Abituraufgaben: Implementieren

-120 endet im Endzustand z3 und wird akzeptiert; +05 gerät mit der führenden 0 nach zF und wird abgelehnt.

public class GanzeZahl {
    private int zustand;   // 0 = z0, 1 = z1, 2 = z2, 3 = z3, 4 = zF

    public void uebergang(char c) {
        boolean ziffer = c >= '0' && c <= '9';
        switch (zustand) {
            case 0:
                if (c == '+' || c == '-') { zustand = 1; }
                else if (c == '0') { zustand = 2; }
                else if (ziffer) { zustand = 3; }
                else { zustand = 4; }
                break;
            case 1:
                if (ziffer && c != '0') { zustand = 3; }
                else { zustand = 4; }
                break;
            case 3:
                if (ziffer) { zustand = 3; }
                else { zustand = 4; }
                break;
            default:              // z2 und zF: jedes weitere Zeichen ist ein Fehler
                zustand = 4;
        }
    }

    public boolean akzeptiert(String wort) {
        zustand = 0;
        for (int i = 0; i < wort.length(); i++) {
            uebergang(wort.charAt(i));
        }
        return zustand == 2 || zustand == 3;
    }
}

Bewertet werden: Zustandskodierung, vollständige Fallunterscheidung einschließlich zF, Zurücksetzen des Zustands, Schleife über alle Zeichen, Prüfung auf Endzustand. Gleichwertige Lösungen (z. B. mit if-Kaskade oder Konstanten) sind zulässig.

In z1 wurde nur ein Vorzeichen gelesen. Eine Eingabe wie - ist keine Zahl — z1 darf daher kein Endzustand sein.

z2 bedeutet „die Eingabe ist genau 0“. Jede weitere Ziffer wäre eine führende Null (z. B. 07), jedes andere Zeichen ist ohnehin ungültig. Keine Fortsetzung kann mehr zu einer gültigen Zahl führen, deshalb geht es nach zF.

Akzeptiert werden Eingaben aus mindestens einer Ziffer, optional gefolgt von einem Komma und genau zwei Ziffern (Cent), z. B. 7 oder 12,50. Zustand 5 ist der Fehlerzustand; Zeichen außerhalb von Ziffern und Komma beenden die Prüfung sofort mit „falsch“.

Der Fehlerzustand z5 darf mit Vermerk weggelassen werden.

public class PreisMinus {
    private int zustand;
    //                          Ziffer Komma Minus
    private int[][] delta = { {1, 5, 6},     // z0
                              {1, 2, 5},     // z1
                              {3, 5, 5},     // z2
                              {4, 5, 5},     // z3
                              {5, 5, 5},     // z4
                              {5, 5, 5},     // z5 = zF
                              {1, 5, 5} };   // z6: Minus gelesen

    private int spalte(char c) {
        if (c >= '0' && c <= '9') { return 0; }
        if (c == ',') { return 1; }
        if (c == '-') { return 2; }
        return -1;
    }

    public boolean akzeptiert(String wort) {
        zustand = 0;
        for (int i = 0; i < wort.length(); i++) {
            int s = spalte(wort.charAt(i));
            if (s == -1) { return false; }
            zustand = delta[zustand][s];
        }
        return zustand == 1 || zustand == 4;
    }
}

Neu gegenüber dem Pseudocode sind nur die dritte Spalte (Minus), die Zeile 6 und der Fall '-' in spalte; akzeptiert entspricht dem Pseudocode. Zustand 6 bedeutet „Minus gelesen“; nur eine Ziffer führt weiter nach 1. Ein Minus an anderer Stelle führt nach 5 (zF).

• Änderbarkeit: Für einen anderen Automaten tauscht man nur Tabelle, spalte und Endzustände aus; die Methoden bleiben gleich (siehe Teilaufgabe c) — Vorteil Tabelle.
• Lesbarkeit: Die Zahlen in delta sind ohne Kommentare kaum verständlich; ein switch mit sprechenden Bedingungen ist für kleine Automaten leichter nachzuvollziehen.
• Fehleranfälligkeit: Ein einzelner falscher Tabelleneintrag fällt schwer auf; dafür erzwingt die Tabelle Vollständigkeit (jedes Feld braucht einen Wert).
• Zeichenklassen: Die Tabelle braucht eine Übersetzung in Spalten, der switch kann Bedingungen wie „Ziffer außer 0“ direkt formulieren.

Urteil: „Immer besser“ ist zu pauschal. Bei großen oder häufig geänderten Automaten ist die Tabelle überlegen, bei kleinen Automaten mit wenigen Sonderfällen ist ein switch oft verständlicher.