Reminder about the tutorial sheets

Remember that the best way to learn a programming language and understand the concepts is to do lots of programming. This involves a good deal of problem solving, and that requires you to think, experiment and test things. Please look at all the questions spend some time thinking carefully about them, before asking for help. If you are still stuck:

•  attend the live sessions and ask me, or the TAs, for help

•  or post a question on the Ask a question forum on the moodle page (so that the answer can be shared by others)

Some questions in the tutorial sheets are marked with a [*] symbol. These questions are compulsory and you will be assessed on one or more of these in a viva during the following week’s lab.

Questions marked as [!] or [!!] are there to make you think. You only need to sketch a solution to these, and model solutions may not be provided. Do not worry if you cannot complete these harder questions without help.

Getting Started

For these tutorial questions there are some supporting files that can be found on moodle. Download the zip file on moodle and place in a folder on your machine: these notes will refer to this folder as <root>. Each question will tell you which subfolder your files are in. For example, if you unzip the file in folder

<root>, then any files for a question in subfolder example can be found at location:

<root>\tutorial3\example\.

You must also learn how to navigate the command line and compile and run your programmes. Please look at Lecture 1 materials on the Taught Content tab of the Moodle page for some videos to help you get started with this.

1     Any and All

Comment: This question is not assessed, but may help you get started on the assessed questions. Look at the AnyAll class in the any_all folder and complete the following steps.

a)   Complete the class method declared in this class with the following signature:

This method should take a single array of booleans as argument and return true if any of the elements of this array are true, and false otherwise.

Comment: You can do this with a standard for loop, but I would like you to do this using the for-each syntax. Look at the lecture slides to remind yourself if needed.

b)   How can you tell this is a class method by looking at its declaration?

c)   Test your code with the AnyAllTester programme in the same folder.

d)   Now write a second static method for the AnyAll class called all , which will be similar to the any method.

The method all should take a boolean array as an argument, and return a boolean. It should return true if all elements of the input are true, and false otherwise.

e)  Add some test code to AnyAllTester that will check that all behaves as you expect it.

2     The Collatz Conjecture [*]

a)   Look at the programme Echo in the directory collatz  . Can you predict what the programme does? Compile it and run it with:

java Echo                                                                                                                                       

Can you explain the output? What will happen if you run it instead with:

java Echo fish 

or with:

java Echo fish 58                                                                                                                            

For this last run of the programme:

i.   What value does args[0] take? What is its type?

ii.  What about args[1]?

b)  “ ...1 4 2 1 4 2 1...” In the same folder there is an incomplete programme Collatz , open it up and take a look. Add a public class method called next , which takes a single integer, n, as input and returns an int . It should return:            

•  n2 if n is even

•  3n + 1 if n is odd

Hint: you may wish to use the modulo operator, %. This takes two operands and finds the remainder of the first divided by the second. For instance, 11 % 5 will evaluate to 1 . Note also that 3n is mathematical notation for 3 times n. How do you write this in java?

c)   Do you need to create an object of type Collatz in order to call the next method? Can you explain why?

d)   Now complete the main method, so that the Collatz program:

•   First, takes a positive integer command-line argument as an initial value and displays this value

•  Then, stores the value in a variable and repeatedly applies next to the variable, displaying each value that is computed

The program should terminate when the value 1 is computed. For instance, given the input 37 your program should print:

Remember that the main method of your program has an argument args that is an array of type String . Thus the first command-line argument can be accessed via args[0]. To turn this argument into an integer, you can use the parseInt method of the Integer class. E.g. :

Comment: Fun fact: It is unknown whether this program will always terminate (for any initial integer). However, the Collatz conjecture posits that it does.

Submission: You should submit Collatz.java.

3     Counting Flips [*]

Look at the Coin class in folder counting flips. This is the same class you used in previous tutorials.

a)  Add an instance method totalNumberOfFlipsForThisCoin() to the class Coin. This should return the total number of times the method flip() has been called so far for each coin separately. Then test this with the program CoinProgWithFlipCountInstance provided in the same file. You should get output along the following lines:

Hint: To do this you will also have to add an instance variable to act as a counter.

Why are there 3 flips counted after just a single ”f” entered by the user?

b)   Now add a class method totalNumberOfFlipsForAllCoins() to the same Coin class. This method should return the total number of times the method flip() has been called so far for all the coins. Then test this with the program CoinProgWithFlipCountStatic in the same folder. You should get output along the following lines:

Hint: To do this you will also have to add a class attribute to act as a counter. You define a class attribute using the static keyword.

What is the difference between the values returned by the methods totalNumberOfFlipsForThisCoin() and totalNumberOfFlipsForAllCoins()?

Can you explain why the first method is an instance method and the second is a class method?

c)   Now write/draw a UML description of your Coin class. Make sure that you indicate which fields and methods are instance methods, and which are static .

Submission: You should submit Coin.java, CoinProgWithFlipCountInstance.java and

CoinProgWithFlipCountStatic.java.