Aufgabenblatt 5

angabe/Aufgabenblatt5.md

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+# Aufgabenblatt 5
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+## Allgemeine Anmerkungen
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+Ihre Lösung für dieses Aufgabenblatt ist bis Montag, 9.5. 11h durch `git commit` und `git push`
+abzugeben. Mit der Angabe werden die Dateien `Massive.java`, `NamedBody.java`, `MassiveLinkedList.java`,
+`MassiveForceHashMap.java`, `Simulation5.java` und `Aufgabe5Test.java` mitgeliefert.
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+Wenn Sie zusätzlich zu den gefragten Klassen weitere Klassen definieren, achten Sie darauf, dass
+die Klassennamen mit `My` beginnen, um Konflikte mit späteren Aufgabenblättern zu vermeiden.
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+## Ziel
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+Ziel der Aufgabe ist die Anwendung der Konzepte: Gleichheit und Hash-Werte, Hash-Tabelle
+(siehe Skriptum Seite 85-91).
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+## Beschreibung der gegebenen Dateien
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+- [Massive](../src/Massive.java) ist ein Interface, das Himmelskörper (als kohärente Massen)
+beschreibt. `Massive` ist der gemeinsame Obertyp für verschiedene Klassen von Himmelkörpern. Die
+meisten spezifizierten Methoden sind mit einer `default`-Implementierung definiert. Dieser
+Programcode wird ausgeführt, falls die entsprechende Klasse (`Body` oder `NamedBody`) über keine
+eigene Definition der Methode verfügt. Verändern Sie diese Datei bitte nicht.
+- [NamedBody](../src/NamedBody.java) ist das Gerüst einer Klassendefinition. Die Klasse
+repräsentiert Himmelskörper, die einen Namen haben.
+- [MassiveLinkedList](../src/MassiveLinkedList.java) ist das Gerüst für eine Implementierung einer
+verketteten Liste von `Massive`-Objekten. Die Liste unterscheidet sich von `BodyLinkedList`
+dadurch, dass der Elementtyp statt `Body` der Obertyp `Massive` ist.
+- [MassiveForceHashMap](../src/MassiveForceHashMap.java) ist das Gerüst für eine Implementierung
+einer assoziativen Datenstruktur, die ein `Massive`-Objekt mit der auf das Objekt wirkenden Kraft
+assoziiert.
+- [Simulation5](../src/Simulation5.java) ist ein Gerüst für eine ausführbare Klasse. Hier soll
+die Simulation analog zur Klasse `Simulation` implementiert werden (damit Sie Ihre [ursprüngliche
+ Datei](../src/Simulation.java) nicht überschreiben müssen).
+- [Aufgabe5Test](../src/Aufgabe5Test.java) ist eine vorgegebene Klasse, die Sie zum Testen Ihrer
+Implementierung verwenden sollten. Bei einer fehlerfreien Implementierung sollten bei der
+Ausführung dieser Klasse keine Exceptions geworfen werden und alle Tests als erfolgreich ("successful")
+ausgegeben werden. Entfernen Sie die Kommentarzeichen, um diese Klasse verwenden zu können. Sie
+müssen diese Klasse nicht weiter verändern, können aber eigene Testfälle hinzufügen.
+
+## Aufgaben
+
+Ihre Aufgaben sind folgende:
+
+**1. Implementieren Sie `Massive` in den Klassen `Body` und `NamedBody`.**
+
+ Passen Sie die bestehende Definition von `Body` so an, dass die Klasse `Massive` implementiert wird.
+ Vervollständigen Sie auch `NamedBody` so, dass sie `Massive` implementiert und die vorgegebene
+ Spezifikationen der Methoden erfüllt.
+
+**2. Überschreiben von `equals` und `hashCode` in `NamedBody`:**
+
+ Überschreiben Sie in `NamedBody` die Methoden `equals` und `hashCode` gemäß der dort angeführten
+ Spezifikation. Achten Sie bei der Implementierung darauf, dass die in der Klasse `Object`
+ beschriebenen Bedingungen für `equals` und `hashCode` eingehalten werden. `equals` und `hashCode`
+ müssen zusammen passen.
+
+**3. Vervollständigen von `MassiveLinkedList`:**
+
+ Definieren Sie `MassiveLinkedList`. Die Klasse ist wie `BodyLinkedList` aufgebaut, mit dem
+ Unterschied, dass der Elementtyp statt `Body` nun der Typ `Massive` ist. Die Methode `indexOf` 
+ vergleicht Objekte mittels `equals`.
+
+**4. Implementierung von `MassiveForceHashMap`:**
+
+ Vervollständigen Sie die Definition der Klasse `MassiveForceHashMap`, die eine Hash-Tabelle
+ mit Schlüssel vom Typ `Massive` und Wert vom Typ `Vector3` implementiert. Die Klasse ist ähnlich
+ zur Klasse `BodyForceTreeMap`. Die Unterschiede sind:
+ - Der Typ des Schlüssels ist der gemeinsame Obertyp von `Body` und `NamedBody` (`Massive`).
+   Dadurch lassen sich Objekte beider Klassen gemeinsam in der Hash-Tabelle speichern.
+ - Die Schlüssel-Werte-Paare sind nicht nach Masse sortiert. Stattdessen wird der Hash-Wert zur
+   Suche benutzt.
+ - Es gibt eine zusätzliche Methode `keyList()`. Die Methoden `equals` und `hashCode` werden
+   redefiniert.
+
+**5. Implementierung von `Simulation5`:**
+
+ Implementieren Sie die Simulationsschleife unter Verwendung eines Objekts vom Typ
+ `MassiveForceHashMap`. Die Methode `keyList()` hilft beim Iterieren der Hash-Tabelle.
+ Kollisionen von Himmelskörpern müssen in dieser Simulation nicht berücksichtigt werden.
+
+### Hinweise:
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+- Verwenden Sie bei der Implementierung von `MassiveForceHashMap` eine geeignete Kollisionsbehandlung
+  für gleiche Hash-Werte. Als Vorlage können Sie den Beispielcode aus dem Skriptum nutzen.
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+### Denkanstöße (ohne Bewertung)
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+1. Wie könnte man vorgehen, wenn man - wie in früheren Simulationen - Himmelskörper im Fall von
+   Kollisionen verschmelzen will?
+2. Was ändert sich am Verhalten von `MassiveForceHashMap`, wenn man in `Body` die Methoden
+   `equals` und `hashCode` überschreiben würde?
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+#### _Punkteaufteilung_
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+- Implementierung von `Massive` in `NamedBody`: 1 Punkt
+- Implementierung von `Massive` in `Body`: 0.5 Punkt
+- Implementierung von `MassiveForceHashMap`: 2 Punkte
+- Implementierung von `MassiveLinkedList`: 0.5 Punkte
+- Implementierung von `Simulation5`: 1 Punkte
+ 
+- Gesamt: 5 Punkte
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