AntMe! - Eine Ameisenstraße: Unterschied zwischen den Versionen

Aus DMUW-Wiki
Wechseln zu: Navigation, Suche
K (→‎Eine Ameisenstraße)
K (→‎Äpfel zusammen tragen)
Zeile 1: Zeile 1:
−
<language>Java</language>
 
−
{{Lernpfad-M|<big>'''Eine Ameisenstraße'''</big>
 
−
__NOTOC__
 
−
 
−
''Teil 3 der Lernpfadgruppe: Programmieren mit AntMe!''
 
−
 
−
{{pdf|Krüger_KompetenzaufbauLernpfad3.pdf|Kompetenzaufbau}}
 
−
}}
 
−
 
−
 
−
<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;">
 
−
== 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
 
−
</div>
 
−
 
−
 
−
== Die Kommunikation ==
 
−
 
−
{{Aufgabe-Mathe|
 
−
 
−
Löse das Schüttelrätsel!
 
−
 
−
}}
 
−
 
−
<div class="schuettel-quiz">
 
−
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.<br />
 
−
Befindet sich eine '''Ameise''' in einer Duftwolke, so wird die '''Methode''' <tt>RiechtFreund(Markierung markierung)</tt> aufgerufen. Mit <tt>markierung.'''information'''</tt> kann die übermittelte Nachricht ausgelesen werden.
 
−
</div>
 
−
 
 
== Äpfel zusammen tragen ==
 
== Äpfel zusammen tragen ==
  
Zeile 78: Zeile 44:
 
}}
 
}}
  
−
== Der null-Wert ==
+
{{Lösung versteckt|
−
 
+
<code>
−
<div class="lueckentext-quiz">
+
public override void Sieht(Obst obst)
−
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''' <tt>null</tt> initialisiert werden oder
+
  if (AktuelleLast == 0 && BrauchtNochTräger(obst) && WanzenInSichtweite == 0)
−
* durch den Aufruf des <tt>'''new'''</tt> Operators
+
  {
−
erzeugt werden.<br />
+
    SprüheMarkierung(0, 100);
−
In der Ameisensimulation AntMe! hatte die Referenz '''Ziel''' den Default-Wert null. Trotzdem sind Initialisierungen mit <tt>null</tt> gefährlich, weil das Objekt existiert, aber seine Komponenten nicht initialisiert wurden.
+
    GeheZuZiel(obst);
−
 
+
−
Ein Beispiel ohne Fehlermeldung:
+
−
  Object obj1 = new Object();
+
−
  Object obj2 = null;
+
−
</div>
+
−
&nbsp;
+
−
 
+
−
{{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).<br />
+
−
'''Achtung:''' Das Objekt wird hier <u>ohne</u> <tt>new</tt> erzeugt!
+
−
# Erzeuge ein Objekt ''Ameise'' mit deinem Namen.
+
−
# Initialisiere eine weitere Ameise mit <tt>null</tt>.
+
−
# Was passiert, wenn der Name der 2. Ameise ausgegeben wird?
+
−
 
+
−
}}
+
−
<code id="4b7becafda7ad" hidden>
+
−
public Object Ameise(String name) {
+
−
  String myname = name;
+
−
 
+
−
  void zeigeNamen() {
+
−
    System.out.println("Ich bin eine Ameise und heiße "+myname+".");
+
−
  }
+
−
 
+
−
  return this;
+
−
}
+
−
</code>
+
−
<eval id="4b7becafdb750">
+
−
// Beispiel:
+
−
// Object MeineAmeise = Ameise("Tobias");
+
−
// MeineAmeise.zeigeNamen();
+
−
</eval>
+
−
 
+
−
== Welche Methoden kennen wir bereits? ==
+
−
 
+
−
{{Aufgabe-Mathe|
+
−
 
+
−
Löse das Kreuzworträtsel mit allen bekannten Methode aus ''AntMe!''.
+
−
 
+
−
}}
+
−
<div class="kreuzwort-quiz">
+
−
{| 
+
−
|-
+
−
| 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.
+
−
|}
+
−
</div>
+
−
 
+
−
So sollten auch deine Ameisen kommunizieren:
+
−
 
+
−
[[Bild:Krüger_Kommunikation.gif‎|600px|center]]
+
−
 
+
−
Und jetzt bauen wir ...
+
−
 
+
−
== Eine Ameisenstraße ==
+
−
 
+
−
{{Aufgabe-Mathe|
+
−
 
+
−
Wir brauchen dafür neue Methoden und Attribute.<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.
+
−
 
+
−
}}
+
−
<div class="zuordnungs-quiz">
+
−
{|
+
−
|-
+
−
| <tt>public override void Tick()</tt> || Wird jede Runde bei jeder Ameise aufgerufen
+
−
|-
+
−
| <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>SprüheMarkierung(int information, int groesse)</tt> || Die Ameise verteilt ihre Duftwolke mit einer Information in einer bestimmten Größe.
+
−
|-
+
−
| <tt>this.Richtung + 180</tt> || Gibt die entgegengesetzte Richtung der Ameise an.
+
−
|-
+
−
| <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>
+
−
 
+
−
 
+
−
 
+
−
{| 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;
+
 
   }
 
   }
 
  }
 
  }
−
|-
+
</code>
−
| 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|
+
−
 
+
−
Löse das Quiz!<br />
+
−
'''Beachte:''' Es können auch mehrere Antwortmöglichkeiten richtig sein.
+
−
<quiz display="simple">
+
−
{Wie muss der Quellcode richtig implementiert werden, damit die Ameisen beim Transport in ihren Bau eine Markierung versprühen?}
+
−
+ <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(this.Richtung + 180, 10);<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>SprüheMarkierung();<br />}</tt></div>
+
−
- <div style="border: 1px solid blue;border-style:dashed;"><tt>public override void Tick()<br />{<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>SprüheMarkierung(0, 10);<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 != null)<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>{<br /><span style="color:#eeeeee">____</span>SprüheMarkierung(this.Richtung + 180, 10);<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>SprüheMarkierung(this.Richtung + 180, 10);<br />}</tt></div>
+
−
 
+
−
{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 <tt>RiechtFreund(Markierung markierung)</tt> muss noch angepasst werden.
+
−
- 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]]}
+
−
+ 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.
+
−
</quiz>
+
 
}}
 
}}
−
 
−
[[Bild:Krüger_Aha.png|center]]
 
−
 
−
<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.
 
−
</div>
 
−
 
−
{{Aufgabe-Mathe|
 
−
 
−
<quiz display="simple">
 
−
{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(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(BestimmeRichtung(this, Ziel) + 180, 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(Bau, hier), 20);<br /><span style="color:#eeeeee">__</span>}<br />}</tt></div>
 
−
</quiz>
 
−
}}
 
−
 
−
 
−
{{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:#FEFEFE; align:center; padding:7px;margin-bottom:10px;">
 
−
 
−
== 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 <tt>new</tt>-Operator und dem <tt>null</tt>-Wert
 
−
* Ameisenstraßen mit ''AntMe!'' bauen
 
−
</div>
 
−
 
−
 
−
[[Bild:Krüger_Ameisenstrasse.png|600px|center]]
 
−
 
−
[[../|<math>\Leftarrow</math> zurück zum Hauptmenü]]
 
−
 
−
== Quellen ==
 
−
<references />
 

Version vom 22. März 2010, 11:05 Uhr

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 (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:


  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.


{{{1}}}
Von „http://dmuw.zum.de/index.php?title=Lernpfade/AntMe!/AntMe!_-_Eine_Ameisenstraße&oldid=18013“