Programmiertechnik 1 - AIN/1
Wintersemester 2025/2026

Übungsaufgabe 5: Notenspiegel

1. Vorbereitung

   Nach dem Download und dem Entpacken von Aufgabe5.jar ist in Ihrem Arbeitsverzeichnis prog1-uebungen\ neben dieser Aufgabenstellung Aufgabe5.html noch ein Paketverzeichnis aufgabe5\ mit folgende Dateien hinzugekommen:

   aufgabe5\package-info.java	Paketdokumentation
   aufgabe5\Notenspiegel.java	zu vervollständigendes Java-Programm

   Öffnen Sie ein Terminal im Arbeitsverzeichnis prog1-uebungen\ und erweitern Sie Ihre HTML-Dokumentation um das Paket aufgabe5 mit dem Kommando

     ant doc

   Öffnen Sie dann die gewohnten Quellen im Browser:
   doc/aufgabe5/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 4-36 nachbereitet und die zugehörigen Programmbeispiele nachvollzogen haben, insbesondere Datum.java, Termin.java, nested\IntList.java

2. Programmierung der Klasse aufgabe5.Note

   Erstellen Sie im Paket aufgabe5 eine öffentliche Wertklasse Note für gültige Noten der HTWG Konstanz mit folgenden Elementen:
   • einer privaten konstanten Instanzvariable note vom Typ int
   • einem privaten Konstruktor mit einem Parameter zum Initialisieren der Instanzvariable
   • zwei öffentlichen konstanten Klassenvariablen BESTE und SCHLECHTESTE,
     die jeweils ein Note-Objekt mit der besten bzw. schlechtesten Note referenzieren
   • einer öffentlichen Fabrikmethode mit Signatur valueOf(int),
     die als Rückgabewert ein Note-Objekt mit der im Parameter angegebenen Note liefert
     

     Werfen Sie bei unzulässiger Note eine Ausnahme vom Typ IllegalArgumentException mit "unzulaessige Note " und der falschen Note als Fehlertext (zulässig sind die Noten 10, 13, 17, 20, 23, 27, 30, 33, 37, 40, 50).

   • einer weiteren öffentlichen Fabrikmethode mit Signatur valueOf(String)
     Der übergebene String muss das von toString (siehe unten) gelieferte Format haben.
     

     Werfen Sie bei bei falschem Format oder unzulässiger Note eine Ausnahme vom Typ IllegalArgumentException mit "unzulaessige Note " und der falschen Note als Fehlertext.

   • einer öffentlichen Instanzmethode mit Signatur intValue(),
     die die im Objekt gespeichert Note liefert
   • einer öffentlichen Instanzmethode mit Signatur istBestanden(),
     die den Rückgabewert true liefert, wenn der Wert der Instanzvariablen kleiner oder gleich 4.0 ist, sonst false
   • mit öffentlichen Instanzmethoden toString(), equals(Object) und hashCode()
     

     Verwenden Sie das Vorlesungsbeispiel Datum.java aus Teil 4 der Vorlesung als Vorlage.
     Die String-Darstellung der Objekte soll "1,0", "1,3" usw. sein.
     Als Hashcode können Sie einfach den Wert der Instanzvariable verwenden.

3. Programmierung der Klasse aufgabe5.Fachnote

   Erstellen Sie im Paket aufgabe5 eine öffentliche Entitätsklasse Fachnote mit folgenden Elementen:
   • zwei privaten konstanten Instanzvariablen fach vom Typ String und note vom Typ Note
     sowie zwei öffentliche Instanzmethoden gleichen Namens, die jeweils den Wert der Variablen zurückliefern.
   • einem öffentlichen Konstruktor mit zwei Parametern zum Initialisieren der beiden Instanzvariablen
     

     Fachname und Note dürfen nicht null sein und der Fachname darf nicht die Länge 0 haben. Werfen Sie eine Ausnahme vom Typ IllegalArgumentException, wenn die Werte der Parameter diese Konsistenzregeln verletzten

4. Programmierung der Entitätsklasse aufgabe5.FachnotenListe

   Erstellen Sie im Paket aufgabe5 eine öffentliche Entitätsklasse FachnotenListe:
   • Verwenden Sie das Vorlesungsbeispiel nested.IntList aus Teil 4 als Vorlage. Passen Sie darin einfach den Paket- und Klassennamen an und stellen Sie den Typ der gespeicherten Werte von int auf Fachnote um.

5. Programmierung der Main-Klasse aufgabe5.Notenspiegel

   Vervollständigen Sie die vorgegebene Main-Klasse aufgabe5.Notenspiegel aus dem entpackten Archiv:
   • TODO-Kommentar (1):
     erst das Fach mit next() einlesen, dann mit hasNextInt() pruefen, ob die Note als ganze Zahl vorliegt, und die Note je nachdem mit nextInt() oder next() einlesen und schließlich per Fabrikmethode in ein Wertobjekt verpacken
   • TODO-Kommentar (3):
     Halten Sie sich an das Ausgabeformat, das auf der zu Beginn erzeugten Javadoc-Seite des Pakets aufgabe5 beschrieben ist.

     Damit eine Tabellenstruktur mit linksbündigen Spalten entsteht, müssen Fachnamen, die kürzer als der längste vorkommende Fachname sind, rechts mit Leerstellen aufgefüllt werden. Bestimmen Sie deshalb vor der Ausgabe zunächst den längsten Fachnamen.

   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.

6. Test und Qualitätssicherung

   • Beim Übersetzen von Notenspiegel.java muss javac die Klassen Fachnote und Note finden. Wenn Sie javac im Arbeitsverzeichnis aufrufen, funktioniert das problemlos:

       javac aufgabe5\Notenspiegel.java
     

     Wenn Sie javac im Paketverzeichnis aufrufen, müssen Sie mit -cp den Classpath angeben:

       javac -cp .. Notenspiegel.java
     

   • Testen Sie das Programm mit verschiedenen Eingaben.
     Erstellen Sie dazu Dateien mit Testeingaben im Stil der Aufgaben 3 und 4 (aufgabe5-in1.txt usw.)
   • 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=aufgabe5 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=aufgabe5 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!

7. Abgabe

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

   Führen Sie Ihre in Schritt 6 erstellten Testfälle aufgabe5-in1.txt usw. vor.
   Zeigen Sie das ausgefüllte Teilnahmeprotokoll.

Ergänzende Übungen für Schnellprogrammierer
freiwillig, pro Spiegelpunkt 1 Bonuspunkt

• Bachelorarbeiten werden an der HTWG von zwei Prüfern bewertet. Aus den Bewertungen der beiden Prüfer wird der MIttelwert gebildet. Ergänzen Sie passend dazu in Ihrer Wertklasse Note eine weitere Fabrikmethode mit Signatur valueOf(Note, Note), die ein Note-Objekt mit dem Mittelwert der beiden übergebenen Noten zurückliefert.
  

  Erweitern Sie Notenspiegel.main um die Möglichkeit, bei einem Fach wahlweise eine oder zwei Noten eingeben zu können. Damit die Erkennung einer zweiten Note nicht zu kompliziert wird, dürfen Sie verlangen, das beide Noten als ganze Zahlen eigegeben werden. Dann können Sie die zweite Noteneingabe mit der Instanzmethode hasNextInt() aus der Klasse java.util.Scanner erkennen.

• Als Voraussetzung für diesen Spiegelpunkt müssen Sie die Vorlesungsunterlagen bis mindestens Seite 5-26 nachbereitet haben.
  Sorgen Sie dafür, dass die verkettete Liste der Fachnoten immer nach Noten sortiert ist, mit der besten Note am Listenanfang. Fügen Sie dazu in FachnotenListe.insert neue Fachnoten nicht am Anfang der Liste ein, sondern suchen Sie zuerst mit einer Schleife das richtige Vorgängerelement.

  Für diese Zusatzaufgabe muss die Klasse Note eine natürliche Ordnung festlegen, indem sie die Schnittstelle java.lang.Comparable<Note> implementiert. Verwenden Sie das Vorlesungsbeispiel comparator.Datum aus Teil 5 der Vorlesung als Vorlage.

  Für diese Zusatzaufgabe darf die Instanzvariable next in der Klasse FachnotenListe.Element keine final-Markierung haben.