Programmiertechnik 1 - AIN/1
Wintersemester 2025/2026

Übungsaufgabe 1: Ganze Zahlen

1. Vorbereitung

   Nach dem Download und dem Entpacken von Aufgabe1.jar ist in Ihrem Arbeitsverzeichnis prog1-uebungen\ neben dieser Aufgabenstellung Aufgabe1.html noch ein Paketverzeichnis aufgabe1\ mit folgende Dateien hinzugekommen:

   aufgabe1\package-info.java	Paketdokumentation
   aufgabe1\IntVar.java	zu vervollständigendes Java-Programm

   Öffnen Sie ein Terminal im Arbeitsverzeichnis prog1-uebungen\ und erweitern Sie Ihre HTML-Dokumentation um das Paket aufgabe1 mit dem Kommando

     ant doc

   Öffnen Sie die erzeugte Paketdokumentation doc/aufgabe1/package-summary.html im Browser. Die Paketdokumentation enthält die Spezifikation des zu erstellenden Programms.

   Außerdem sollte immer die Webseite der Lehrveranstaltung https://www-home.htwg-konstanz.de/~drachen/prog1/prog1.html im Browser geöffnet sein. Dort finden Sie die erwähnten Beispielprogramme und die benötigten Vorlesungsfolien.

   Als Voraussetzung für das Bearbeiten dieser Aufgabe sollten Sie die Vorlesungsunterlagen bis Seite 2-17 nachbereitet und die zugehörigen Programmbeispiele IntLiteral.java, DoubleLiteral.java, CharLiteral.java, BooleanVar.java nachvollzogen haben.

2. Programmierung

   Das Programm aufgabe1\IntVar.java ist noch unvollständig. Sie sollen den fehlenden Programmtext an den mit TODO: markierten Stellen ergänzen:
   • Die Konstante min soll mit der kleinsten als int darstellbaren Zahl initialisiert werden. Schreiben Sie den Wert als hexadezimales Literal.
     Genauso gehen Sie bei der Konstanten max mit der größte darstellbare Zahl vor.
   • Wie die Eingabeaufforderung aussehen soll, können Sie dem Beispiel in der Paketdokumentation doc/aufgabe1/package-summary.html entnehmen.
     Halten Sie sich genau an diese Vorgabe.
   • Wie Sie ganze Zahlen einlesen, können Sie dem Programm Einstieg.java entnehmen.
   • Was die übrigen Ausgaben des Programms sind, können Sie wieder dem Beispiel in der Paketdokumentation doc/aufgabe1/package-summary.html entnehmen.
     Halten Sie sich genau an diese Vorgabe. Verwenden Sie am besten die formatierte Ausgabe mit System.out.printf. Beispiele dazu finden Sie in IntLiteral.java aus der Vorlesung und in Einstieg.java.

   Ersetzen Sie nach getaner Arbeit die TODO:-Markierungen in den Zeilenkommentaren durch DONE:. Sie dürfen die TODO:-Zeilenkommentare nicht löschen. Die Kommentare sollen als Gliederung des Programms erhalten bleiben.

   Ihre Lösung darf nur Java-Sprachmittel und Java-Bibliotheksklassen enthalten, die bereits in der Vorlesung besprochen wurden oder die in dieser Aufgabenstellung explizit vorgeschlagen sind.

3. Test und Qualitätssicherung

   • Testen Sie Ihr Programm systematisch mit verschiedenen Eingaben und prüfen Sie dabei, ob die arithmetischen Operationen und Vergleiche immer die erwarteten Ergebnisse liefern.

       java aufgabe1.IntVar

     Was passiert bei sehr großen bzw. kleinen Zahlen oder Zahlen mit verschiedenen Vorzeichen?
     Was passiert, wenn Sie in int nicht darstellbare Zahlen eingeben?
     Was passiert, wenn Sie Text statt Zahlen eingeben?
     Was passiert, wenn Sie ein Eingabeende STRG-Z statt Zahlen eingeben? (Linux: Strg-D)
   • Prüfen Sie mit checkstyle, ob Sie Stilregeln verletzt haben. Bessern Sie nach, solange das Werkzeug Fehler meldet.
     Rufen Sie checkstyle im Arbeitsverzeichnis über ant auf:

       ant -Dpackage=aufgabe1 style

   • Prüfen Sie mit spotbugs, ob Ihr Programm problematischen Code enthält. Bessern Sie nach, solange das Werkzeug Probleme meldet.
     Rufen Sie spotbugs im Arbeitsverzeichnis über ant auf:

       ant -Dpackage=aufgabe1 clean bugs

     spotbugs schreibt seine Meldungen nicht auf den Bildschirm, sondern in eine Datei bugs.html, die Sie mit einem Webbrowser anschauen müssen.

   Sie sind erst fertig, wenn das Programm funktioniert und die Werkzeuge checkstyle und spotbugs keine Fehler mehr melden!

4. Abgabe

   Den spätesten Abgabetermin finden Sie auf der Webseite der Lehrveranstaltung https://www-home.htwg-konstanz.de/~drachen/prog1/prog1.html.
   

   Führen Sie einige besonders interessante Testfälle vor.
   Sie müssen die Fragen aus Schritt 3 beantworten können.
   Zeigen Sie das ausgefüllte Teilnahmeprotokoll.

Ergänzende Übungen für Schnellprogrammierer
freiwillig, pro Spiegelpunkt 1 Bonuspunkt

Wenn Sie den Pflichtteil von Übungsaufgabe 1 zügig lösen konnten, hier einige Anregungen für Erweiterungen Ihrer Lösung.

Ändern Sie für die Bonusaufgaben nicht Ihr Pflichtprogramm, sondern legen Sie die Bonusprogramme in einem neuen Unterordner aufgabe1\bonus\ ab. In den Bonusprogrammen müssen Sie dann die Paketzuordnung package aufgabe1.bonus; angeben. Beim ant-Aufruf geben Sie entsprechend -Dpackage=aufgabe1/bonus an.

• Schreiben Sie zu IntVar.java analoge Programme ByteVar.java und ShortVar.java, die mit Variablen und Eingaben vom Typ byte bzw. short statt int arbeiten.
  Testen Sie die Programme wie im Pflichtteil beschrieben.
  Beantworten Sie insbesondere wieder die Fragen aus Schritt 3.
  Kommt es hier auch beim Rechen mit großen Zahlen zu Überläufen im Ergebnis?
• Verbessern Sie das Verhalten Ihres Pflichtprogramms IntVar.java hinsichtlich Überläufen bei arithmetischen Operationen.
  Lesen Sie dazu weiterhin int-Zahlen ein, aber speichern Sie die eingelesenen Zahlen in Variablen vom Typ long, damit die arithmetischen Operationen anschließend mit long gerechnet werden. Speichern Sie das Ergebnis der arithmetischen Operationen in einer weiteren Variablen vom Typ long. Prüfen Sie mit if-Anweisungen, ob das Rechenergebnis in int darstellbar ist, und geben Sie gegebenenfalls eine Fehlermeldung statt des Rechenergebnisses aus.
• Verbessern Sie das Verhalten Ihres Pflichtprogramms IntVar.java für den Fall, dass der Anwender keine gültigen Zahlen eingibt, sondern Text oder Eingabeende.
  Schlagen Sie dazu auf der Javadoc-Seite der Klasse java.util.Scanner nach, wie Sie prüfen können, ob der Anwender eine gültige Zahl eingegeben hat.
• Probieren Sie nicht immer alle arithmetischen und Vergleichsoperatoren aus, sondern lesen Sie den gewünschten Operator zusätzlich zu den beiden ganzen Zahlen als String ein. Schreiben Sie dann eine Fallunterscheidung für den eingelesenen String und geben Sie nur das Ergebnis der verlangten Operation aus.