faecher:informatik:oberstufe:java:aoc:aco2023:day1:start []

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====== Tag 1 ======

===== Aufgabe =====

  * {{ :faecher:informatik:oberstufe:java:aoc:aco2023:day1:2023_day1.png?linkonly |Aufgabe}}
  *  {{ :faecher:informatik:oberstufe:java:aoc:aco2023:day1:d1input.zip |}}
    * Beispiele d1e1.txt, d1e2.txt
    * Input d2i.txt. 


++++ Kontrollergebnisse |
  * Eingabedatei d1i.txt: 
    * Teil 1 - ''55017''
    * Teil 2 - ''53539''
++++

<tabs>
  * [[#variante1|Variante 1]]
  * [[#variante2|Variante 2]]
  
<pane id="variante1"> 
==== Hilfestellungen Variante 1 ====

=== Teil 1 ===


Mehrere Zeilen werden eingelesen, diese bestehen aus Buchstaben und Zahlen. Man muss die erste Zahl und die letzte Zahl jeder Zeile finden. Es kann auch manchmal nur eine Zahl in der ganzen Zeile geben, dann fungiert diese sowohl als erste, als auch als letzte Zahl. Diese beiden Zahlen werden zusammengesetzt als zweistellige Zahl. Alle zweistelligen Zahlen aus jeder Zeile werden zusammenaddiert und bilden das gesuchte Ergebnis.

++++ Tipp 1 | 
Lies den Text zeilenweise und jede Zeile wiederum Zeichen für Zeichen. Prüfe für jeden einzelnen Character (Strings bestehen aus mehreren Charactern, in Java Typ char), ob dieser als Zahl interpretiert werden kann.
++++

++++ Tipp 2 | 
Um den i-ten Character einer Zeile ("line") zu einem Integer-Wert zu "parsen" (zu übersetzen), kannst du folgenden Befehl verwenden:  
<code Java>
int xxx = Integer.parseInt(line, i, i+1, 10);  
</code>
Dabei gibt die 10 die Zahlenbasis an.  
Achtung: nicht jeder Character wird erfolgreich in eine int-Zahl umgewandelt werden können - es werden Exception (Ausnahmen/"Fehler") fliegen. Benutze daher z. B. folgende Schreibweise:  
<code Java>
try {
   xxx = Integer.parseInt(line, i, i+1, 10);
} catch(Exception e) {
    // do nothing
}     
</code>
++++

++++ Tipp 3 | 
Erstelle 2 separate int-Variablen für die erste und zweite Zahl. Wenn du von vorne nach hinten jede Zeile durchgehst, dann wird die zweite Zahl in jedem Fall für jede neu gefundene int-Zahl aktualisiert. Die erste Zahl wird hingegen nur beim ersten Mal gesetzt. Da kannst du z. B. mit einer boolean prüfen, ob die erste Zahl bereits gesetzt wurde. 
++++

++++ Lösungsvorschlag | 
<code Java>
int summe = 0;

for (String line : inputLines) {
    int zahl1 = 0;
    int zahl2 = 0;
    boolean firstNumberSet = false;
    
    for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
        try {
            zahl2 = Integer.parseInt(line, i, i+1, 10);
            if (! firstNumberSet) {
                zahl1 = Integer.parseInt(line, i, i+1, 10);
                firstNumberSet = true;
            }
        } catch(Exception e) {
            // do nothing
        }                
    }
    summe += zahl1*10 + zahl2;
}

return summe;
</code>
++++

=== Teil 2 ===

Der zweite Teil knüpft direkt an Teil 1 an. Von nun an müssen auch die ausgeschriebenen Zahlen ("one" für 1, "two" für 2, ... bis 9) als Zahlen berücksichtigt werden. Dieser zweite Teil ist tatsächlich sehr knifflig, zumal es auch vorkommen kann, dass sich die Zahlen überlappen! So gibt es z. B. ''oneight'', welches sowohl ''one'' als auch ''eight'', also die 18 beinhaltet!\\

Wenn man den Code aus Teil 1 wiederverwenden möchte, so muss man also zuvor dafür sorgen, dass alle Text-Zahlen zu Ziffern-Zahlen übersetzt werden. Dies kann z. B. pro Zeile geschehen. Schreibe dies am besten in einer separaten Methode.

++++ Tipp 1 |
Prüfe für jeden Index der Zeile (für jeden Charakter), ob an dieser Stelle entweder eine Ziffern-Zahl, oder eine ausgeschriebene Zahl steht. Wenn das der Fall ist, dann füge die entsprechende Ziffer hinten an einen (pro Zeile neuen) String an.  
Für diese Übersetzung kannst du tatsächlich denselben Code aus Teil 1 wiederverwenden. Prüfe also zunächst, ob der i-te Charakter als Zahl interpretiert werden kann. Falls nicht, dann landest du im catch-Block. Dort prüfst du nun der Reihe nach, ob ab dem i-ten Charakter der String mit einer ausgeschriebenen Zahl startet. Dazu kannst du ''line.startsWith("one", i)'' nutzen, wobei line die gesamte originale Zeile der Eingabe ist und i der aktuelle Index.
++++

++++ Lösungsvorschlag |
<code java>
/**
 * Schaue dir jeweils nur die ersten Zeichen an, ob dort eine ausgeschriebene Zahl steht. 
 * Füge dann nur diese erste ausgeschriebene Zahl in ein neues String-Array an.
 */
private String textToNumbers(String line) {
    String lineAsNumbers = "";

    for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
        int naechsteZahl;
        try {
            lineAsNumbers += Integer.parseInt(line, i, i+1, 10);
        } catch(Exception e) {
            /* Wenn man hier landet, dann ist das erste Zeichen KEINE Ziffer, aber 
             * vielleicht eine ausgeschriebene Zahl.
             */
            if (line.startsWith("one", i)) {
                lineAsNumbers += 1;
            } else if (line.startsWith("two", i)) {
                lineAsNumbers += 2;
            } else if (line.startsWith("three", i)) {
                lineAsNumbers += 3;
            } else if (line.startsWith("four", i)) {
                lineAsNumbers += 4;
            } else if (line.startsWith("five", i)) {
                lineAsNumbers += 5;
            } else if (line.startsWith("six", i)) {
                lineAsNumbers += 6;
            } else if (line.startsWith("seven", i)) {
                lineAsNumbers += 7;
            } else if (line.startsWith("eight", i)) {
                lineAsNumbers += 8;
            } else if (line.startsWith("nine", i)) {
                lineAsNumbers += 9;
            }
        }   
    }

    return lineAsNumbers;
}

public int partTwo() {
    int summe=0;

    for (String line : inputLines) {
        String lineWithDigits = textToNumbers(line);
        int zahl1 = 0;
        int zahl2 = 0;
        boolean firstNumberSet = false;

        for (int i = 0; i < lineWithDigits.length(); i++) {
            try {
                zahl2 = Integer.parseInt(lineWithDigits, i, i+1, 10);
                if (! firstNumberSet) {
                    zahl1 = Integer.parseInt(lineWithDigits, i, i+1, 10);
                    firstNumberSet = true;
                }
            } catch(Exception e) {
                // do nothing
            }                
        }
        System.out.println(lineWithDigits + " " + zahl1 + "" + zahl2);
        summe += zahl1*10 + zahl2;
    }

    return summe;
}
</code>
++++
</pane>
<pane id="variante2">
==== Hilfestellungen Variante 2 ====

=== Hinweise zu Teil 1 ===

Prinzipielles Vorgehen, um eine Zeile zu untersuchen:

  * Wandle die Zeile in ein Array aus Zeichen um: ''line.toCharArray();'' (([[https://www.geeksforgeeks.org/java-string-tochararray-example/|Weitere Infos toCharArray()]]))
  * Betrachte jedes Zeichen in einer ''foreach'' Schleife oder einer ''for'' Schleife. (([[https://www.geeksforgeeks.org/for-each-loop-in-java/|Weitere Infos zur ForEach-Schleife]]))(([[https://www.geeksforgeeks.org/java-for-loop-with-examples/|Weitere  Infos zur For-Schleife]])).
  * Entscheide, ob das Zeichen eine Ziffer ist: ''Character.isDigit(z)'' ((Weitere Infos zu [[https://www.geeksforgeeks.org/character-isdigit-method-in-java-with-examples/|isDigit]]))
  * Die erste gefundene Ziffer sind die Zehner, die letzte gefundene Ziffer sind die Einer. Mit einer Aggregationsvariablen kann man markieren, ob die 10er schon gefunden wurden. Wenn ja überschreibt man von diesem Zeitpunkt an die Einer mit der jeweils letzten gefundenen Ziffer. Sind Zehner und Einer dieselbe Ziffer, führt das hier nicht zu Problemen, weil zunächst der Marker auf "Zehner gefunden" gesetzt wird und deswegen dieselbe Ziffer als Einer gemerkt wird. Wenn in der Folge keine weitere Einerziffer gefunden wird, bleibt es dabei. 
  * Wenn die Zeile bearbeite hat, erhält man den Kalibrierungswert für die Zeile als ''c=zehner*10+einer''. Damit man allerdings mit den Zehnern und Einern rechnen kann, die ja vom Typ ''char'' sind, muss man sie zu einem Integer Wert umwandeln.  (([[https://www.geeksforgeeks.org/java-program-to-convert-char-to-int/|Convert Char to Int]]))

Das macht man jetzt in einer Schleife für alle Zeilen und addiert dabei die Kalibrierungswerte.

++++ Codegerüst | 

<code java>
public int partOne() {
        int answer=0;
        
        // Wiederhole für jede Zeile...
        for(String line: inputLines) {
            
            // Untersuchung einer Zeile
            
           
            // Erzeuge ein Array aus Zeichen
            char[] zeichen = FIXME
            
            // Marker: Wurde die erste Ziffer gefunden?
            boolean ersteGefunden = false;
            
            // Die Zahl setzt sich aus "Zehnern" und "Einern" zusammen
            int zehner=0;
            int einer=0;

            // Jedes Zeichen untersuchen
            for(char z: zeichen) {
                if (FIXME) {
                    zehner =  Character.getNumericValue(z);   
                    ersteGefunden = true;
                } 

                if (FIXME) {
                    einer =  Character.getNumericValue(z);
                }
            }
            // Für jede Zeile das "Zeilenergebnis" zur Antwort addieren
            answer = answer + 10 * zehner + einer;
        }
        // Zu kopieren ins Lösungsfeld ausgeben
        System.out.println(answer);
        return answer;
    }
</code>
++++

=== Hinweise zu Teil 2 ===

In Teil 2 muss man auch noch "Zahlenwörter" wie "one" oder "two" finden, diese können sich sogar überschneiden, aber das ist eigentlich egal.

Die Methode für Teil 1 hilft hier nicht direkt weiter, man kann stattdessen folgendes Vorgehen wählen: 

  * Den Wert für den Zehner ist stets das am weitesten links stehende Zahlwort oder die am weitesten links stehende Ziffer. Erkennen kann man die Position am Index im Array - das Element, mit dem kleinsten Indes gewinnt das Rennen als "Zehner".
  * Für die Einer geht man genauso vor, man such das Vorkommen eines Zahlworts oder einer Ziffer möglichst weit rechts. 
  * Aufpassen muss man - wie schon in Teil 1 - dass man die passenden Typen für die gewünschten Operationen verwendet und diese wenn nötig passend umwandelt.

Man kann zur Vereinfachung mit folgendem Array für die Zahlenworte arbeiten:

<code java>
String [] werte = {
                "dummy", "one", "two", "three", "four", "five", 
                "six", "seven", "eight", "nine"
            };
</code>

Der "dummy"-Eintrag sorgt für gedankliche Vereinfachung, denn dadurch ist der Index jedes Eintrags der zugehörige Zahlenwert.

Um die Zehnerstelle zu finden, sucht man jedes Zahlwort und jede dazugehörige Ziffer in der zu untersuchenden Zeile. Hier hilft die Methode ''indexOf()'' der Java String-Klasse(([[https://www.geeksforgeeks.org/java-string-indexof/|weitere Infos zu indexOf]])). Die Methode liefert den Index des ersten Fundorts des Suchstrings zurück, wenn der String nicht gefunden wird -1.

**Beispiel:** 

<code java>
String zeile = "tbninefour4eight";
zeile.indexOf("nine") // liefert 2
zeile.indexOf("wurstsalat") // liefert -1
</code>

Die Methode ''lastIndexOf()'' macht dasselbe "von rechts", sucht also den Index des letzten Vorkommens der Zeichenkette. (( Infos zu [[https://www.geeksforgeeks.org/java-lang-string-lastindexof-method/|lastIndexOf]]))

Das folgende Codegerüst beinhaltet die nach dieser Logik implementierte Suche nach der Zehnerstelle - du kannst das nachvollziehen und versuchen, die Einerstelle und die Berechnung der GEsamtsumme nachzutragen.

++++ Codegerüst für die Zehnerstelle |
<code java>
    public int partTwo() {
        int answer=0;

        String [] werte = {
                "dummy", "one", "two", "three", "four", "five", 
                "six", "seven", "eight", "nine"
            };

        for(String line: inputLines) {

            // Suche Zehner, Positionen sind nicht vorhanden: -1
            int zehnerPosition=-1;
            int zehnerWert=-1;
            
            // Jede Zahl von 1 bis 10 in der Zeile suchen, 
            // als Ziffer und als Zahlwort
            for(int i=1; i<werte.length; i++) {
                // Gibts die Ziffer in der Zeile? 
                // Achtung: Integer.toString(i), denn indexOf() benötigt als 
                // Argument einen String!
                int zifferPosition = line.indexOf(Integer.toString(i));
                // Gibst das Zahlwort in der Zeile?
                int wortPosition = line.indexOf(werte[i]);
                
                // Position merken, wenn gefunden.
                // Nur die am weitesten links stehende Postion liefert 
                // den Zehnerwert
                
                // Zuerst für die Ziffer
                if(zifferPosition != -1) {
                    if( zehnerPosition == -1 || zifferPosition < zehnerPosition) {
                        zehnerPosition = zifferPosition;
                        zehnerWert = i;
                    }
                }
                // Jetzt für das Wort
                // Beide Untersuchungen setzen wenn nötig 
                // zehnerPosition und zehnerWert neu
                if(wortPosition != -1) {
                    if( zehnerPosition == -1 || wortPosition < zehnerPosition) {
                        zehnerPosition = wortPosition;
                        zehnerWert = i;
                    }
                }
            }
            
            // Suche Einer
            
            // TODO
            
            answer = // Rechnen!
        }
        return answer
    }
</code>
++++

=== Lösungsvorschlag ===

Einen Lösungsvorschlag nach der Beschreibung Variante 2 findest du hier: https://codeberg.org/qg-info-unterricht/aoc-bluej-2023/src/branch/main/day1.java

</pane>
</tabs>