Labor – Erste Schritte Arrays

Erläuterungen Arrays siehe Arrays Intro — Mehrere Werte gleichen Typs zusammen verwalten

Erstelle eine Klasse ZahlenArray, welche als Attribut ein Array von int-Werten enthält.

Default-Konstruktor: ZahlenArray() … Erzeugt ein Array mit 10 int-Feldern und weist es dem Attribut zahlen zu.
Hinweis: Überprüfe mit Hilfe des Inspektor-Fensters und später der Methode ausgabe(…), welche Werte die Felder unmittelbar nach der Instanzierung enthalten!

Konstruktor: ZahlenArray(groesse : int) … Erzeugt ein Array mit groesse int-Feldern und weist es dem Attribut zahlen zu. Das Array soll mit 0-Werten initialisiert sein.
Achtung: der übergebene Wert von groesse muss überprüft werden!

zuweisen(index : int, wert : int) … Schreibt einen Wert in ein bestimmtes Feld des Arrays.

zufall(von : int, bis : int) … Füllt das Array mit Zufallszahlen (kleinster möglicher Wert: von , größter möglicher Wert: bis).

minimum() : int … Sucht den kleinsten Wert im Array (letztes Vorkommen) und gibt ihn zurück.

minimumIndex() : int … Sucht den kleinsten Wert im Array (letztes Vorkommen) und gibt den Index seines Feldes zurück.

ausgabe(vonIndex : int, bisIndex : int) … Enthält das Array z.B. die Werte [2, 4, -5, 8, -3, 1, …, 7], dann soll die Ausgabe auf der Konsole nach dem Aufruf ausgabe(0, 9) wie folgt aussehen:

zahlen[0] = 2
zahlen[1] = 4
zahlen[2] = -5
zahlen[3] = 8
…
zahlen[9] = 7

bzw. ein Aufruf ausgabe(3, 5) liefert:

zahlen[3] = 8
zahlen[4] = -3
zahlen[5] = 1

istPrimzahl(zahl :int) : boolean … Stellt fest ob zahl eine Primzahl ist. Wenn ja wird true zurückgegeben, sonst false.

Die "primitivste" Art, eine Primzahl zu finden ist die Suche nach Zahlen, die Divisionsrest 0` liefern (Modulo-Operator ’%'). Wenn keine gefunden wird, liegt eine Primzahl vor.
Das Verfahren kann mit 2 Maßnahmen sehr leicht optimiert werden:

Division durch 2 extra probieren und danach nur alle ungeraden Zahlen durchprüfen. Alle (positiven) ungeraden Zahlen erhält man mit 2*n + 1 mit 'n' natürliche Zahl ab 0.
Obergrenze ist die größte Ganzzahl bis zur Quadratwurzel der zu prüfenden Zahl zahl

berechnePrimzahlen(limit : int) Durchläuft die ganzen Zahlen von 1 bis limit und überprüft mittels Aufruf der Methode istPrimzahl(…), ob es sich um eine Primzahl handelt oder nicht. Die dabei gefundenen Primzahlen werden in das Array zahlen geschrieben. Beispiel für limit=20:

Zuerst wird das Array intialisiert → [0, 0, … 0]
Dann werden die Primzahlen berechnet und eingetragen →
[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 0, 0]
Abschließend wird der Inhalt ausgegeben →

zahlen[0] = 2
zahlen[1] = 3
zahlen[2] = 5
…
zahlen[9] = 0

Wichtig: Unbedingt testen was passiert wenn:

beim Erzeugen des Arrays ohne Überprüfung ein Wert 0 oder ein negativer Wert für die Array-Größe verwendet wird.
mehr Primzahlen berechnet werden, als im Array Platz finden?
für von oder bis in der Ausgabemethode oder den Index der zuweisen-Methode ein ungültiger Index angegeben wird?
…

Das Programm darf in keinem dieser Beispiele eine Exception werfen!