AntMe! - Eine Ameisenstraße: Unterschied zwischen den Versionen
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K (hat „Lernpfade/AntMe!/Eine Ameisenstraße“ nach „Lernpfade/AntMe!/AntMe! - Eine Ameisenstraße“ verschoben: sprechender) |
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{{Lernpfad-M|<big>'''Eine Ameisenstraße'''</big> | {{Lernpfad-M|<big>'''Eine Ameisenstraße'''</big> | ||
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{{Aufgabe-Mathe| | {{Aufgabe-Mathe| | ||
+ | |||
Löse das Schüttelrätsel! | Löse das Schüttelrätsel! | ||
+ | |||
}} | }} | ||
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{{Aufgabe-Mathe| | {{Aufgabe-Mathe| | ||
+ | |||
Die Codefragmente sind dir wieder vorgegeben. | Die Codefragmente sind dir wieder vorgegeben. | ||
# Änder die Methode so ab, dass die Ameisen eine Markierung versprühen und den Apfel gemeinsam in den Bau tragen. | # Änder die Methode so ab, dass die Ameisen eine Markierung versprühen und den Apfel gemeinsam in den Bau tragen. | ||
# Übernimm den richtigen Quellcode in dein eigenes Ameisenvolk und starte die Simulation! | # Übernimm den richtigen Quellcode in dein eigenes Ameisenvolk und starte die Simulation! | ||
+ | |||
}} | }} | ||
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<div class="lueckentext-quiz"> | <div class="lueckentext-quiz"> | ||
− | '''public override void RiechtFreund'''('''Markierung markierung''') | + | '''public''' '''override''' '''void''' '''RiechtFreund'''('''Markierung markierung''') |
{ | { | ||
if ('''AktuelleLast != 0 && Ziel == null''') | if ('''AktuelleLast != 0 && Ziel == null''') | ||
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{{Aufgabe-Mathe| | {{Aufgabe-Mathe| | ||
+ | |||
Die Kommunikation mit den Äpfeln funktioniert. | Die Kommunikation mit den Äpfeln funktioniert. | ||
Schreibe eine kleine Routine für die Kommunikation zur besseren Zuckersuche. Ameisen die einen Zuckerberg sehen, sollen eine Markierung versprühen. Die Information ist "0" (Null) und die Reichweite beträgt 125. | Schreibe eine kleine Routine für die Kommunikation zur besseren Zuckersuche. Ameisen die einen Zuckerberg sehen, sollen eine Markierung versprühen. Die Information ist "0" (Null) und die Reichweite beträgt 125. | ||
+ | |||
+ | }} | ||
+ | |||
+ | {{Lösung versteckt| | ||
+ | <code id="4ba734e5df807"> | ||
+ | public override void Sieht(Zucker zucker) | ||
+ | { | ||
+ | if (AktuelleLast == 0 && WanzenInSichtweite == 0) | ||
+ | { | ||
+ | SprüheMarkierung(0, 125); | ||
+ | GeheZuZiel(zucker); | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | </code> | ||
}} | }} | ||
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{{Aufgabe-Mathe| | {{Aufgabe-Mathe| | ||
− | Hier ist wieder die Programmierumgebung vom Wiki. In ihr schreibst du nach den Kommentaren deinen eigenen Quellcode. Die Objekte werden wie in dem Beispiel erzeugt (siehe unten). | + | |
+ | Hier ist wieder die Programmierumgebung vom Wiki. In ihr schreibst du nach den Kommentaren deinen eigenen Quellcode. Die Objekte werden wie in dem Beispiel erzeugt (siehe unten).<br /> | ||
+ | '''Achtung:''' Das Objekt wird hier <u>ohne</u> <tt>new</tt> erzeugt! | ||
# Erzeuge ein Objekt ''Ameise'' mit deinem Namen. | # Erzeuge ein Objekt ''Ameise'' mit deinem Namen. | ||
# Initialisiere eine weitere Ameise mit <tt>null</tt>. | # Initialisiere eine weitere Ameise mit <tt>null</tt>. | ||
# Was passiert, wenn der Name der 2. Ameise ausgegeben wird? | # Was passiert, wenn der Name der 2. Ameise ausgegeben wird? | ||
+ | |||
}} | }} | ||
− | <code | + | <code hidden> |
public Object Ameise(String name) { | public Object Ameise(String name) { | ||
String myname = name; | String myname = name; | ||
Zeile 104: | Zeile 125: | ||
} | } | ||
</code> | </code> | ||
− | <eval | + | <eval> |
// Beispiel: | // Beispiel: | ||
// Object MeineAmeise = Ameise("Tobias"); | // Object MeineAmeise = Ameise("Tobias"); | ||
Zeile 113: | Zeile 134: | ||
{{Aufgabe-Mathe| | {{Aufgabe-Mathe| | ||
+ | |||
Löse das Kreuzworträtsel mit allen bekannten Methode aus ''AntMe!''. | Löse das Kreuzworträtsel mit allen bekannten Methode aus ''AntMe!''. | ||
+ | |||
}} | }} | ||
<div class="kreuzwort-quiz"> | <div class="kreuzwort-quiz"> | ||
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{{Aufgabe-Mathe| | {{Aufgabe-Mathe| | ||
+ | |||
Wir brauchen dafür neue Methoden und Attribute.<br /> | Wir brauchen dafür neue Methoden und Attribute.<br /> | ||
Ordne den jeweiligen Begriffen die richtige Beschreibung zu.<br /> | Ordne den jeweiligen Begriffen die richtige Beschreibung zu.<br /> | ||
Nutze die {{pdf|Krüger_Befehlsliste.pdf|Befehlsliste}}<ref>Quelle: [http://antme.net http://antme.net]</ref> oder die Übersetzung des Begriffs, wenn dir Codefragmente unbekannt sind. | Nutze die {{pdf|Krüger_Befehlsliste.pdf|Befehlsliste}}<ref>Quelle: [http://antme.net http://antme.net]</ref> oder die Übersetzung des Begriffs, wenn dir Codefragmente unbekannt sind. | ||
+ | |||
}} | }} | ||
<div class="zuordnungs-quiz"> | <div class="zuordnungs-quiz"> | ||
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| <tt>this.Richtung</tt> || Gibt die Richtung der Ameise an. | | <tt>this.Richtung</tt> || Gibt die Richtung der Ameise an. | ||
|- | |- | ||
− | | <tt>Ziel is Bau</tt> || Überprüft, ob das Ziel der Ameise der Bau ist(Rückgabwert: <tt>true</tt> oder <tt>false</tt> | + | | <tt>Ziel is Bau</tt> || Überprüft, ob das Ziel der Ameise der Bau ist(Rückgabwert: <tt>true</tt> oder <tt>false)</tt> |
|- | |- | ||
| <tt>SprüheMarkierung(int information, int groesse)</tt> || Die Ameise verteilt ihre Duftwolke mit einer Information in einer bestimmten Größe. | | <tt>SprüheMarkierung(int information, int groesse)</tt> || Die Ameise verteilt ihre Duftwolke mit einer Information in einer bestimmten Größe. | ||
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|- | |- | ||
| <tt>Koordinate.BestimmeRichtung(Startpunkt, Zielpunkt)</tt> || Gibt eine Richtung im Gradmaß zurück. Gemessen wird der Drehwinkel ausgehend vom Startpunkt zum Zielpunkt. | | <tt>Koordinate.BestimmeRichtung(Startpunkt, Zielpunkt)</tt> || Gibt eine Richtung im Gradmaß zurück. Gemessen wird der Drehwinkel ausgehend vom Startpunkt zum Zielpunkt. | ||
+ | |- | ||
+ | | <tt>markierung.Information</tt> || Liest die Information aus einer Duftwolke aus. | ||
+ | |- | ||
+ | | <tt>public void DreheInRichtung(int richtung)</tt> || Dreht die Ameise in die angegebene Richtung. | ||
|} | |} | ||
</div> | </div> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | {| class="wikitable" | ||
+ | |- | ||
+ | | '''Ein kurzer Überblick von''' || Beschreibung || Beispiel | ||
+ | |- | ||
+ | | Schlüsselwort <tt>this</tt> || Das Schlüsselwort nimmt Bezug auf das aktuelle Objekt. Man nutzt es für nicht eindeutige Aufrufe innerhalb einer Methode. || | ||
+ | public class Name { | ||
+ | private String vorname = "Max"; | ||
+ | |||
+ | // gibt den Vornamen Max zurück, nicht Moritz | ||
+ | public String getVorname() { | ||
+ | String vorname = "Moritz"; | ||
+ | return this.vorname; | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | |- | ||
+ | | Klasse <tt>Koordinate</tt> || In der Klasse <tt>Koordinate</tt> ist z.B. eine Methode <tt>BestimmeRichtung((Startpunkt, Zielpunkt)</tt>. Sie gibt den Winkel im Uhrzeigersinn in der Einheit Grad an.|| | ||
+ | * 0° <math>\hat{=}</math> nach rechts | ||
+ | * 90° <math>\hat{=}</math> nach oben | ||
+ | * 180° <math>\hat{=}</math> nach links | ||
+ | * 270° <math>\hat{=}</math> nach rechts | ||
+ | |- | ||
+ | | Objekt <tt>markierung</tt> || Das Objekt hat z.B. ein Attribut <tt>Information</tt>, ähnlich wie bei dem Schlüsselwort <tt>this</tt> || | ||
+ | markierung.Information | ||
+ | oder | ||
+ | Int64.MinValue //kleinster Integerwert | ||
+ | |} | ||
+ | |||
{{Aufgabe-Mathe| | {{Aufgabe-Mathe| | ||
+ | |||
+ | Löse das Quiz!<br /> | ||
+ | Nutze auch deine eigene Simulation um den Quellcode zu testen!<br /> | ||
+ | '''Beachte:''' Es können auch mehrere Antwortmöglichkeiten richtig sein. | ||
<quiz display="simple"> | <quiz display="simple"> | ||
{Wie muss der Quellcode richtig implementiert werden, damit die Ameisen beim Transport in ihren Bau eine Markierung versprühen?} | {Wie muss der Quellcode richtig implementiert werden, damit die Ameisen beim Transport in ihren Bau eine Markierung versprühen?} | ||
Zeile 180: | Zeile 243: | ||
{Muss eine weitere Methode geändert werden?} | {Muss eine weitere Methode geändert werden?} | ||
− | + | - Nein, die Ameisen wissen aus der Information der Markierung was sie machen müssen. | |
- An mehreren Stellen müssen noch weitere Veränderungen vorgenommen werden, sonst laufen die Ameisen ziellos über das Gelände. | - An mehreren Stellen müssen noch weitere Veränderungen vorgenommen werden, sonst laufen die Ameisen ziellos über das Gelände. | ||
+ | + Ja, die Methode <tt>RiechtFreund(Markierung markierung)</tt> muss noch angepasst werden. | ||
- Mit dieser Idee der Implementierung entsteht nie eine Ameisenstraße. | - Mit dieser Idee der Implementierung entsteht nie eine Ameisenstraße. | ||
+ | |||
+ | {Mit welcher Methode gehen die Ameisen mit der Information aus der Duftwolke zur Nahrung?} | ||
+ | - <div style="border: 1px solid blue;border-style:dashed;"><tt>public override void RiechtFreund(Markierung markierung)<br />{<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>if (AktuelleLast == 0 && Ziel == null)<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>{<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>GeheZuZiel(markierung);<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>DreheInRichtung(markierung);<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>}<br />}</tt></div> | ||
+ | + <div style="border: 1px solid blue;border-style:dashed;"><tt>public override void RiechtFreund(Markierung markierung)<br />{<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>if (AktuelleLast == 0 && Ziel == null)<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>{<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>GeheZuZiel(markierung);<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>DreheInRichtung(markierung.Information);<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>}<br />}</tt></div> | ||
+ | - <div style="border: 1px solid blue;border-style:dashed;"><tt>public override void RiechtFreund(Markierung markierung)<br />{<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>if (AktuelleLast == 0 && Ziel == null)<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>{<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>GeheZuZiel(markierung);<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>DreheInRichtung(markierung.ID);<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>}<br />}</tt></div> | ||
+ | + <div style="border: 1px solid blue;border-style:dashed;"><tt>public override void RiechtFreund(Markierung markierung)<br />{<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>if (AktuelleLast == 0 && Ziel == null)<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>{<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>DreheInRichtung(markierung.Information);<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>}<br />}</tt></div> | ||
{Schau dir das Bild an und vergleiche es mit deiner Implemtierung: [[Bild:Krüger_TragenZuBau.gif|500px|right]]} | {Schau dir das Bild an und vergleiche es mit deiner Implemtierung: [[Bild:Krüger_TragenZuBau.gif|500px|right]]} | ||
− | + | + Einige Ameisen laufen nur nach rechts. Der Quellcode muss weiter angepasst werden. | |
- Die Ameisen tragen den Apfel direkt in den Bau. Schneller geht es nicht. | - Die Ameisen tragen den Apfel direkt in den Bau. Schneller geht es nicht. | ||
− | + Durch eine unbekannte | + | + Durch eine unbekannte Ursache tragen die Ameisen den Apfel nicht auf dem kürzesten Weg in den Bau. |
- Die Ameisen ignorieren den Apfel und bringen nur Zucker in den Bau. | - Die Ameisen ignorieren den Apfel und bringen nur Zucker in den Bau. | ||
− | |||
− | |||
− | + | {<div class="lueckentext-quiz"> | |
− | + | ||
− | <div class="lueckentext-quiz"> | + | |
Die Eigenschaft <tt>this.Richtung</tt> aus der Ameisenklasse gibt die '''Blickrichtung''' der Ameise auf dem Spielfeld an. Außerdem bringt die "GeheGeradeaus"-Bewegung der Ameisen in der Simulation eine kleine Ungenauigkeit mit kurzen '''Zickzack-Bewegungen'''. Deshalb ist die Anwendung der Methode '''<tt>BestimmeRichtung'''()</tt> besser geeignet. | Die Eigenschaft <tt>this.Richtung</tt> aus der Ameisenklasse gibt die '''Blickrichtung''' der Ameise auf dem Spielfeld an. Außerdem bringt die "GeheGeradeaus"-Bewegung der Ameisen in der Simulation eine kleine Ungenauigkeit mit kurzen '''Zickzack-Bewegungen'''. Deshalb ist die Anwendung der Methode '''<tt>BestimmeRichtung'''()</tt> besser geeignet. | ||
</div> | </div> | ||
− | + | [[Bild:Krüger_Aha.png|center]]} | |
− | + | ||
{Welche Methode gibt der Markierung eine verbesserte Richtung für die anderen Ameisen?} | {Welche Methode gibt der Markierung eine verbesserte Richtung für die anderen Ameisen?} | ||
+ <div style="border: 1px solid blue;border-style:dashed;"><tt>public override void Tick()<br />{<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>if (AktuelleLast != 0 && Ziel is Bau)<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>{<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>SprüheMarkierung(Koordinate.BestimmeRichtung(Ziel, this), 20);<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>}<br />}</tt></div> | + <div style="border: 1px solid blue;border-style:dashed;"><tt>public override void Tick()<br />{<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>if (AktuelleLast != 0 && Ziel is Bau)<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>{<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>SprüheMarkierung(Koordinate.BestimmeRichtung(Ziel, this), 20);<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>}<br />}</tt></div> | ||
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</quiz> | </quiz> | ||
}} | }} | ||
− | {{Aufgabe-Mathe|Implementiere den richtige Quellcode bei deinem eigenen Ameisenvolk!}} | + | |
+ | |||
+ | {{Aufgabe-Mathe| | ||
+ | |||
+ | # Implementiere den richtige Quellcode bei deinem eigenen Ameisenvolk! | ||
+ | # Erstelle dein individuelles Ameisenvolk! Verbessere die Intelligenz und das Verhalten deiner Ameisen um noch mehr Punkte zu sammeln! | ||
+ | |||
+ | }} | ||
<div style="border: 1px solid #dfdfdf; background-color:#dfdfdf; font-size:1px; height:8px; border-bottom:1px solid #dfdfdf;"></div> | <div style="border: 1px solid #dfdfdf; background-color:#dfdfdf; font-size:1px; height:8px; border-bottom:1px solid #dfdfdf;"></div> | ||
<div style="border:1px solid #dfdfdf; background-color:#FEFEFE; align:center; padding:7px;margin-bottom:10px;"> | <div style="border:1px solid #dfdfdf; background-color:#FEFEFE; align:center; padding:7px;margin-bottom:10px;"> | ||
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== Das kannst du jetzt == | == Das kannst du jetzt == | ||
* eigene Markierung mit den Ameisen versprühen | * eigene Markierung mit den Ameisen versprühen | ||
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== Quellen == | == Quellen == | ||
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Aktuelle Version vom 1. Dezember 2011, 22:50 Uhr
Lernpfad
|
Ziele des Lernpfads
- Ameisen kommunizieren auf einfache Art
- eigene Objekte in der Wiki-Umgebung erstellen
- Was ist die Besonderheit am null-Wert?
- Umgang mit vorgegebenen Objekten von AntMe!
- eine Ameisenstraße bauen
Die Kommunikation
|
Die Ameisen kommunizieren mit Duftwolken, sie werden auch (Durft-)Markierung genannt. Sie haben zwei Attribute: eine Information und einen Radius. Die Information und der Radius sind vom Datentyp Integer. Je größer der Radius der Duftmarkierung, desto schneller verschwindet sie auch.
Befindet sich eine Ameise in einer Duftwolke, so wird die Methode RiechtFreund(Markierung markierung) aufgerufen. Mit markierung.information kann die übermittelte Nachricht ausgelesen werden.
Äpfel zusammen tragen
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public override void Sieht(Obst obst) { if (AktuelleLast == 0 && BrauchtNochTräger(obst) && WanzenInSichtweite == 0) { SprüheMarkierung(0, 100); GeheZuZiel(obst); } }
public override void RiechtFreund(Markierung markierung) { if (AktuelleLast != 0 && Ziel == null) { GeheZuZiel(markierung); } }
Das Ergebnis siehst du hier:
|
Der null-Wert
Strukturierte Datentypen werden auch Referenz-Datentypen genannt, weil man auf sie nur indirekt über einen Zeiger zugreift - einer Referenz. Diese Referenz kann entweder mit dem
- Default-Wert null initialisiert werden oder
- durch den Aufruf des new Operators
erzeugt werden.
In der Ameisensimulation AntMe! hatte die Referenz Ziel den Default-Wert null. Trotzdem sind Initialisierungen mit null gefährlich, weil das Objekt existiert, aber seine Komponenten nicht initialisiert wurden.
Ein Beispiel ohne Fehlermeldung:
Object obj1 = new Object(); Object obj2 = null;
|
public Object Ameise(String name) {
String myname = name;
void zeigeNamen() { System.out.println("Ich bin eine Ameise und heiße "+myname+"."); }
return this;
} <eval> // Beispiel: // Object MeineAmeise = Ameise("Tobias"); // MeineAmeise.zeigeNamen(); </eval>
Welche Methoden kennen wir bereits?
|
RiechtFreund | Eine Ameise nimmt Geruch von einer Ameise des eigenes Volkes wahr. |
GeheZuZiel | Methode schickt die Ameise in eine bestimmte Richtung. |
ZielErreicht | Ameise kommt an. |
SiehtFeind | Eine Wanze oder gegnerische Ameise ist gesichtet. |
WirdAngegriffen | Wenn Gegner die Ameise attackieren, wird diese Methode aufgerufen. |
LasseNahrungFallen | Die aktuelle Last wird weggeworfen. |
BrauchtNochTräger | Schleppen genügend Ameisen einen Apfel? |
Sieht | Eine Ameise erblickt einen Apfel oder Zuckerhut. |
Nimm | Eine Ameise hebt einen Zuckerwürfel oder Apfel auf. |
GeheZuBau | Ameise läuft zu ihrem Startpunkt. |
So sollten auch deine Ameisen kommunizieren:
Und jetzt bauen wir ...
Eine Ameisenstraße
|
public override void Tick() | Wird jede Runde bei jeder Ameise aufgerufen |
this.Richtung | Gibt die Richtung der Ameise an. |
Ziel is Bau | Überprüft, ob das Ziel der Ameise der Bau ist(Rückgabwert: true oder false) |
SprüheMarkierung(int information, int groesse) | Die Ameise verteilt ihre Duftwolke mit einer Information in einer bestimmten Größe. |
this.Richtung + 180 | Gibt die entgegengesetzte Richtung der Ameise an. |
Koordinate.BestimmeRichtung(Startpunkt, Zielpunkt) | Gibt eine Richtung im Gradmaß zurück. Gemessen wird der Drehwinkel ausgehend vom Startpunkt zum Zielpunkt. |
markierung.Information | Liest die Information aus einer Duftwolke aus. |
public void DreheInRichtung(int richtung) | Dreht die Ameise in die angegebene Richtung. |
Ein kurzer Überblick von | Beschreibung | Beispiel |
Schlüsselwort this | Das Schlüsselwort nimmt Bezug auf das aktuelle Objekt. Man nutzt es für nicht eindeutige Aufrufe innerhalb einer Methode. |
public class Name { private String vorname = "Max"; // gibt den Vornamen Max zurück, nicht Moritz public String getVorname() { String vorname = "Moritz"; return this.vorname; } } |
Klasse Koordinate | In der Klasse Koordinate ist z.B. eine Methode BestimmeRichtung((Startpunkt, Zielpunkt). Sie gibt den Winkel im Uhrzeigersinn in der Einheit Grad an. |
|
Objekt markierung | Das Objekt hat z.B. ein Attribut Information, ähnlich wie bei dem Schlüsselwort this |
markierung.Information oder Int64.MinValue //kleinster Integerwert |
|
|
Das kannst du jetzt
- eigene Markierung mit den Ameisen versprühen
- auf Markierungen reagieren
- Objekte in der Wiki-Umgebung erstellen und damit arbeiten
- den Unterschied bei der Objektinstanziierung mit dem new-Operator und dem null-Wert
- Ameisenstraßen mit AntMe! bauen
Quellen
- ↑ Quelle: http://antme.net