrarium (warm)
}}

=== Aufgabe: Tiere ===

Erweitere dein Zooprogramm mit Tiere.

Erstelle eine '''Tier''' Klasse mit einem ''Name'' und einer ''Gattung''

Erweitere die Gehege, um Tiere dynamisch zufügen und entfernen zu können.

Erweitere den Struktur-Ausdruck von Zoo, dass es auch die Tiere ausdrückt.

{{BML|code=
├── Zoo: Tiergarten Dornbirn, gegründet 2022
│ ├── Gehege: Alpenwiese
│ ├── Rijska, Kuh
│ ├── Gehege: Ried
│ ├── Garmond, Storch
│ ├── Hugo, Storch
│ ├── Idaxis, Storch
│ ├── Gehege: Terrarium (warm)
│ ├── (leer)
}}

=== '''Bonusaufgabe: Tierfutter''' ===

Erweitere dein Zooprogramm mit Futter-Bedarfsanalyse.

Erstelle eine Klasse für '''Futter''' mit einen ''Name'', ''Einheit'' und ''Einheitspreis''.

Jedes Tier hat einen Futterbedarf, die beinhaltet den ''Futter'' und eine ''Menge''

Erstelle eine Statistik, was den Futterbedarf von Zoo ist, und wie viel die Tagesversorgung sich kostet. Für diese Aufgabe kann man {{JSL|HashMap}} gut brauchen.

=== Aufgabe: Pfleger ===

Erweitere dein Zooprogramm um Tierpfleger.

Erstelle eine Klasse '''Pfleger''' mit einem ''Namen'' und mit einer dynamischen Liste von ''Gehegen'', wofür der Pfleger zuständig ist. Erweitere die Klasse ''Zoo'', dass die eine Liste der ''Pfleger'' beinhaltet.

Erweitere den Struktur-Ausdruck um die neu eingeführten Pfleger.

=== Aufgabe: Simulation 0.1 ===

Erweitere das Programm mit einer Tagessimulation.

# An jedem Tag gehen die Pfleger los und kümmern sich um die Gehege in deren Zuständigkeitsbereich.
## Falls ein Pfleger ein Gehege findet, welche schon bearbeitet wurde, überspringt er das Gehege und nimmt das nächste
# Wenn ein Pfleger zu einem Gehege kommt, wird er zuerst die Tiere füttern
# Nach dem Füttern wird er ein Zufälliges Tier länger beobachten.
## Mit einer Erweiterung der Pfleger mit den ''Lieblings-Tier-Gattung'', kann der Pfleger das Tier bewundern.

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

=== '''Bonusaufgabe: Simulation 0.2''' ===

Erweitere die Simulation

# Jedes Tier hat eine ''Gesundheit'', ein ''MaxGesundheit'' und einen ''Biss''
# Jedes Tier versucht mit 40% Wahrscheinlichkeit, ein Nachbar von ihm aus dem gleichen Gehege zu beißen.
# Falls ein Tier gebissen wird, wird seine Gesundheit mit dem Biss von Angreifer reduziert
# "toten Tiere" beißen nicht.
# Am Ende des Tages werden "toten Tiere" aus dem Gehege entfernt

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

=== '''Bonusaufgabe: Simulation 0.3''' ===

Erweitere den Zoo mit Tierärzte, die die verletzte Tiere behandeln und heilen. Erstelle eine Klasse '''TierArzt''' mit einem ''Name''.

Erweitere die Simulation

# Jeder Tierarzt wird an jedem Tag - genau 1 Tier behandeln
# Der Tierarzt wählt das Tier mit der geringsten relativen Gesundheit
## Zum Beispiel: 10 Gesundheit mit 100 Maximum ist 10% und so dringender als 1 Gesundheit aus 2 ergo 50%.
# Der Tierarzt wird zufällig zwischen 30 und 100% der Gesundheit wiederherstellen
# Kein Tier kann über die maximale Gesundheit geboostet werden.

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

== Übungen Zur Modellierung ==

Die folgenden Übungen haben das Ziel, schnell ein Model zu erfassen, das die folgenden Aspekte beinhaltet:
# Klassen
# Kompositionen
# Vererbungen
# Methoden / Funktionen
# Variablen / Attribute

[[Datei:Uml-class-diagram-cheat-sheet.png]]

Eine ausführliche Erklärung dazu findet sich beim Klick auf diesen Verweis: [https://ccwiki.digitalcampusvorarlberg.at/index.php/UML_Klassendiagramm].

=== Schwarzwald Klinik ===

Es gibt ein '''Krankenhaus''' mit unterschiedlichen '''Abteilungen'''. Manche Abteilungen sind '''Ambulanz'''en anderen sind '''Station'''en. Ambulanzen haben eine Öffnungszeit sowie einen Warteraum mit einer definierten Anzahl von Plätzen. Stationen beinhalten '''Zimmer''' in denen sich '''Betten''' befinden.
Wenn ein Patient ins Krankenhaus kommt, besucht dieser entsprechend seiner Erkrankung eine Ambulanz. Falls der Fall schwerwiegender ist, muss er in einer Station aufgenommen werden. Patienten werden untersucht, behandelt und eventuell gepflegt. Aus der Ambulanzen dürfen die Patienten nach kurzer Zeit wieder nach Hause gehen. Patienten die in Stationen behandelt werden, müssen solange da bleiben, bis sie vollständig geheilt sind.

=== Restaurant ''Dolce Vita'' ===

Es gibt ein '''Restaurant''', das aus mehreren Räumen besteht. Jeder '''Raum''' hat einen zuständigen '''Kellner'''. In jedem '''Raum''' befinden sich unterschiedliche Tische. Manche sind groß, andere sind winzig klein. Wenn eine '''Gruppe''' eintrifft, werden sie vom '''Hauptkellner''' begrüßt. Der Hauptkellner führt sie zu einem Tisch und übergibt die Gruppe an den im jeweiligen Raum zuständigen Kellner. Die Gruppe der Gäste bekommt eine '''Speisekarte''' mit den Speisen und Getränken. Der Kellner nimmt die Bestellungen auf und serviert diese anschließend. Nach dem Essen fragt die Gruppe nach der '''Rechnung''' und bezahlt diese.

Am Ende des Tages macht der Hauptkellner eine Gesamtabrechnung und eine Analyse:
* Welcher Kellner hat die meisten Gäste bedient?
* Welcher Kellner hat den Höchsten Umsatz generiert?
* Welcher Kellner hat den größten Gewinnn erwirtschaftet? (Dazu braucht man die Selbstkosten pro Speise/Getränk)
* Was war die beliebteste Speise?
* Was war das beliebteste Getränk?

=== Museum: Neue Pinakothek ===

Ein '''Museum''' besteht aus Gängen und Ausstellungsräume. Jeder '''Gang''' und '''Ausstellungsraum''' kennt über die benachbarten Räume. In jedem Ausstellungsraum sind '''Kunststücke''' ausgestellt. Ein Kunststück kann ein Zeichen, Gemälde, Statue, oder ein Kunstobjekt sein.
Es gibt einen besonderen Gang im Museum, der als Eingang für Gäste dient. Ab dem Zeitpunkt der Öffnung dürfen Gäste ins Museum kommen. Ein Gast in einem Gang wählt einen zufälligen Raum, den er betritt. Falls sich ein Gast in einem Ausstellungsraum befindet, kann er ein zufälliges Kunststück beobachten oder in den nächsten Raum gehen. Falls ein Gast nach einer Zeit müde wird, geht er nach Hause. Zwischen den Gästen sind einige mit bösen Absichten. Ein '''Dieb''' stiehlt den beobachteten Gegenstand, falls er sich allein in einem Raum befindet. Um die Diebstähle zu verhindern sind einige '''Wächter''' im Museum unterwegs. Die Wächter beobachten keine Kunstobjekte, sondern sie versuchen sich in Räumen zu befinden in denen auch anderen Gäste präsent sind.

=== Schule: Volksschule Rotkreuz (Lustenau) ===

Es gibt eine '''Schule'''. In der Schule sind verschiedene Räume, so wie '''KlassenRaum''', '''SportHalle''', '''Handwerk & Technik Raum'''. Die Schule hat ein '''Schuldirektor''' und viele '''Lehrer'''. Die '''Schüler''', die die Schule besuchen, gehören zu einer '''SchuleKlasse'''. Jede SchuleKlasse hat einen fixen Tagesablauf, die im '''Kursplan''' festgelegt ist. Der Kursplan beinhaltet, das Thema, den Lehrer und den Raum, wo es stattfindet.

==== Simulation 0.1 ====

Morgen kommen alle Lehrer und alle Schüler in die Schule. Die Schüler, die zu spät erscheinen, müssen zu dem Direktor.

==== Simulation 0.2 ====

Die Schüler haben einen fixen Tagesablauf. 45 Minuten Stunden, 15 Minuten Pause, 45 Minuten Stunde, ....
Am Beginn jeder Unterrichtsstunde gehen die Schüler in den entsprechenden Kursraum, wie es im Stundenplan vorgesehen ist.

==== Simulation 0.3 ====

Die Lehrer gehen in den Kursraum, wo sie gebraucht sind. Nach der Stunde kommen sie in dem Lehrerzimmer zurück. Falls sie keine Kursstunde haben, bleiben sie im Lehrerzimmer und korrigieren Hausaufgaben und Tests.

=== Aufgabe: Geometry ===
Zeichne zuerst für die Aufgabe ein entsprechendes Klassendiagramm

Erstelle eine '''Abstrakte Klasse''' {{JSL|Geometry}}. Diese enthält folgende '''Methoden''':
* {{JSL|getCircumference()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück
* {{JSL|getArea()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück

Erstelle nun einige '''Klassen''' die von {{JSL|Geometry}} erben (Circle, Square, Rectangle, Triangle,...). Jede '''Klasse''' soll in ihrem Konstruktor die entsprechenden Werte erhalten.

Erstelle nun verschiedene '''Instanzen''' von {{JSL|Geometry}}, speichere diese in einer {{JSL|List}}. Erstelle eine '''Methode''' die den Gesamtumfang und die Gesamtfläche aller {{JSL|Geometry}} '''Objekte''' in der {{JSL|List}} ausgibt.

'''Teste deine Implementierung ausgiebig'''

[[Datei:Geometry.png|mini|ohne]]

=== Aufgabe: Geometry Interface ===
Gleiche Aufgabe wie zuvor, verwende jedoch ein '''Interface''' anstatt eine '''Abstrakte Klasse''' für die Geometry.
Welche möglichen Vorteile ergeben sich dadurch?

[[Datei:Geometry Interface.png|mini|ohne]]

=== Aufgabe: Geometry Enhanced Version ===
Zeichne zuerst für die Aufgabe ein entsprechendes Klassendiagramm (kann wiederverwendet werden)

Erweitere das vorhergehende Beispiel um die Geometrische Form Stern und Haus vom Nikolaus. Verwende soviel Code wie möglich wieder.

{|
|-
| [[Datei:Hausvomnikolaus.png|mini|none|Haus vom Nikolaus|150px]] || [[Datei:Kompass Stern.png|mini|Kompass Stern|150px]]
|}

== Simulationen ==

=== Aufgabe: Carsimulation ===
Erstelle eine {{JSL|Car}} '''Klasse'''. Diese enthält alle gängigen Attribute die für ein Auto benötigt werden. Zumindest sollte die '''Klasse''' folgende Attribute enthalten:
* Hersteller
* Modell
* kW (Leistung)
* Tankinhalt
* Antriebsart (erstelle dafür eine Enumeration ''Benzin'', ''Diesel'', ''Gas'', ''Strom'')
* Gewicht
Überlege welche Attribute du im '''Konstruktor''' als Parameter erhalten willst. Ohne welche kann eine Auto '''Instanz''' nicht existieren?
Erstelle nun die '''Methode''' {{JSL|drive(int kilometer)}} welche einen {{JSL|int}} zurückgibt. Diese '''Methode''' soll, wenn es der Tankinhalt zulässt, die gegebene Strecke zurücklegen. Wenn der Tank leer ist, soll nur die Strecke zurückgegeben werden, die zurückgelegt werden konnte, ansonsten die gesamte Strecke. Um den Verbrauch zu berechnen und den Tankinhalt zu reduzieren, verwende das '''Gewicht''' und die '''kW (Leistung)''' des Autos.

Wenn der Tank leer ist, soll der Tank über eine '''Methode''' mit einer gewissen Menge an Kraftstoff aufgefüllt werden. Erstelle dazu eine entsprechende '''Methode''' und fahr weiter.

Erstelle nun eine Carsimulation welche eine gewisse Anzahl von Autoinstanzen erstellt und diese fahren lässt und wenn nötig wieder betankt.

'''Wunsch:''' Die Methoden sollen zu ihrer eigentlichen Funktion auch eine schöne Ausgabe erstellen

=== Aufgabe: Carsimulation Extended ===
Erweitere das vorhergende Beispiel um die '''Klassen'''
* {{JSL|Engine}} (Motor)
* {{JSL|Tank}}
* {{JSL|GasStation}}
* {{JSL|RepairStation}}
Sowohl {{JSL|Tank}} und {{JSL|Motor}} sollen in {{JSL|Car}} als Attribute existieren und durch die {{JSL|RepairStation}} austauschbar sein.

Eine {{JSL|Engine}} soll nach einer zufälligen Wahrscheinlichkeit einen Defekt haben und in der {{JSL|RepairStation}} getauscht werden. Je mehr Kilometer gefahren wurden, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die {{JSL|Engine}} kaputt geht.

Wenn die {{JSL|Car}} nicht die gewünschten Kilometer fährt, so ist entweder der Tank leer, oder der Motor kaputt. Erstelle '''Methoden''' der {{JSL|Car}} '''Klasse''' die den Tankinhalt und den Zustand des '''Motors''' (defekt oder ganz) zurückgeben.

Wird die {{JSL|drive(int kilometers)}} '''Methode''' ausgeführt, so soll nun eine Methode im Motor aufgerufen werden, die diesen startet, und nach den gefahrenen Kilomtern wieder stoppt. Auch der Treibstoffverbrauch soll mit dem Motor zusammenhängen. Vielleicht ist es eine gute Idee beim Starten den Tank an den Motor zu übergeben?

==== Erstelle folgende '''Subklassen''' von '''Tank''' ====
* Battery
* FuelTank

Überlege welche '''Methoden''' in der '''Superklasse''' '''Tank''' Sinn machen.

==== Erstelle folgende '''Subklassen''' von '''Car''' ====
* SelfRepairingCar (hat der Motor einen Schaden, so soll dieser automatisch repariert und weitergefahren werden)
* AeroDynamicCar (reduziert den Treibstoffverbrauch um 50%)
* CrapCar (erhöht die Wahrscheinlichkeit dass der Motor kaputt geht um 50%)

Überlege welche '''Methoden''' in der '''Superklasse''' '''Car''' sinn machen. Eine eigene Methode in der '''Superklasse''' welche den Treibstoffverbrauch pro Kilometer ausrechnet, macht wahrscheinlich sinn. Diese kann dann in den '''Subklassen''' überschrieben werden.

'''Teste deine Autosimulation ausgiebig.'''

=== Aufgabe: Bank ===
Ein Bankinstitut hat verschiedene Schalter. Ein Kunde geht in ein Bankinstitut um sein Bankgeschäft zu verrichten. Zuerst geht der Kunde ins Institut und geht zum nächsten freien Schalter. Wenn der Kunde den Schalter wieder verlässt, wird der Schalter zu einer Wahrscheinlichkeit von 20% für eine Pause geschlossen (die Pause eines Schalters endet nach dem 3 weitere Kunden die Bank betreten und verlassen haben). Hat ein Schalter kein Geld mehr so muss dieser wieder aufgefüllt werden und der Schalter ist für die Dauer eines Kunden geschlossen.
* Das Bankgeschäft eines Kunden ist entweder eine Einzahlung bzw. eine Auszahlung.
* Kann ein Schalter eine gewisse Geldmenge nicht bedienen geht der Kunde zum nächsten Schalter und der Ursprüngliche Schalter wird aufgefüllt.
* Es soll nachvollzogen werden können welcher Schalter welche Kunden bedient hat und was für ein Betrag eingezahlt oder ausgezahlt wurde ('''ACHTUNG''' keine {{JSL|HashMap}}).

# Erstelle ein UML Diagramm für dein Banksystem (Dia)
# Erstelle die notwendingen Klassen und Methoden.
# Erstelle nun eine Bank mit einigen Schaltern und erstelle weiters einige Kunden.
# Simuliere nun das Bankgeschäft. Die Kunden gehen der reihe nach in die Bank. Am Ende der Simulation soll für jeden Schalter eine Statistik ausgegeben werden (welche Kunden waren dort, welche Beträge wurden verarbeitet).
# Erstelle Unit Tests für deine Banksimulation

=== Aufgabe: Filesystem traversal ===
Das wurde schonmal gemacht, einfach nochmal machen, das schadet nicht :-)
Erstelle eine Methode welche durch das Dateisystem ab einem gegebenen Pfad navigiert (Ob der Pfad als {{JSL|String}} oder {{JSL|File}} übergeben wird ist egal). Wird der Pfad nicht gefunden, so soll eine {{JSL|FileNotFoundException}} geworfen werden. Die Navigation soll dabei '''Rekursiv''' erfolgen. Gib den Pfad mit entsprechender Einrückung aus.
'''Tip zur Rekursion:''' Iteriere in einer Methode durch alle Kinder einer Datei. Handelt es sich um einen Ordner so rufe für jedes Kind dieses Ordners die Methode wieder auf und erhöhe die Einrückung.

'''Ausgabe (muss nicht genau so aussehen):'''
{{BML|code=
├── otherPackageInvocationTest
│   └── Test.java
├── week1
│   ├── tag3
│   │   ├── Aufgabe1.java
│   │   ├── Aufgabe2.java
│   │   └── Loops.java
│   ├── tag4
│   │   ├── Christbaum2.java
│   │   ├── Christbaum.java
│   │   ├── Loops.java
│   │   ├── Traingle2.java
│   │   └── Triangle.java
│   ├── tag5
│   │   ├── Circle2.java
│   │   ├── Circle3.java
│   │   ├── Circle.java
│   │   └── Methods.java
│   └── tag5a
│   └── UseMethods.java
├── week2
│   ├── day3
│   │   ├── Calendar.java
│   │   ├── LogicPuzzle.java
│   │   ├── Recursion2.java
│   │   └── Recursion.java
│   └── day4
│   ├── Menu.java
│   └── UserInput.java
}}

=== Aufgabe: Filesystem traversal usefull ===
Erstelle eine Methode welche durch das Dateisystem ab einem gegebenen Pfad navigiert. Die Methode erhält weiters eine Klasse {{JSL|FileReceiver}}. Diese Klasse hat eine Methode {{JSL|onFileReceived(int depth, File file)}} welche zur Verarbeitung jeder einzelnen Datei, bzw. jedes einzelnen Ordners aufgerufen wird. Erstelle verschiedene weitere Klassen die von {{JSL|FileReceiver}} erben und {{JSL|onFileReceived(int depth, File file)}} überschreiben und folgende Aufgaben erfüllen sollen:
* Größe aller Dateien berechnen
* Anzahl der Dateien mit einer bestimmten Endung zählen
* Alle Dateiendungen Zählen. Tip.: {{JSL|HashMap}}
* Die größe jedes Ordners ermitteln. Tip.: Hier wird die '''depth''' und ein Stapel benötigt ({{JSL|List}}, oder {{JSL|Stack}}).

=== Aufgabe: Filesystem traversal usefull & extended ===
Wie in der vorhergehenden Aufgabe, jedoch soll nicht nur ein {{JSL|FileReceiver}} übergeben werden können, sondern eine {{JSL|List}} von {{JSL|FileReceiver}}.

=== Aufgabe: JUnit ===
Wähle drei Beispiele aus deiner Sammlung und teste diese mit '''JUnit'''.

=== Aufgabe: Geometry ===
Erstelle eine '''Abstrakte Klasse''' {{JSL|Geometry}}. Diese enthält folgende '''Methoden''':
* {{JSL|getCircumference()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück
* {{JSL|getArea()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück

Erstelle nun einige '''Klassen''' die von {{JSL|Geometry}} erben (Circle, Square, Rectangle, Triangle,...). Jede '''Klasse''' soll in ihrem Konstruktor die entsprechenden Werte erhalten.

Erstelle nun verschiedene '''Instanzen''' von {{JSL|Geometry}}, speichere diese in einer {{JSL|List}}. Erstelle eine '''Methode''' die den Gesamtumfang und die Gesamtfläche aller {{JSL|Geometry}} '''Objekte''' in der {{JSL|List}} ausgibt.

'''Teste deine Implementierung ausgibig'''

=== Aufgabe: Verhalten ===
Wie in [[Protokoll#19._November_2021|Protokoll 19.11]] gezeigt, soll nun das '''Schwimmverhalten''' implementiert werden. Erstelle endweder die Bestehende Klassenhierarchie als Übung in deinem eigenen Paket, oder kopiere diese.

=== Aufgabe: Graph ===

Ein Graph ist eine Datenstruktur die aus mehreren Knoten (Nodes besteht). Eine Node kann mehrere Nodes als Nachbarn haben, das heißt, sie hat eine Verbindung zu diesen Nachbarn.
[[Datei:Graph.png|mini|Ein einfacher Graph|150px]]

* Erstelle eine Datenstruktur für die '''Node''' mit (X/Y Koordinaten), verwende für die Nachbarn eine {{JSL|List}} in der jeweiligen '''Node'''
* Erstelle weiters eine Datenstruktur für den Graphen, welche eine {{JSL|List}} von '''Nodes''' enthält
* Erstelle aus den schwarzen Pixeln des folgenden Labyrinths einen Graphen

[[Datei:Labyrinth.png|150px|mini|none|Ein Labyrinth]]

=== Aufgabe: Dijkstra ===

Zeige deinen Graphen in einem {{JSL|JPanel}} an. Es soll nun der Start und das Ziel angeklickt werden können. Finde mittels Dijkstra Algorithmus[https://de.wikipedia.org/wiki/Dijkstra-Algorithmus] den kürzesten Weg vom Start zum Ziel. Illustriere dabei alle durchwanderten Knoten.

DCV 2024 03/Objekt Orientierte Programmierung Übungen

2024-04-29T07:49:40Z

Gyula: /* Museum: Neue Pinakothek */

Im folgenden sollen diese Begriffe verstanden und angewandt werden. Diese sind nicht chronologisch geordnet.
'''Tip:''' Für weitere Informationen: [[Objektorientierte_Programmierung|Objektorientierte Programmierung]]
* Klasse
** Instanz- vs. Klassenmethode
** Instanz- vs. Klassenattribut
** Innere Klassen (statisch vs. nicht statisch)
* Enumeration (enum)
* Collections (Liste, Set, Map)
* Vererbung
* Abstrakte Klasse
* Interface
* Polymorphismus
* Beziehungen
** Has-A vs. Is-A
** Implementierung von Interfaces
* Generics
* Designpatterns

=== Aufgabe: Objekt orientierte Min-Max-Avg ===
Wir haben die Erfahrung mit Min, Max und Avarage Rechnungen über Arrays.
Es soll eine gleichwertige OOP (Object Oriented Programming) Lösung erstellt werden.
* Erstelle eine Klasse mit einem sinnvollen Namen
* Füge eine Objekt-Variable für Speichern eines {{JSL|int[]}}
* Erstelle ein Konstruktor, der diese Variable initialisiert
* Erstelle 3 (non-static) Funktionen {{JSL|calcMin()}}, {{JSL|calcMax()}}, {{JSL|calcAvg()}}, die über die gespeicherte Member-Variable (Objekt-Variable) arbeiten.
* Teste diese '''Methoden''' ausgiebig mit verschiedenen {{JSL|int[]}}, verwende auch ein zufallsgeneriertes {{JSL|int[]}} mit negativen und positiven Werten.

=== Aufgabe: Rückgabewert min-max-avg in einem Object ===
Es soll eine {{JSL|calcMinMaxAvg(int[])}} Methode erstellt werden, welche das '''kleinste''' und das '''größte Element''' sowie den '''Durchschnitt''' des {{JSL|int[]}} Parameters ermittelt und ein Objekt mit Min, Max und Avarage zurückgibt. Teste diese '''Methode''' ausgiebig mit verschiedenen {{JSL|int[]}}, verwende auch ein zufallsgeneriertes {{JSL|int[]}} mit negativen und positiven Werten.
* Erstelle die Datenklasse mit einem Sinnvollen Klassennamen und entsprechenden '''Attributen'''. Achte hierbei auch auf die Korrekte Sichtbarkeit
* Erstelle in in der Datenklasse einen '''Konstruktor''' welcher alle Werte entgegennimmt und erstelle '''getter''' für alle Werte
* Überschreibe die {{JSL|toString()}} '''Methode''' und erstelle einen schönen {{JSL|String}} mit den gegebenen Werten.

=== Aufgabe: Person ===
Erstelle eine '''Klasse''' welche die typischen Werte eines Menschen speichern kann.
* Größe
* Alter
* Name
* Gewicht
Erstelle weiters eine {{JSL|toString()}} '''Methode''' und erstelle einen schönen {{JSL|String}} mit den gegebenen Werten.

=== Aufgabe: Fotoapparat ===
Erstelle eine Fotoapparat '''Klasse'''.
* Mit zumindest folgenden Attributen (es dürfen auch gerne mehr sein), '''Brennweite min/max''', '''Model''', '''Hersteller''' und '''Megapixel'''.
* Erstelle für die Attribute '''getter''' und '''setter'''
* Erstelle weiters die '''Methode''' {{JSL|takePhoto()}}, die ein Foto schießt (Mach einfach eine nette Ausgabe)
* Überschreibe die {{JSL|toString()}} '''Methode''' und gib die relevanten Daten als {{JSL|String}} zurück

Erstelle verschiedene '''Instanzen''' der Fotoapparat '''Klasse''' und Teste diese ausgiebig.

=== Aufgabe: Fotoapparat & Objektiv & Speicherkarte ===
Erweitere das vorhergehende Beispiel um die Klassen Objektiv und Speicherkarte. Die Brennweite der Kamera fällt demnach weg.
Das Objektiv und die Speicherkarte sollen getauscht werden können.
Erstelle Methoden um zu erfragen wieviele Fotos bereits aufgenommen wurden und wieviel Speicher noch frei ist. Für die Berechnung speicherplatz pro bild, kann ein wert von 0.3mb pro Megapixel angenommen werden.[https://www.mvorganizing.org/what-is-the-average-size-of-a-jpg/#What_is_the_average_size_of_a_JPG]

== Handhabung von dynamischen Datenstrukturen (ArrayList, Vector, LinkedList, HashSet, HashMap) ==

=== Aufgabe: Vector erstellen ===
Erstelle einen Vector mit 20 Zufallszahlen zwischen 0 und 99.

Gib den Vector mit {{JSL|System.out.println()}} aus.

=== Aufgabe: Vector erstellen ===
Erstelle einen Vector mit 20 Zufallszahlen zwischen 0 und 99.

Erstelle jeweils eine Funktionen für:
# Zählen der geraden Zahlen
# Suche nach der kleinsten Zahl
# Suche nach der größten Zahl
# Sortiere die Elementen absteigend
# Lösche alle Ungerade Zahlen

=== Aufgabe: Zwei Vectoren zusammenführen ===
Es gibt zwei Vectoren mit 20 Elementen, die nach Größe sortiert sind.

Erstelle einen dritten Vector, in dem du die Elemente der vorhergehenden Vectoren zusammenfügst, der neu erstellte Vector soll immer noch sortiert sein.

=== Aufgabe: Person 2.0 ===
Erstelle eine '''Klasse''' welche die typischen Werte eines Menschen speichern kann.
* Größe
* Alter
* Name
* Gewicht
Erstelle weiters eine Methode welche eine {{JSL|List}} von Personen erhält und bezüglich '''Größe''', '''Alter''', '''Gewicht''', das '''kleinste''' und das '''größte Element''' sowie den '''Durchschnitt''' berechnet und wie in der vorhergehenden Aufgabe in einer eigenen Klasse zurückgibt.

=== Aufgabe: Person Sortiert ===
Verwende die erstellte '''Klasse''' aus dem vorhergehenden Beispiel und erstelle eine '''Methode''' welche eine {{JSL|List}} von Personen nach entweder nach '''Größe''', '''Alter''', '''Gewicht''', oder '''Name''' sortiert. Hierfür kann ein '''enum''' verwendet werden, oder auch einfach ein {{JSL|int}}.

=== '''Bonusaufgabe: Permutation''' ===
Erstelle eine Vector mit einzelnen Buchstaben. Zum Beispiel ["A", "B", "C", "D"].

Implementiere den bekannten Permutationsalgorithmus, diesmal mit Hilfe von Vectoren.

== Zoo-Simulation ==

=== Aufgabe: Zoo ===

Erstelle eine '''Main''' Klasse, die zuständig ist für
* die Initialisierung des Zoos und aller seiner Bestandteile
* Initiieren des nächsten Simulationsschrittes

Erstelle eine '''Zoo''' Klasse mit ''Name'' und ''Gründungsjahr''

Erstelle eine '''Gehege''' Klasse mit ''Name'' der als Beschreibung des Geheges dient.

Erweitere deinen Zoo, sodass Gehege dynamisch hinzugefügt und entfernt werden können.

Erweitere dein Programm um eine Funktion, die die Struktur des Zoos ausgibt. Der erwartete Ausdruck sieht folgendermaßen aus.

{{BML|code=
├── Zoo: Tiergarten Dornbirn, gegründet 2022
│ ├── Gehege: Alpenwiese
│ ├── Gehege: Ried
│ ├── Gehege: Terrarium (warm)
}}

=== Aufgabe: Tiere ===

Erweitere dein Zooprogramm mit Tiere.

Erstelle eine '''Tier''' Klasse mit einem ''Name'' und einer ''Gattung''

Erweitere die Gehege, um Tiere dynamisch zufügen und entfernen zu können.

Erweitere den Struktur-Ausdruck von Zoo, dass es auch die Tiere ausdrückt.

{{BML|code=
├── Zoo: Tiergarten Dornbirn, gegründet 2022
│ ├── Gehege: Alpenwiese
│ ├── Rijska, Kuh
│ ├── Gehege: Ried
│ ├── Garmond, Storch
│ ├── Hugo, Storch
│ ├── Idaxis, Storch
│ ├── Gehege: Terrarium (warm)
│ ├── (leer)
}}

=== '''Bonusaufgabe: Tierfutter''' ===

Erweitere dein Zooprogramm mit Futter-Bedarfsanalyse.

Erstelle eine Klasse für '''Futter''' mit einen ''Name'', ''Einheit'' und ''Einheitspreis''.

Jedes Tier hat einen Futterbedarf, die beinhaltet den ''Futter'' und eine ''Menge''

Erstelle eine Statistik, was den Futterbedarf von Zoo ist, und wie viel die Tagesversorgung sich kostet. Für diese Aufgabe kann man {{JSL|HashMap}} gut brauchen.

=== Aufgabe: Pfleger ===

Erweitere dein Zooprogramm um Tierpfleger.

Erstelle eine Klasse '''Pfleger''' mit einem ''Namen'' und mit einer dynamischen Liste von ''Gehegen'', wofür der Pfleger zuständig ist. Erweitere die Klasse ''Zoo'', dass die eine Liste der ''Pfleger'' beinhaltet.

Erweitere den Struktur-Ausdruck um die neu eingeführten Pfleger.

=== Aufgabe: Simulation 0.1 ===

Erweitere das Programm mit einer Tagessimulation.

# An jedem Tag gehen die Pfleger los und kümmern sich um die Gehege in deren Zuständigkeitsbereich.
## Falls ein Pfleger ein Gehege findet, welche schon bearbeitet wurde, überspringt er das Gehege und nimmt das nächste
# Wenn ein Pfleger zu einem Gehege kommt, wird er zuerst die Tiere füttern
# Nach dem Füttern wird er ein Zufälliges Tier länger beobachten.
## Mit einer Erweiterung der Pfleger mit den ''Lieblings-Tier-Gattung'', kann der Pfleger das Tier bewundern.

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

=== '''Bonusaufgabe: Simulation 0.2''' ===

Erweitere die Simulation

# Jedes Tier hat eine ''Gesundheit'', ein ''MaxGesundheit'' und einen ''Biss''
# Jedes Tier versucht mit 40% Wahrscheinlichkeit, ein Nachbar von ihm aus dem gleichen Gehege zu beißen.
# Falls ein Tier gebissen wird, wird seine Gesundheit mit dem Biss von Angreifer reduziert
# "toten Tiere" beißen nicht.
# Am Ende des Tages werden "toten Tiere" aus dem Gehege entfernt

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

=== '''Bonusaufgabe: Simulation 0.3''' ===

Erweitere den Zoo mit Tierärzte, die die verletzte Tiere behandeln und heilen. Erstelle eine Klasse '''TierArzt''' mit einem ''Name''.

Erweitere die Simulation

# Jeder Tierarzt wird an jedem Tag - genau 1 Tier behandeln
# Der Tierarzt wählt das Tier mit der geringsten relativen Gesundheit
## Zum Beispiel: 10 Gesundheit mit 100 Maximum ist 10% und so dringender als 1 Gesundheit aus 2 ergo 50%.
# Der Tierarzt wird zufällig zwischen 30 und 100% der Gesundheit wiederherstellen
# Kein Tier kann über die maximale Gesundheit geboostet werden.

Lass auf der Konsole ausdrucken, wer-was macht...

== Übungen Zur Modellierung ==

Die folgenden Übungen haben das Ziel, schnell ein Model zu erfassen, das die folgenden Aspekte beinhaltet:
# Klassen
# Kompositionen
# Vererbungen
# Methoden / Funktionen
# Variablen / Attribute

[[Datei:Uml-class-diagram-cheat-sheet.png]]

Eine ausführliche Erklärung dazu findet sich beim Klick auf diesen Verweis: [https://ccwiki.digitalcampusvorarlberg.at/index.php/UML_Klassendiagramm].

=== Schwarzwald Klinik ===

Es gibt ein '''Krankenhaus''' mit unterschiedlichen '''Abteilungen'''. Manche Abteilungen sind '''Ambulanz'''en anderen sind '''Station'''en. Ambulanzen haben eine Öffnungszeit sowie einen Warteraum mit einer definierten Anzahl von Plätzen. Stationen beinhalten '''Zimmer''' in denen sich '''Betten''' befinden.
Wenn ein Patient ins Krankenhaus kommt, besucht dieser entsprechend seiner Erkrankung eine Ambulanz. Falls der Fall schwerwiegender ist, muss er in einer Station aufgenommen werden. Patienten werden untersucht, behandelt und eventuell gepflegt. Aus der Ambulanzen dürfen die Patienten nach kurzer Zeit wieder nach Hause gehen. Patienten die in Stationen behandelt werden, müssen solange da bleiben, bis sie vollständig geheilt sind.

=== Restaurant ''Dolce Vita'' ===

Es gibt ein '''Restaurant''', das aus mehreren Räumen besteht. Jeder '''Raum''' hat einen zuständigen '''Kellner'''. In jedem '''Raum''' befinden sich unterschiedliche Tische. Manche sind groß, andere sind winzig klein. Wenn eine '''Gruppe''' eintrifft, werden sie vom '''Hauptkellner''' begrüßt. Der Hauptkellner führt sie zu einem Tisch und übergibt die Gruppe an den im jeweiligen Raum zuständigen Kellner. Die Gruppe der Gäste bekommt eine '''Speisekarte''' mit den Speisen und Getränken. Der Kellner nimmt die Bestellungen auf und serviert diese anschließend. Nach dem Essen fragt die Gruppe nach der '''Rechnung''' und bezahlt diese.

Am Ende des Tages macht der Hauptkellner eine Gesamtabrechnung und eine Analyse:
* Welcher Kellner hat die meisten Gäste bedient?
* Welcher Kellner hat den Höchsten Umsatz generiert?
* Welcher Kellner hat den größten Gewinnn erwirtschaftet? (Dazu braucht man die Selbstkosten pro Speise/Getränk)
* Was war die beliebteste Speise?
* Was war das beliebteste Getränk?

=== Museum: Neue Pinakothek ===

Ein '''Museum''' besteht aus Gängen und Ausstellungsräume. Jeder '''Gang''' und '''Ausstellungsraum''' kennt über die benachbarten Räume. In jedem Ausstellungsraum sind '''Kunststücke''' ausgestellt. Ein Kunststück kann ein Zeichen, Gemälde, Statue, oder ein Kunstobjekt sein.
Es gibt einen besonderen Gang im Museum, der als Eingang für Gäste dient. Ab dem Zeitpunkt der Öffnung dürfen Gäste ins Museum kommen. Ein Gast in einem Gang wählt einen zufälligen Raum, den er betritt. Falls sich ein Gast in einem Ausstellungsraum befindet, kann er ein zufälliges Kunststück beobachten oder in den nächsten Raum gehen. Falls ein Gast nach einer Zeit müde wird, geht er nach Hause. Zwischen den Gästen sind einige mit bösen Absichten. Ein '''Dieb''' stiehlt den beobachteten Gegenstand, falls er sich allein in einem Raum befindet. Um die Diebstähle zu verhindern sind einige '''Wächter''' im Museum unterwegs. Die Wächter beobachten keine Kunstobjekte, sondern sie versuchen sich in Räumen zu befinden in denen auch anderen Gäste präsent sind.

=== Schule: Volksschule Rotkreuz (Lustenau) ===

Es gibt eine '''Schule'''. In der Schule sind verschiedene Räume, so wie '''KlassenRaum''', '''SportHalle''', '''Handwerk & Technik Raum'''. Die Schule hat ein '''Schuldirektor''' und viele '''Lehrer'''. Die '''Schüler''', die die Schule besuchen, gehören zu einer '''SchuleKlasse'''. Jede SchuleKlasse hat einen fixen Tagesablauf, die im '''Kursplan''' festgelegt ist. Der Kursplan beinhaltet, das Thema, den Lehrer und den Raum, wo es stattfindet.

== Simulation 0.1 ==

Morgen kommen alle Lehrer und alle Schüler in die Schule. Die Schüler, die zu spät erscheinen, müssen zu dem Direktor.

== Simulation 0.2 ==

Die Schüler haben einen fixen Tagesablauf. 45 Minuten Stunden, 15 Minuten Pause, 45 Minuten Stunde, ....
Am Beginn jeder Unterrichtsstunde gehen die Schüler in den entsprechenden Kursraum, wie es im Stundenplan vorgesehen ist.

== Simulation 0.3 ==

Die Lehrer gehen in den Kursraum, wo sie gebraucht sind. Nach der Stunde kommen sie in dem Lehrerzimmer zurück. Falls sie keine Kursstunde haben, bleiben sie im Lehrerzimmer und korrigieren Hausaufgaben und Tests.

=== Aufgabe: Geometry ===
Zeichne zuerst für die Aufgabe ein entsprechendes Klassendiagramm

Erstelle eine '''Abstrakte Klasse''' {{JSL|Geometry}}. Diese enthält folgende '''Methoden''':
* {{JSL|getCircumference()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück
* {{JSL|getArea()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück

Erstelle nun einige '''Klassen''' die von {{JSL|Geometry}} erben (Circle, Square, Rectangle, Triangle,...). Jede '''Klasse''' soll in ihrem Konstruktor die entsprechenden Werte erhalten.

Erstelle nun verschiedene '''Instanzen''' von {{JSL|Geometry}}, speichere diese in einer {{JSL|List}}. Erstelle eine '''Methode''' die den Gesamtumfang und die Gesamtfläche aller {{JSL|Geometry}} '''Objekte''' in der {{JSL|List}} ausgibt.

'''Teste deine Implementierung ausgiebig'''

[[Datei:Geometry.png|mini|ohne]]

=== Aufgabe: Geometry Interface ===
Gleiche Aufgabe wie zuvor, verwende jedoch ein '''Interface''' anstatt eine '''Abstrakte Klasse''' für die Geometry.
Welche möglichen Vorteile ergeben sich dadurch?

[[Datei:Geometry Interface.png|mini|ohne]]

=== Aufgabe: Geometry Enhanced Version ===
Zeichne zuerst für die Aufgabe ein entsprechendes Klassendiagramm (kann wiederverwendet werden)

Erweitere das vorhergehende Beispiel um die Geometrische Form Stern und Haus vom Nikolaus. Verwende soviel Code wie möglich wieder.

{|
|-
| [[Datei:Hausvomnikolaus.png|mini|none|Haus vom Nikolaus|150px]] || [[Datei:Kompass Stern.png|mini|Kompass Stern|150px]]
|}

== Simulationen ==

=== Aufgabe: Carsimulation ===
Erstelle eine {{JSL|Car}} '''Klasse'''. Diese enthält alle gängigen Attribute die für ein Auto benötigt werden. Zumindest sollte die '''Klasse''' folgende Attribute enthalten:
* Hersteller
* Modell
* kW (Leistung)
* Tankinhalt
* Antriebsart (erstelle dafür eine Enumeration ''Benzin'', ''Diesel'', ''Gas'', ''Strom'')
* Gewicht
Überlege welche Attribute du im '''Konstruktor''' als Parameter erhalten willst. Ohne welche kann eine Auto '''Instanz''' nicht existieren?
Erstelle nun die '''Methode''' {{JSL|drive(int kilometer)}} welche einen {{JSL|int}} zurückgibt. Diese '''Methode''' soll, wenn es der Tankinhalt zulässt, die gegebene Strecke zurücklegen. Wenn der Tank leer ist, soll nur die Strecke zurückgegeben werden, die zurückgelegt werden konnte, ansonsten die gesamte Strecke. Um den Verbrauch zu berechnen und den Tankinhalt zu reduzieren, verwende das '''Gewicht''' und die '''kW (Leistung)''' des Autos.

Wenn der Tank leer ist, soll der Tank über eine '''Methode''' mit einer gewissen Menge an Kraftstoff aufgefüllt werden. Erstelle dazu eine entsprechende '''Methode''' und fahr weiter.

Erstelle nun eine Carsimulation welche eine gewisse Anzahl von Autoinstanzen erstellt und diese fahren lässt und wenn nötig wieder betankt.

'''Wunsch:''' Die Methoden sollen zu ihrer eigentlichen Funktion auch eine schöne Ausgabe erstellen

=== Aufgabe: Carsimulation Extended ===
Erweitere das vorhergende Beispiel um die '''Klassen'''
* {{JSL|Engine}} (Motor)
* {{JSL|Tank}}
* {{JSL|GasStation}}
* {{JSL|RepairStation}}
Sowohl {{JSL|Tank}} und {{JSL|Motor}} sollen in {{JSL|Car}} als Attribute existieren und durch die {{JSL|RepairStation}} austauschbar sein.

Eine {{JSL|Engine}} soll nach einer zufälligen Wahrscheinlichkeit einen Defekt haben und in der {{JSL|RepairStation}} getauscht werden. Je mehr Kilometer gefahren wurden, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die {{JSL|Engine}} kaputt geht.

Wenn die {{JSL|Car}} nicht die gewünschten Kilometer fährt, so ist entweder der Tank leer, oder der Motor kaputt. Erstelle '''Methoden''' der {{JSL|Car}} '''Klasse''' die den Tankinhalt und den Zustand des '''Motors''' (defekt oder ganz) zurückgeben.

Wird die {{JSL|drive(int kilometers)}} '''Methode''' ausgeführt, so soll nun eine Methode im Motor aufgerufen werden, die diesen startet, und nach den gefahrenen Kilomtern wieder stoppt. Auch der Treibstoffverbrauch soll mit dem Motor zusammenhängen. Vielleicht ist es eine gute Idee beim Starten den Tank an den Motor zu übergeben?

==== Erstelle folgende '''Subklassen''' von '''Tank''' ====
* Battery
* FuelTank

Überlege welche '''Methoden''' in der '''Superklasse''' '''Tank''' Sinn machen.

==== Erstelle folgende '''Subklassen''' von '''Car''' ====
* SelfRepairingCar (hat der Motor einen Schaden, so soll dieser automatisch repariert und weitergefahren werden)
* AeroDynamicCar (reduziert den Treibstoffverbrauch um 50%)
* CrapCar (erhöht die Wahrscheinlichkeit dass der Motor kaputt geht um 50%)

Überlege welche '''Methoden''' in der '''Superklasse''' '''Car''' sinn machen. Eine eigene Methode in der '''Superklasse''' welche den Treibstoffverbrauch pro Kilometer ausrechnet, macht wahrscheinlich sinn. Diese kann dann in den '''Subklassen''' überschrieben werden.

'''Teste deine Autosimulation ausgiebig.'''

=== Aufgabe: Bank ===
Ein Bankinstitut hat verschiedene Schalter. Ein Kunde geht in ein Bankinstitut um sein Bankgeschäft zu verrichten. Zuerst geht der Kunde ins Institut und geht zum nächsten freien Schalter. Wenn der Kunde den Schalter wieder verlässt, wird der Schalter zu einer Wahrscheinlichkeit von 20% für eine Pause geschlossen (die Pause eines Schalters endet nach dem 3 weitere Kunden die Bank betreten und verlassen haben). Hat ein Schalter kein Geld mehr so muss dieser wieder aufgefüllt werden und der Schalter ist für die Dauer eines Kunden geschlossen.
* Das Bankgeschäft eines Kunden ist entweder eine Einzahlung bzw. eine Auszahlung.
* Kann ein Schalter eine gewisse Geldmenge nicht bedienen geht der Kunde zum nächsten Schalter und der Ursprüngliche Schalter wird aufgefüllt.
* Es soll nachvollzogen werden können welcher Schalter welche Kunden bedient hat und was für ein Betrag eingezahlt oder ausgezahlt wurde ('''ACHTUNG''' keine {{JSL|HashMap}}).

# Erstelle ein UML Diagramm für dein Banksystem (Dia)
# Erstelle die notwendingen Klassen und Methoden.
# Erstelle nun eine Bank mit einigen Schaltern und erstelle weiters einige Kunden.
# Simuliere nun das Bankgeschäft. Die Kunden gehen der reihe nach in die Bank. Am Ende der Simulation soll für jeden Schalter eine Statistik ausgegeben werden (welche Kunden waren dort, welche Beträge wurden verarbeitet).
# Erstelle Unit Tests für deine Banksimulation

=== Aufgabe: Filesystem traversal ===
Das wurde schonmal gemacht, einfach nochmal machen, das schadet nicht :-)
Erstelle eine Methode welche durch das Dateisystem ab einem gegebenen Pfad navigiert (Ob der Pfad als {{JSL|String}} oder {{JSL|File}} übergeben wird ist egal). Wird der Pfad nicht gefunden, so soll eine {{JSL|FileNotFoundException}} geworfen werden. Die Navigation soll dabei '''Rekursiv''' erfolgen. Gib den Pfad mit entsprechender Einrückung aus.
'''Tip zur Rekursion:''' Iteriere in einer Methode durch alle Kinder einer Datei. Handelt es sich um einen Ordner so rufe für jedes Kind dieses Ordners die Methode wieder auf und erhöhe die Einrückung.

'''Ausgabe (muss nicht genau so aussehen):'''
{{BML|code=
├── otherPackageInvocationTest
│   └── Test.java
├── week1
│   ├── tag3
│   │   ├── Aufgabe1.java
│   │   ├── Aufgabe2.java
│   │   └── Loops.java
│   ├── tag4
│   │   ├── Christbaum2.java
│   │   ├── Christbaum.java
│   │   ├── Loops.java
│   │   ├── Traingle2.java
│   │   └── Triangle.java
│   ├── tag5
│   │   ├── Circle2.java
│   │   ├── Circle3.java
│   │   ├── Circle.java
│   │   └── Methods.java
│   └── tag5a
│   └── UseMethods.java
├── week2
│   ├── day3
│   │   ├── Calendar.java
│   │   ├── LogicPuzzle.java
│   │   ├── Recursion2.java
│   │   └── Recursion.java
│   └── day4
│   ├── Menu.java
│   └── UserInput.java
}}

=== Aufgabe: Filesystem traversal usefull ===
Erstelle eine Methode welche durch das Dateisystem ab einem gegebenen Pfad navigiert. Die Methode erhält weiters eine Klasse {{JSL|FileReceiver}}. Diese Klasse hat eine Methode {{JSL|onFileReceived(int depth, File file)}} welche zur Verarbeitung jeder einzelnen Datei, bzw. jedes einzelnen Ordners aufgerufen wird. Erstelle verschiedene weitere Klassen die von {{JSL|FileReceiver}} erben und {{JSL|onFileReceived(int depth, File file)}} überschreiben und folgende Aufgaben erfüllen sollen:
* Größe aller Dateien berechnen
* Anzahl der Dateien mit einer bestimmten Endung zählen
* Alle Dateiendungen Zählen. Tip.: {{JSL|HashMap}}
* Die größe jedes Ordners ermitteln. Tip.: Hier wird die '''depth''' und ein Stapel benötigt ({{JSL|List}}, oder {{JSL|Stack}}).

=== Aufgabe: Filesystem traversal usefull & extended ===
Wie in der vorhergehenden Aufgabe, jedoch soll nicht nur ein {{JSL|FileReceiver}} übergeben werden können, sondern eine {{JSL|List}} von {{JSL|FileReceiver}}.

=== Aufgabe: JUnit ===
Wähle drei Beispiele aus deiner Sammlung und teste diese mit '''JUnit'''.

=== Aufgabe: Geometry ===
Erstelle eine '''Abstrakte Klasse''' {{JSL|Geometry}}. Diese enthält folgende '''Methoden''':
* {{JSL|getCircumference()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück
* {{JSL|getArea()}} und gibt einen {{JSL|double}} zurück

Erstelle nun einige '''Klassen''' die von {{JSL|Geometry}} erben (Circle, Square, Rectangle, Triangle,...). Jede '''Klasse''' soll in ihrem Konstruktor die entsprechenden Werte erhalten.

Erstelle nun verschiedene '''Instanzen''' von {{JSL|Geometry}}, speichere diese in einer {{JSL|List}}. Erstelle eine '''Methode''' die den Gesamtumfang und die Gesamtfläche aller {{JSL|Geometry}} '''Objekte''' in der {{JSL|List}} ausgibt.

'''Teste deine Implementierung ausgibig'''

=== Aufgabe: Verhalten ===
Wie in [[Protokoll#19._November_2021|Protokoll 19.11]] gezeigt, soll nun das '''Schwimmverhalten''' implementiert werden. Erstelle endweder die Bestehende Klassenhierarchie als Übung in deinem eigenen Paket, oder kopiere diese.

=== Aufgabe: Graph ===

Ein Graph ist eine Datenstruktur die aus mehreren Knoten (Nodes besteht). Eine Node kann mehrere Nodes als Nachbarn haben, das heißt, sie hat eine Verbindung zu diesen Nachbarn.
[[Datei:Graph.png|mini|Ein einfacher Graph|150px]]

* Erstelle eine Datenstruktur für die '''Node''' mit (X/Y Koordinaten), verwende für die Nachbarn eine {{JSL|List}} in der jeweiligen '''Node'''
* Erstelle weiters eine Datenstruktur für den Graphen, welche eine {{JSL|List}} von '''Nodes''' enthält
* Erstelle aus den schwarzen Pixeln des folgenden Labyrinths einen Graphen

[[Datei:Labyrinth.png|150px|mini|none|Ein Labyrinth]]

=== Aufgabe: Dijkstra ===

Zeige deinen Graphen in einem {{JSL|JPanel}} an. Es soll nun der Start und das Ziel angeklickt werden können. Finde mittels Dijkstra Algorithmus[https://de.wikipedia.org/wiki/Dijkstra-Algorithmus] den kürzesten Weg vom Start zum Ziel. Illustriere dabei alle durchwanderten Knoten.