Programmiertechnik 1 - AIN/1
Wintersemester 2025/2026

Übungsaufgabe 4: Klassenvariablen und Methoden

1. Vorbereitung

   Nach dem Download und dem Entpacken von Aufgabe4.jar sind in Ihrem Arbeitsverzeichnis prog1-uebungen\ neben dieser Aufgabenstellung Aufgabe4.html noch zwei .txt-Dateien für das automatische Testen und ein Paketverzeichnis aufgabe4\ hinzugekommen:

   aufgabe4-diff*.txt	Dateien mit Sollausgaben
   aufgabe4\package-info.java	Paketdokumentation
   aufgabe4\Klausurergebnis.java	zu vervollständigendes Java-Programm

   Öffnen Sie ein Terminal im Arbeitsverzeichnis prog1-uebungen\ und erweitern Sie Ihre HTML-Dokumentation um das Paket aufgabe4 mit dem Kommando

     ant doc

   Öffnen Sie dann die gewohnten Quellen im Browser:
   doc/aufgabe4/package-summary.html
   https://www-home.htwg-konstanz.de/~drachen/prog1/prog1.html
   https://docs.oracle.com/en/java/javase/21/docs/api/java.base/module-summary.html

   Als Voraussetzung für das Bearbeiten dieser Aufgabe sollten Sie die Vorlesungsunterlagen bis mindestens Seite 4-22 nachbereitet und die zugehörigen Programmbeispiele nachvollzogen haben, insbesondere Maximum.java, maximum\Maximum.java, maximum\IntegerMethods.java, ClassVar.java

2. Programmierung der Klasse aufgabe4.Noten

   Erstellen Sie im Paket aufgabe4 eine öffentliche Utility-Klasse Noten, die das Notensystem der HTWG Konstanz beschreibt und zwar mittels der folgenden Elemente:
   • zwei öffentlichen konstanten Klassenvariablen BESTE und SCHLECHTESTE
     vom Typ double, die mit der besten bzw. schlechtesten zulässigen Note initialisiert sind
   • einer öffentlichen Klassenmethode mit Signatur istZulaessig(String),
     die als Rückgabewert true liefert, wenn die Note zulässig ist, sonst false.
     

     Die Methode soll keine Fehlermeldungen auf das Terminal schreiben. Zu den zulässigen Noten siehe Übungsaufgabe 3. Die Anweisungen für das Prüfen der Noten können Sie mit geringen Änderungen von dort übernehmen.

   • einer öffentlichen Klassenmethode mit Signatur toDouble(String),
     die die im Parameter übergebene Note als Gleitkommazahl vom Typ double zurückliefert.
     Für unzulässige Noten soll eine IllegalArgumentException geworfen werden.
   • einer öffentlichen Klassenmethode mit Signatur toString(double),
     die die String–Darstellung der im Parameter übergebenen Note zurückliefert.
     Für Noten, die nicht zwischen BESTE und SCHLECHTESTE einschließlich liegen soll eine IllegalArgumentException geworfen werden.
     

     Verwenden Sie String.format mit der Formatangabe %.1f, um die Darstellung mit einer Nachkommastelle zu erreichen.

   • einer öffentlichen Klassenmethode mit Signatur istBestanden(double),
     die als Wert true liefert, wenn die im Parameter übergebene Note kleiner oder gleich 4.0 ist, sonst false
   • zwei öffentlichen Klassenmethoden mit Signaturen bessere(double, double) und schlechtere(double, double),
     die als Rückgabewert die bessere bzw. schlechtere der beiden per Parameter übergebenen Noten liefern

3. Programmierung der Klasse aufgabe4.Klausurergebnis

   Vervollständigen Sie die vorgegebene Main-Klasse aufgabe4.Klausurergebnis:
   • übernehmen Sie die für die Notenstatistik erforderlichen Variablen aus Ihrer Lösung aufgabe3.Notenstatistik.
   • Realisieren Sie dann das Prüfen und Erfassen der Noten in aufgabe4.Klausurergebnis analog zu aufgabe3.Notenstatistik.java, nur jetzt mit Hilfe der Klassenvariablen und Klassenmethoden Ihrer neuen Klasse aufgabe4.Noten.

     Für unzulässige Noten soll anders als in Übungsaufgabe 3 eine einheitliche Fehlermeldung
       "Unzulaessige Note ... wird ignoriert!"
     auf die Standardausgabe geschrieben werden (die Unterschiede zwischen alten und neuen Meldungen finden Sie auch in den Testdateien aufgabe4-diff*.txt).

     Sie müssen in aufgabe4.Klausurergebnis alle Klassenvariablen und alle Klassenmethoden von aufgabe4.Noten sinnvoll verwenden.

   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 alle Klassenvariablen und alle Klassenmethoden von aufgabe4.Noten in aufgabe4.Klausurergebnis sinnvoll verwendet?

4. Test und Qualitätssicherung

   • Beim Übersetzen von Klausurergebnis.java muss javac die Klasse Noten finden. Wenn Sie javac im Arbeitsverzeichnis aufrufen, funktioniert das problemlos:

       javac aufgabe4\Klausurergebnis.java
     

     Wenn Sie javac im Paketverzeichnis aufrufen, müssen Sie alle .java-Dateien angeben:

       javac *.java
     

     oder mit der Option -cp das Arbeitsverzeichnis als Class-Path angeben:

       javac -cp .. KlausurErgebnis.java
     

   • Testen Sie das Programm mit den drei vorgegebenen Eingaben aus Aufgabe 3:

       java aufgabe4.Klausurergebnis < aufgabe3-in1.txt > out1.txt
       java aufgabe4.Klausurergebnis < aufgabe3-in2.txt > out2.txt
       java aufgabe4.Klausurergebnis < aufgabe3-in3.txt > out3.txt
       diff -w aufgabe3-out1.txt out1.txt | diff -w - aufgabe4-diff1.txt
       diff -w aufgabe3-out2.txt out2.txt
       diff -w aufgabe3-out3.txt out3.txt | diff -w - aufgabe4-diff3.txt
     

     Die Linux-Kommandofolgen mit diff dürfen wie gehabt keine Unterschiede zwischen der Soll-Ausgabe und Ihrer Ausgabe finden. Verwenden Sie bei Bedarf zur Fehlersuche das compare-Plugin in notepad++ oder die compare-Funktionalität in VS Code.

   • 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=aufgabe4 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=aufgabe4 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, diff keine Unterschiede zwischen Soll-Ausgabe und Ihrer Ausgabe mehr findet sowie die Werkzeuge checkstyle und spotbugs keine Fehler mehr melden!

5. Abgabe

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

   Führen Sie die drei schon bei Aufgabe 3 verwendeten Testfälle vor.
   Zeigen Sie das ausgefüllte Teilnahmeprotokoll.

Ergänzende Übungen für Schnellprogrammierer
freiwillig, 1 Bonuspunkt

Erstellen Sie eine Klasse aufgabe4.schweiz.Noten. Die Klasse soll genau die gleichen Klassenvariablen und -methoden haben wie die Klasse aufgabe4.Noten, soll aber das Schweizer Notensystem beschreiben. Erlaubt sind (in dieser Schreibeweise) die Noten
  1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
Beste Note ist dabei die 6, schlechteste die 1. Als bestanden gelten Noten größer oder gleich 4.

Die einzige Änderung in der Main-Klasse aufgabe4.Klausurergebnis ist die Anweisung
  import aufgabe4.schweiz.Noten;
am Dateianfang.

Erstellen Sie Dateien mit Solleingaben für automatisierte Tests analog zu den drei Dateien aufgabe3-in*.txt.