AntMe! - Eine Ameisenstraße: Unterschied zwischen den Versionen

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| Schlüsselwort <tt>this</tt> || Das Schlüsselwort nimmt Bezug auf das aktuelle Objekt. Man nutzt es für nicht eindeutige Aufrufe innerhalb einer Methode. ||
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public class Name {
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  private String vorname = "Max";
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  // gibt den Vornamen Max zurück, nicht Moritz
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  public String getVorname() {
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    String vorname = "Moritz";
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    return this.vorname;
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  }
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| Objekt <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.||
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* 0° <math>\hat{=}</math> nach rechts
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* 90° <math>\hat{=}</math> nach oben
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* 180° <math>\hat{=}</math> nach links
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* 270° <math>\hat{=}</math> nach rechts
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| Objekt <tt>markierung</tt> || Das Objekt hat z.B. ein Attribut <tt>Information</tt>, ähnlich wie bei dem Schlüsselwort <tt>this</tt> ||
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markierung.Information
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oder
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Int64.MinValue    //kleinster Integerwert
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{{Aufgabe-Mathe|
 
{{Aufgabe-Mathe|

Version vom 5. März 2010, 15:31 Uhr

<language>Java</language>

Mathematik-digital Pfeil-3d.png
Lernpfad

Eine Ameisenstraße


Teil 3 der Lernpfadgruppe: Programmieren mit AntMe!

Pdf20.gif Kompetenzaufbau


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

  Aufgabe   Stift.gif


Löse das Schüttelrätsel!


Die Ameisen kommunizieren mit (kldwfnueto), sie werden auch (Durft-)Markierung genannt. Sie haben zwei Attribute: eine (nmioorafint) und einen (adisur). Die Information und der Radius sind vom Datentyp (girnete). Je (reßgrö) der Radius der Duftmarkierung, desto (erlhneslc) verschwindet sie auch.
Befindet sich eine (iaeems) in einer Duftwolke, so wird die (hdoetme) RiechtFreund(Markierung markierung) aufgerufen. Mit markierung. (ooitnniarfm) kann die übermittelte Nachricht ausgelesen werden.

Äpfel zusammen tragen

  Aufgabe   Stift.gif


Die Codefragmente sind dir wieder vorgegeben.

  1. Änder die Methode so ab, dass die Ameisen eine Markierung versprühen und den Apfel gemeinsam in den Bau tragen.
  2. Übernimm den richtigen Quellcode in dein eigenes Ameisenvolk und starte die Simulation! 


public override void Sieht(Obst obst)
{
  if (                                         (obst)                     )
  {
                        (0, 100);

                        (obst);
  }
}

SprüheMarkierung&& WanzenInSichtweite == 0AktuelleLast == 0GeheZuZiel&& BrauchtNochTräger

                                                                                   (                    )
{
  if (                    )
  {
                        (                    );
  }
}

RiechtFreundMarkierung markierungGeheZuZielpublicvoidoverrideAktuelleLast != 0 && Ziel == nullmarkierung

Das Ergebnis siehst du hier:


  Aufgabe   Stift.gif


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.


Der null-Wert

Strukturierte Datentypen werden auch                     genannt, weil man auf sie nur indirekt über einen                     zugreift - einer Referenz. Diese Referenz kann entweder mit dem

  •                     null initialisiert werden oder
  • durch den Aufruf des                     Operators

erzeugt werden.
In der Ameisensimulation AntMe! hatte die Referenz                     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;

ZeigernewZielDefault-WertReferenz-Datentypen

 

  Aufgabe   Stift.gif


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).
Achtung: Das Objekt wird hier ohne new erzeugt!

  1. Erzeuge ein Objekt Ameise mit deinem Namen.
  2. Initialisiere eine weitere Ameise mit null.
  3. Was passiert, wenn der Name der 2. Ameise ausgegeben wird?


public Object Ameise(String name) { 

 String myname = name;

 void zeigeNamen() {
   System.out.println("Ich bin eine Ameise und heiße "+myname+".");
 }

 return this;

} <eval id="4b7becafdb750"> // Beispiel: // Object MeineAmeise = Ameise("Tobias"); // MeineAmeise.zeigeNamen(); </eval>

Welche Methoden kennen wir bereits?

  Aufgabe   Stift.gif


Löse das Kreuzworträtsel mit allen bekannten Methode aus AntMe!.


                      9   
                         
                         
                         
                         
                    7     
                         
                         
                         
                         
                         
                         
          2  1            10 
                         
        6                 
                         
         4                
                         
                         
3                         
                         
       5                  
                         
   8                      

Benutzen Sie zur Eingabe die Tastatur. Eventuell müssen sie zuerst ein Eingabefeld durch Anklicken aktivieren.

Senkrecht
Eine Ameise nimmt Geruch von einer Ameise des eigenes Volkes wahr.1
Methode schickt die Ameise in eine bestimmte Richtung.7
Die aktuelle Last wird weggeworfen.9
Eine Ameise hebt einen Zuckerwürfel oder Apfel auf.10
Waagrecht
Wenn Gegner die Ameise attackieren, wird diese Methode aufgerufen.2
Schleppen genügend Ameisen einen Apfel?3
Eine Ameise erblickt einen Apfel oder Zuckerhut.4
Ameise läuft zu ihrem Startpunkt.5
Ameise kommt an.6
Eine Wanze oder gegnerische Ameise ist gesichtet.8

So sollten auch deine Ameisen kommunizieren:

Krüger Kommunikation.gif

Und jetzt bauen wir ...

Eine Ameisenstraße

  Aufgabe   Stift.gif


Wir brauchen dafür neue Methoden und Attribute.
Ordne den jeweiligen Begriffen die richtige Beschreibung zu.
Nutze die Pdf20.gif Befehlsliste[1] oder die Übersetzung des Begriffs, wenn dir Codefragmente unbekannt sind.


Wird jede Runde bei jeder Ameise aufgerufen

Gibt eine Richtung im Gradmaß zurück. Gemessen wird der Drehwinkel ausgehend vom Startpunkt zum Zielpunkt.

Dreht die Ameise in die angegebene Richtung.

Die Ameise verteilt ihre Duftwolke mit einer Information in einer bestimmten Größe.

Ziel is Bau

this.Richtung

markierung.Information

this.Richtung + 180

Überprüft, ob das Ziel der Ameise der Bau ist(Rückgabwert: true oder false)Liest die Information aus einer Duftwolke aus.Gibt die entgegengesetzte Richtung der Ameise an.public void DreheInRichtung(int richtung)SprüheMarkierung(int information, int groesse)public override void Tick()Koordinate.BestimmeRichtung(Startpunkt, Zielpunkt)Gibt die Richtung der Ameise an.


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;
  }
}
Objekt Koordinate In der Klasse Koordinate ist z.B. eine Methode BestimmeRichtung((Startpunkt, Zielpunkt). Sie gibt den Winkel im Uhrzeigersinn in der Einheit Grad an.
  • 0° \hat{=} nach rechts
  • 90° \hat{=} nach oben
  • 180° \hat{=} nach links
  • 270° \hat{=} nach rechts
Objekt markierung Das Objekt hat z.B. ein Attribut Information, ähnlich wie bei dem Schlüsselwort this 
markierung.Information

oder 

Int64.MinValue    //kleinster Integerwert


  Aufgabe   Stift.gif


Löse das Quiz!
Beachte: Es können auch mehrere Antwortmöglichkeiten richtig sein.

1. Wie muss der Quellcode richtig implementiert werden, damit die Ameisen beim Transport in ihren Bau eine Markierung versprühen?

public override void Tick()
{
__if (AktuelleLast != 0 && Ziel is Bau)
__{
____SprüheMarkierung(this.Richtung + 180, 10);
__}
}
public override void Tick()
{
__SprüheMarkierung();
}
public override void Tick()
{
__SprüheMarkierung(0, 10);
}
public override void Tick()
{
__if (AktuelleLast > 0 && Ziel != null)
__{
____SprüheMarkierung(this.Richtung + 180, 10);
__}
}
public override void Tick()
{
__if (AktuelleLast > 0 && Ziel is Bau)
____SprüheMarkierung(this.Richtung + 180, 10);
}

2. 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.
Ja, die Methode RiechtFreund(Markierung markierung) muss noch angepasst werden.
Mit dieser Idee der Implementierung entsteht nie eine Ameisenstraße.

3. Mit welcher Methode gehen die Ameisen mit der Information aus der Duftwolke zur Nahrung?

public override void RiechtFreund(Markierung markierung)
{
__if (AktuelleLast == 0 && Ziel == null)
__{
____GeheZuZiel(markierung);
____DreheInRichtung(markierung);
__}
}
public override void RiechtFreund(Markierung markierung)
{
__if (AktuelleLast == 0 && Ziel == null)
__{
____GeheZuZiel(markierung);
____DreheInRichtung(markierung.Information);
__}
}
public override void RiechtFreund(Markierung markierung)
{
__if (AktuelleLast == 0 && Ziel == null)
__{
____GeheZuZiel(markierung);
____DreheInRichtung(markierung.ID);
__}
}
public override void RiechtFreund(Markierung markierung)
{
__if (AktuelleLast == 0 && Ziel == null)
__{
____DreheInRichtung(markierung.Information);
__}
}

4. Schau dir das Bild an und vergleiche es mit deiner Implemtierung:
Krüger TragenZuBau.gif
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.
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.

Punkte: 0 / 0


Krüger Aha.png

Die Eigenschaft this.Richtung aus der Ameisenklasse gibt die                     der Ameise auf dem Spielfeld an. Außerdem bringt die "GeheGeradeaus"-Bewegung der Ameisen in der Simulation eine kleine Ungenauigkeit mit kurzen                     . Deshalb ist die Anwendung der Methode                     () besser geeignet.

Zickzack-BewegungenBestimmeRichtungBlickrichtung

  Aufgabe   Stift.gif


1. Welche Methode gibt der Markierung eine verbesserte Richtung für die anderen Ameisen?

public override void Tick()
{
__if (AktuelleLast != 0 && Ziel is Bau)
__{
____SprüheMarkierung(Koordinate.BestimmeRichtung(Ziel, this), 20);
__}
}
public override void Tick()
{
__if (AktuelleLast != 0 && Ziel is Bau)
__{
____SprüheMarkierung(BestimmeRichtung(Ziel, this), 20);
__}
}
public override void Tick()
{
__if (AktuelleLast != 0 && Ziel is Bau)
__{
____SprüheMarkierung(BestimmeRichtung(this, Ziel) + 180, 20);
__}
}
public override void Tick()
{
__if (AktuelleLast != 0 && Ziel is Bau)
__{
____SprüheMarkierung(Koordinate.BestimmeRichtung(Bau, hier), 20);
__}
}

Punkte: 0 / 0



  Aufgabe   Stift.gif


  1. Implementiere den richtige Quellcode bei deinem eigenen Ameisenvolk!
  2. Erstelle dein individuelles Ameisenvolk! Verbessere die Intelligenz und das Verhalten deiner Ameisen um noch mehr Punkte zu sammeln!



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


Krüger Ameisenstrasse.png

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Quellen

  1. ↑ Quelle: http://antme.net
Von „http://dmuw.zum.de/index.php?title=Lernpfade/AntMe!/AntMe!_-_Eine_Ameisenstraße&oldid=17775“