7.1 Einfache Arrays, Teil 2

Eine Klasse für natürliche Zahlen

Unter den natürlichen Zahlen versteht man in der Regel die positiven ganzen Zahlen $\mathbb{N}$, mit $\mathbb{N}$ = {1, 2, 3, 4, ...}.

Wir wollen nun eine Klasse NZahlen schreiben, mit denen wir die natürlichen Zahlen sowie einige Operationen auf $\mathbb{N}$ modellieren können.

Natürliche Zahlen können in Java am besten durch den Datentyp int dargestellt werden. Bei der Implementierung müssen wir dann nur aufpassen, dass wir keine negativen int-Zahlen verwenden, sondern nur positive.

Als erstes erzeugen wir einen Array, der aus 100 int-Zahlen besteht. Nach den Ausführungen in Teil 1 sollte dies für Sie kein Problem mehr sein.

Deklaration und Initialisierung des Arrays

public class NZahlen
{
    int[] zahlen;
    
    public NZahlen()
    {
       zahlen = new int[100];
    }
}

Achtung: Die Klasse heißt NZahlen, der Array dagegen zahlen. Diese beiden Bezeichner sollten nicht verwechselt werden.

Eine einfache Ausgabe-Methode

    public void ausgeben()
    {
       for (int i=0; i < 100; i++)
          System.out.println("Zahl " + i + " = " + zahlen[i]);
    }

Wenn wir diese Methode auführen, sehen wir, dass alle 100 Arrayelemente den Wert 0 haben. In der Tat werden die Elemente eines neu erzeugten int-Arrays alle mit dem Wert 0 initialisiert. Das sind aber noch keine natürlichen Zahlen, denn die fangen ja mit 1 an und nicht mit 0.

Den Array mit Zufallszahlen füllen

Wir wollen den Array nun mit Zufallszahlen aus $\mathbb{N}$ = {1, 2, 3, ..., 1000}. füllen. Dazu muss unser Programm eine Java-Bibliothek importieren, das geschieht mit der Zeile

import java.util.Random;

Wird diese Zeile ganz oben in den Java-Quelltext geschrieben, kann die Klasse NZahlen auf die Klasse Random zugreifen und Objekte dieser Klasse anlegen.

Zwischenstand

Hier das ganze bisherige Programm:

import java.util.Random;

public class NZahlen
{
    int[] zahlen;
    
    public NZahlen()
    {
       zahlen = new int[100];
    }
    
    public void ausgeben()
    {
       for (int i=0; i < 100; i++)
          System.out.println("Zahl " + i + " = " + zahlen[i]);
    }
    
    public void mitZufallszahlenBelegen()
    {
       Random generator = new Random();
       
       for (int i=0; i < 100; i++)
          zahlen[i] = generator.nextInt(1000) + 1;
    }
}

In der Methode mitZufallszahlenBelegen() wird zunächst ein Objekt generator der Klasse Random erzeugt. Aber das haben wir ja schon im ersten Teil dieses Workshops kennengelernt.

In der for-Schleife wird dann jedem der 100 Arrayelement eine Zufallszahl im Bereich zwischen 1 und 1000 zugewiesen. Die Methode nextInt() der Klasse Random liefert diese Zufallszahl. Der Parameter dieser Methode definiert den Bereich, in dem die Zufallszahlen liegen. Hätte man den Wert 80 übergeben, so würde nextInt() Zahlen im Bereich zwischen 0 und 79 erzeugen. Denken Sie immer daran: Informatiker fangen bei 0 an zu zählen, Informatikerinnen übrigens auch. Mit dem Parameter 1000 werden also Zahlen im Bereich zwischen 0 und 999 erzeugt. Weil wir nun noch die 1 dazu addieren, erhalten wir Zahlen im Bereich zwischen 1 und 1000.

Übungen

public int gibSumme()

public int gibKleinsteZahl()

public int gibAnzahlVon(int z)

public void zeigeSterne()

*****************
******************************
************

    public int gibSumme()
    {
       int sum = 0;
       for (int i:zahlen)
          sum += i; 
       
       return sum;
    }

sum += i;

    public void ausgeben()
    {
       for (int i:zahlen)
          System.out.println("Zahl " + i + " = " + zahlen[i]);
    }