DCV 2022 03/Strukturierte Programmierung Uebungen

Im folgenden finden sich verschiedene Übungsaufgaben für den Bereich der Strukturierten Programmierung in Java. Es müssen nicht alle Aufgaben zur Gänze gelöst werden. Es sollten jedoch einige Aufgaben dabei Sein die ihr lösen könnt:-)

Solltet ihr Fehler finden dürft ihr diese gerne beheben, es ist ein Wiki

Habt ihr Fragen, so meldet euch einfach

Befindet sich bei einer Aufgabe eine Nummerierung im Inhalt, so sind diese als unterschiedliche Varianten anzusehen. Also eigentlich mehrere Aufgaben. Ihr dürft aber gerne auf bestehenden Code zurückgreifen

Arrays

Im folgenden finden sich Aufgaben für Arrays und deren Sortierung.

Aufgabe: Number Array

Erstelle ein int[] mit der Dimension von Benutzerangabe und befülle mit 1, 2, 3, usw.

Erstelle ein zweites int[] und befülle mit Zahlen entsprechend der Größe ..., 3, 2, 1.

Aufgabe: Kopie

Erstelle eine Funktion, die aus dem Parameter Array eine Kopie erstellt.

public static int[] makeACopy(int[] original){
}

Aufgabe: Random Number Array

Erstelle ein int[] und befülle es mit Zufallszahlen von 0 bis 100.

Random random  new Random();
...
int randomNumber  random.nextInt([Upper bound]);

1. Gib es mit Hilfe einer foreach-Schleife aus.
2. Gib es mit Hilfe einer fori-Schleife aus. Das Ziel ist eine identische Ausgabe, wie beim Arrays.toString()
3. Gib den zweiten, fünften und zehnten Wert des Arrays aus.
4. Gib jeden zweiten Wert des int[] mit Hilfe einer Schleife aus aus.

Aufgabe: Random Number Array Crazy Range

Erstelle ein int[] und befülle es mit Zufallszahlen von -50 bis 50 und gib es mit Hilfe einer foreach-Schleife aus.

Aufgabe: Random Number Array Zählen

Erstelle ein int[] und befülle es mit Zufallszahlen von 1 bis 100.

Erstelle eine Funktion, die die Werte größer als 30 zählt.

Aufgabe: Random Number Array Summe

Erstelle ein int[] und befülle es mit Zufallszahlen von 1 bis 100.

Erstelle eine Funktion, die die Summe der Werte zurückgibt.

Aufgabe: Random Number Array Min/Max/Avg

Erstelle ein int[] und befülle es mit Zufallszahlen von 1 bis 100. Erstelle jeweils eine Methode für das Minimum, das Maximum und den Durchschnitt. Die Methoden sollen jeweils den Wert zurückgeben (nicht Ausgeben). In der main Methode Rufe die Methoden mit den Zufallszahlen auf und gib diese aus.

Erstelle zwei weitere Funktionen, die den Index des Minimums und des Maximums zurückgeben.

Aufgabe: Bubblesort mit Zahlen

Erstelle ein int[] und sortiere es mit einem selbsterstellten Bubblesort Algorithmus und gib es dann aus. Der Bubblesort Algorithmus soll in einer eigenen Methode implementiert werden. Der Aufruf und die Ausgabe erfolgt in der main Methode.

1. Sortiere der Größe nach aufsteigend (Ascending)
2. Sortiere der Größe nach absteigend (Descending)

Bonusaufgabe: 15 Differenz Sort Algorithmen

Implementiere 3 unterschiedliche Algorithmen (nach deiner Wahl)

https://www.youtube.com/watch?v=kPRA0W1kECg

Der Pseudo-Kode der Algorithmen findest du unter:

https://panthema.net/2013/sound-of-sorting/SoS-CheatSheet.pdf

Aufgabe: 2D-Array

Erstelle ein Zwei-Dimension-Array int[][] und befülle es mit Zufallszahlen von 0 bis 100.

Nach Eingabe von Anwender gebe zurück die Summe pro Zeile oder pro Spalte.

Aufgabe: Pascal Dreieck

Frage der Anwender nach dem gewünschte Größe und erstelle ein Pascal-Dreieck mit der entsprechenden Dimension

1       1       1       1       1       1       1       1       1       1 
1       2       3       4       5       6       7       8       9      10 
1       3       6      10      15      21      28      36      45      55 
1       4      10      20      35      56      84     120     165     220 
1       5      15      35      70     126     210     330     495     715 
1       6      21      56     126     252     462     792    1287    2002 
1       7      28      84     210     462     924    1716    3003    5005 
1       8      36     120     330     792    1716    3432    6435   11440 
1       9      45     165     495    1287    3003    6435   12870   24310 
1      10      55     220     715    2002    5005   11440   24310   48620

Regel: Jede Zahl im Matrix ist gleich die Summe vom Zahl nach Links und Zahl nach Oben.

Aufgabe: Formular Generieren (Anwendung von Pascal Dreieck)

Wenn wir die Zahlen in Diagonal lesen, bekommen wir die Koeffizienten von (a+b)^n

Zum Beispiel:

(a+b)2 = a2 + 2ab + b2

(a+b)3 = a2 + 3a2b + 3ab2 + b3

Frage den Anwender, welche Formular er braucht, und druck das konkrete Formular auf die Konsole. Verwende das ^ Zeichen für die Darstellung des Exponents

Aufgabe: TicTacToe

Programmiere das Spiel TicTacToe.

Für das Spielfeld, verwende int[3][3] Array, in dem

• 0 = Leer
• 1 = Spieler 1
• 2 = Spieler 2

Das Kriterium für Gewinn ist, 3 Zeichen in eine Reihe, Spalte oder Diagonal.

Bonusaufgabe: 4 in Rows

Das Spiel wird auf einem senkrecht stehenden hohlen Spielbrett gespielt, in das die Spieler abwechselnd ihre Spielsteine fallen lassen. Das Spielbrett besteht aus sieben Spalten (senkrecht) und sechs Reihen (waagerecht). Jeder Spieler besitzt 21 gleichfarbige Spielsteine. Wenn ein Spieler einen Spielstein in eine Spalte fallen lässt, besetzt dieser den untersten freien Platz der Spalte. Gewinner ist der Spieler, der es als erster schafft, vier oder mehr seiner Spielsteine waagerecht, senkrecht oder diagonal in eine Linie zu bringen. Das Spiel endet unentschieden, wenn das Spielbrett komplett gefüllt ist, ohne dass ein Spieler eine Viererlinie gebildet hat.

Kalender

Im folgenden sollen einige Funktionen der Calendar Api erlernt werden.

Aufgabe: Wann ist Sonntag?

Erstelle eine neue Calendar Instanz und gib das Datum des nächsten Sonntags aus.

Aufgabe: Wieviele Sonntage hat der Monat?

Erstelle eine Methode welche als Parameter das Jahr und den Monat nimmt und die Anzahl der Sonntage zurückgibt. Teste diese Methode in der main Methode. Wie dieses Problem gelöst wird, steht dir völlig frei.

Aufruf:

System.out.println(getSundays(2021, 10));

Ausgabe:

5

Aufruf:

System.out.println(getWorkdays(2021, 9));

Ausgabe:

4

Aufgabe: Wieviele Arbeitstage?

Erstelle eine Methode welche als Parameter das Jahr und den Monat nimmt und die Anzahl der Arbeitstage zurückgibt (Mo-Fr). Teste diese Methode in der main Methode. Wie dieses Problem gelöst wird, steht dir völlig frei.

Aufruf:

System.out.println(getWorkdays(2021, 6));

Ausgabe:

22

Aufruf:

System.out.println(getWorkdays(2021, 3));

Ausgabe:

23

Aufruf:

System.out.println(getWorkdays(2021, 2));

Ausgabe:

20

String Operationen

Im folgenden sollen die String Operationen replaceAll(...), matches(...), split(...) erarbeitet werden.

Aufgabe: Bubblesort mit Strings

Verwende das gegebene String[] und sortiere es mit einem selbsterstellten Bubblesort Algorithmus und gib es dann aus. Der Bubblesort Algorithmus soll in einer eigenen Methode implementiert werden. Der Aufruf und die Ausgabe erfolgt in der main Methode.

1. Sortiere die Namen aufsteigend (Ascending)
2. Sortiere die Namen absteigend (Descending)

Tip.: Strings können mit der Instanz Methode compareTo der String Klasse verglichen werden: "a".compareTo("b")

String[] names  new String[]{"Plamena", "Sadaaq", "Gyula", "Eray", "Gerri", "Stefan", "Lena", "Danny", "Ömer", "Stjepan", "Sandro", "Bartosz", "Ingo", "Rauan", "Mahir", "Lukas", "Niklas"};

Aufgabe: Bubblesort mit Strings Extended

Verwende das aus der vorhergehenden Aufgabe gegebene String[] und sortiere es mit einem selbsterstellten Bubblesort Algorithmus und gib es dann aus. Der Bubblesort Algorithmus soll in einer eigenen Methode implementiert werden. Der Aufruf und die Ausgabe erfolgt in der main Methode. Die Methode soll nun zusätzlich zum String[] Parameter einen weiteren boolean als Parameter erhalten. Dieser boolean entscheidet, ob das String[] aufsteigend, oder absteigend sortiert wird.

Aufgabe: Bubblesort mit Strings an Character Index

Verwende das aus der vorhergehenden Aufgabe gegebene String[] und sortiere es mit einem selbsterstellten Bubblesort Algorithmus und gib es dann aus. Der Bubblesort Algorithmus soll in einer eigenen Methode implementiert werden. Der Aufruf und die Ausgabe erfolgt in der main Methode. Die Methode soll nun zusätzlich zum String[] Parameter einen weiteren int als Parameter erhalten. Dieser int steht für den Index des char im String nach dem sortiert werden soll. Prüfe zuerst ob die Sortierung nach dem gegebenen Index erfolgen kann. Wenn der Index zu groß ist, mach eine entsprechende Ausgabe und sortiere nicht.

Aufgabe: Email Regex aka. Regbert

Erstelle einen regulären Ausdruck (Regular Expression) für Email Adressen.

String regex = "[richtiger Regex hier]";

Aufruf          System.out.println("alfons@drlue.at".matches(regex));          Ausgabe          true

Aufruf          System.out.println("rambina.alfons@drlue.at".matches(regex));          Ausgabe          true

Aufruf          System.out.println("rambina1.1alfons@drlue.at".matches(regex));          Ausgabe          true

Aufruf          System.out.println("1rambina1.alfons@drlue.at".matches(regex));          Ausgabe          false

Aufruf          System.out.println("@drlue.at".matches(regex));          Ausgabe          false

Aufruf          System.out.println("drlue.at".matches(regex));          Ausgabe          false

Aufruf          System.out.println("asdf@drlue".matches(regex));          Ausgabe          false

Aufruf          System.out.println("asdf@microsoft.c".matches(regex));          Ausgabe          false

Aufgabe: Replace all

Ersetze im String

"Heute wird ein guter Tag! Heute wird ein noch guterer Tag! Heute wird ein spitzen guter Tag!"

wird durch war und ist und gib ihn aus.

Aufgabe: Replace all 2

Lösche im String

"Heute wird ein guter Tag! Heute wird ein noch guterer Tag! Heute wird ein spitzen guter Tag!"

1. Jeden Kleinbuchstaben und gib ihn aus
2. Jeden Großbuchstaben und gib ihn aus
3. Jedes Leerzeichen und gib ihn aus
4. Jedes Ausrufezeichen ! und gib ihn aus

Aufgabe: Replace all 3

Lösche im String

"749813247132984712039487123049871204398712039487"

1. Alle Zahlen von 0 bis 9 und gib ihn aus
2. Alle Zahlen von 1 bis 9 und gib ihn aus
3. Alle Zahlen von 2 bis 4 und gib ihn aus
4. Alle Zahlen von 1 bis 3 und 6 bis 9 und gib ihn aus

Aufgabe: Split

Erstelle eine Methode welche den String

"Heute wird ein guter Tag! Heute wird der beste Tag überhaupt! Heute wird ein spitzen super Tag!"

mit Hilfe eines gegebenen Strings zerlegt, welcher als Parameter mitgegeben wird und den das String[] zurückgibt. Füge das String[] mittels eines StringBuilder wieder zusammen füge jedoch nach jedem append auch einen System.lineSeparator() hinzu. Gib dann den String den du vom StringBuilder erhältst aus. Teste deine Methode in der main Methode mit einigen Beispielen.

Aufruf

String[] words = wordSplit(text, "Tag");
...

Ausgabe

Heute wird ein guter 
! Heute wird der beste 
 überhaupt! Heute wird ein spitzen super 
!

Aufgabe: Split & Sort

Erstelle eine Methode welche den String

"Heute wird ein guter Tag! Heute wird der beste Tag überhaupt! Heute wird ein spitzen super Tag!"

in seine Worte zerlegt. Sortiere dann die Worte mit Bubblesort. Füge das String[] mittels eines StringBuilder wieder zusammen gib dann den String, den du von StringBuilder erhältst aus.

Datenströme

Im folgenden geht es um das einlesen und verarbeiten von Textdateien. Erstelle wo möglich und nötig für die einzelnen Schritte eine eigene Methode. Verwende dazu die Datei file.txt im assets Ordner.

String path = "assets/file.txt";

Aufgabe: File einlesen und Ausgeben

Lies das File mit hilfe von Scanner oder BufferedRead ein und gib es aus.

Aufgabe: Buchstaben zählen

Lies das File mit hilfe von Scanner oder BufferedRead ein.

1. Gib die Anzahl der Buchstaben aus
2. Erstelle eine Methode welche nur einen bestimmten Buchstaben des Texts zählt, welcher als Parameter mitgegeben wird.
3. Erstelle eine Methode welche ein char[] von Bestimmten Buchstaben des Texts zählt. Das char[] soll als Parameter mitgegeben werden können. Es soll nur die Gesamtzahl aller Vorkommnisse der Buchstaben gezählt werden. Wie oft ein einzelner Buchstabe vorkommt ist hier uninteressant.

Tip zu 2)

System.out.println(countChar(text, 'a'));

Tip zu 3)

char[] charsToCount = new char[]{'a', 'z', 'e'};
System.out.println(countChars(text, charsToCount));

Aufgabe: Wörter zählen

Lies das File mit Hilfe von Scanner oder BufferedRead ein. Und gib die Anzahl der Wörter aus. Es muss nicht exakt sein.

Aufgabe: Dynamisches Wörter zählen

Lies das File mit Hilfe von Scanner oder BufferedRead ein. Frage den Benutzer nach einem bestimmten Wort und gib aus wie oft es vorkommt.

Aufgabe: Dynamisches Wörter ersetzen

Lies das File mit Hilfe von Scanner oder BufferedRead ein. Frage den Benutzer nach zwei Wörtern. Das erste Wort soll durch das zweite Wort im Text ersetzt werden. Gib dannach den Text aus.

Aufgabe: File schreiben

Lies solange eingaben vom Benutzer, bis eine Leerzeile eingegeben wird. Dann schreibe die Eingaben in eine Datei. Der Pfad soll lauten assets/tmp/output.txt.

Comma Separated Value

CSV Dateien sind strukturierte Textdateien, die durch einen Separator (z.B.: ,) getrennt sind.

Aufgabe: Read and Display

Lies die CSV Datei assets/sales_100.csv ein und speichere diese in einem String. Zerlege den String zuerst nach Zeilen, dann nach Spalten und erstelle somit ein String[][], ein zweidimensionales Array. Gib nun mit Hilfe des String[][], die Daten schön formatiert aus.

Aufgabe: Read and Display optimiert

Verarbeite die CSV Datei wie in der vorhergehenden Aufgabe. Für die Ausgabe finde zuerst die optimale Spaltenbreite für jede Spalte.

Aufgabe: Read and Display sortiert

Verarbeite die CSV Datei wie in den vorhergehenden Aufgaben. Weiters erfrage vom Benutzer nach welcher Spalte die Datei sortiert werden soll. Suche nach der Eingabe zuerst nach der gewünschten Spalte. Ist diese vorhanden, sortiere das String[][] lexikografisch und gib es aus.

Achtung der Header darf nicht sortiert werden!!! Achtung

Aufgabe: Read and Display sortiert extended

Verfahre wie in der vorhergehenden Aufgabe. Handelt es sich bei dem Inhalt einer Spalte um Zahlen so behandle diese auch als solche.

Tip: Float.parseFloat(...), Integer.parseInt(...)

Aufgabe: Read and Write

Lies und verarbeite die CSV Datei wie in vorhergehender Aufgabe ein. Schreib das String[][] als CSV nun in eine neue Datei. Verwende als Separator (Trennzeichen) ;.