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talit:csharp_oop [2025-05-12 10:43] – scatalit:csharp_oop [2025-05-18 13:30] (aktuell) – [Auftrag im Detail] sca
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       1. [[https://www.youtube.com/watch?v=puf8z--uDp8|Eigenschaften (Achtung: Variablen = Felder)]]       1. [[https://www.youtube.com/watch?v=puf8z--uDp8|Eigenschaften (Achtung: Variablen = Felder)]]
       1. [[https://www.youtube.com/watch?v=qXj4B4l92_A|Getter und Setter]]\\ \\       1. [[https://www.youtube.com/watch?v=qXj4B4l92_A|Getter und Setter]]\\ \\
-   1. Füge nun deiner Vector-Klasse die **Eigenschaften** `Dim` (für Dimension), `Magnitude` und `Components` hinzu. Diese sollen *im Konstruktor über ein privates Feld festgelegt* werden und über einen getter abgerufen werden. Natürlich sollen sie //nicht von aussen über einen setter verändert// werden können! Die Eigenschaft "Components" beinhaltet das Double-Array zurückgeben, welches den Vektor definiert.\\ \\+   1. Programmiere nun den Konstruktor aus: Speichere die dem Konstruktor übergebenen Werte in einem *privaten* Feld `components`, ein Double-Array, welches die Komponenten des Vektors beinhaltet. Regle über eine Eigenschaft (get/set) `Components` den Zugriff auf `components`. Sinn könnte machen: 
 +      1. Die Komponenten sind unveränderbar. 
 +      1. Die Komponenten sind nur veränderbar, wenn sie die gleiche Dimension haben (benötigt `Dim` von unten).\\ \\ 
 +   1. Füge nun deiner Vector-Klasse die **Eigenschaften** `Dim` (für Dimension) und `Magnitude`. Diese sollen über eine Eigenschaft (get) abgerufen werden. Natürlich sollen sie //nicht von aussen über einen setter verändert// werden können!\\ \\
    1. Informiere dich nun über **statische und nicht-statische Methoden**, z.B. hier; [[https://www.youtube.com/watch?v=PhvjwmkVEfg|Methoden in Klassen]]\\ \\     1. Informiere dich nun über **statische und nicht-statische Methoden**, z.B. hier; [[https://www.youtube.com/watch?v=PhvjwmkVEfg|Methoden in Klassen]]\\ \\ 
    1. Füge deiner Klasse folgende (nicht-statische) public **Methoden** hinzu: `IsZeroVector()` und `IsUnitVector()`. Diese geben den Bool true oder false zurück, je nachdem ob es sich beim Vektor um einen Nullvektor oder einen Einheitsvektor (unit vector) handelt.\\ Achtung: Da wir mit doubles Arbeiten, können schnell Rundungsfehler entstehen. Es kann deshalb sein, dass die Länge des Vektors eigentlich $0$ wäre, der Code aber eine ganz kleine Zahl berechnet. Deshalb sollte man der Klasse eine Eigenschaft `accuracy` geben: Ist der Betrag des Werts kleiner dieser Genauigkeit, so wird der Wert als $0$betrachtet.\\ \\    1. Füge deiner Klasse folgende (nicht-statische) public **Methoden** hinzu: `IsZeroVector()` und `IsUnitVector()`. Diese geben den Bool true oder false zurück, je nachdem ob es sich beim Vektor um einen Nullvektor oder einen Einheitsvektor (unit vector) handelt.\\ Achtung: Da wir mit doubles Arbeiten, können schnell Rundungsfehler entstehen. Es kann deshalb sein, dass die Länge des Vektors eigentlich $0$ wäre, der Code aber eine ganz kleine Zahl berechnet. Deshalb sollte man der Klasse eine Eigenschaft `accuracy` geben: Ist der Betrag des Werts kleiner dieser Genauigkeit, so wird der Wert als $0$betrachtet.\\ \\
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    1. Die beiden Rechenmethoden vom letzten Punkt sollen können nur Funktionieren, wenn beide Vektoren, die als Argument übergeben werden, die gleiche Dimension haben. Überprüfe dies und gib gegebenenfalls einen **Fehler** aus: `throw new System.Exception("...");`\\ \\    1. Die beiden Rechenmethoden vom letzten Punkt sollen können nur Funktionieren, wenn beide Vektoren, die als Argument übergeben werden, die gleiche Dimension haben. Überprüfe dies und gib gegebenenfalls einen **Fehler** aus: `throw new System.Exception("...");`\\ \\
    1. Nun wollen wir aber nicht immer `Vector.Sub(v1,v2);` schreiben müssen, um zwei Vektoren zu Subtrahieren. Stattdessen soll das mit dem Operator `-`, also `v1-v2`, gehen. Dies geht ganz einfach mit einem **Operator Overloading**, siehe z.B. hier: [[https://www.tutorialspoint.com/csharp/csharp_operator_overloading.htm|C# - Operator Overloading]]. Füge nun jeweils ein Operator Overloading für die Operatoren + (Vektoraddition), - (Vektorsubtraktion) und * (Skalarprodukt) hinzu.\\ \\    1. Nun wollen wir aber nicht immer `Vector.Sub(v1,v2);` schreiben müssen, um zwei Vektoren zu Subtrahieren. Stattdessen soll das mit dem Operator `-`, also `v1-v2`, gehen. Dies geht ganz einfach mit einem **Operator Overloading**, siehe z.B. hier: [[https://www.tutorialspoint.com/csharp/csharp_operator_overloading.htm|C# - Operator Overloading]]. Füge nun jeweils ein Operator Overloading für die Operatoren + (Vektoraddition), - (Vektorsubtraktion) und * (Skalarprodukt) hinzu.\\ \\
 +   1. Aktuell gibt der Befehl `System.Console.WriteLine(v);` für einen Vektor `v` nur "Vector" aus. Schön wäre aber, wenn man direkt die Komponenten erhalten würde: Jede Klasse in C# erbt automatisch von der Basisklasse `object`, und `object` definiert die Methode `ToString()`. Wenn man also `Console.WriteLine(anyObject)` aufrufst, wird intern `anyObject.ToString()` verwendet, ganz egal was `anyObject` für ein Objekt ist. Mit `public override string ToString()` können wir nun diese standardmässige Methode **überschreiben**.\\ \\
    1. Über eine Eigenschaft soll von einem Vektor der zugehörige **Einheitsvektor** ausgegeben werden: `v.UnitVector`. Dieser Einheitsvektor soll *selbst wieder vom Typ Vector* sein! Um von einem Vektor den zugehörigen Einheitsvektor zu erhalten, dividiert man jede Komponente des Vektors durch die Länge des gesamten Vektors. *Tipp:* Überlege dir gut, *wo* genau der Einheitsvektor berechnet werden soll!\\ \\    1. Über eine Eigenschaft soll von einem Vektor der zugehörige **Einheitsvektor** ausgegeben werden: `v.UnitVector`. Dieser Einheitsvektor soll *selbst wieder vom Typ Vector* sein! Um von einem Vektor den zugehörigen Einheitsvektor zu erhalten, dividiert man jede Komponente des Vektors durch die Länge des gesamten Vektors. *Tipp:* Überlege dir gut, *wo* genau der Einheitsvektor berechnet werden soll!\\ \\
 +   1. Es ist etwas umständlich, für neue Vektoren immer zuerst ein double-Array erstellen zu müssen. Stattdessen wollen wir die gängigsten Vektoren (sagen wir 1-4D) auch durch `Vector v = new Vector(3.2,0,4)` erzeugen. Dafür müssen wir den Konstruktor **überladen**, in dem wir 'weitere Konstruktoren' wie `public Vector(double x, double y, double z)` hinzufügen.\\ \\
 +   1. Erweitere nun deine Klasse beliebig. Hier einige Vorschläge:
 +      1. Weiter Operationen:
 +        1. `DotProduct`
 +        1. `ScalarMultiplication` (überladen, damit `ScalarMultiplication(3,v)` und `ScalarMultiplication(v,3)` funktionieren.
 +        1. `VectorProduct` (nur für 3D Vektoren)
 +      1. Winkel zwischen zwei Vektoren: `AngleInRad` , `AngleInRad`
 +      1. Zwei Vektoren vergleichen: `ArePerpendicular`,`AreParallel`,`AreAntiParallel`,`HaveSameMagnitude`\\ \\
 +   1. **Operatoren überladen**: Mit `v1 + v2` soll man zwei Vektoren addieren können. Der Operator `+` muss dazu überladen werden: Wird `+` auf zwei Vektoren angewendet, soll die `Add`-Methode aufgerufen werden. Gleiches für `v1 * v2` (dot product) und `s * v` resp. `v * s` (scalar multiplication).\\ \\
 +   1. **Optional:** Falls du sehr motiviert bist, könntest du eine Klasse *Matrix* definieren, mit der man Matrizen-Rechnungen durchführen kann. Matrizen können als Verallgemeinerungen von Vektoren betrachtet werden.
  
-**Neue Features:**+<nodisp 2>
  
-   1. Ein bestehender Vektor soll überschrieben werden können, aber nur, wenn er die //gleiche Dimension// wie der bestehende hat. Dazu soll man einfach `v.Components` neu setzen können. Dies geschieht im //setter// der Components-Eigenschaft. +++++Weiteres|
- +
-===== Zusatzaufgaben ===== +
- +
-   1. Für 3er Vektoren soll nun auch das **Vektorprodukt** berechnet werden können. [[https://de.wikipedia.org/wiki/Kreuzprodukt#Komponentenweise_Berechnung|Wikipedia Vektorprodukt]]\\ \\ +
-   1. Füge nun auch die Skalarmultiplikation hinzu. Dort wird ein Vektor mit einer reellen Zahl gestreckt oder gestaucht. Der Operator `*` soll so überladen werden, dass `v1*v2` das Skalarprodukt ergibt und (s sei eine Zahl, kein Vektor) `v*s` oder `s*v` die Skalarmultiplikation.\\ \\  +
-   1. Erweitere deine Klasse mit weiteren sinnvollen Methoden usw.\\ \\ +
-   1. Falls du sehr motiviert bist, könntest du eine Klasse *Matrix* definieren, mit der man Matrizen-Rechnungen durchführen kann.+
  
 ===== 2D-Drawing ===== ===== 2D-Drawing =====
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     * Scene untersucht für alle möglichen Paare von Körpern, ob sie sich berühren und führt die Kollision aus.     * Scene untersucht für alle möglichen Paare von Körpern, ob sie sich berühren und führt die Kollision aus.
  
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 +</nodisp>
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  • von sca