Programmiertechnik 1 - AIN/1
Wintersemester 2025/2026

Übungsaufgabe 3: Notenstatistik

1. Vorbereitung

   Nach dem Download und dem Entpacken von Aufgabe3.jar sind in Ihrem Arbeitsverzeichnis prog1-uebungen\ neben dieser Aufgabenstellung Aufgabe3.html noch sechs .txt-Dateien für das automatische Testen und ein Paketverzeichnis aufgabe3\ hinzugekommen:

   aufgabe3-*.txt	Dateien mit Testeingaben und Sollausgaben
   aufgabe3\package-info.java	Paketdokumentation
   aufgabe3\Notenstatistik.java	zu vervollständigendes Java-Programm

   Öffnen Sie ein Terminal im Arbeitsverzeichnis prog1-uebungen\ und erweitern Sie Ihre HTML-Dokumentation um das Paket aufgabe3 mit dem Kommando

     ant doc

   Öffnen Sie die erzeugte Paketdokumentation doc/aufgabe3/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.

   Nutzen Sie auch die Dokumentation der Java-Bibliothek https://docs.oracle.com/en/java/javase/21/docs/api/java.base/module-summary.html zum Nachschlagen.

   Als Voraussetzung für das Bearbeiten dieser Aufgabe sollten Sie die Vorlesungsunterlagen bis mindestens Seite 3-20 nachbereitet und die zugehörigen Programmbeispiele nachvollzogen haben, insbesondere Verzweigung.java, Fallunterscheidung.java

2. Programmierung

   Das Programm aufgabe3\Notenstatistik.java ist noch unvollständig. Sie sollen den fehlenden Programmtext an den mit TODO: markierten Stellen ergänzen:
   • bei jedem der folgenden TODOs:
     Überlegen Sie, welche zusätzlichen Variablen Sie jeweils brauchen,
     welchen Typ die Variablen haben müssen und mit welchen Werten sie am besten initialisiert werden,
     wo Sie diese Variablen definieren müssen, d.h. mit welchem Gültigkeitsbereich (Scope).
     Definieren Sie Variablen immer mit dem kleinst möglichen Scope, d.h. so spät wie möglich!
   • TODO-Kommentar mit der Nummer (1):
     Sie müssen zunächst das Format des eingegebenen Strings prüfen (Länge 3, erst Ziffer, dann Punkt oder Komma, am Ende wieder Ziffer).
     Bei richtigem Format müssen Sie zusätzlich den Zahlbereich von Vor- und Nachkommateil prüfen (siehe die drei Arten von Fehlermeldungen in der Paketdokumentation doc/aufgabe3/package-summary.html).

     Verwenden Sie sowohl if-else- als auch switch-case-Anweisungen. Letzteres bietet sich vor allem für die Vorkommaziffern an. Bauen Sie die Fallunterscheidungen so auf, dass Sie möglichst wenige Wiederholungen immer gleicher Anweisungen haben.

     Auf die Zeichen der eingelesenen Note können Sie mit note.charAt(int index) zugreifen. Ob ein Zeichen eine Ziffer ist, können Sie mit Character.isDigit(char ch) prüfen.

   • TODO-Kommentar mit der Nummer (2):
     Überlegen Sie, wie Sie aus den Ziffern im String eine Note als Gleitkommazahl berechnen können. Mit dieser Gleitkommazahl können Sie dann die Notensumme sowie die beste und schlechteste Note aktualisieren.
   • TODO-Kommentar mit der Nummer (3):
     Achten Sie darauf, dass Sie zeichengenau die verlangten Ausgaben liefern. Verwenden Sie bei printf für Gleitkommazahlen die Formatangabe %.1f, um die Darstellung mit einer Nachkommastelle zu erreichen.

   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.

   Haben Sie sowohl if-else- als auch switch-case-Anweisungen verwendet?
   Haben alle Variablen den kleinst möglichen Scope?

3. Test und Qualitätssicherung

   • Testen Sie Ihr Programm mit verschiedenen manuellen Eingaben

       javac aufgabe3\Notenstatistik.java
       java aufgabe3.Notenstatistik
     

     Liefert Ihr Programm exakt die verlangten Ausgaben?
   • Testen Sie das Programm mit den drei vorgegebenen Eingaben aus dem entpackten Archiv. Verwenden Sie die folgenden Kommandos:

       java aufgabe3.Notenstatistik < aufgabe3-in1.txt > out1.txt
       java aufgabe3.Notenstatistik < aufgabe3-in2.txt > out2.txt
       java aufgabe3.Notenstatistik < aufgabe3-in3.txt > out3.txt
     

     Ihr Programm liest dank des Operators < aus der angegebenen Datei statt von Tastatur und schreibt dank des Operators > in die angegebene Datei statt auf das Terminal. Achtung, in der Windows powershell gibt es die beiden Operatoren nicht. Verwenden Sie cmd (Eingabeaaufforderung) oder die Git Bash statt der powershell.

   • Vergleichen Sie die Ausgaben Ihres Programms mit den vorgegebenen Soll-Ausgaben, die ebenfalls im zu Beginn heruntergeladenen Archiv enthalten waren:

       diff -w aufgabe3-out1.txt out1.txt
       diff -w aufgabe3-out2.txt out2.txt
       diff -w aufgabe3-out3.txt out3.txt
     

     Das Linux-Kommando diff vergleicht den Inhalt zweier Dateien und gibt die Unterschiede aus. Ziel ist, dass die Kommandos nichts ausgeben, also keine Unterschiede zwischen Soll-Ausgabe und Ihrer Ausgabe finden. Die Ausgabe von Unterschieden ist etwas kryptisch. Verwenden Sie deshalb das compare-Plugin in notepad++ oder die compare-Funktionalität in VSCode für die genaue Analyse der Unterschiede.

   • 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=aufgabe3 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=aufgabe3 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 einen Test mit manueller Eingabe vor, insbesondere mit falschen Eingaben.
   Führen Sie die Tests mit automatischer Eingabe aus Schritt 3 vor.
   Zeigen Sie das ausgefüllte Teilnahmeprotokoll.

Ergänzende Übungen für Schnellprogrammierer
freiwillig, pro Spiegelpunkt 1 Bonuspunkt

Ändern Sie für die Bonusaufgaben nicht Ihr Pflichtprogramm, sondern legen Sie die Bonusprogramme in einem neuen Unterordner aufgabe3\bonus\ ab. In den Bonusprogrammen müssen Sie dann die Paketzuordnung package aufgabe3.bonus; angeben. Beim ant-Aufruf geben Sie entsprechend -Dpackage=aufgabe3/bonus an.

• Verwenden Sie zum Prüfen der eingegebenen Noten Ausnahmebehandlung.
  Klammern Sie dazu die Prüfung der Eingabe in einen try-Block, werfen Sie darin falsche Eingaben mit throw new java.util.InputMismatchException(...) und fangen Sie die Ausnahmen in einem catch-Block. Geben Sie innerhalb des catch-Blocks die Fehlermeldung aus und springen Sie von dort mit continue zum nächsten Schleifendurchlauf.
• Erlauben Sie die Noteneingabe zusätzlich auch im Format 1, 1-, 2+, 2, 2-, 3+, 3, 3-, 4+, 4, 5
  Dabei soll eine 1 als 1,0 gewertet werden, eine 1- als 1,3 und eine 2+ als 1,7 usw.