EP2/angabe/Aufgabenblatt1.md

Aufgabenblatt 1

Allgemeine Anmerkungen

Ihre Lösung für dieses Aufgabenblatt ist bis Montag, 21.3.2022 11:00 Uhr durch git commit und push abzugeben. Mit der Angabe werden folgende Dateien mitgeliefert, die sie gemäß der Angabe verändern müssen: Simulation.java, Vector3.java, Body.java und zum Testen Aufgabe1Test.java. Die zusätzliche Datei CodeDraw.jar wird nur zum Zeichnen verwendet und sollte nicht entfernt oder verändert werden. Die zusätzliche Datei SpaceDraw.java enthält Methoden, die in der Simulation benötigt werden. Diese Methoden können Sie auch in Ihrer Lösung aufrufen.

Vorgegebene Programmteile 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.

Verwendung in IntelliJ

Diese Aufgabenstellung ist ein vollständiges IntelliJ-Projekt, das Sie bereits in IntelliJ öffnen können. Sie müssen daher kein eigenes Projekt anlegen. Öffnen Sie nach dem Klonen des Repos in IntelliJ einfach den entsprechenden Ordner. Gegebenenfalls muss noch folgender Schritt ausgeführt werden:

• 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

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.
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.

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.
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 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 zur Verfügung stellt?

Punkteaufteilung

• Korrekte Sichtbarkeit von Objektvariablen in Vector3 und Body und Initialisierung mittels Konstruktoren: 1 Punkt
• Korrekte Objektmethoden in Vector3: 1 Punkt
• Korrekte Objektmethoden in Body: 1.5 Punkte
• Korrekte Verwendung der Objektmethoden in Simulation: 1 Punkt
• Korrekte Beantwortung der Zusatzfragen: 0.5 Punkte
• Gesamt: 5 Punkte