AB8/5

angabe/Aufgabenblatt1.md

@@ -10,32 +10,32 @@ Diese Aufgabenstellung ist ein vollständiges IntelliJ-Projekt, das Sie bereits
 
 - Einstellen des _Project SDK_: Öffnen Sie dazu in IntelliJ die Projekteinstellungen (_File_ -> _Project Structure..._) und wählen Sie ein JDK unter _Project | Project SDK_ aus.
 
-## Thema 
+## Thema
-Das allgemeine Thema dieses und der kommenden Aufgabenblätter ist der Weltraum und die Simulation der physikalischen Gesetze, die für Himmelskörper gelten. Obwohl ein möglichst exaktes physikalisches Modell wünschenswert ist, ist bei der Implementierung die Genauigkeit der physikalischen Modelle sekundär. Konzeptuelle Fehler bei den physikalischen Berechnungen spielen keine Rolle bei der Bewertung. Schwerpunkt sind die Konzepte der Programmiersprache. 
+Das allgemeine Thema dieses und der kommenden Aufgabenblätter ist der Weltraum und die Simulation der physikalischen Gesetze, die für Himmelskörper gelten. Obwohl ein möglichst exaktes physikalisches Modell wünschenswert ist, ist bei der Implementierung die Genauigkeit der physikalischen Modelle sekundär. Konzeptuelle Fehler bei den physikalischen Berechnungen spielen keine Rolle bei der Bewertung. Schwerpunkt sind die Konzepte der Programmiersprache.
 
 ## Ziel
 Ziel der Aufgabe ist die Anwendung der Konzepte: Objekt- vs. Klassenmethode, Datensatz, Data Hiding, Konstruktoren (siehe Skriptum Seiten 31-50).
 
 ## Aufgaben
-1. Lesen Sie sich die Kommentare in den Dateien durch und führen Sie die Klasse `Simulation` aus. 
+1. Lesen Sie sich die Kommentare in den Dateien durch und führen Sie die Klasse `Simulation` aus.
-2. Data hiding: 
+2. Data hiding:
     1. Machen Sie in den Klassen `Vector3` und `Body` alle Objektvariablen `private`.
     2. Definieren Sie entsprechende Konstruktoren, um die Objektvariablen zu initialisieren. `Simulation` soll nur noch diese nutzen und nicht mehr direkt auf die Objektvariablen zugreifen dürfen. Testen Sie zunächst die vervollständigten Klassen `Vector3` und `Body` mit der Klasse `Aufgabe1Test`. Entfernen Sie dazu die Kommentarzeichen in der Klassendefinition.
-3. Datenkapselung: Anstelle der gegebenen statischen Methoden in der Datei `Simulation.java` sollen nur noch entsprechende Objektmethoden der Klassen `Body` und `Vector3` benutzt werden. (Ausnahme ist die Methode `main`. Die statischen Methoden der Klasse `SpaceDraw` müssen auch nicht verändert werden.) Implementieren Sie dazu die spezifizierten Methoden und bauen Sie `Simulation` so um, dass anstelle der Aufrufe statischer Methoden Objektmethoden genutzt werden. Sie sollen alle in `Body` und `Vector3` spezifizierten Methoden implementieren, auch wenn nicht alle von `Simulation` genutzt werden. Die in `Simulation.java` gegebenen statischen Methoden können dann entfernt werden (natürlich bis auf die erwähnten Ausnahmen). Nutzen Sie die implementierten Methoden auch in `Simulation.java`, um die Himmelskörper zu bewegen und zu zeichnen.  
+3. Datenkapselung: Anstelle der gegebenen statischen Methoden in der Datei `Simulation.java` sollen nur noch entsprechende Objektmethoden der Klassen `Body` und `Vector3` benutzt werden. (Ausnahme ist die Methode `main`. Die statischen Methoden der Klasse `SpaceDraw` müssen auch nicht verändert werden.) Implementieren Sie dazu die spezifizierten Methoden und bauen Sie `Simulation` so um, dass anstelle der Aufrufe statischer Methoden Objektmethoden genutzt werden. Sie sollen alle in `Body` und `Vector3` spezifizierten Methoden implementieren, auch wenn nicht alle von `Simulation` genutzt werden. Die in `Simulation.java` gegebenen statischen Methoden können dann entfernt werden (natürlich bis auf die erwähnten Ausnahmen). Nutzen Sie die implementierten Methoden auch in `Simulation.java`, um die Himmelskörper zu bewegen und zu zeichnen.
 
 ## Zusatzfragen
 Beantworten Sie folgende Zusatzfragen als Kommentar in `Simulation.java`:
 
-1. Was versteht man unter _Datenkapselung_? Geben Sie ein Beispiel, wo dieses Konzept in dieser Aufgabenstellung angewendet wird. 
+1. Was versteht man unter _Datenkapselung_? Geben Sie ein Beispiel, wo dieses Konzept in dieser Aufgabenstellung angewendet wird.
 2. Was versteht man unter _Data Hiding_? Geben Sie ein Beispiel, wo dieses Konzept in dieser Aufgabenstellung angewendet wird.
-3. Was steht bei einem Methodenaufruf links vom `.` (z.B. bei `SpaceDraw.massToColor(1e30)` oder 
+3. Was steht bei einem Methodenaufruf links vom `.` (z.B. bei `SpaceDraw.massToColor(1e30)` oder
 `body.radius()`)? Woran erkennt man dabei Objektmethoden?
 
 ### Denkanstöße (ohne Bewertung)
 Folgende Fragen sind als Denkanstöße gedacht und bilden die Grundlage für eine Diskussion in der Übungseinheit zu diesem Aufgabenblatt.
 
 1. Welche anderen oder weiteren Objektmethoden hätten Sie zur Verfügung gestellt, wenn es keine Vorgaben gegeben hätte?
-2. Wann wäre es sinnvoll, die Klasse `SpaceDraw` so zu ändern, dass diese ebenfalls Objektmethoden 
+2. Wann wäre es sinnvoll, die Klasse `SpaceDraw` so zu ändern, dass diese ebenfalls Objektmethoden
 zur Verfügung stellt?
 
 #### _Punkteaufteilung_

angabe/Aufgabenblatt2.md

@@ -1,7 +1,7 @@
 # Aufgabenblatt 2
 
 ## Allgemeine Anmerkungen
-Ihre Lösung für dieses Aufgabenblatt ist bis Montag, 28.3. 11h durch `git commit` und `push` 
+Ihre Lösung für dieses Aufgabenblatt ist bis Montag, 28.3. 11h durch `git commit` und `push`
 abzugeben. Mit der Angabe werden folgende Dateien mitgeliefert: `BodyQueue.java`, `BodyForceMap.java` und `Aufgabe2Test.java`. Diese Klassen dürfen nur an den Stellen verändert werden, die mit `TODO` markiert sind. Zusätzliche Klassen, Interfaces, Methoden und Variablen dürfen aber eingefügt werden. 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.
 
 ## Ziel
@@ -10,10 +10,10 @@ Ziel der Aufgabe ist die Implementierung einer linearen und einer assoziativen D
 ## Beschreibung der gegebenen Dateien
 - `BodyQueue` ist das Gerüst für eine Implementierung einer linearen Datenstruktur zur Verwaltung
 von Objekten des Typs `Body`.
-- `BodyForceMap` ist das Gerüst für eine Implementierung einer assoziativen Datenstruktur, die 
+- `BodyForceMap` ist das Gerüst für eine Implementierung einer assoziativen Datenstruktur, die
 einen Himmelskörper mit der auf ihn wirkenden Kraft assoziiert.
-- `Aufgabe2Test` ist eine vorgegebene Klasse, die Sie zum Testen Ihrer Implementierung verwenden 
+- `Aufgabe2Test` 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. Sie müssen diese Klasse nicht verändern, können aber eigene Testfälle hinzufügen. 
+sollten. Bei einer fehlerfreien Implementierung sollten bei der Ausführung dieser Klasse keine Exceptions geworfen werden und alle Tests als erfolgreich ("successful") ausgegeben werden. Sie müssen diese Klasse nicht verändern, können aber eigene Testfälle hinzufügen.
 
 ## Aufgaben
 
@@ -27,10 +27,10 @@ Ihre Aufgaben sind folgende:
      Body[] keys; // assume descending order according to mass
      Body toInsert;
      ...
-     
+
      int left = 0;
      int right = size - 1;
-     
+
      while (left <= right) {
          int middle = left + ((right - left) / 2);
          if (keys[middle].mass() < toInsert.mass()) {
@@ -39,14 +39,14 @@ Ihre Aufgaben sind folgende:
              left = middle + 1;
          }
      }
-     
+
      // index where to insert: right + 1
    ```
 4. Bauen Sie die bereits bestehende Klasse `Simulation` so um, dass keine Kollisionen von Himmelskörpern mehr berücksichtigt werden. Dadurch soll der Programmcode vereinfacht werden. Die Anzahl der Himmelskörper ändert sich im Laufe der Simulation somit nicht. Testen Sie die Simulation.
-5. Ändern Sie nun die Klasse `Simulation` so, dass zur Verwaltung der Himmelskörper anstelle des Arrays Objekte der Klassen `BodyQueue` und `BodyForceMap` verwendet werden. Das heißt beispielsweise, dass die Zugriffe auf die Himmelskörper der Simulation über Methoden von `BodyQueue` erfolgen müssen. Anstelle des Arrays `forceOnBody` soll ein Objekt des Typs `BodyForceMap` benutzt werden. 
+5. Ändern Sie nun die Klasse `Simulation` so, dass zur Verwaltung der Himmelskörper anstelle des Arrays Objekte der Klassen `BodyQueue` und `BodyForceMap` verwendet werden. Das heißt beispielsweise, dass die Zugriffe auf die Himmelskörper der Simulation über Methoden von `BodyQueue` erfolgen müssen. Anstelle des Arrays `forceOnBody` soll ein Objekt des Typs `BodyForceMap` benutzt werden.
 6. Testen Sie die Simulation wieder. Das Verhalten der Simulation sollte unverändert sein. Je nach Implementierung der Klassen `BodyQueue` und `BodyForceMap` ist es möglich (und kein Problem), dass die Simulation jetzt langsamer läuft, als nach dem Umbau in Schritt 4.
-7. (Freiwillige Zusatzaufgabe ohne Bewertung:) Testen Sie die Simulation mit den folgenden fünf 
+7. (Freiwillige Zusatzaufgabe ohne Bewertung:) Testen Sie die Simulation mit den folgenden fünf
-Himmelskörpern: 
+Himmelskörpern:
 ```
    Body sun = new Body(1.989e30,new Vector3(0,0,0),new Vector3(0,0,0));
    Body earth = new Body(5.972e24,new Vector3(-1.394555e11,5.103346e10,0),new Vector3(-10308.53,-28169.38,0));
@@ -60,4 +60,4 @@ Himmelskörpern:
 - Implementierung von `BodyQueue`: 2 Punkte
 - Implementierung von `BodyForceMap`: 2 Punkte
 - Anpassung von `Simulation`: 1 Punkt
-- Gesamt: 5 Punkte 
+- Gesamt: 5 Punkte

angabe/Aufgabenblatt4.md

@@ -2,15 +2,15 @@
 
 ## Allgemeine Anmerkungen
 Ihre Lösung für dieses Aufgabenblatt ist bis Montag, 2.5. 11h durch `git commit` und `push`
-abzugeben. Mit der Angabe werden die Dateien `CosmicSystem.java`, `Drawable.java`, 
+abzugeben. Mit der Angabe werden die Dateien `CosmicSystem.java`, `Drawable.java`,
-`NamedBodyForcePair.java`, `HierarchicalSystem.java`, `Simulation4.java` und `Aufgabe4Test.java` 
+`NamedBodyForcePair.java`, `HierarchicalSystem.java`, `Simulation4.java` und `Aufgabe4Test.java`
 mitgeliefert.
 
 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.
 
 ## Ziel
-Ziel der Aufgabe ist die Anwendung der Konzepte: Interfaces, dynamisches Binden, toString() 
+Ziel der Aufgabe ist die Anwendung der Konzepte: Interfaces, dynamisches Binden, toString()
 (siehe Skriptum Seite 75-84).
 
 ## Beschreibung der gegebenen Dateien
@@ -20,7 +20,7 @@ Ziel der Aufgabe ist die Anwendung der Konzepte: Interfaces, dynamisches Binden,
 Hierarchie von Systemen und Subsystemen beschreiben. Unser Sonnensystem ist ein Beispiel eines Systems,
 das mehrere Teilsysteme beinhaltet. Ein solches Teilsystem ist beispielsweise das System Erde und Erdmond.
 Ein anderes Teilsystem wäre Jupiter mit seinen Monden. Verändern Sie dieses Interface nicht.
-- [Drawable](../src/Drawable.java) wird von `CosmicSystem` verwendet. Verändern Sie dieses Interface 
+- [Drawable](../src/Drawable.java) wird von `CosmicSystem` verwendet. Verändern Sie dieses Interface
 nicht.
 - [NamedBodyForcePair](../src/NamedBodyForcePair.java) ist das Gerüst für eine Klassendefinition.
 Die Klasse implementiert `CosmicSystem` und repräsentiert einen einzelnen benannten Himmelskörper
@@ -34,8 +34,8 @@ die Simulation analog zur Klasse `Simulation` implementiert werden (damit Sie Ih
  Datei](../src/Simulation.java) nicht überschreiben müssen).
 - [Aufgabe4Test](../src/Aufgabe4Test.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") 
+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 
+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
@@ -45,7 +45,7 @@ Ihre Aufgaben sind folgende:
 **1. Implementierung von `CosmicSystem` in `NamedBodyForcePair`:**
  Fügen Sie in der Klasse `Body` eine öffentliche Methode `massCenter()` hinzu, die die
  Position des Himmelskörpers liefert.
- Definieren Sie die Klasse `NamedBodyForcePair` so, dass sie das Interface `CosmicSystem` 
+ Definieren Sie die Klasse `NamedBodyForcePair` so, dass sie das Interface `CosmicSystem`
  implementiert. Die Methoden `getMass()` und `getMassCenter()` geben lediglich die Masse bzw.
  Position des Himmelskörpers zurück.
 
@@ -84,14 +84,14 @@ Kraft, indem alle Kräfte die von Körpern aus `this` auf das `NamedBodyForcePai
 ausgeübt werden, zur Kraft im Objekt hinzuaddiert werden. Beispiel: Die
 Anweisung `cs.addForce(cs)` aktualisiert alle wechselseitigen im System `cs` wirkenden Kräfte.
 
-- `update()` führt auf Basis der gespeicherten Kräfte alle Bewegungen im System `this` durch und 
+- `update()` führt auf Basis der gespeicherten Kräfte alle Bewegungen im System `this` durch und
 setzt danach alle Kräfte wieder auf den null-Vektor zurück.
 
 - `getBodies()` liefert eine Liste (Typ: `BodyLinkedList`) mit allen Himmelskörpern aus `this`.
 
 **3. Implementierung von `Simulation4`:**
 
-Implementieren Sie die Simulationsschleife unter Verwendung eines Objekts vom Typ 
+Implementieren Sie die Simulationsschleife unter Verwendung eines Objekts vom Typ
 `HierachicalSystem`. Alle Berechnungen sollen mittels Methoden von `CosmicSystem` durchgeführt
 werden.
 
@@ -110,7 +110,7 @@ die einzelnen Körper in `cs` dadurch erreicht werden, dass `this` für alle sei
 und Untersysteme `addForceTo(cs)` aufruft. Wird beim rekursiven Abstieg ein einzelner Himmelskörper
 erreicht (Blattknoten) ruft dieser `cs.addForceFrom(this)` auf.
 
-- Achten Sie bei der Berechnung der Kräfte in `addForceFrom(Body b)` darauf, dass die Kraft nicht 
+- Achten Sie bei der Berechnung der Kräfte in `addForceFrom(Body b)` darauf, dass die Kraft nicht
 verändert wird, wenn `this` und `b` derselbe Himmelskörper sind.
 
 #### _Punkteaufteilung_

angabe/Aufgabenblatt5.md

@@ -58,7 +58,7 @@ Ihre Aufgaben sind folgende:
 **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` 
+ Unterschied, dass der Elementtyp statt `Body` nun der Typ `Massive` ist. Die Methode `indexOf`
  vergleicht Objekte mittels `equals`.
 
 **4. Implementierung von `MassiveForceHashMap`:**
@@ -98,5 +98,5 @@ Ihre Aufgaben sind folgende:
 - Implementierung von `MassiveForceHashMap`: 2 Punkte
 - Implementierung von `MassiveLinkedList`: 0.5 Punkte
 - Implementierung von `Simulation5`: 1 Punkte
- 
+
 - Gesamt: 5 Punkte

angabe/Aufgabenblatt6.md

@@ -0,0 +1,75 @@
+# Aufgabenblatt 6
+
+## Allgemeine Anmerkungen
+
+Ihre Lösung für dieses Aufgabenblatt ist bis Montag, 23.5. 11h durch `git commit` und `git push`
+abzugeben. Mit der Angabe werden die Dateien `MassiveIterable.java`, `MassiveIterator.java`,
+`MassiveSet.java`, `MassiveForceTreeMap.java`, `Simulation6.java` und `Aufgabe6Test.java`
+mitgeliefert.
+
+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.
+
+## Ziel
+
+Ziel der Aufgabe ist die Anwendung der Konzepte: Iterator, Kopie vs. Sichtweise, Sortieren
+(siehe Skriptum Seite 91-109).
+
+## Beschreibung der gegebenen Dateien
+
+- [MassiveIterable](../src/MassiveIterable.java) ist ein Interface, das iterierbare Objekte mit
+Elementen vom Typ `Massive` spezifiziert. Verändern Sie diese Datei bitte nicht.
+- [MassiveIterator](../src/MassiveIterator.java) ist ein Interface, das einen Iterator über
+Elemente vom Typ `Massive` spezifiziert. Verändern Sie diese Datei bitte nicht.
+- [MassiveSet](../src/MassiveSet.java) ist ein Interface, das iterierbare Mengen mit
+`Massive`-Elementen spezifiziert. Verändern Sie diese Datei bitte nicht.
+- [MassiveForceTreeMap](../src/MassiveForceTreeMap.java) ist das Gerüst für eine Implementierung
+einer assoziativen Datenstruktur, die ein `Massive`-Objekt mit der auf das Objekt wirkenden Kraft
+assoziiert.
+- [Simulation6](../src/Simulation6.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).
+- [Aufgabe6Test](../src/Aufgabe6Test.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 die Klasse `MassiveForceTreeMap`.**
+
+ Implementieren Sie die Klasse `MassiveForceTreeMap`. `MassiveForceTreeMap` ist wie
+ `BodyForceTreeMap` aufgebaut, mit dem Unterschied, dass der Typ des Schlüssels statt `Body` nun
+ der Typ `Massive` ist. Weiters soll die Klasse Methode `getKeys()` zur Verfügung stellen,
+ die eine `MassiveSet`-Sichtweise auf die Menge der Schlüssel liefert. Änderungen an dem
+ zurückgelieferten `MassiveSet`-Objekt wirken sich auf das zugrunde
+ liegende `MassiveForceTreeMap`-Objekt aus. Die Methode `toList()` liefert dagegen eine
+ unabhängige Liste (Kopie) mit allen Schlüsseln der Map. Für die Implementierung von
+ `MassiveSet` können Sie einen eigenen Klassennamen beginnend mit `My` wählen. Die Definition kann
+ in einer eigenen Datei oder in der Datei `MassiveForceTreeMap.java` erfolgen.
+
+**2. Adaptieren Sie die Klasse `HierarchicalSystem`:**
+
+ Die Klasse `HierarchicalSystem` soll so geändert werden, dass sie das gegebene
+ Interface `MassiveIterable` implementiert. Die Reihenfolge der vom Iterator gelieferten
+ Elemente ist nicht festgelegt. Sie dürfen für die Implementierung bei Bedarf Ihren Klassen
+ `NamedBodyForcePair` und `HierarchicalSystem` neue, nicht angegebene Methoden hinzufügen.
+ Die Verwendung von Klassen des Java-Collection-Frameworks (z.B. java.util.Stack) ist erlaubt
+ (aber nicht notwendig).
+
+**3. Implementierung von `Simulation6`:**
+
+ Implementieren Sie die Simulationsschleife unter Verwendung eines Objekts vom Typ
+ `MassiveForceTreeMap`. Die Methode `getKeys()` hilft beim Iterieren der gespeicherten Schlüssel.
+ Kollisionen von Himmelskörpern müssen in dieser Simulation nicht berücksichtigt werden.
+
+#### _Punkteaufteilung_
+
+- Implementierung von `MassiveForceTreeMap`: 3 Punkte
+- Implementierung von `MassiveIterable` in `HierarchicalSystem`: 1.5 Punkte
+- Implementierung von `Simulation6`: 0.5 Punkte
+
+- Gesamt: 5 Punkte

angabe/Aufgabenblatt8.md

@@ -0,0 +1,152 @@
+# Aufgabenblatt 8
+
+## Allgemeine Anmerkungen
+Ihre Lösung für dieses Aufgabenblatt ist bis Montag, 13.6., 11h durch `git commit` und `git push`
+abzugeben.
+Wenn Sie zusätzlich zu den gefragten Klassen und Interfaces weitere Klassen oder
+Interfaces definieren, achten Sie darauf, dass die Klassennamen mit `My` beginnen, um Konflikte
+mit späteren Aufgabenblättern zu vermeiden.
+
+Weiters werden die Dateien `StateFileNotFoundException.java`,
+`StateFileFormatException.java`, `ReadDataUtil.java`, `Simulation8.java`, `Simulation9.java`,
+ `Aufgabe8Test.java` und das Verzeichnis `states` mit `txt`-Dateien mitgeliefert.
+
+## Ziel
+Ziel der Aufgabe ist das Verständnis und die Anwendung der Konzepte: Java-Collections, Eingabe mit
+Validierung, Exceptions (S. 110-123).
+
+## Beschreibung der gegebenen Dateien
+
+- [states](../states) ist ein Verzeichnis, in dem mehrere Dateien mit der Endung `.txt`
+ mitgeliefert werden. Diese enthalten Daten von je einem Himmelskörper sowie dessen Positionen und
+ Geschwindigkeitsvektoren für alle Tage der Jahre 2019-2021. Die Angaben sind wie gewohnt in
+ kartesischen Koordinaten, wobei die Sonne den Ursprung des Koordinatensystems bildet und die
+ Ekliptik die x-y-Ebene darstellt. Die Daten stammen von [https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi#top](https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi#top).
+
+    **ACHTUNG**: Die Werte sind in km bzw. km/sec angegeben!
+
+- [StateFileNotFoundException](../src/StateFileNotFoundException.java) enthält die Definition
+der Klasse `StateFileNotFoundException`. Diese sollen Sie vervollständigen.
+- [StateFileFormatException](../src/StateFileFormatException.java) enthält die Definition
+der Klasse `StateFileFormatException`. Diese sollen Sie vervollständigen.
+- [ReadDataUtil](../src/ReadDataUtil.java) ist eine Klasse mit einer statischen Methode zum
+Einlesen von Position- und Bewegungsvektoren von Himmelskörpern aus Dateien.
+Diese sollen Sie vervollständigen.
+- [Simulation8](../src/Simulation8.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).
+- [Simulation9](../src/Simulation9.java) ist eine leere Datei. Hier soll eine weitere Simulation
+implementiert werden, die so wie `Simulation8` funktioniert, mit dem Unterschied, dass anstelle
+der selbst implementierten Datenstrukturen nur vorgefertigte Klassen aus dem
+Java-Collection-Framework benutzt werden sollen.
+- [Aufgabe8Test](../src/Aufgabe8Test.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
+
+1. Ändern Sie Ihre Implementierung, sodass ein `MassiveIterator` eine Exception
+    vom Typ `java.util.NoSuchElementException` wirft, falls `next()` aufgerufen wird,
+    jedoch der Iterator keine weitere Iteration hat (`hasNext()` liefert `false`).
+
+2. Ändern Sie den Iterator von der von `getKeys()` zurückgelieferten
+    Sichtweise auf `MassiveForceTreeMap` so, dass `remove()` überschrieben wird
+    ([siehe API Dokumentation](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Iterator.html#remove--)),
+    sodass der Iterator Einträge in Objekten von `MassiveForceTreeMap` löschen kann. Achten Sie
+    darauf, dass hier in bestimmten Fällen eine `java.lang.IllegalStateException` geworfen werden
+    soll. Der Iterator von `HierarchicalSystem` muss nicht geändert werden.
+
+3. Validierung von Eingabedaten:
+    - Implementieren Sie in der Klasse `ReadDataUtil.java` die Methode `readConfiguration`.
+    Es soll ein gepufferter Stream zum Einlesen genutzt werden (siehe Skriptum Seite 128).
+    Erstellen Sie zum Testen auch Varianten der txt-Dateien mit Formatfehlern.
+    - Fügen Sie der Klasse `NamedBody` bei Bedarf
+    eine Methode `setState(Vector3 position, Vector3 velocity)` zum Setzen der Position
+    und des Geschwindigkeitsvektors des Himmelskörpers hinzu.
+    - Definieren Sie die beiden angegebenen Exceptionklassen in den entsprechenden
+    mitgelieferten Dateien.
+
+4. Ausnahmebehandlung:
+    In der Klasse `Simulation8` sollen nun die Himmelskörper mit Daten aus den gegebenen
+    txt-Dateien initialisiert werden. Dabei sollen zumindest die Sonne sowie die
+    inneren Planeten
+    Merkur, Venus, Erde und Mars vorkommen. Sie können weitere Himmelskörper (siehe txt-Dateien)
+    hinzufügen. Nutzen Sie die Klasse `MassiveForceTreeMap` und ihre Iteratoren, um die
+    Himmelskörper der Simulation zu verwalten. (Kollisionen von Himmelskörpern müssen nicht
+    berücksichtigt werden.)
+    Ändern Sie die Klasse `Simulation8` so, dass sie zwei Kommandozeilenargumente verarbeitet.
+    Das erste Argument ist ein String mit der Angabe des Pfades zum Verzeichnis, wo die
+    entsprechenden txt-Dateien (z.B. `Venus.txt`,`Mercury.txt`,`Earth.txt`) mit den Konfigurationen
+    der Himmelskörper zu finden sind. Die Dateien haben die Namen der Himmelskörper mit Endung `
+    .txt`. Für die Sonne gibt es keine txt-Datei (es wird die Position (0,0,0) angenommen).
+    Das zweite Argument ist ein String mit einer Datumsangabe der Form YYYY-MMM-DD, also z.B.
+    2020-Dec-04, die den Tag der auszulesenden Position und Bewegungsvektor bestimmt. Die Klasse
+    soll beim Auftreten von Problemen bei der Ausführung entsprechende Fehlermeldungen ausgeben und
+    die Ausführung in bestimmten Fällen beenden. Beispiele für Aufrufe im Kommandozeileninterpreter
+    mit entsprechenden Fehlermeldungen (Sie können zum Ausführen das Terminal in IntelliJ nutzen
+    oder die Programmargumente unter `Edit Configurations` angeben):
+    ```
+         $ javac Simulation8.java
+         $ java Simulation8 ../states 2021-May-28
+         Running simulation ...
+         $ java Simulation8 ../states
+         Error: wrong number of arguments.
+         $ java Simulation8 ../states 2025-Dec-12
+         Warning: State not available for Earth.
+         Running simulation without Earth.
+         Warning: State not available for Venus.
+         Running simulation without Venus.
+         ...
+         $ java Simulation8 ../states-altered 2021-May-28
+         Warning: File ../states-altered/Venus.txt does not have required format.
+         Running simulation without Venus.
+         Warning: File ../states-altered/Mars.txt not found.
+         Running simulation without Mars.
+         Running simulation ...
+         $ java Simulation8 ../states -17
+         Error: State has wrong format (requires YYYY-MM-DD), aborting.
+         $ java Simulation8 blah 2021-May-28
+         Warning: File blah/Earth.txt not found.
+         Running simulation without Earth.
+         Warning: File blah/Venus.txt not found.
+         Running simulation without Venus.
+         ...
+    ```
+
+5. Kopieren Sie den Inhalt der Datei `Simulation8.java` in die Datei `Simulation9.java` und bauen
+    Sie `Simulation9` so um, dass anstelle der selbst implementierten Datenstrukturen nur
+    vorgefertigte Klassen aus dem Java-Collection-Framework benutzt werden.
+
+6. Freiwillige Zusatzaufgabe (ohne Bewertung):
+    Ändern Sie die Klasse `Simulation8` so um, dass ein drittes optionales Kommandozeilenargument
+    verarbeitet werden kann. Dieses gibt an, wie viele Tage simuliert werden sollen. Beispielsweise
+    kann eine zweite Datumsangabe möglich sein, oder die Anzahl an Tagen.
+    Sobald dieser Zeitpunkt in der Simulation erreicht wurde, können die aktuellen Positionen der
+    Himmelskörper mit den in den txt-Dateien angegebenen Positionen verglichen werden (z.B.
+    durch erneutem Aufruf von `readConfiguration` und `draw`). Wie groß sind die Abweichungen
+    der von NASA errechneten Positionen zu den Positionen, die Ihre Simulation liefert?
+
+### Denkanstöße (ohne Bewertung)
+
+1. Haben Sie die remove-Methode des Iterators so implementiert, dass der Aufruf keine
+zusätzliche Suche nach dem zu löschenden Eintrag benötigt?
+2. Wie verhalten sich die von der Methode `toList()` der Klasse `MassiveForceTreeMap`
+zurückgelieferten Listen, wenn deren enthaltene Himmelskörper durch `setState` verändert werden?
+Werden dadurch die Himmelskörper der ursprünglichen `MassiveForceTreeMap`-Objekte auch geändert?
+(Anmerkung: diesbezüglich gibt es im Aufgabenblatt 6 keine Vorgaben).
+3. Wie verhalten sich Ihre Iteratoren, wenn Objekte geändert werden?
+4. Wie kann man durch Einfügen von Zeichen `,` und newlines (`\n`) aus den `txt`-Dateien eine
+"fehlerhafte" Datei machen, die trotzdem von der Methode akzeptiert wird? Kann man solche Probleme
+verhindern?
+
+#### _Punkteaufteilung_
+
+- Änderung von `next()` von `MassiveIterator`: 0.5 Punkte
+- Implementierung der Methode `remove()` im Iterator der `MassiveSet`-Sichtweise
+  von `MassiveForceTreeMap`: 2 Punkte
+- Implementierung der Exceptionklassen und Implementierung von `readConfiguration`
+  in `ReadDataUtil`: 1.5 Punkte
+- Implementierung von `Simulation8` und `Simulation9`: 1 Punkt

src/Aufgabe5Test.java

@@ -78,4 +78,19 @@ public class Aufgabe5Test {
         assertEquals(hashCode2, map.hashCode());
         assertNotEquals(hashCode1, hashCode2);
     }
+
+    @Test
+    public void testDelKey() {
+        MassiveForceHashMap map = new MassiveForceHashMap();
+        NamedBody sun1 = new NamedBody(SolSystem4.SUN_NAMED);
+        NamedBody earth1 = new NamedBody(SolSystem4.EARTH_NAMED);
+        NamedBody moon1 = new NamedBody(SolSystem4.MOON_NAMED);
+        map.put(sun1, new Vector3());
+        map.put(earth1, new Vector3());
+        map.put(moon1, new Vector3());
+        assertNotNull(map.get(sun1));
+        assertNotNull(map.delete(sun1));
+        assertNull(map.get(sun1));
+        assertNull(map.delete(sun1));
+    }
 }

src/Aufgabe6Test.java

@@ -0,0 +1,133 @@
+import org.junit.jupiter.api.Test;
+
+import java.util.HashSet;
+
+import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
+
+public class Aufgabe6Test {
+
+    @Test
+    public void testEP2() {
+        NamedBody sun1, mercury1, venus1, earth1, moon1, mars1, deimos1, phobos1, vesta1, pallas1, hygiea1, ceres1;
+
+        // create the same 12 named body-force pairs
+        sun1 = new NamedBody(SolSystem4.SUN_NAMED);
+        earth1 = new NamedBody(SolSystem4.EARTH_NAMED);
+        moon1 = new NamedBody(SolSystem4.MOON_NAMED);
+        mars1 = new NamedBody(SolSystem4.MARS_NAMED);
+        deimos1 = new NamedBody(SolSystem4.DEIMOS_NAMED);
+        phobos1 = new NamedBody(SolSystem4.PHOBOS_NAMED);
+        mercury1 = new NamedBody(SolSystem4.MERCURY_NAMED);
+        venus1 = new NamedBody(SolSystem4.VENUS_NAMED);
+        vesta1 = new NamedBody(SolSystem4.VESTA_NAMED);
+        pallas1 = new NamedBody(SolSystem4.PALLAS_NAMED);
+        hygiea1 = new NamedBody(SolSystem4.HYGIEA_NAMED);
+        ceres1 = new NamedBody(SolSystem4.CERES_NAMED);
+
+        // check basic functions of 'MassiveForceHashMap'
+        MassiveForceTreeMap map = new MassiveForceTreeMap();
+        map.put(sun1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(mercury1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(venus1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(earth1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(moon1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(mars1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(deimos1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(phobos1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(vesta1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(pallas1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(hygiea1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(ceres1, new Vector3(0, 0, 0));
+        map.put(mars1, new Vector3(0, 0, 0)); // inserted twice
+
+        HashSet<Massive> set1 = new HashSet<>();
+        set1.add(sun1);
+        set1.add(mercury1);
+        set1.add(venus1);
+        set1.add(earth1);
+        set1.add(moon1);
+        set1.add(mars1);
+        set1.add(deimos1);
+        set1.add(phobos1);
+        set1.add(vesta1);
+        set1.add(pallas1);
+        set1.add(hygiea1);
+        set1.add(ceres1);
+
+        assertTrue(map.toString().contains("Mars"));
+        assertTrue(map.toString().contains("Deimos"));
+        assertTrue(map.toString().contains("Moon"));
+        assertTrue(map.toString().contains("Earth"));
+
+        assertEquals(12, map.getKeys().size());
+
+        assertTrue(map.getKeys().contains(mars1));
+        assertTrue(map.getKeys().contains(new NamedBody("Mars", 6.41712E23, new Vector3(0, 0, 0), new Vector3(0, 0, 0))));
+        assertFalse(map.getKeys().contains(new Body(6.41712E23, new Vector3(0, 0, 0), new Vector3(0, 0, 0))));
+
+        HashSet<Massive> set2 = new HashSet<>();
+        for (Massive m : map.getKeys()) {
+            set2.add(m);
+        }
+
+        assertEquals(set1, set2);
+
+        MassiveLinkedList list = map.getKeys().toList();
+        while (list.size() > 0) {
+            set1.remove(list.pollLast());
+        }
+        assertTrue(set1.isEmpty());
+
+        map.getKeys().remove(mars1);
+        assertFalse(map.containsKey(mars1));
+        assertEquals(11, map.getKeys().size());
+        map.getKeys().clear();
+        assertEquals(0, map.getKeys().size());
+
+        NamedBodyForcePair sun2, mercury2, venus2, earth2, moon2, mars2, deimos2, phobos2, vesta2, pallas2, hygiea2, ceres2;
+
+        //test classes NamedBody and MassiveForceHashMap
+
+        // create 12 named bodies
+        // create the same 12 named body-force pairs
+        sun2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.SUN_NAMED);
+        earth2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.EARTH_NAMED);
+        moon2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.MOON_NAMED);
+        mars2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.MARS_NAMED);
+        deimos2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.DEIMOS_NAMED);
+        phobos2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.PHOBOS_NAMED);
+        mercury2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.MERCURY_NAMED);
+        venus2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.VENUS_NAMED);
+        vesta2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.VESTA_NAMED);
+        pallas2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.PALLAS_NAMED);
+        hygiea2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.HYGIEA_NAMED);
+        ceres2 = new NamedBodyForcePair(SolSystem4.CERES_NAMED);
+
+        CosmicSystem earthSystem = new HierarchicalSystem(earth2, moon2);
+        CosmicSystem marsSystem = new HierarchicalSystem(mars2, deimos2, phobos2);
+        HierarchicalSystem solarSystem = new HierarchicalSystem(sun2, mercury2, venus2, earthSystem, marsSystem, vesta2, pallas2, hygiea2, ceres2);
+
+        int count = 0;
+        for (Massive b : solarSystem) {
+            count++;
+        }
+        assertEquals(12, count);
+    }
+
+    @Test
+    public void testIterator() {
+        NamedBody sun1, mercury1, venus1;
+        sun1 = new NamedBody(SolSystem4.SUN_NAMED);
+        mercury1 = new NamedBody(SolSystem4.MERCURY_NAMED);
+        venus1 = new NamedBody(SolSystem4.VENUS_NAMED);
+
+        MassiveForceTreeMap map = new MassiveForceTreeMap();
+
+        map.put(sun1, new Vector3());
+        map.put(mercury1, new Vector3());
+        map.put(venus1, new Vector3());
+        for (Massive m : map.getKeys().toList()) {
+            System.out.println(m);
+        }
+    }
+}

src/Aufgabe8Test.java

@@ -0,0 +1,50 @@
+import org.junit.jupiter.api.Test;
+
+import java.util.NoSuchElementException;
+
+import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
+
+public class Aufgabe8Test {
+
+    @Test
+    public void testEP2() {
+        MassiveForceTreeMap map = new MassiveForceTreeMap();
+        NamedBody mars;
+
+        map.put(new NamedBody("Oumuamua", 8e6, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Earth", 5.972E24, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Moon", 7.349E22, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(mars = new NamedBody("Mars", 6.41712E23, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Deimos", 1.8E20, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Phobos", 1.08E20, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Mercury", 3.301E23, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Venus", 4.86747E24, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Vesta", 2.5908E20, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Pallas", 2.14E20, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Hygiea", 8.32E19, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+        map.put(new NamedBody("Ceres", 9.394E20, new Vector3(), new Vector3()), new Vector3());
+
+        assertEquals(12, map.size());
+
+        MassiveIterator iterator = map.getKeys().iterator();
+        int count;
+        for (count = 0; iterator.hasNext(); count++) {
+            if (iterator.next().equals(mars)) {
+                iterator.remove();
+            }
+        }
+        assertEquals(12, count);
+        assertEquals(11, map.getKeys().size());
+        assertEquals(11, map.size());
+        assertFalse(map.getKeys().contains(mars));
+
+        assertThrows(NoSuchElementException.class, iterator::next);
+
+        iterator = map.getKeys().iterator();
+        while (iterator.hasNext()) {
+            iterator.next();
+            iterator.remove();
+        }
+        assertEquals(0, map.getKeys().size());
+    }
+}

src/Body.java

@@ -20,6 +20,19 @@ public class Body implements Massive {
         this.currentMovement = new Vector3(other.currentMovement);
     }
 
+    public Body(double mass) {
+        this(mass, new Vector3(), new Vector3());
+    }
+
+    public Body() {
+        this(0);
+    }
+
+    public void setState(Vector3 position, Vector3 velocity) {
+        this.massCenter = new Vector3(position);
+        this.currentMovement = new Vector3(velocity);
+    }
+
     /**
      * Returns the distance between the mass centers of this body and the specified body 'b'.
      */

src/BodyForceTreeMap.java

@@ -87,14 +87,14 @@ public class BodyForceTreeMap {
     }
 
     private String toString(Item item) {
-        String s = "";
+        StringBuilder s = new StringBuilder();
         if (item == null) {
-            return s;
+            return s.toString();
         }
-        s += this.toString(item.right);
+        s.append(this.toString(item.right));
-        s += String.format("{%s: %s}\n", item.key, item.value);
+        s.append(String.format("{%s: %s}\n", item.key, item.value));
-        s += this.toString(item.left);
+        s.append(this.toString(item.left));
-        return s;
+        return s.toString();
     }
 
     /**
@@ -103,10 +103,10 @@ public class BodyForceTreeMap {
      */
     @Override
     public String toString() {
-        return toString(root);
+        return (root != null) ? toString(root) : "";
     }
 
-    private class Item {
+    private static class Item {
         private final Body key;
         private Vector3 value;
         private Item parent;

src/BodyLinkedList.java

@@ -222,7 +222,7 @@ public class BodyLinkedList implements Iterable<Body> {
         };
     }
 
-    private class Item {
+    private static class Item {
         private final Body body;
         private Item prev;
         private Item next;

src/HierarchicalSystem.java

@@ -1,11 +1,13 @@
 import codedraw.CodeDraw;
 
+import java.util.NoSuchElementException;
+
 /**
  * A cosmic system that is composed of a central named body (of type 'NamedBodyForcePair')
  * and an arbitrary number of subsystems (of type 'CosmicSystem') in its orbit.
  * This class implements 'CosmicSystem'.
  */
-public class HierarchicalSystem implements CosmicSystem {
+public class HierarchicalSystem implements CosmicSystem, MassiveIterable {
 
     private final NamedBodyForcePair central;
     private CosmicSystem[] orbit;
@@ -127,4 +129,52 @@ public class HierarchicalSystem implements CosmicSystem {
 
         return true;
     }
+
+    @Override
+    public MassiveIterator iterator() {
+        return new MassiveIterator() {
+            private int i = 0;
+            private MassiveIterator cur = null;
+
+            @Override
+            public Massive next() {
+                if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
+                if (cur != null && cur.hasNext()) return cur.next();
+
+                while (i < all.length) {
+                    CosmicSystem sys = all[i++];
+                    if (sys instanceof NamedBodyForcePair m) {
+                        return m.getBody();
+                    } else if (sys instanceof HierarchicalSystem hs) {
+                        cur = hs.iterator();
+                        if (cur.hasNext()) {
+                            return cur.next();
+                        }
+                    }
+                }
+
+                return null;
+            }
+
+            @Override
+            public boolean hasNext() {
+                if (cur != null && cur.hasNext()) return true;
+
+                while (i < all.length) {
+                    CosmicSystem sys = all[i];
+                    if (sys instanceof NamedBodyForcePair) return true;
+                    i++;
+
+                    if (sys instanceof HierarchicalSystem hs) {
+                        cur = hs.iterator();
+                        if (cur.hasNext()) {
+                            return true;
+                        }
+                    }
+                }
+
+                return false;
+            }
+        };
+    }
 }

src/MassiveForceHashMap.java

@@ -65,16 +65,36 @@ public class MassiveForceHashMap {
      * Precondition: key != null.
      */
     public Vector3 get(Massive key) {
+        int pos = find(key);
+        return (pos == -1) ? null : values[pos];
+    }
+
+    private int find(Massive key) {
         int idx = ((key.hashCode() % keys.length) + keys.length) % keys.length;
         for (int i = 0; i < keys.length; i++) {
             int pos = (idx + i) % keys.length;
             if (keys[pos] == null) {
                 break;
             } else if (keys[pos].equals(key)) {
-                return values[pos];
+                return pos;
             }
         }
-        return null;
+        return -1;
+    }
+
+    /**
+     * Deletes the mapping for the specified key from this map if present.
+     * Returns the previous value associated with key, or null if there was
+     * no mapping for key.
+     * Precondition: key != null
+     */
+    public Vector3 delete(Massive key) {
+        int pos = find(key);
+        if (pos == -1) return null;
+
+        Vector3 val = values[pos];
+        values[pos] = null;
+        return val;
     }
 
     /**

src/MassiveForceTreeMap.java

@@ -0,0 +1,270 @@
+import codedraw.CodeDraw;
+
+import java.util.NoSuchElementException;
+
+/**
+ * A map that associates an object of 'Massive' with a Vector3. The number of key-value pairs
+ * is not limited.
+ */
+public class MassiveForceTreeMap implements MassiveSet {
+    private int size = 0;
+    private Item root;
+
+    /**
+     * Adds a new key-value association to this map. If the key already exists in this map,
+     * the value is replaced and the old value is returned. Otherwise 'null' is returned.
+     * Precondition: key != null.
+     */
+    public Vector3 put(Massive key, Vector3 value) {
+        if (root == null) {
+            root = new Item(key, value);
+            size++;
+            return null;
+        }
+
+        Item item = root;
+        while (item != null) {
+            if (item.key.equals(key)) {
+                Vector3 old = item.value;
+                item.value = value;
+                return old;
+            } else if (item.key.mass() > key.mass()) {
+                if (item.left != null) {
+                    item = item.left;
+                } else {
+                    item.setLeft(new Item(key, value));
+                    size++;
+                    break;
+                }
+            } else {
+                if (item.right != null) {
+                    item = item.right;
+                } else{
+                    item.setRight(new Item(key, value));
+                    size++;
+                    break;
+                }
+            }
+        }
+
+        return null;
+    }
+
+    /**
+     * Returns the value associated with the specified key, i.e. the method returns the force vector
+     * associated with the specified key. Returns 'null' if the key is not contained in this map.
+     * Precondition: key != null.
+     */
+    public Vector3 get(Massive key) {
+        Item item = root;
+        while (item != null) {
+            if (item.key.equals(key)) {
+                return item.value;
+            } else if (item.key.mass() > key.mass()) {
+                item = item.left;
+            } else {
+                item = item.right;
+            }
+        }
+        return null;
+    }
+
+    /**
+     * Returns 'true' if this map contains a mapping for the specified key.
+     * Precondition: key != null
+     */
+    public boolean containsKey(Massive key) {
+        Item item = root;
+        while (item != null) {
+            if (item.key.equals(key)) {
+                return true;
+            } else if (item.key.mass() > key.mass()) {
+                item = item.left;
+            } else {
+                item = item.right;
+            }
+        }
+        return false;
+    }
+
+    private String toString(Item item) {
+        StringBuilder s = new StringBuilder();
+        if (item == null) {
+            return s.toString();
+        }
+        s.append(this.toString(item.right));
+        s.append(String.format("{%s: %s}\n", item.key, item.value));
+        s.append(this.toString(item.left));
+        return s.toString();
+    }
+
+    /**
+     * Returns a readable representation of this map, in which key-value pairs are ordered
+     * descending according to 'key.getMass()'.
+     */
+    public String toString() {
+        return (root != null) ? toString(root) : "";
+    }
+
+    /**
+     * Returns a `MassiveSet` view of the keys contained in this tree map. Changing the
+     * elements of the returned `MassiveSet` object also affects the keys in this tree map.
+     */
+    public MassiveSet getKeys() {
+        return this;
+    }
+
+    @Override
+    public void draw(CodeDraw cd) {
+
+    }
+
+    @Override
+    public MassiveIterator iterator() {
+        return new MassiveIterator() {
+            private Item last = null;
+            private Item next = root.getLeftLeaf();
+
+            @Override
+            public Massive next() {
+                if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
+
+                last = next;
+                Item newNext = (next.right != null) ? next.right.getLeftLeaf() : next.parent;
+
+                while (newNext != null && newNext.right == next) {
+                    next = newNext;
+                    newNext = newNext.parent;
+                }
+
+                next = newNext;
+                return last.key;
+            }
+
+            @Override
+            public boolean hasNext() {
+                return next != null;
+            }
+
+            @Override
+            public void remove() {
+                if (last == null) throw new IllegalStateException();
+                removeItem(last);
+                last = null;
+            }
+        };
+    }
+
+    @Override
+    public boolean contains(Massive element) {
+        return containsKey(element);
+    }
+
+    @Override
+    public void remove(Massive element) {
+        Item item = root;
+        while (item != null) {
+            if (item.key.equals(element)) {
+                removeItem(item);
+                return;
+            } else if (item.key.mass() > element.mass()) {
+                item = item.left;
+            } else {
+                item = item.right;
+            }
+        }
+        throw new NoSuchElementException();
+    }
+
+    private void removeItem(Item item) {
+        size--;
+        Item newP = null;
+
+        if (item.left != null) {
+            newP = item.left.getRightLeaf();
+            if (newP != item.left) {
+                newP.parent.setRight(newP.left);
+                newP.setLeft(item.left);
+            }
+            newP.setRight(item.right);
+        } else if (item.right != null) {
+            newP = item.right.getLeftLeaf();
+            if (newP != item.right) {
+                newP.parent.setLeft(newP.right);
+                newP.setRight(item.right);
+            }
+            newP.setLeft(item.left);
+        }
+
+        if (newP == null) {
+            root = null;
+            return;
+        }
+
+        if (item.parent != null) {
+            if (item.parent.left == item) {
+                item.parent.setLeft(newP);
+            } else {
+                item.parent.setRight(newP);
+            }
+        } else {
+            root = newP;
+            newP.parent = null;
+        }
+    }
+
+    @Override
+    public void clear() {
+        size = 0;
+        root = null;
+    }
+
+    @Override
+    public int size() {
+        return size;
+    }
+
+    @Override
+    public MassiveLinkedList toList() {
+        MassiveLinkedList list = new MassiveLinkedList();
+        for (Massive m : this) {
+            list.addLast(m);
+        }
+        return list;
+    }
+
+    private static class Item {
+        private final Massive key;
+        private Vector3 value;
+        private Item parent;
+        private Item left;
+        private Item right;
+
+        public Item(Massive key, Vector3 value) {
+            this.key = key;
+            this.value = value;
+        }
+
+        public void setLeft(Item left) {
+            this.left = left;
+            if (left != null) left.parent = this;
+        }
+
+        public void setRight(Item right) {
+            this.right = right;
+            if (right != null) right.parent = this;
+        }
+
+        public Item getLeftLeaf() {
+            Item cur = this;
+            while (cur.left != null) cur = cur.left;
+            return cur;
+        }
+
+        public Item getRightLeaf() {
+            Item cur = this;
+            while (cur.right != null) cur = cur.right;
+            return cur;
+        }
+    }
+}

src/MassiveIterable.java

@@ -0,0 +1,11 @@
+/**
+ * Iterable objects with 'Massive' elements.
+ */
+public interface MassiveIterable extends Iterable<Massive> {
+
+    /**
+     * Returns an iterator over elements of 'Massive'.
+     */
+    @Override
+    MassiveIterator iterator();
+}

src/MassiveIterator.java

@@ -0,0 +1,20 @@
+import java.util.Iterator;
+
+/**
+ * An iterator over elements of 'Massive'.
+ */
+public interface MassiveIterator extends Iterator<Massive> {
+
+    /**
+     * Returns the next element in the iteration.
+     * (Returns 'null' if the iteration has no more elements.)
+     */
+    @Override
+    Massive next();
+
+    /**
+     * Returns 'true' if the iteration has more elements.
+     */
+    @Override
+    boolean hasNext();
+}

src/MassiveLinkedList.java

@@ -1,10 +1,11 @@
 import java.util.Iterator;
+import java.util.NoSuchElementException;
 
 /**
  * A list of massive objects implemented as a linked list.
  * The number of elements of the list is not limited.
  */
-public class MassiveLinkedList implements Iterable<Massive> {
+public class MassiveLinkedList implements MassiveIterable {
     private int size = 0;
     private Item first;
     private Item last;
@@ -98,7 +99,7 @@ public class MassiveLinkedList implements Iterable<Massive> {
             return null;
         }
         Massive m = last.body;
-        last = last.next;
+        last = last.prev;
         if (last != null) last.setNext(null);
         size--;
         return m;
@@ -172,8 +173,8 @@ public class MassiveLinkedList implements Iterable<Massive> {
     }
 
     @Override
-    public Iterator<Massive> iterator() {
+    public MassiveIterator iterator() {
-        return new Iterator<>() {
+        return new MassiveIterator() {
             Item ptr = first;
             boolean yieldedFirst = false;
 
@@ -184,6 +185,7 @@ public class MassiveLinkedList implements Iterable<Massive> {
 
             @Override
             public Massive next() {
+                if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
                 if (!yieldedFirst) {
                     yieldedFirst = true;
                 } else {
@@ -194,7 +196,7 @@ public class MassiveLinkedList implements Iterable<Massive> {
         };
     }
 
-    private class Item {
+    private static class Item {
         private final Massive body;
         private Item prev;
         private Item next;

src/MassiveSet.java

@@ -0,0 +1,31 @@
+/**
+ * A collection of 'Massive' objects in which there are no duplicates.
+ */
+public interface MassiveSet extends MassiveIterable, Drawable {
+
+    /**
+     * Returns 'true' if the set has the specified element (i.e., has an element equal to the
+     * specified element).
+     */
+    boolean contains(Massive element);
+
+    /**
+     * Removes the specified element from the set.
+     */
+    void remove(Massive element);
+
+    /**
+     * Removes all elements from the set.
+     */
+    void clear();
+
+    /**
+     * Returns the number of elements in the set.
+     */
+    int size();
+
+    /**
+     * Returns an object of 'MassiveLinkedList' with all elements of 'this'.
+     */
+    MassiveLinkedList toList();
+}

src/NamedBody.java

@@ -1,43 +1,41 @@
-import codedraw.CodeDraw;
 
-public class NamedBody implements Massive {
+public class NamedBody extends Body {
 
     private final String name;
-    private final Body body;
 
     /**
      * Initializes this with name, mass, current position and movement.
      */
     public NamedBody(String name, double mass, Vector3 massCenter, Vector3 currentMovement) {
-        this(name, new Body(mass, massCenter, currentMovement));
+        super(mass, massCenter, currentMovement);
+        this.name = name;
+    }
+
+    public NamedBody(String name, double mass) {
+        super(mass);
+        this.name = name;
+    }
+
+    public NamedBody(String name) {
+        super();
+        this.name = name;
     }
 
     public NamedBody(String name, Body body) {
+        super(body);
         this.name = name;
-        this.body = body;
     }
 
     public NamedBody(NamedBody other) {
-        this(other.name, new Body(other.body));
+        super(other);
+        this.name = other.name;
     }
 
     /**
      * Returns the name of the body.
      */
     public String getName() {
-        return name;
+        return this.name;
-    }
-
-    public Body getBody() {
-        return body;
-    }
-
-    public Vector3 getMassCenter() {
-        return body.getMassCenter();
-    }
-
-    public double getMass() {
-        return body.getMass();
     }
 
     /**
@@ -66,14 +64,4 @@ public class NamedBody implements Massive {
     public String toString() {
         return this.getName();
     }
-
-    @Override
-    public void move(Vector3 force) {
-        body.move(force);
-    }
-
-    @Override
-    public void draw(CodeDraw cd) {
-        body.draw(cd);
-    }
 }

src/NamedBodyForcePair.java

@@ -30,7 +30,7 @@ public class NamedBodyForcePair implements CosmicSystem {
     }
 
     public Body getBody() {
-        return body.getBody();
+        return body;
     }
 
     /**
@@ -72,13 +72,13 @@ public class NamedBodyForcePair implements CosmicSystem {
 
     @Override
     public void addForceTo(CosmicSystem cs) {
-        cs.addForceFrom(body.getBody());
+        cs.addForceFrom(body);
     }
 
     @Override
     public BodyLinkedList getBodies() {
         BodyLinkedList list = new BodyLinkedList();
-        list.addFirst(body.getBody());
+        list.addFirst(body);
         return list;
     }
 

src/ReadDataUtil.java

@@ -0,0 +1,127 @@
+import java.io.*;
+import java.util.Scanner;
+import java.util.regex.Matcher;
+import java.util.regex.Pattern;
+
+public class ReadDataUtil {
+
+    private static final Pattern LINE_FORMAT = Pattern.compile("^\\d+(\\.\\d+)?, *[A-Za-z \\d:.-]+(, *[-+]?\\d+(\\.\\d+)?([eE][+-]?\\d+)?){6}, *$");
+    private static final Pattern DATE_COLUMN_FORMAT = Pattern.compile("^A\\.D\\. (?<year>\\d{4})-(?<month>[A-Z][a-z]{2})-(?<day>[0-3]\\d) \\d{2}:\\d{2}:\\d{2}(\\.\\d+)?$");
+    private static final Pattern DATE_FORMAT_YYYY_MMM_DD = Pattern.compile("^(?<year>\\d{4})-(?<month>[A-Z][a-z]{2})-(?<day>[0-3]\\d)$");
+
+    /**
+     * Reads the position and velocity vector on the specified 'day' from the file with the
+     * specified 'path', and sets position and current velocity of 'b' accordingly. If
+     * successful the method returns 'true'. If the specified 'day' was not found in the file,
+     * 'b' is unchanged and the method returns 'false'.
+     * The file format is validated before reading the state.
+     * Lines before the line "$$SOE" and after the line "$$EOE" the are ignored. Each line of the
+     * file between the line "$$SOE" and the line "$$EOE" is required to have the following format:
+     * JDTDB, TIME, X, Y, Z, VX, VY, VZ
+     * where JDTDB is interpretable as a 'double' value, TIME is a string and X, Y, Z, VX, VY and
+     * VZ are interpretable as 'double' values. JDTDB can be ignored. The character ',' must only
+     * be used as field separator. If the file is not found, an exception of the class
+     * 'StateFileNotFoundException' is thrown. If it does not comply with the format described
+     * above, the method throws an exception of the class 'StateFileFormatException'. Both
+     * exceptions are subtypes of 'IOException'.
+     * Precondition: b != null, path != null, day != null and has the format YYYY-MM-DD.
+     */
+    public static boolean readConfiguration(NamedBody b, String path, String day) throws IOException {
+        State state = State.Pre;
+        try (BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(path))) {
+            Scanner lines = new Scanner(in);
+            long lineNum = 0;
+            while (lines.hasNextLine() && state != State.Post) {
+                lineNum++;
+                String line = lines.nextLine();
+                State nextState = state.next(line);
+
+                if (state == State.In && nextState == State.In) {
+                    Matcher m = LINE_FORMAT.matcher(line);
+                    if (!m.matches()) {
+                        throw new StateFileFormatException(path, lineNum);
+                    }
+
+                    String[] rows = line.split(", *");
+                    String date;
+                    try {
+                        date = convertDateColumn(rows[1]);
+                    } catch (IllegalArgumentException e) {
+                        throw new StateFileFormatException(path, lineNum);
+                    }
+                    if (date.equals(day)) {
+                        try {
+                            double x = Double.parseDouble(rows[2]);  // [km]
+                            double y = Double.parseDouble(rows[3]);  // [km]
+                            double z = Double.parseDouble(rows[4]);  // [km]
+                            double vx = Double.parseDouble(rows[5]);  // [km/s]
+                            double vy = Double.parseDouble(rows[6]);  // [km/s]
+                            double vz = Double.parseDouble(rows[7]);  // [km/s]
+                            b.setState(new Vector3(x * 1000, y * 1000, z * 1000), new Vector3(vx * 1000, vy * 1000, vz * 1000));
+                        } catch (NumberFormatException e) {
+                            throw new StateFileFormatException(path, lineNum);
+                        }
+                        return true;
+                    }
+                }
+
+                state = nextState;
+            }
+        } catch (IOException e) {
+            if (e instanceof FileNotFoundException) {
+                throw new StateFileNotFoundException(path);
+            } else {
+                throw e;
+            }
+        }
+        return false;
+    }
+
+    private static String convertDateColumn(String column) {
+        Matcher m = DATE_COLUMN_FORMAT.matcher(column);
+        if (!m.matches()) {
+            throw new IllegalArgumentException();
+        }
+
+        return m.group("year") + "-" + convertMonth(m.group("month")) + "-" + m.group("day");
+    }
+
+    public static String convertDate(String date) {
+        Matcher m = DATE_FORMAT_YYYY_MMM_DD.matcher(date);
+        if (!m.matches()) {
+            throw new IllegalArgumentException();
+        }
+        return m.group("year") + "-" + convertMonth(m.group("month")) + "-" + m.group("day");
+    }
+
+    private static String convertMonth(String month) {
+        return switch (month) {
+            case "Jan" -> "01";
+            case "Feb" -> "02";
+            case "Mar" -> "03";
+            case "Apr" -> "04";
+            case "May" -> "05";
+            case "Jun" -> "06";
+            case "Jul" -> "07";
+            case "Aug" -> "08";
+            case "Sep" -> "09";
+            case "Oct" -> "10";
+            case "Nov" -> "11";
+            case "Dec" -> "12";
+            default -> throw new IllegalArgumentException();
+        };
+    }
+
+    private enum State {
+        Pre, In, Post;
+
+        public State next(String line) {
+            switch (this) {
+                case Pre: if (line.equals("$$SOE")) return In; break;
+                case In: if (line.equals("$$EOE")) return Post; break;
+                case Post: break;
+            }
+            return this;
+        }
+    }
+}

src/Simulation5.java

@@ -35,7 +35,6 @@ public class Simulation5 {
      * The main simulation method using instances of other classes.
      */
     public static void main(String[] args) {
-
         // simulation
         CodeDraw cd = new CodeDraw();
 
@@ -52,6 +51,7 @@ public class Simulation5 {
         NamedBody pallas = new NamedBody(SolSystem4.PALLAS_NAMED);
         NamedBody hygiea = new NamedBody(SolSystem4.HYGIEA_NAMED);
         NamedBody ceres = new NamedBody(SolSystem4.CERES_NAMED);
+
         // create some additional bodies
         Body[] bodies = new Body[NUMBER_OF_BODIES];
 

src/Simulation6.java

@@ -0,0 +1,113 @@
+import codedraw.CodeDraw;
+
+import java.awt.*;
+import java.util.Random;
+
+/**
+ * Simulates the formation of a massive solar system.
+ */
+public class Simulation6 {
+
+    // gravitational constant
+    public static final double G = 6.6743e-11;
+
+    // one astronomical unit (AU) is the average distance of earth to the sun.
+    public static final double AU = 150e9; // meters
+
+    // one light year
+    public static final double LY = 9.461e15; // meters
+
+    // some further constants needed in the simulation
+    public static final double SUN_MASS = 1.989e30; // kilograms
+    public static final double SUN_RADIUS = 696340e3; // meters
+    public static final double EARTH_MASS = 5.972e24; // kilograms
+    public static final double EARTH_RADIUS = 6371e3; // meters
+
+    // set some system parameters
+    public static final double SECTION_SIZE = 10 * AU; // the size of the square region in space
+
+    public static final int NUMBER_OF_BODIES = 22;
+    public static final double OVERALL_SYSTEM_MASS = 20 * SUN_MASS; // kilograms
+
+    // all quantities are based on units of kilogram respectively second and meter.
+
+    /**
+     * The main simulation method using instances of other classes.
+     */
+    public static void main(String[] args) {
+        // simulation
+        CodeDraw cd = new CodeDraw();
+
+        // create solar system with 12 bodies
+        NamedBody sun = new NamedBody(SolSystem4.SUN_NAMED);
+        NamedBody earth = new NamedBody(SolSystem4.EARTH_NAMED);
+        NamedBody moon = new NamedBody(SolSystem4.MOON_NAMED);
+        NamedBody mars = new NamedBody(SolSystem4.MARS_NAMED);
+        NamedBody deimos = new NamedBody(SolSystem4.DEIMOS_NAMED);
+        NamedBody phobos = new NamedBody(SolSystem4.PHOBOS_NAMED);
+        NamedBody mercury = new NamedBody(SolSystem4.MERCURY_NAMED);
+        NamedBody venus = new NamedBody(SolSystem4.VENUS_NAMED);
+        NamedBody vesta = new NamedBody(SolSystem4.VESTA_NAMED);
+        NamedBody pallas = new NamedBody(SolSystem4.PALLAS_NAMED);
+        NamedBody hygiea = new NamedBody(SolSystem4.HYGIEA_NAMED);
+        NamedBody ceres = new NamedBody(SolSystem4.CERES_NAMED);
+
+        // create some additional bodies
+        Body[] bodies = new Body[NUMBER_OF_BODIES];
+
+        Random random = new Random(2022);
+
+        for (int i = 0; i < bodies.length; i++) {
+            bodies[i] = new Body(
+                    Math.abs(random.nextGaussian()) * OVERALL_SYSTEM_MASS / bodies.length,
+                    new Vector3(0.2 * random.nextGaussian() * AU, 0.2 * random.nextGaussian() * AU, 0.2 * random.nextGaussian() * AU),
+                    new Vector3(0 + random.nextGaussian() * 5e3, 0 + random.nextGaussian() * 5e3, 0 + random.nextGaussian() * 5e3)
+            );
+        }
+
+        MassiveForceTreeMap forceOnBody = new MassiveForceTreeMap();
+        forceOnBody.put(sun, new Vector3());
+        forceOnBody.put(earth, new Vector3());
+        forceOnBody.put(moon, new Vector3());
+        forceOnBody.put(mars, new Vector3());
+        forceOnBody.put(deimos, new Vector3());
+        forceOnBody.put(phobos, new Vector3());
+        forceOnBody.put(mercury, new Vector3());
+        forceOnBody.put(venus, new Vector3());
+        forceOnBody.put(vesta, new Vector3());
+        forceOnBody.put(pallas, new Vector3());
+        forceOnBody.put(hygiea, new Vector3());
+        forceOnBody.put(ceres, new Vector3());
+
+        for (Body b : bodies) {
+            forceOnBody.put(b, new Vector3());
+        }
+
+        long seconds = 0;
+        while (true) {
+            seconds++;
+
+            for (Massive b1 : forceOnBody.getKeys()) {
+                Vector3 force = new Vector3();
+                for (Massive b2 : forceOnBody.getKeys()) {
+                    if (b1 != b2) {
+                        force = force.plus(b1.gravitationalForce(b2));
+                    }
+                }
+                forceOnBody.put(b1, force);
+            }
+
+            for (Massive body : forceOnBody.getKeys()) {
+                body.move(forceOnBody.get(body));
+            }
+
+            if ((seconds % 3600) == 0) {
+                cd.clear(Color.BLACK);
+                for (Massive body : forceOnBody.getKeys()) {
+                    body.draw(cd);
+                }
+                cd.show();
+            }
+        }
+    }
+}

src/Simulation8.java

@@ -0,0 +1,120 @@
+import codedraw.CodeDraw;
+
+import java.awt.*;
+import java.io.IOException;
+
+/**
+ * Simulates the solar system.
+ */
+public class Simulation8 {
+
+    // gravitational constant
+    public static final double G = 6.6743e-11;
+
+    // one astronomical unit (AU) is the average distance of earth to the sun.
+    public static final double AU = 150e9; // meters
+
+    // set some system parameters
+    public static final double SECTION_SIZE = 10 * AU; // the size of the square region in space
+
+    // all quantities are based on units of kilogram respectively second and meter.
+
+    // The main simulation method using instances of other classes.
+    public static void main(String[] args) {
+        if (args.length != 2) {
+            System.err.println("Error: wrong number of arguments.");
+            System.exit(1);
+        }
+
+        String statePath = args[0];
+        String date;
+        try {
+            date = ReadDataUtil.convertDate(args[1]);
+        } catch (IllegalArgumentException e) {
+            System.err.println("Error: State has wrong format (requires YYYY-MMM-DD), aborting.");
+            System.exit(2);
+            return;
+        }
+
+        // simulation
+        CodeDraw cd = new CodeDraw();
+
+        // create solar system with 13 bodies
+        MassiveForceTreeMap forceOnBody = new MassiveForceTreeMap();
+
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Oumuamua", 8e6), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Earth", 5.972E24), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Moon", 7.349E22), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Mars", 6.41712E23), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Deimos", 1.8E20), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Phobos", 1.08E20), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Mercury", 3.301E23), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Venus", 4.86747E24), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Vesta", 2.5908E20), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Pallas", 2.14E20), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Hygiea", 8.32E19), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Ceres", 9.394E20), new Vector3());
+
+        MassiveIterator iter = forceOnBody.getKeys().iterator();
+        while (iter.hasNext()) {
+            Massive a = iter.next();
+            if (a instanceof NamedBody b) {
+                boolean remove = false;
+
+                try {
+                    boolean found = ReadDataUtil.readConfiguration(b, statePath + "/" + b.getName() + ".txt", date);
+                    if (!found) {
+                        System.err.println("Warning: State not available for " + b.getName() + ".");
+                        remove = true;
+                    }
+                } catch (IOException e) {
+                    if (e instanceof StateFileNotFoundException notFound) {
+                        System.err.println("Warning: " + notFound.getMessage());
+                    } else if (e instanceof StateFileFormatException format) {
+                        System.err.println("Warning: " + format.getMessage());
+                    } else {
+                        System.err.println("Error: " + e.getMessage());
+                        System.exit(3);
+                    }
+                    remove = true;
+                }
+
+                if (remove) {
+                    System.err.println("Running simulation without " + b.getName());
+                    iter.remove();
+                }
+            }
+        }
+
+        // add sun after states have been read from files.
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Sun", 1.989E30), new Vector3());
+
+        System.out.println("Starting simulation");
+        long seconds = 0;
+        while (true) {
+            seconds++;
+
+            for (Massive b1 : forceOnBody.getKeys()) {
+                Vector3 force = new Vector3();
+                for (Massive b2 : forceOnBody.getKeys()) {
+                    if (b1 != b2) {
+                        force = force.plus(b1.gravitationalForce(b2));
+                    }
+                }
+                forceOnBody.put(b1, force);
+            }
+
+            for (Massive body : forceOnBody.getKeys()) {
+                body.move(forceOnBody.get(body));
+            }
+
+            if ((seconds % 3600) == 0) {
+                cd.clear(Color.BLACK);
+                for (Massive body : forceOnBody.getKeys()) {
+                    body.draw(cd);
+                }
+                cd.show();
+            }
+        }
+    }
+}

src/Simulation9.java

@@ -0,0 +1,122 @@
+import codedraw.CodeDraw;
+
+import java.awt.*;
+import java.io.IOException;
+import java.util.HashMap;
+import java.util.Iterator;
+
+/**
+ * Simulates the solar system.
+ */
+public class Simulation9 {
+
+    // gravitational constant
+    public static final double G = 6.6743e-11;
+
+    // one astronomical unit (AU) is the average distance of earth to the sun.
+    public static final double AU = 150e9; // meters
+
+    // set some system parameters
+    public static final double SECTION_SIZE = 10 * AU; // the size of the square region in space
+
+    // all quantities are based on units of kilogram respectively second and meter.
+
+    // The main simulation method using instances of other classes.
+    public static void main(String[] args) {
+        if (args.length != 2) {
+            System.err.println("Error: wrong number of arguments.");
+            System.exit(1);
+        }
+
+        String statePath = args[0];
+        String date;
+        try {
+            date = ReadDataUtil.convertDate(args[1]);
+        } catch (IllegalArgumentException e) {
+            System.err.println("Error: State has wrong format (requires YYYY-MMM-DD), aborting.");
+            System.exit(2);
+            return;
+        }
+
+        // simulation
+        CodeDraw cd = new CodeDraw();
+
+        // create solar system with 13 bodies
+        HashMap<Massive, Vector3> forceOnBody = new HashMap<>();
+
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Oumuamua", 8e6), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Earth", 5.972E24), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Moon", 7.349E22), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Mars", 6.41712E23), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Deimos", 1.8E20), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Phobos", 1.08E20), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Mercury", 3.301E23), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Venus", 4.86747E24), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Vesta", 2.5908E20), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Pallas", 2.14E20), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Hygiea", 8.32E19), new Vector3());
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Ceres", 9.394E20), new Vector3());
+
+        Iterator<Massive> iter = forceOnBody.keySet().iterator();
+        while (iter.hasNext()) {
+            Massive a = iter.next();
+            if (a instanceof NamedBody b) {
+                boolean remove = false;
+
+                try {
+                    boolean found = ReadDataUtil.readConfiguration(b, statePath + "/" + b.getName() + ".txt", date);
+                    if (!found) {
+                        System.err.println("Warning: State not available for " + b.getName() + ".");
+                        remove = true;
+                    }
+                } catch (IOException e) {
+                    if (e instanceof StateFileNotFoundException notFound) {
+                        System.err.println("Warning: " + notFound.getMessage());
+                    } else if (e instanceof StateFileFormatException format) {
+                        System.err.println("Warning: " + format.getMessage());
+                    } else {
+                        System.err.println("Error: " + e.getMessage());
+                        System.exit(3);
+                    }
+                    remove = true;
+                }
+
+                if (remove) {
+                    System.err.println("Running simulation without " + b.getName());
+                    iter.remove();
+                }
+            }
+        }
+
+        // add sun after states have been read from files.
+        forceOnBody.put(new NamedBody("Sun", 1.989E30), new Vector3());
+
+        System.out.println("Starting simulation");
+        long seconds = 0;
+        while (true) {
+            seconds++;
+
+            for (Massive b1 : forceOnBody.keySet()) {
+                Vector3 force = new Vector3();
+                for (Massive b2 : forceOnBody.keySet()) {
+                    if (b1 != b2) {
+                        force = force.plus(b1.gravitationalForce(b2));
+                    }
+                }
+                forceOnBody.put(b1, force);
+            }
+
+            for (Massive body : forceOnBody.keySet()) {
+                body.move(forceOnBody.get(body));
+            }
+
+            if ((seconds % 3600) == 0) {
+                cd.clear(Color.BLACK);
+                for (Massive body : forceOnBody.keySet()) {
+                    body.draw(cd);
+                }
+                cd.show();
+            }
+        }
+    }
+}

src/StateFileFormatException.java

@@ -0,0 +1,20 @@
+import java.io.IOException;
+
+public class StateFileFormatException extends IOException {
+    private final String fileName;
+    private final long lineNum;
+
+    public StateFileFormatException(String fileName, long lineNum) {
+        super("File " + fileName + " has illegal format (line " + lineNum + ")");
+        this.fileName = fileName;
+        this.lineNum = lineNum;
+    }
+
+    public String getFileName() {
+        return this.fileName;
+    }
+
+    public long getLineNum() {
+        return this.lineNum;
+    }
+}

src/StateFileNotFoundException.java

@@ -0,0 +1,14 @@
+import java.io.IOException;
+
+public class StateFileNotFoundException extends IOException {
+    private final String fileName;
+
+    public StateFileNotFoundException(String fileName) {
+        super("File " + fileName + " not found.");
+        this.fileName = fileName;
+    }
+
+    public String getFileName() {
+        return this.fileName;
+    }
+}