Erste Schritte Aufgabe

[Juliulli]

Hallo Java-Forum,

ich habe folgende Aufgabe bearbeitet:

Aufgabe
Eine Wetterstation hat für 14 Tage folgende Temperaturwerte aufgenommen.
Tag: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Temperatur: 12 14 9 12 15 16 15 15 11 8 13 13 15 12

1. Speichere die folgende Tabelle mit einem geeigneten Datentyp.
2. Schreibe ein Programm, welches die Durchschnittstemperatur für die zwei Wochen bestimmt.
3. Schreibe ein Programm, welches die maximale und minimale Temperatur ausgibt.
4. Schreibe ein Programm, welches die beiden aufeinanderfolgenden Tage angeben kann, an denen es den größten Temperaturumschwung gab.

Diese habe ich wie folgt gelöst:

public class Wetterstation {

public static void main(String[] args) {

int average, max, min, differenceOne, differenceTwo, differenceTotal, difference;
float averageTotal;
average = 0;
averageTotal = 0;
differenceOne = 0;
differenceTwo = 0;
differenceTotal = 0;
difference = 0;


int [] temp = { 12, 14, 7, 12, 15, 16, 15, 15, 11, 8, 13, 13, 15, 12}; //Wettertabelle

max = temp[0]; //Maximale Gradzahl
min = temp[0]; //Minimale Gradzahl

for(int i = 0; i<14; i++){
average += temp;
averageTotal = average/14;
} //Berechnung von der Durchschnittstemperatur

System.out.println("Die Durchschnittstemperatur beträgt: " + averageTotal + " Grad");


for(int i = 0; i<14; i++) {
if(max<temp) {
max = temp;
}
if(min>temp) {
min = temp;
}
} //Berechnung von Maximal- und Minimaltemperatur
System.out.println("Die maximale Temperatur liegt bei: " + max + " Grad");
System.out.println("Die minimale Temperatur liegt bei: " + min + " Grad");


for(int i = 0; i<11; i++){
for(int j = 1; j<12; j++){

if(temp < temp[j]){
differenceOne = temp[j] - temp;
}
else if(temp == temp[j]){
differenceOne = 0;
}
else {
differenceOne = temp - temp[j];
} //Difference between Array 0 and 1 //2


for(int x = 1; x<13; x++) {
for(int y = 2; y<14; y++) {

if(temp[x] < temp[y]){
differenceTwo = temp[y] - temp[x];
}
else if(temp[x] == temp[y]){
differenceTwo = 0;
}
else {
differenceTwo = temp[x] - temp[y];
} //Difference between Array 1 and 2 //5

}//4.For Schleife
}//3. For Schleife
}//2. For Schleife

if(differenceOne < differenceTwo) {
differenceTotal = differenceTwo;
}
else {
differenceTotal = differenceOne;
}
if(difference < differenceTotal) {
difference = differenceTotal;
}

} //1. For Schleife

System.out.println("Die größte Differenz liegt bei: " + difference + " Grad");

}
}

Klappt alles wunderbar..allerdings wird, wenn die größte Differenz zwischen temp[1] und temp[2] liegt, in der Konsole die Differenz-1 ausgegeben.
Warum und was kann ich sonst besser machen?

Grüße Juliulli

 

[mihe7]

Bitte Code immer in Code-Tags posten, dazu auf die drei Punkte neben dem Smiley klicken, dort auf Code, als Sprache Java auswählen und den Code inkl. Einrückungen in das Testfeld einfügen.

Ansonsten gehen die i-Indizes verloren, weil der Editor [i] als "setze kursiv" versteht.

Das Ergebnis sieht dann so aus (ich hoffe, ich habe die i-Indizes alle wieder richtig hergestellt):

public class Wetterstation {

    public static void main(String[] args) {

        int average, max, min, differenceOne, differenceTwo, differenceTotal, difference;
        float averageTotal;
        average = 0;
        averageTotal = 0;
        differenceOne = 0;
        differenceTwo = 0;
        differenceTotal = 0;
        difference = 0;


        int [] temp = { 12, 14, 7, 12, 15, 16, 15, 15, 11, 8, 13, 13, 15, 12}; //Wettertabelle

        max = temp[0]; //Maximale Gradzahl
        min = temp[0]; //Minimale Gradzahl

        for(int i = 0; i<14; i++){
            average += temp[i];
            averageTotal = average/14;
        } //Berechnung von der Durchschnittstemperatur

        System.out.println("Die Durchschnittstemperatur beträgt: " + averageTotal + " Grad"); 


        for(int i = 0; i<14; i++) {
            if(max<temp[i]) {
                max = temp[i];
            }
            if(min>temp[i]) {
                min = temp[i];
            }
        } //Berechnung von Maximal- und Minimaltemperatur

        System.out.println("Die maximale Temperatur liegt bei: " + max + " Grad");
        System.out.println("Die minimale Temperatur liegt bei: " + min + " Grad");

        for(int i = 0; i<11; i++){
            for(int j = 1; j<12; j++){

                if(temp[i] < temp[j]){
                    differenceOne = temp[j] - temp[i];
                }
                else if(temp[i] == temp[j]){
                    differenceOne = 0;
                }
                else {
                    differenceOne = temp[i] - temp[j];
                } //Difference between Array 0 and 1 //2


                for(int x = 1; x<13; x++) {
                    for(int y = 2; y<14; y++) {

                        if(temp[x] < temp[y]){
                            differenceTwo = temp[y] - temp[x];
                        }
                        else if(temp[x] == temp[y]){
                            differenceTwo = 0;
                        }
                        else {
                            differenceTwo = temp[x] - temp[y];
                        } //Difference between Array 1 and 2 //5

                    }//4.For Schleife
                }//3. For Schleife
            }//2. For Schleife

            if(differenceOne < differenceTwo) {
                differenceTotal = differenceTwo;
            }
            else {
                differenceTotal = differenceOne;
            }
            if(difference < differenceTotal) {
                difference = differenceTotal;
            }
    
        } //1. For Schleife

        System.out.println("Die größte Differenz liegt bei: " + difference + " Grad");

    }
}

Anmerkungen im nächsten Kommentar.

 

[mihe7]

Hier nun ein paar Anmerkungen:

1. Achte auf ein einheitliches Bild, d. h. nicht einfach irgendwo Leerzeilen einfügen oder einmal die geschweifte Klammer ohne Leerzeichen, einmal wieder mit Leerzeichen an die vorangehende Klammer anfügen usw.
2. Variablen immer so spät wie möglich deklarieren.
3. Hier wären eine Aufteilung auf mehrere Methoden nicht verkehrt, ich gehe mal davon aus, dass ihr das noch nicht hattet.
4. Die Arraygrenze (14) nicht fest kodieren. Du kannst stattdessen temp.length verwenden. Ansonsten musst Du überall den Code anpassen, wenn Du Werte zum Array hinzufügst oder daraus entfernst. Da sind Fehler vorprogrammiert.
5. Verwende passende Bezeichner: Dein average ist z. B. kein Durchschnitt sondern einfach eine Summe.
6. averageTotal brauchst Du nicht in der Schleife berechnen. Das reicht einmal außerhalb der Schleife.
7. Dein averageTotal wird falsch berechnet (Du musst einen der Operanden nach float casten oder die Summe als float deklarieren, ansonsten hast Du eine Division zweier ganzzahliger Ausdrücke, die ein ganzzahliges Ergebnis liefert). Der Durchschnitt liegt bei 12,71 Grad.
8. Wenn Du den ersten Wert von temp bereits für max und min verwendest, muss in der Schleife der Wert nicht nochmal betrachtet werden.
9. Die Berechnung des maximalen Abstands zweier aufeinanderfolgender Temperaturen habe ich mir nicht weiter angesehen, die ist für die Tonne. Das geht in einzigen Schleife.
10. Jetzt hör ich besser auf

 

[MoxxiManagarm]

Ergänzend zu @mihe7

averageTotal = average/14;

Bitte nicht bei jedem Schleifendurchlauf berechnen. Du brauchst den Wert erst danach.

---

max = temp[0]; //Maximale Gradzahl
min = temp[0]; //Minimale Gradzahl

// ...

for(int i = 0; i<14; i++) {
  if(max<temp[i]) {
    max = temp[i];
  }
  if(min>temp[i]) {
    min = temp[i];
  }
} //Berechnung von Maximal- und Minimaltemperatur

Dein erster Schleifendurchlauf wird nie eine Änderung vornehmen, bitte starte diesen erst bei i = 1.
Ich habe den Code dazwischen mit //... zur Darstellung entfernt. Es wäre besser wenn die beiden gezeigten Codeblöcke auch logisch direkt hintereinander stehen. Der Codeblock dazwischen hat mit max und min nichts zu tun.

---

Ich muss mich Punkt 9 nochmal explizit anschließen. Aufgabe 4 ist viel zu kompliziert, das will sich keiner angucken. So blöd wie es klingt - schmeiß es weg und machs neu. Bitte mit nur einer Schleife.

 

[Juliulli]

Vielen dank für die Rückmeldung!

Ich habe den Code nochmal ganz neu aufgebaut und habe mich an euren Anmerkungen orientiert:

public class WetterstationEasy {

    public static void main(String[] args) {
        
        int []temp = {12,14,9,12,15,16,15,15,11,8,13,13,15,12};
        
        float durchschnitt = 0;
        for(int i = 0; i < temp.length; i++) {
            durchschnitt += temp[i];
        }
        durchschnitt /= 14;
        System.out.println("Die Durchschnittstemperatur: " + durchschnitt + " Grad");
        
        int min = temp[0];
        int max = temp[0];
        for(int i = 1; i < temp.length; i++) {
            if(temp[i] < min) {
                min = temp[i];
            }//if
            if(temp[i] > max) {
                max = temp[i];
            }//if
        }//for
        System.out.println("Die Niedrigste Temperatur liegt bei: " + min + " Grad");
        System.out.println("Die Höchsttemperatur: " + max + " Grad");
        
        int umschwung = 0;
        int x;
        int y = 0;
        for(int i = 1; i < temp.length; i++) {
            int h = temp[y];
            if(h < temp[i]) {
                x = temp[i] - h;
            }
            else {
                x = h - temp[i];
            }
            if(x > umschwung) {
                umschwung = x;
            }
        h = temp[y++];
        }//for
        System.out.println("Der größte Umschwung liegt bei: " + umschwung + " Grad");
    }//main
}//class

Methoden hatten wir tatsächlich noch nicht, allerdings habe ich mich etwas schlau gemacht. Wäre es dann das beste wenn ich für jede einzelne Aufgabe eine eigene Methode schreibe und die dann nach und nach in der Main wiedergebe?

 

[temi]

Wäre es dann das beste wenn ich für jede einzelne Aufgabe eine eigene Methode schreibe und die dann nach und nach in der Main wiedergebe?

Das wäre tatsächlich eine gute Lösung.

Bei der Berechnung des Durchschnitts solltest du die "14" noch durch die Länge des Arrays ersetzen.

Grundsätzlich sollte man sich merken, dass sogenannte "Magic Values" (das sind hardcodierte Werte, die im Programm auftauchen) nicht gut sind. Sollte es sich wirklich um Konstanten handeln, dann sollte man sie entsprechend als konstanten Wert deklarieren und definieren.

z.B. mit private final static int VALUES_COUNT = 14;, wobei das ausdrücklich in deinem Fall nicht die beste Lösung ist, da die Länge durch temp.length verfügbar ist und sich so auch dynamisch an ein längeres oder kürzeres Array anpasst.

Edit: Ergänzend noch zu lesbaren Code: Vermeide Variablennamen wie x, y, h sondern verwende "sprechende" Namen, die aussagen, was die Variable beinhaltet. Als einfache Indexvariablen in Schleifen, ist das in Ordnung, aber in allen anderen Fällen wirst du selbst nach einigen Tagen/Wochen nicht mehr wissen, was du damit gemeint hast.

Edit2: Die 4. Aufgabe soll übrigens ausgeben, an welchen beiden Tagen der größte Umschwung war, nicht die Temperaturdifferenz.

 

[mihe7]

Ergänzend:

Erstmal eine Nebensache: beim Vergleich min/max würde sich ein else anbieten:

            if(temp[i] < min) {
                min = temp[i];
            } else if(temp[i] > max) {
                max = temp[i];
            }

Wenn die Temperatur unter dem Minimum liegt, kann sie nicht über dem Maximum liegen.

Dann zum unteren Teil:

int x; int y = 0;

Was ist x, y und später h? -> Sagt nichts aus.

Mach aus x wenigstens ein dist. Das h und damit y kannst Du Dir sparen, denn h ist einfach temp[i-1]

Aber: insgesamt ist Deine jetzige Lösung hundertmal besser!

 

[MoxxiManagarm]

Ich habe den Code nochmal ganz neu aufgebaut und habe mich an euren Anmerkungen orientiert

Das sieht tatsächlich schon viel besser aus!

ABER lies doch bitte Aufgabe 4 nochmal
Schreibe ein Programm, welches die beiden aufeinanderfolgenden Tage angeben kann, an denen es den größten Temperaturumschwung gab.
Du musst zwar den Unterschied kennen um ihn vergleichen zu können, für die Ausgabe ist der aber nicht relevant

 

[M.L.]

jede einzelne Aufgabe eine eigene Methode schreibe und die dann nach und nach in der Main wiedergebe?

Wäre es tatsächlich. Ein kleines Tutorial: https://www.geeksforgeeks.org/methods-in-java/ (und man beachte die Auswirkung und Implikation von "static")

 

[MoxxiManagarm]

In diesem Forum wundert es mich schon fast, dass noch keiner mit Stream geschwungen hat

Spoiler

int[] temperaturen = {12, 14, 7, 12, 15, 16, 15, 15, 11, 8, 13, 13, 15, 12};

IntSummaryStatistics stats = IntStream.of(temperaturen).summaryStatistics();

System.out.printf("Durchschnittstemperatur: %.2f°C%n", stats.getAverage());
System.out.printf("Minimale Temperatur: %d°C%n", stats.getMin());
System.out.printf("Maximale Temperatur: %d°C%n", stats.getMax());

int[] maxDiffData = IntStream.range(1, temperaturen.length)
        .mapToObj(i -> new int[]{ i, Math.abs(temperaturen[i-1] - temperaturen[i]) })
        .max(Comparator.comparingInt(arr -> arr[1]))
        .get();

System.out.printf("Größter Umschwung von %d°C zwischen den Tagen %d und %d%n", maxDiffData[1], maxDiffData[0], maxDiffData[0] + 1);

(Bitte nicht ernst nehmen, ein Prof will bestimmt keine Streams sehen)

 

[mihe7]

In diesem Forum wundert es mich schon fast, dass noch keiner mit Stream geschwungen hat

Vermutlich hatte @httpdigest einfach noch keine Zeit

 

[Juliulli]

Ich habe die Aufgabe nochmal in Methoden aufgeteilt:

public class WetterstationMethoden {

    public static void main(String[] args) {
        int wetter[] = {12,14,9,12,15,16,15,15,11,8,12,13,15,12};
        
        berechneDurchschnitt(wetter, 0);
        berechneMinMax(wetter[0], wetter[0], wetter);
        berechneUmschwung(0,0,0,wetter);
    }
    
    public static void berechneDurchschnitt(int temp[], float durchschnitt) {
        for(int i = 0; i < temp.length; i++) {
            durchschnitt += temp[i];
        }
        durchschnitt /= temp.length;
        System.out.println("Die Durchschnittstemperatur: " + durchschnitt + " Grad");
    }
    
    public static void berechneMinMax(int min, int max, int temp[]) {
        for(int i = 1; i < temp.length; i++) {
            if(temp[i] < min) {
                min = temp[i];
            }//if
            else if(temp[i] > max) {
                max = temp[i];
            }//if
        }//for
        System.out.println("Die Niedrigste Temperatur liegt bei: " + min + " Grad");
        System.out.println("Die Höchsttemperatur: " + max + " Grad");
    }
    
    public static void berechneUmschwung(int umschwung, int tagEins, int tagZwei,int temp[]) {
        
        for(int i = 1; i < temp.length; i++) {    
            int dist;
            if(temp[i -1] < temp[i]) {            
                dist = temp[i] - temp[i-1];        
            }
            else {
                dist = temp[i -1] - temp[i];
            }
            if(dist > umschwung) {
                umschwung = dist;
                tagEins = i;
                tagZwei = i+1;
            }
        }//for
        System.out.print("Der größte Umschwung befindet sich zwischen Tag " + tagEins + " und " + tagZwei);
        System.out.print(" und liegt bei : " + umschwung + " Grad");
    }
}

Eine return-Anweisung wäre in diesen Methoden überflüssig. Richtig?
Wann wäre eine return-Anweisung in meinem Fall theoretisch notwendig?

 

[temi]

Versuche mal, ob du es hinkriegst, dass nur ein Parameter (das Array mit den Werten) für jede Methode benötigt wird. Das muss nämlich reichen.

Eine return-Anweisung wäre in diesen Methoden überflüssig. Richtig?
Wann wäre eine return-Anweisung in meinem Fall theoretisch notwendig?

Generell versucht man Logik und Ein-/Ausgabe zu trennen. In diesem Fall würde eine Methode nur ein Ergebnis berechnen und dieses zurückgeben (z.B. für die Ausgabe).

Bei Durchschnitt wäre das ein einfacher double-Wert. Bei den anderen beiden Methoden könnte man beispielsweise spezielle Ergebnisklassen erstellen, die mehr als einen Wert halten können.

 

[kneitzel]

Also da gefallen mir mehrere Dinge nicht:
Deine Methoden bekommen durchschnitt bzw. min / max übergeben. Wozu? Was bezweckst Du damit?

Und Methoden sollten eine Sache machen. Genau eine Sache. Wenn Du eine berechne Methode hast, dann soll sie etwas berechnen, aber nicht ausgeben. Also meine Erwartung wären Methoden wie:
public static float berechneDurchschnitt(int temp[])

Bei MinMax wird es schwerer, da Du nur eine Rückgabe hast. Da wäre dann z.B. ein Array mit zwei Werten denkbar oder man erstellt da eine Klasse für sowas ...

 

[temi]

Eine kleine Sache noch:

Bei berechneUmschwung() hast du zwei Variablen tagEins und tagZwei. Wie du schon an deinem Code sehen kannst ist tagZwei immer tagEins + 1.

Du reicht also, wenn du dir den ersten Tag merkst und einfach schreibst System.out.print("Der größte Umschwung befindet sich zwischen Tag " + tagEins + " und " + (tagEins + 1));

 

[mihe7]

@Juliulli Trotz all der berechtigten Kritikpunkte muss man auch zwei Dinge löblich erwähnen:

1. man merkt, dass Du "willst", hast Dir die Anmerkungen angesehen und die Dinge selbstständig umgesetzt.
2. der Code wird von mal zu mal besser

Beides ist hier nicht selbstverständlich.

 

[Juliulli]

@mihe7 Vielen Dank für das Lob! Ich mache mir nebenbei Notizen worauf ich achten muss und bin deswegen auch sehr dankbar für jede einzelne Anmerkung die Ihr mir geben könnt.

Natürlich habe ich den Code nochmal überarbeitet und habe mir bei der berechneMinMax Methode ein Array zurückgeben lassen. Ich bin die Methode rauf und runter gegangen und verstehe nicht weswegen bei der Berechnung der niedrigsten Temperatur "0" raus kommt.

public class WetterstationMethoden {

    public static void main(String[] args) {
        int wetter[] = {12,14,9,12,15,16,15,15,11,8,12,13,15,12};
        
        System.out.println("Die Durchschnittstemperatur: " + berechneDurchschnitt(wetter) + " Grad");
        System.out.println("Die Niedrigste Temperatur liegt bei: " + berechneMinMax(wetter)[0] + " Grad");
        System.out.println("Die Höchsttemperatur: " + berechneMinMax(wetter)[1] + " Grad");
        System.out.println("Der gräßte Umschwung befinden sich zwischen Tag " + berechneUmschwung(wetter) + " und Tag " + (berechneUmschwung(wetter)+1));
    }
    
    public static float berechneDurchschnitt(int temp[]) {
        float durchschnitt = 0;
        for(int i = 0; i < temp.length; i++) {
            durchschnitt += temp[i];
        }
        durchschnitt /= temp.length;
        return durchschnitt;
    }
    
    public static int[] berechneMinMax(int temp[]) {
        int min = 0;
        int max = 0;
        for(int i = 1; i < temp.length; i++) {
            if(temp[i] < min) {
                min = temp[i];
            }//if
            else if(temp[i] > max) {
                max = temp[i];
            }//if
        }//for
        int MinMax[] = {min, max};
        return MinMax;
    }
    
    public static int berechneUmschwung(int temp[]) {
        int umschwung = 0;
        int tag = 0;
        for(int i = 1; i < temp.length; i++) {   
            int dist;
            if(temp[i -1] < temp[i]) {           
                dist = temp[i] - temp[i-1];       
            }
            else {
                dist = temp[i -1] - temp[i];
            }
            if(dist > umschwung) {
                umschwung = dist;
                tag = i;
            }
        }//for
        return tag;
    }
}

Mit Ergebnisklassen hatte ich noch nichts zu tun und wollte es erstmal durch diese Variante lösen.

 

[kneitzel]

Du initialisierst min und max mit Werten und änderst diese nur, wenn Du einen Wert findest, der kleiner bzw. größer ist.

Bei min bedeutet das: Ist kein Wert kleiner 0, dann bleibt min auf 0. Und bei max: sollte kein Wert größer sein, bliebe der auch auf 0.

Aber du hast da einen "Mischmasch" auf zwei Lösungen:
1. Möglichkeit, die ich wählen würde: Du setzt min/max auf den ersten Wert und fängst dann bei 1 an. (Erstes hast Du nicht gemacht, aber das Zweite ist schon der Fall!)
2. Möglichkeit: Du initialisierst min/max auf Startwerte (min wird z.B. auf den größten möglichen Wert gesetzt und max auf den kleinsten möglichen Wert) um dann alle Werte durchzugehen (Also ab Element 0 geht es los!) (Du hast diese starre Initialisierung wenn auch mit "falschen" Werten. Und dann startest Du bei Element 1 und nicht bei Element 0!)

Also einfach die Initialisierung anpassen auf temp[0] und dann sollte es gehen.

 

[temi]

verstehe nicht weswegen bei der Berechnung der niedrigsten Temperatur "0" raus kommt.

"min" ist mit 0 initialisiert. Es gibt keinen Wert in den Temperaturen der kleiner ist.

 

[temi]

Du initialisierst min/max auf Startwerte (min wird z.B. auf den größten möglichen Wert gesetzt und max auf den kleinsten möglichen Wert)

Tipp dazu: Schau dir die Klasse Integer an. Da gibt es die beiden Konstanten Integer.MIN_VALUE und Integer.MAX_VALUE

 

[temi]

Ansonsten kann ich mich @mihe7 nur anschließen: Das sieht schon sehr gut aus! Vor allem hast du die Tipps auch selbständig umgesetzt ohne groß rückfragen zu müssen (was aber auch nicht schlimm gewesen wäre).

 

[temi]

ich habe folgende Aufgabe bearbeitet

Darf ich dich kurz fragen, ob du die Aufgabe(n) in eigener Regie bearbeitest oder im Zuge einer Ausbildung?

Ich frage nur, um nicht einem didaktischem Konzept nach dem eine Ausbildung (hoffentlich) vorgeht, zu weit vorzugreifen.

 

[Juliulli]

Ich habe beide Varianten (temp[0] und die beiden Integer Konstanten) ausprobiert und beides funktioniert Einwandfrei.

@temi Die Aufgabe(n) bearbeite ich in eigener Regie als Vorbereitung auf ein Studium das ich nächstes Jahr im April beginnen werde.

 

[mihe7]

Die Aufgabe(n) bearbeite ich in eigener Regie als Vorbereitung auf ein Studium das ich nächstes Jahr im April beginnen werde.

Es geschehen noch Zeichen und Wunder.

 

[M.L.]

Und für später sollte man das "static"-Schlüsselwort bei den Methoden (ausser der main-Methode) aus dem Quellcode nehmen und Richtung OO gehen: (Zitat von "Thread - Strings zusammenlegen" "Java ist eine objektorientierte Sprache und du solltest dir deine Domäne auch als solches vorstellen. Die ganzen static Methoden gehören hier nicht hin. Du hast eher ein Script geschrieben. "