Informatik 10

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====== Bedingungen (if ... else ...) ======

Oft soll ein bestimmter Programmteil nur ausgeführt werden, wenn eine Bedingung erfüllt ist, z.B.

  * Wenn ein Felsen das Raumschiff trifft, soll ein Leben abgezogen werden.
  * Wenn die Anzahl der Leben auf 0 sinkt, ist das Spiel beendet. 
  * ...

Für diese Zwecke gibt es die if-Anweisung.

===== Beispiel 1: PIN-Eingabe =====
Der Benutzer gibt eine PIN ein. Das Programm prüft, ob die PIN korrekt ist (1372) und gibt in diesem Fall "PIN korrekt!" aus. Hier die Ausgaben zweier Programmläufe:
<code>
Geben Sie bitte Ihre PIN ein: 1221
Programmende.
</code>

<code>
Geben Sie bitte Ihre PIN ein: 1372
Die PIN ist korrekt!
Programmende.
</code>

<WRAP center round tip 80%>
**Benutzereingaben** \\ \\ 
Die Anweisung ''int pe = Input.readInt("Bitte geben Sie die PIN ein:");'' nimmt vom Benutzer eine Zahl entgegen und legt sie in der Variable pe ab. \\ \\ 
**Detailinfo:** \\ 
''readInt'' ist eine statische Methode der Klasse ''Input''. Mehr zu Klassen und statischen Methoden später!
</WRAP>

<HTML>

<div class="java-online" style="height: 200px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann1'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">
int pe = Input.readInt("Bitte geben Sie die PIN ein:");

println("Eingegebene PIN: " + pe);
if(pe == 1372){
   println("Die PIN ist korrekt!", Color.lightgreen);
}
println("Programmende.");
</script>
</div>

</HTML>

<WRAP center round info 60%>
Mit dem Schlüsselwort ''if'' weist man den Computer an, etwas nur dann zu tun, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist. 
<code learnj>
if(Bedingung){
   Anweisungen
}
</code>
führt die Anweisungen nur dann aus, wenn die Bedingung zutrifft (genauer: wenn der Term ''Bedingung'' den Wert ''true'' hat). 
</WRAP>
===== Erweiterung: Meldung bei Falscheingabe (else-Block) =====
Falls die falsche PIN eingegeben wird, soll eine entsprechende Meldung ausgegeben werden:
<code>
Geben Sie bitte Ihre PIN ein: 1221
Die PIN ist nicht korrekt!
Programmende.
</code>

<HTML>

<div class="java-online" style="height: 200px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann2'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">
int pe = Input.readInt("Bitte geben Sie die PIN ein:");

println("Eingegebene PIN: " + pe);
if(pe == 1372){
   println("Die PIN ist korrekt!", Color.lightgreen);
} else {
   println("Die PIN ist nicht korrekt!", Color.orangered);
}
</script>
</div>

</HTML>

<WRAP center round info 60%>
Die ''if''-Anweisung kann mittels ''else'' um einen weiteren Block ergänzt werden, der nur dann ausgeführt wird, wenn die Anweisung nicht zutrifft:
<code learnj>
if(Bedingung){
   Anweisungen für den Fall, dass die Bedingung zutrifft
} else {
   Anweisungen für den Fall, dass die Bedingung NICHT zutrifft
}
</code>
</WRAP>

== Kleine Aufgabe dazu ==
Erweitere das Programm, so dass es dem Benutzer drei Eingabeversuche zugesteht und jeweils ausgibt, wie viele Versuche er noch hat. Zwei mögliche Programmabläufe sehen also so aus:
<code>

Noch 3 Versuche
Sie haben eingegeben: 5654
falsche PIN!
Noch 2 Versuche
Sie haben eingegeben: 4432
falsche PIN!
Noch 1 Versuche
Sie haben eingegeben: 8983
falsche PIN!
Programmende.
</code>

<code>

Noch 3 Versuche
Sie haben eingegeben: 2674
falsche PIN!
Noch 2 Versuche
Sie haben eingegeben: 1372
Die PIN ist korrekt!
Programmende.
</code>

[[.loesung:pinaufgabe|Hier geht's zur Lösung!]]

===== Beispiel 2: Teilbarkeit =====
Ob eine Zahl durch 2, 3, 4, 5 oder 9 teilbar ist, lässt sich durch einfache Teilbarkeitsregeln leicht ermitteln. Aber ist beispielsweise 534 durch 17 teilbar? Wir entwickeln ein kleines Programm, das uns hilft, das herauszufinden.

<WRAP center round info 60%>
**Der Modulo-Operator** \\ \\ 
Der Modulo-Operator ($mod$) ermittelt den Rest einer Division. Es ist beispielsweise $11 \mod 4 = 3$, weil 11 beim Teilen durch 4 den Rest 3 lässt ($11 = 4 \cdot 2 + 3$). In Java wird für den Modulo-Operator das Prozentzeichen '%' verwendet. Wenn wir also prüfen wollen, ob der Wert der Variable 'z' durch 17 teilbar ist (also beim Teilen durch 17 den Rest 0 lässt), schreiben wir:
<code learnj>
if(z % 17 == 0){
   println("Die Zahl ist in der Tat durch 17 teilbar!");
}
</code>
**Bemerkung:** Du erinnerst Dich sicher an den Vergleichsoperator '==' (nicht zu verwechseln mit dem Zuweisungsoperator '=').
</WRAP>


<HTML>

<div class="java-online" style="height: 200px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann4'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">
int z = Input.readInt("Bitte geben Sie eine ganze Zahl ein:");

if(z % 17 == 0){
   println("Die Zahl " + z + " ist durch 17 teilbar.");
} else {
   println("Die Zahl " + z + " ist NICHT durch 17 teilbar.");
}
</script>
</div>

</HTML>


===== Erweiterung: Teilbarkeitsübersicht =====
Erweitere das Programm oben so, dass es prüft, ob die eingegebene Zahl durch 2, 3, 4, ..., 10 teilbar ist und entsprechende Meldungen ausgibt. \\ \\ 
[[.teilbarkeitsuebersicht:start|Hier geht's zur Lösung!]]

===== Beispiel 3: Verbesserung der Einmaleinstabelle =====
Die [[wiederholung:nestedloops#beispiel_1einmaleinstabelle|Einmaleinstabelle]] aus dem Kapitel über geschachtelte Schleifen sah noch nicht perfekt aus, da die Zeilen in der Ausgabe unterschiedlich lang waren:
<code>
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
6 12 18 24 30 36 42 48 54 60
7 14 21 28 35 42 49 56 63 70
8 16 24 32 40 48 56 64 72 80
9 18 27 36 45 54 63 72 81 90
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
</code>
Ihr seht sicher gleich, woran es liegt: Die einstelligen Zahlen sind nur halb so breit wie die zweistelligen. Wir können das Problem beheben, indem wir nach allen einstelligen Zahlen zusätzlich ein Leerzeichen ausgeben.


<HTML>

<div class="java-online" style="height: 350px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann3'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">
for(int e = 1; e <= 10; e++){
   for(int i = 1; i <= 10; i++){
   
      print(e * i + " ");

      if(e * i < 10){
         print(" ");
      }

   }

   println();

}
</script>
</div>

</HTML>

===== Aufgabe 1: Zahlen auf der Diagonale rot =====
Erweitere das Programm oben so, dass alle Zahlen auf der Diagonale (1, 4, 9, ...) in der Farbe ''Color.red'' ausgegeben werden! \\ \\ 
[[.loesungen:diagonalerot:start|Hier geht's zur Lösung!]]


===== Beispiel 4: Jede fünfte Zahl grün =====
Wir schreiben ein Programm, das die Zahlen von 1 bis 300 ausgibt, wobei alle durch 5 teilbaren Zahlen grün geschrieben werden sollen.


<HTML>

<div class="java-online" style="height: 200px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann5'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">
for(int i = 1; i <= 300; i++){
   if(i % 5 == 0){
      print(i + " ", Color.lightgreen);
   } else {
      print(i + " ");
   }
}
</script>
</div>

</HTML>

===== Aufgabe 2: Jede zehnte Zahl rot =====
Erweitere das Programm oben so, dass es nicht nur jede fünfte Zahl grün färbt, sondern (davon abweichend!) zudem jede 10. Zahl rot. \\ \\ 
[[.jedezehnterot:start|Hier geht's zur Lösung!]]

===== Beispiel 5: Anzahl der Tage im Monat =====
Erstelle ein Programm, das den Benutzer um Eingabe eines Monats als Zahl bittet (1 == Jan, 2 == Feb, ...) und die Anzahl der Tage in diesem Monat ausgibt (noch ohne Schaltjahre).

<HTML>

<div class="java-online" style="height: 400px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann2a'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">
int m = Input.readInt("Gib den Monat als Zahl ein (1 == Jan, ...):");

print("Der Monat hat ");

if(m == 2) {
   print("28");
} else if(m % 2 == 0) {
   
   if(m <= 7) {
      print("30");
   } else {
      print("31");
   }

} else {

   if(m <= 7) {
      print("31");
   } else {
      print("30");
   }

}

println(" Tage.");
</script>
</div>

</HTML>

===== Aufgabe 3: Schaltjahre! =====
Erweitere das Programm oben so, dass es den Benutzer zusätzlich zur Eingabe der Jahreszahl auffordert und bei der Antwort berücksichtigt, ob es sich um ein Schaltjahr handelt. \\ 
**Vorsicht:** Wenn Du denkst, jedes 4. Jahr sei ein Schaltjahr, muss ich Dich enttäuschen. [[https://de.wikipedia.org/wiki/Schaltjahr#Gregorianischer_Kalender| Die Schaltjahresregel ist etwas umfangreicher.]]
\\ 
[[.schaltjahr:start|Hier geht's zur Lösung!]]


===== Beispiel 6: Zahlenraten =====
**Programmidee: ** \\ 
Der Computer soll sich eine zufällige ganze Zahl zwischen 1 und 100 ausdenken und der Benutzer soll versuchen, sie zu erraten. Dazu hat er beliebig viele Versuche. Nach jedem Rateversuch informiert der Computer ihn darüber, ob die eingegebene Zahl zu groß, zu klein oder genau richtig war. \\ \\ 

Probiere das Programm erst einmal aus und versuche, die Anweisungen zu verstehen. Eine Erklärung der Anweisung in Zeile 1 folgt unten.

<HTML>

<div class="java-online" style="height: 500px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann6'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">
int zahl = Math.floor(Math.random() * 100) + 1;

println("Ich habe mir eine ganze Zahl zwischen 1 und 100 ausgedacht.");

int eingabe;

do {
   eingabe = Input.readInt("Raten Sie meine Zahl!");
   SystemTools.clearScreen();

   if(eingabe < zahl) {
      println("Zu klein!");
   }
   
   if(eingabe > zahl) {
      println("Zu groß!");
   }
   
   if(eingabe == zahl){
      println("Richtig!");
   }

} while(eingabe != zahl);
</script>
</div>

</HTML>

<WRAP center round info 60%>
**Erzeugen von Zufallszahlen** \\ \\ 
Die Funktion ''Math.random()'' erzeugt bei jedem Aufruf eine neue Zufallszahl im Intervall $[0;1[$. Durch Multiplikation mit 100 erhalten wir eine zufällige Zahl im Intervall $[0;100[$, die durch die Funktion ''Math.floor()'' abgerundet wird. Es entsteht eine zufällige ganze Zahl aus der Menge $\{0; 1; 2; \ldots; 99\}$. Zu dieser zählen wir $1$ dazu, so dass wir insgesamt eine zufällige Zahl aus der Menge $\{1; 2; 3; \ldots; 100\}$ bekommen. \\ 
Insgesamt: ''int zahl = Math.floor(Math.random() * 100) + 1;''
</WRAP>

===== Aufgabe 4: Rateversuche zählen =====
Erweitere das Programm oben so, dass es am Ende ausgibt, wie viele Versuche der Benutzer gebraucht hat. \\ \\ 
**Bemerkung:** //Zur Lösung dieser Aufgabe braucht man natürlich keine ''if''-Anweisung.// \\ \\ 
[[.zaehleversuche:start|Hier geht's zur Lösung!]]

===== Aufgabe 5: Schwimmbad =====
Der Eintritt ins Schwimmbad Kleinschwabhausen wird nach folgender Tabelle ermittelt:
^Alter^Eintrittspreis^
|unter 7 Jahren|kostenlos|
|7 - 17 Jahre|2,00 €|
|18 - 60 Jahre|3,00 €|
|über 60 Jahre|2,50 €|
Schreibe ein Programm, das das Alter des Benutzers erfragt und abhängig davon den korrekten Eintrittspreis ausgibt. \\ \\ 

<HTML>

<div class="java-online" style="height: 300px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann7'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">


</script>
</div>

</HTML>


[[.schwimmbad:start|Hier geht's zur Lösung!]]

===== Aufgabe 6: Zahlen ordnen =====
Schreibe ein Programm, das den Benutzer auffordert, zwei Zahlen einzugeben und das diese zwei Zahlen dann sortiert ausgibt.

<HTML>

<div class="java-online" style="height: 300px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann8'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">


</script>
</div>

</HTML>
[[.aufgabe6:start|Hier geht's zur Lösung!]]



===== Aufgabe 7: Minimum aus drei Zahlen =====
Schreibe ein Programm, das den Benutzer auffordert, drei Zahlen einzugeben und das anschließend die kleinste der drei Zahlen ausgibt.

<HTML>

<div class="java-online" style="height: 300px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': false, 'id': 'WennDann9'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">


</script>
</div>

</HTML>
[[.aufgabe7:startxx|Hier geht's zur Lösung!]]



===== Aufgabe 8: Primzahlentscheider =====
Schreibe ein Programm, das den Benutzer auffordert, eine Zahl einzugeben. Das Programm prüft dann, ob es sich um eine Primzahl handelt, indem es prüft, ob die Zahl durch eine der Zahlen 2, 3, …, Zahl – 1 teilbar ist. Am Ende teilt schreibt das Programm „Die eingegebene Zahl ist eine Primzahl.“ oder „Die eingegebene Zahl ist keine Primzahl.“
 \\ \\ 
**Für die Schnellen unter Euch:** Es würde reichen, die Teilbarkeit durch deutlich weniger Zahlen zu prüfen. Optimiere das Programm, so dass es schneller läuft!

<HTML>

<div class="java-online" style="height: 500px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': true, 'id': 'WennDann10'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">


</script>
<script type="text/plain" title="Tipp 1" data-type="hint">
 * Schreibe die Eingabe des Benutzers in eine Variable:
   ``` int zahl = Input.readInt('Geben Sie eine Zahl ein:'); ``` 
 * Instanziere dann eine zweite Variable ``d`` und gib ihr den Startwert ``2``. 
 * Zähle sie anschließend mit einer ``while``-loop hoch, solange der Wert von ``zahl`` noch nicht durch ``d``teilbar ist.
 * Der Computer kann **nach** Abarbeitung der ``while``-loop anhand des Wertes von ``d`` entscheiden, ob ``zahl`` eine Primzahl war. 

Denk' kurz darüber nach, warum das so ist!
</script>
</div>

</HTML>
[[.aufgabe8:startxx|Hier geht's zur Lösung!]]


===== Aufgabe 9: Lass' den Computer raten! =====
Der Benutzer denkt sich eine ganze Zahl zwischen 1 und 100. Der Computer rät und gibt seinen Tipp am Bildschirm aus. Dann fragt er den Benutzer, ob er richtig geraten hat. Ist die Zahl des Computers zu klein, so gibt der Benutzer 1 ein. Ist sie zu groß, so gibt er 2 ein. Stimmt sie, so gibt er 3 ein.
Es folgen weitere Rateversuche des Computers und Antworten des Benutzers, bis der Computer die Zahl erraten hat.
 \\ \\ 
Überlege Dir eine möglichst gute Ratestrategie für den Computer und programmiere sie dann!

<HTML>

<div class="java-online" style="height: 500px; width: 100%" data-java-online="{'withBottomPanel': true, 'id': 'WennDann11'}">

<script type="text/plain" title="Main.java">


</script>
<script type="text/plain" title="Tipp 1" data-type="hint">
 * Der Computer muss sich das Intervall merken, in dem sich die vom Benutzer geheimgehaltene Zahl noch befinden kann. Dazu brauchst Du zwei Variablen, wir nennen sie ``int von = 1;`` und ``int bis = 100;``.
Anfangs weiß der Computer nur, dass sich die Zahl im Intervall von 1 bis 100 befindet.
 * Deklariere eine weitere Variable ``int tipp``.
 * Die Eingabe des Benutzers speicherst Du in einer vierten Variablen ``int eingabe = 0``.
 * Beginne jetzt eine``while``-loop, die wiederholt, solange ``eingabe != 3`` ist.
 * In der while-loop berechnest Du zuerst aus ``von`` und ``bis`` den nächsten Tipp und gibst ihn aus.
 * Dann liest Du die Eingabe des Benutzers ein und speicherst sie in der Variablen ``eingabe``.
 * Abhängig von der Eingabe und den Werten von ``von`` und ``bis`` berechnest Du jetzt den nächsten Wert der Variable ``tipp`` sowie die neuen Werte von ``von`` und ``bis``.
</script>
</div>

</HTML>
[[.aufgabe9:start|Hier geht's zur Lösung!]]

====== Aufgabe 10: kleines Spiel ======
Zwei Benutzer werden aufgefordert, eine ganze Zahl zwischen 1 und 100 einzugeben. Danach bestimmt der Computer eine Zufallszahl zwischen 1 und 100 und gibt aus, welcher Benutzer gewonnen hat. \\ \\ 
**Beispielablauf:**
<code>
1. Zahl zwischen 1 und 100: 80
2. Zahl zwischen 1 und 100: 20
Die Zufallszahl lautet: 30
Benutzer 2 hat gewonnen!
</code>