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Variablen-Schreibtischtest

Informatik · Gymnasium · Klassen 10–13 · PRIMM-Methode

Variablen Interaktiv Kl. 10–13

🎯 Worum geht's? Klasse 10–13 · 1 Unterrichtsstunde

Nach dieser Seite kannst du …

Wertzuweisungen Zeile für Zeile in einer Tabelle verfolgen
die Belegung aller Variablen nach einem Programmstück angeben
Datentypen und Rechenoperationen dabei richtig berücksichtigen

Vorwissen: keines

📝 Aufgaben

Jede Aufgabe hat fünf Schritte: Predict › Run › Investigate › Modify › Make. Wähle eine Aufgabe aus – oder nutze oben die Leiste „Aufgaben: 1, 2, 3 …“.

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✅ Aufgaben abgeschlossen

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🎯 Genauigkeit

📖 Worum geht es?

Du lernst, den Zustand von Variablen Schritt für Schritt zu verfolgen – ohne den Code auszuführen. Datentypen, Ausdrücke, Typumwandlungen und Scope stehen im Mittelpunkt.

🔮 P – Predict

Was gibt der Ausdruck zurück?

▶️ R – Run

Variablenwerte Zeile für Zeile eintragen.

🔍 I – Investigate

Warum verhält sich der Code so?

✏️ M – Modify

Code gezielt anpassen.

🛠️ M – Make

Eigene Methode schreiben.

🏅 Zuletzt verdiente Badges

🔮 Predict

Aufgabe 1 – Ganzzahl-Arithmetik

Analysiere den folgenden Code, ohne ihn auszuführen.

💡Welchen Wert hat ergebnis am Ende?

▶️ Run – Variablenzustand

Bestimme nach jeder Zeile den aktuellen Wert jeder Variable.

Zeile	Anweisung	b	ergebnis
1	int a = 7;	–	–
2	int b = 2;		–
3	int ergebnis = a / b;
4	ergebnis = ergebnis + 1;

Bei int / int rechnet Java ganzzahlig: Der Nachkommateil wird abgeschnitten, nicht gerundet. Was bleibt bei 7 / 2 übrig?

🔍 Investigate

Was wäre das Ergebnis von 7 / 2, wenn a als double deklariert wäre?

Nenne den Operator, der den Rest einer Ganzzahldivision liefert.

✏️ Modify

Modifiziere genau eine Zeile, sodass ergebnis nach Zeile 3 den Wert 3.5 enthält (am Ende also 4.5).

int a = 7;
int b = 2;
double ergebnis = a / b;   // anpassen
ergebnis = ergebnis + 1;

Java rechnet mit Kommazahlen, sobald mindestens ein Operand ein double ist. Wie machst du a oder b vor der Division zu einem double?

🛠️ Make

Implementiere teileGenau: Gibt a / b als double zurück.

double teileGenau(int a, int b) {
    // Implementierung hier

}

Wie in Modify: Ein Operand muss vor der Division ein double sein – zum Beispiel durch einen Cast.

🔮 Predict

Aufgabe 2 – Typumwandlung & Overflow

💡Welchen ASCII-Code hat c am Ende? (Tipp: 'A' = 65)

▶️ Run – Variablenzustand

Bestimme nach jeder Zeile den aktuellen Wert.

Zeile	Anweisung	c (char)	d (double)
1	int n = 65;	–	–
2	char c = (char) n;		–
3	double d = n;
4	c = (char)(c + 1);

Ein Cast (char) macht aus der Zahl das Zeichen mit diesem ASCII-Code. Eine double-Variable zeigt ganze Zahlen mit .0 an.

🔍 Investigate

Was passiert bei byte b = 127; b++;?

Welche Konvertierung ist eine implizite Erweiterung?

✏️ Modify

Modifiziere den Code so, dass d den Wert 65.5 erhält.

int n = 65;
char c = (char) n;
double d = n;        // anpassen: d soll 65.5 werden
c = (char)(c + 1);

Welche Zahl musst du zu n addieren – oder welchen Wert direkt zuweisen –, damit 65.5 herauskommt?

🛠️ Make

Implementiere naechsterBuchstabe: 'A' → 'B' · 'Z' → 'A'

char naechsterBuchstabe(char c) {
    // Implementierung hier

}

Rechne den Buchstaben in eine Position 0–25 um (c - 'A'), gehe eins weiter und sorge mit % 26 dafür, dass nach Z wieder A kommt. Zum Schluss zurück in ein char umwandeln.

🔮 Predict

Aufgabe 3 – Boolesche Ausdrücke

💡Welchen Wert hat aussage am Ende?

▶️ Run – Variablenzustand

Zeile	Anweisung	y	p	q	aussage
1	int x = 5;	–	–	–	–
2	int y = 10;		–	–	–
3	boolean p = x < y;			–	–
4	boolean q = y % 3 == 0;				–
5	boolean aussage = p && !q;

Werte Zeile für Zeile aus: Was ergibt 10 % 3? Und was macht ! aus false?

🔍 Investigate

Was liefert true || (1/0 == 0) in Java?

Welcher Ausdruck prüft, ob n gerade ist?

✏️ Modify

Modifiziere die Zeile mit aussage so, dass der Ausdruck true ergibt, wenn mindestens eine der Bedingungen gilt.

int x = 5;
int y = 10;
boolean p = x < y;
boolean q = y % 3 == 0;
boolean aussage = p && !q;   // anpassen

„Mindestens eine Bedingung gilt“ – welcher logische Operator passt dazu: UND oder ODER?

🛠️ Make

Implementiere istSchaltjahr: durch 4 teilbar, außer durch 100 – es sei denn, auch durch 400.

boolean istSchaltjahr(int jahr) {
    // Implementierung hier

}

Zerlege die Regel in Teilbedingungen mit %: durch 4 teilbar UND nicht durch 100 teilbar – ODER durch 400 teilbar.

🔮 Predict

Aufgabe 4 – Gültigkeit & Verdecken

💡Was wird ausgegeben (in dieser Reihenfolge)?

▶️ Run – Welches x gilt wo?

Zeile	Anweisung	Ausgabe
5 (in `zeige()`)	System.out.println(x);
10 (in `main`)	System.out.println(x);

Zeile 5 steht in zeige() – gibt es dort eine eigene Variable x?
Zeile 10 steht in main – dort gibt es keine lokale Variable x.

🔍 Investigate

Was versteht man unter Shadowing?

Was passiert bei int x = 10; { int x = 20; } innerhalb einer Methode?

✏️ Modify

Modifiziere den Code so, dass beide println-Aufrufe den Wert 20 ausgeben.

static int x = 10;

static void zeige() {
    int x = 20;   // anpassen
    System.out.println(x);
}

public static void main(String[] args) {
    zeige();
    System.out.println(x);
}

Mit int x = … legt zeige() eine neue lokale Variable an. Was passiert, wenn du stattdessen der vorhandenen Klassenvariable einen Wert zuweist?

🛠️ Make

Implementiere tausche: gibt {b, a} zurück.
tausche(3, 7) → {7, 3}

int[] tausche(int a, int b) {
    // Implementierung hier

}

Ein Array lässt sich direkt mit Werten anlegen: new int[]{…, …}. In welcher Reihenfolge kommen a und b hinein?

🔮 Predict

Aufgabe 5 – Strings & Verkettung

💡Was gibt die letzte Zeile aus?

▶️ Run – Variablenzustand

Zeile	Anweisung	n	Ausgabe
1	String s = "1";	–	–
2	int n = 2;		–
3	s = s + n;		–
4	System.out.println(s + n);

Sobald ein String beteiligt ist, bedeutet + „aneinanderhängen“, nicht „addieren“ – von links nach rechts.

🔍 Investigate

Was ergibt "" + 1 + 2?

Was ergibt 1 + 2 + ""?

✏️ Modify

Speichere statt des Strings die Zahl 3 in summe.

String s = "1";
int n = 2;
s = s + n;             // anpassen: int summe = ?
System.out.println(s + n);

Wandle den String mit Integer.parseInt(…) in eine Zahl um, bevor du addierst.

🛠️ Make

Implementiere wiederhole: wiederhole("ab", 3) → "ababab"

String wiederhole(String s, int n) {
    // Implementierung hier

}

Beginne mit einem leeren String und hänge in einer Schleife n-mal s an.

🔮 Predict

Aufgabe 6 – Inkrement & Ausdrucksreihenfolge

💡Welchen Wert hat y am Ende?

▶️ Run – Schritt für Schritt

Zeile	Anweisung	b	y
1	int a = 3;	–	–
2	int b = a++;		–
3	int y = ++a + b;

a++ liefert erst den alten Wert und erhöht danach; ++a erhöht erst und liefert dann den neuen Wert. Notiere nach jeder Zeile a, b und y.

🔍 Investigate

Unterschied zwischen x++ und ++x als Ausdruck?

Was ergibt int x = 5; int y = x-- - --x;?

✏️ Modify

Ersetze a++ durch ++a und ergänze einen Kommentar mit den neuen Werten.

int a = 3;
int b = a++;    // anpassen: ++a verwenden
int y = ++a + b;
// a = ?, b = ?, y = ?

Ersetze a++ in Zeile 2 durch ++a und verfolge die Werte noch einmal Zeile für Zeile.

🛠️ Make

Implementiere stellenwert: Gibt die Ziffer an Position stelle (0-basiert, von rechts).
stellenwert(1234, 0) → 4 · stellenwert(1234, 2) → 2

int stellenwert(int n, int stelle) {
    // Implementierung hier

}

n % 10 liefert die letzte Ziffer, n / 10 schneidet sie ab. Wie oft musst du abschneiden, um an die gewünschte Stelle zu kommen?

🔮 Predict

Aufgabe 7 – Arrays & Referenzen

Analysiere den folgenden Code, ohne ihn auszuführen.

💡Was gibt die letzte Zeile aus?

▶️ Run – Variablenzustand

Zeile	Anweisung	copy	copy[0]
1	int[] arr = {1,2,3};	–	–
2	int[] copy = arr;
3	copy[0] = 99;
4	System.out.println(arr[0]);

copy = arr legt kein neues Array an – beide Variablen zeigen auf dasselbe Array.

🔍 Investigate

Unterschied zwischen copy = arr und copy = arr.clone()?

Was gibt arr == copy aus, wenn copy = arr?

✏️ Modify

Modifiziere eine Zeile, sodass arr[0] nach der Zuweisung 1 bleibt.

int[] arr = {1, 2, 3};
int[] copy = arr;          // anpassen: echte Kopie
copy[0] = 99;
System.out.println(arr[0]);

Du brauchst ein neues Array mit denselben Werten. Arrays haben dafür eine eingebaute Methode.

🛠️ Make

Implementiere verdopple: Gibt ein neues Array zurück, in dem jedes Element verdoppelt ist.
verdopple({1,2,3}) → {2,4,6}

int[] verdopple(int[] arr) {
    // Implementierung hier

}

Lege ein neues Array gleicher Länge an und fülle es in einer Schleife mit den verdoppelten Werten.

🔮 Predict

Aufgabe 8 – Objekte & null

💡Was wird ausgegeben?

▶️ Run – Variablenzustand

Zeile	Anweisung	p2.name	p2.alter
1	Person p1 = new Person("Anna",25);	–	–
2	Person p2 = p1;
3	p2.alter = 30;
4	System.out.println(p1.name + " " + p1.alter);

p2 = p1 kopiert nur den Verweis auf das Objekt – nicht das Objekt selbst.

🔍 Investigate

Was passiert bei Person p3 = null; p3.alter = 5;?

Wie prüft man sicher, ob eine Referenz nicht null ist?

✏️ Modify

Modifiziere den Code, sodass p1.alter nach der Änderung noch 25 ist.

Person p1 = new Person("Anna", 25);
Person p2 = p1;             // anpassen: neues Objekt
p2.alter = 30;
System.out.println(p1.alter);

Damit p2 ein eigenes Objekt ist, muss es mit new erzeugt werden.

🛠️ Make

Implementiere aelter: gibt neue Person mit erhöhtem Alter zurück.
p.aelter(5) bei Person("Anna",25) → Person("Anna",30)

class Person {
    String name;
    int alter;

    Person(String name, int alter) {
        this.name = name;
        this.alter = alter;
    }

    Person aelter(int jahre) {
        // Implementierung hier

    }
}

Ändere nicht this.alter, sondern erzeuge mit new Person(…) eine neue Person mit gleichem Namen und höherem Alter.

🔮 Predict

Aufgabe 9 – String-Immutabilität

💡Was gibt die letzte Zeile aus?

▶️ Run – Variablenzustand

Zeile	Anweisung	b	c
1	String a = "Hallo";	–	–
2	String b = a;		–
3	String c = a + "Welt";
4	System.out.println(a);

Strings lassen sich nicht verändern: a + "Welt" erzeugt einen neuen String. Was steht danach noch in a?

🔍 Investigate

Was gibt "Hallo" == "Hallo" aus (beide Literale)?

Welche Methode vergleicht den Inhalt zweier Strings?

✏️ Modify

Ersetze den ==-Vergleich durch einen korrekten Inhaltsvergleich mit .equals().

String a = "Hallo";
String b = a;
String c = a + "Welt";
boolean gleich = (c == "HalloWelt");  // anpassen: .equals() verwenden

== prüft, ob es dasselbe Objekt ist. Welche Methode vergleicht den Inhalt?

🛠️ Make

Implementiere palindrom: Groß-/Kleinschreibung ignorieren.
palindrom("Racecar") → true · palindrom("Java") → false

boolean palindrom(String s) {
    // Implementierung hier

}

Mache den Text zuerst einheitlich klein. Vergleiche ihn dann mit seiner Umkehrung – oder das erste mit dem letzten Zeichen usw.

🔮 Predict

Aufgabe 10 – Pass-by-Value vs. Referenz

💡Was gibt der Code aus (zwei Zeilen)?

▶️ Run – Schritt für Schritt

Kontext	Anweisung	arr[0] (main)
main: Z1	int x = 5;	–
main: Z2	int[] arr = {10};
nach verdoppeln(x)	verdoppeln(x) aufgerufen
nach verdoppeln(arr)	verdoppeln(arr) aufgerufen

Bei int bekommt die Methode eine Kopie des Werts, beim Array eine Kopie des Verweises. Was ändert sich dadurch jeweils in main?

🔍 Investigate

Warum ändert verdoppeln(int n) das Original x nicht?

Wie gibt man einen neuen Wert aus einer Methode zurück?

✏️ Modify

Passe verdoppeln an, sodass x danach 10 ist.

void verdoppeln(int n) {   // anpassen: return-Typ
    n = n * 2;
}

int x = 5;
verdoppeln(x);             // anpassen: Rückgabe nutzen
System.out.println(x);

Die Methode muss den neuen Wert mit return zurückgeben – und main muss ihn in x speichern.

🛠️ Make

Implementiere fuelle: Füllt ein Array in-place mit val.
fuelle(arr, 7) mit {0,0,0} → {7,7,7}

void fuelle(int[] arr, int val) {
    // Implementierung hier

}

Gehe mit einer Schleife über alle Indizes und setze jedes Feld. Ein neues Array brauchst du nicht – warum?

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Bereiche für das Arbeitsblatt 🔮 Predict – vorhersagen, was der Code macht ▶️ Run – Werte Zeile für Zeile in die Tabelle eintragen 🔍 Investigate – untersuchen, warum der Code so arbeitet ✏️ Modify – Code gezielt verändern 🛠️ Make – eigene Methode schreiben

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