Arbeitsblätter für JavaKara
Einführung in Java: Lösungen zu den Rekursions-Aufgaben
Autor: Horst Gierhardt
- Kara steht in einer Reihe, an deren Ende ein Baum steht.
Kara soll bis zum Baum laufen, dabei alle Blätter einsammeln und sich dort umdrehen.
import JavaKaraProgram; public class BlaetterSammeln extends JavaKaraProgram { void zumBaum() { if (!kara.treeFront()) { if (kara.onLeaf()) { kara.removeLeaf(); } kara.move(); zumBaum(); } else { if (kara.onLeaf()) { kara.removeLeaf(); } kara.turnLeft(); kara.turnLeft(); } } // Ende zumBaum public void myProgram() { zumBaum(); } } // Ende von BlaetterSammeln - Kara steht in einer Reihe, an deren Ende ein Kleeblatt liegt.
Kara soll bis zum Kleeblatt laufen und das Blatt an seinen Startpunkt bringen.
import JavaKaraProgram; public class BlattHolen extends JavaKaraProgram { void holeBlatt() { if (!kara.onLeaf()) { kara.move(); holeBlatt(); // rekursiver Aufruf kara.move(); } else { kara.removeLeaf(); kara.turnLeft(); kara.turnLeft(); } } public void myProgram() { holeBlatt(); } } // Ende von BlattHolen - Kara steht in einer Reihe, an deren Ende ein Baum steht.
Kara soll bis zum Baum laufen, dabei alle Blätter einsammeln, sich dort umdrehen,
zurücklaufen und die Blätter an den alten Plätzen ablegen.
import JavaKaraProgram; public class BlaetterAblegen extends JavaKaraProgram { void zumBaum() { if (!kara.treeFront()) { if (kara.onLeaf()) { kara.removeLeaf(); kara.move(); zumBaum(); kara.move(); kara.putLeaf(); } else { kara.move(); zumBaum(); kara.move(); } } else { if (kara.onLeaf()) { kara.removeLeaf(); kara.putLeaf(); } // eigentlich unnoetig kara.turnLeft(); kara.turnLeft(); } } // Ende zumBaum public void myProgram() { zumBaum(); } } // Ende von BlaetterAblegen - Kara steht in einer Reihe, an deren Ende ein Baum steht.
Kara soll bis zum Baum laufen, dabei alle Blätter einsammeln und die Blätter
hinter dem Baum spiegelbildlich ablegen. Es gibt keine weiteren Bäume, die stören
könnten.
import JavaKaraProgram; public class BlaetterGespiegeltAblegen extends JavaKaraProgram { void umBaumHerum() { kara.turnRight(); kara.move(); kara.turnLeft(); kara.move(); kara.move(); kara.turnLeft(); kara.move(); kara.turnRight(); } void zumBaum() { if (!kara.treeFront()) { if (kara.onLeaf()) { kara.removeLeaf(); kara.move(); zumBaum(); kara.move(); kara.putLeaf(); } else { kara.move(); zumBaum(); kara.move(); } } else { if (kara.onLeaf()) { kara.removeLeaf(); umBaumHerum(); kara.putLeaf(); } else { umBaumHerum(); } } } // Ende zumBaum public void myProgram() { zumBaum(); } } // Ende von BlaetterGespiegeltAblegen - Schreibe eine rekursive Version des Programms ,,Pacman''.
Die Kleeblattspur geht durch einen Wald hindurch. Am Ende der Spur steht ein Pilz.
Erweiterung: Kara läuft die Spur hin und wieder zurück.
import JavaKaraProgram; public class PacmanRek extends JavaKaraProgram { // Anfang von PacmanRek void turnAround() { kara.turnLeft(); kara.turnLeft(); } void moveBack() { turnAround(); kara.move(); turnAround(); } boolean leafFront() { boolean blatt=false; // auch false, wenn vorne Baum steht if (!kara.treeFront()) { // jetzt muss man nachschauen kara.move(); blatt=kara.onLeaf(); moveBack(); } return blatt; } boolean leafLeft() { boolean blatt=false; // auch false, wenn links Baum steht if (!kara.treeLeft()) { // jetzt muss man nachschauen kara.turnLeft(); kara.move(); blatt=kara.onLeaf(); moveBack(); kara.turnRight(); } return blatt; } void naechstesKleeblattSuchen() { if (kara.mushroomFront()) { tools.showMessage("Ich bin so satt, \n " + "ich mag kein Blatt!"); turnAround(); } else { // Ende noch nicht erreicht if (leafFront()) { kara.move(); kara.removeLeaf(); naechstesKleeblattSuchen(); kara.move(); } else { // nach links oder nach rechts if (leafLeft()) { kara.turnLeft(); kara.move(); kara.removeLeaf(); naechstesKleeblattSuchen(); kara.move(); kara.turnRight(); } else { // dann eben nach rechts kara.turnRight(); kara.move(); kara.removeLeaf(); naechstesKleeblattSuchen(); kara.move(); kara.turnLeft(); } } } } // naechstesKleeblattsuchen public void myProgram() { // Anfang von myProgram kara.removeLeaf(); // Start auf erstem Kleeblatt naechstesKleeblattSuchen(); } // Ende von myProgram } // Ende von PacmanRek - Schreibe eine rekursive Version von ,,Labyrinth''. Das Labyrinth ist so gebaut, dass
der Weg immer nur einen Baum breit ist und es keine ,,Löcher'' auf dem Weg gibt.
Es gibt auch keine Verzweigungen.
Erweiterung: Kara läuft den Weg im Labyrinth hin und wieder zurück.
import JavaKaraProgram; public class LabyrinthRek extends JavaKaraProgram { // Anfang von LabyrinthRek void zumNaechstenFeld() { if (!kara.treeFront()) { kara.move(); zumNaechstenFeld(); kara.move(); } else { if (!kara.treeLeft()) { kara.turnLeft(); kara.move(); zumNaechstenFeld(); kara.move(); kara.turnRight(); } else { if (!kara.treeRight()) { kara.turnRight(); kara.move(); zumNaechstenFeld(); kara.move(); kara.turnLeft(); } else { kara.turnLeft(); kara.turnLeft(); } } } } // zumNaechstenFeld public void myProgram() { zumNaechstenFeld(); } } // Ende von LabyrinthRek - Kara steht vor einer Treppe mit einer Stufenbreite von zwei ,,Bäumen''(siehe Abbildung).
Der Beginn der Treppe ist ihm nicht bekannt. Die Höhe der Treppe ist auch unbekannt.
Kara soll die Treppe hochlaufen und auf der obersten Stufe stehen bleiben.
import JavaKaraProgram; public class TreppeHoch extends JavaKaraProgram { void stufeHoch() { if (kara.treeFront()) { kara.turnLeft(); kara.move(); kara.turnRight(); kara.move(); kara.move(); stufeHoch(); } else { kara.turnLeft(); kara.turnLeft(); } } // Ende von stufeHoch public void myProgram() { while (!kara.treeFront()) { kara.move(); } // Zur Treppe stufeHoch(); } } // Ende von TreppeHoch - Kara soll wie vorher die Treppe hochsteigen und die gleiche Stufenanzahl auf der anderen
Seite herabsteigen.
import JavaKaraProgram; public class TreppeHochUndRunter extends JavaKaraProgram { void stufeHoch() { if (kara.treeFront()) { kara.turnLeft(); // hoch kara.move(); kara.turnRight(); kara.move(); kara.move(); stufeHoch(); // Rekursion kara.move(); // und runter kara.turnRight(); kara.move(); kara.turnLeft(); kara.move(); } } // Ende von stufeHoch public void myProgram() { while (!kara.treeFront()) { kara.move(); } // Zur Treppe stufeHoch(); } } // Ende von TreppeHochUndRunter - Kara hat rechts von sich einen Baum stehen, der zu einem abgeschlossenen, von Bäumen
umrandeten Feld gehört.
Irgendwo am Rande dieses Feldes liegt ein Kleeblatt, das er finden und an seinen Startpunkt
zurückbringen soll.
import JavaKaraProgram; public class BlattAmFeldHolen extends JavaKaraProgram { void zumBlatt() { if (kara.onLeaf()) { kara.removeLeaf(); kara.turnLeft(); kara.turnLeft(); } else { if (!kara.treeRight()) { kara.turnRight(); kara.move(); zumBlatt(); kara.move(); kara.turnLeft(); } else { if (kara.treeFront()) { kara.turnLeft(); zumBlatt(); kara.turnRight(); } else { kara.move(); zumBlatt(); kara.move(); } } } } // Ende von weiter public void myProgram() { zumBlatt(); } } // Ende von BlattAmFeldHolen - Kara befindet sich in einem nach außen abgeschlossenen Irrgarten, der nur an einer Stelle,
die durch ein Kleeblatt markiert ist, verlassen werden kann. Der Irrgarten enthält keine
,,Inseln'', d.h. von jeder Stelle im Innern ist der Rand des Irrgartens erreichbar.
Schreibe ein Programm, das Kara von jedem beliebigen Punkt im Innern den Ausgang finden
lässt.
Erweiterung: Kara läuft nach dem Finden des Ausgangs wieder an seinen Ausgangspunkt zurück.
import JavaKaraProgram; public class Irrgarten extends JavaKaraProgram { // Anfang von Irrgarten void zumErstenBaum() { if (!kara.treeFront()) { kara.move(); zumErstenBaum(); kara.move(); } else { kara.turnLeft(); // jetzt ist rechts ein Baum zumAusgang(); kara.turnRight(); } } void zumAusgang() { // immer rechts an der Wand entlang if (kara.onLeaf()) { kara.removeLeaf(); kara.turnLeft(); kara.turnLeft(); } else { if (!kara.treeRight()) { kara.turnRight(); kara.move(); zumAusgang(); kara.move(); kara.turnLeft(); } else { if (kara.treeFront()) { kara.turnLeft(); zumAusgang(); kara.turnRight(); } else { kara.move(); zumAusgang(); kara.move(); } } } } // Ende von zumAusgang public void myProgram() { // Anfang von myProgram zumErstenBaum(); } // Ende von myProgram } // Ende von Irrgarten - Kara bewacht ein Mobilé. Die Drähte sind hier als Kleeblätter dargestellt.
Manchmal macht er einen Kontrollgang über alle Drähte und stößt diverse Insekten, die
sich an den Enden der Drähte niedergelassen haben, vom Drahtgestell (Die Insekten sind hier
als Pilze dargestellt).
Schreibe ein Programm für einen Kontrollgang mit Rückkehr.
import JavaKaraProgram; public class Mobile extends JavaKaraProgram { // Anfang von Mobile void turnAround() { kara.turnLeft(); kara.turnLeft(); } void moveBack() { turnAround(); kara.move(); turnAround(); } boolean leafFront() { boolean blatt=false; // auch false, wenn vorne Baum steht if (!kara.treeFront()) { // jetzt muss man nachschauen kara.move(); blatt=kara.onLeaf(); moveBack(); } return blatt; } boolean leafLeft() { boolean blatt=false; // auch false, wenn links Baum steht if (!kara.treeLeft()) { // jetzt muss man nachschauen kara.turnLeft(); kara.move(); blatt=kara.onLeaf(); moveBack(); kara.turnRight(); } return blatt; } boolean leafRight() { boolean blatt=false; // auch false, wenn links Baum steht if (!kara.treeRight()) { // jetzt muss man nachschauen kara.turnRight(); kara.move(); blatt=kara.onLeaf(); moveBack(); kara.turnLeft(); } return blatt; } void zurLaus() { if (kara.mushroomFront()) // Ende erreicht { kara.move(); turnAround(); // Laus abwerfen kara.move(); } else { if (leafFront()) // normal weiter { kara.move(); zurLaus(); kara.move(); } else { if (leafLeft() && leafRight()) // Verzweigung { kara.turnLeft(); kara.move(); // nach links zurLaus(); kara.move(); // von links zurueck kara.move(); // nach rechts zurLaus(); kara.move(); // von rechts zurueck kara.turnLeft(); } else { if (leafLeft()) // nur nach links { kara.turnLeft(); kara.move(); zurLaus(); kara.move(); kara.turnRight(); } else { if (leafRight()) // nur nach rechts { kara.turnRight(); kara.move(); zurLaus(); kara.move(); kara.turnLeft(); } else { // vorne kein Blatt turnAround(); } } } } } } // Ende von zurLaus public void myProgram() { // Anfang von myProgram zurLaus(); } // Ende von myProgram } // Ende von Mobile