5. Tutorium zu Softwaretechnik I

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1 5. Tutorium zu Softwaretechnik I JMJRST, Entwurfsmuster, Swing Michael Hoff INSTITUT FÜR PROGRAMMSTRUKTUREN UND DATENORGANISATION KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 3. Übungsblatt Michael Hoff 5. Tutorium /42

3 Übersicht 1 Entwurfsmuster Strategie Kompositum Dekorierer Beobachter 2 Swing Container Layout ActionListener 3 Abschluss Michael Hoff 5. Tutorium /42

4 JMJRST - Zielsetzung Erstellung eines Lastenhefts und einer Durchführbarkeitsuntersuchung für eine Software zur Bildduplikatreduktion. Entwurf und Implementierung histogrammbasierter Bildähnlichkeit. Anwendungsfallmodellierung und hierarchische Clusteranalyse in Form eines Dendrogramms. Implementierung von Bewertungskriterien für die Güte von Bildern. Generierung einer grafischen Benutzeroberfläche. Beschleunigung durch Ausnutzung von Parallelität. Michael Hoff 5. Tutorium /42

5 Entwurfsmuster 2.0 Michael Hoff 5. Tutorium /42

6 Strategie Zweck Definiere eine Familie von Algorithmen, kapsele sie und mache sie austauschbar. Das Strategiemuster ermöglicht es, den Algorithmus unabhängig von nutzenden Klienten zu variieren. Anwendbarkeit Wenn sich viele verwandte Klassen nur in ihrem Verhalten unterscheiden. Strategieobjekte bieten die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Wenn unterschiedliche Varianten eines Algorithmus benötigt werden. Michael Hoff 5. Tutorium /42

7 Strategie - Abstrakte Struktur Michael Hoff 5. Tutorium /42

8 Kompositum Zweck Füge Objekte zu Baumstrukturen zusammen, um Bestands-Hierarchien zu repräsentieren. Das Muster ermöglicht es Klienten, sowohl einzelne Objekte als auch Aggregate einheitlich zu behandeln. Anwendbarkeit Wenn Bestands-Hierarchien von Objekten repräsentiert werden sollen. Wenn die Klienten in der Lage sein sollen, die Unterschiede zwischen zusammengesetzten und einzelnen Objekten zu ignorieren. Michael Hoff 5. Tutorium /42

9 Kompositum - Struktur Michael Hoff 5. Tutorium /42

10 Dekorierer Michael Hoff 5. Tutorium /42

11 Aufgabe 4: Entwurfsmuster (10P) Gegeben sei folgendes Programm (S.o.p steht für System.out.println): import java.util.*; abstract class Tee { protected boolean gezogen = false; public abstract void ziehen(); // Ende der Klasse Tee class Schwarztee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der Schwarztee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse Schwarztee class GruenerTee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der grüne Tee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse GruenerTee class Chai extends Tee { private Tee basistee; private List<String> zutaten = new ArrayList<String>(); public Chai(Tee grundlage) { if (grundlage==null) throw new IllegalArgumentException(); basistee = grundlage; zutaten.add("lorbeerblatt"); zutaten.add("zimtstange"); zutaten.add("ingwer"); zutaten.add("honig"); zutaten.add("milch"); zutaten.add("vanilleschote"); public void ziehen() { basistee.ziehen(); for (String z : zutaten) { S.o.p(z + " zieht"); S.o.p("Chai zieht"); S.o.p("Tee zieht mit Chai"); gezogen = true; // Ende der Klasse Chai class Test { public static void main (String[] a) { Tee t = new Schwarztee(); Tee chai = new Chai(t); chai.ziehen(); // Ende der Klasse Test a.) Welches Entwurfsmuster wird hier verwendet? ( Oberklasse ist nicht gemeint!) Begründen Sie Ihre Antwort. (2P) Dekorierer (oder: Stellvertreter) 1 P Kompositum: 0 P Begründung: Schnittstelle wird beibehalten, Kernfunktionalität Michael Hoff 5. Tutorium /42

12 Gegeben sei folgendes Programm (S.o.p steht für System.out.println): import java.util.*; abstract class Tee { protected boolean gezogen = false; public abstract void ziehen(); // Ende der Klasse Tee class Schwarztee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der Schwarztee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse Schwarztee class GruenerTee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der grüne Tee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse GruenerTee class Chai extends Tee { private Tee basistee; private List<String> zutaten = new ArrayList<String>(); public Chai(Tee grundlage) { if (grundlage==null) throw new IllegalArgumentException(); basistee = grundlage; zutaten.add("lorbeerblatt"); zutaten.add("zimtstange"); zutaten.add("ingwer"); zutaten.add("honig"); zutaten.add("milch"); zutaten.add("vanilleschote"); public void ziehen() { basistee.ziehen(); for (String z : zutaten) { S.o.p(z + " zieht"); S.o.p("Chai zieht"); S.o.p("Tee zieht mit Chai"); gezogen = true; // Ende der Klasse Chai class Test { public static void main (String[] a) { Tee t = new Schwarztee(); Tee chai = new Chai(t); chai.ziehen(); // Ende der Klasse Test a.) Welches Entwurfsmuster wird hier verwendet? ( Oberklasse ist nicht gemeint!) Begründen Sie Ihre Antwort. (2P) Dekorierer 1 P Kompositum: 0 P Begründung: Schnittstelle wird beibehalten, Kernfunktionalität erhalten, verwendet und ergänzt, Kaskadierbarkeit (1P) b.) Geben Sie an, welche Klasse welche Rolle des Entwurfsmusters einnimmt. (1P) Michael Hoff 5. Tutorium Chai: Dekorierer 0,5 P /42

13 Aufgabe 4: Entwurfsmuster (10P) Gegeben sei folgendes Programm (S.o.p steht für System.out.println): import java.util.*; abstract class Tee { protected boolean gezogen = false; public abstract void ziehen(); // Ende der Klasse Tee class Schwarztee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der Schwarztee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse Schwarztee class GruenerTee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der grüne Tee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse GruenerTee class Chai extends Tee { private Tee basistee; private List<String> zutaten = new ArrayList<String>(); public Chai(Tee grundlage) { if (grundlage==null) throw new IllegalArgumentException(); basistee = grundlage; zutaten.add("lorbeerblatt"); zutaten.add("zimtstange"); zutaten.add("ingwer"); zutaten.add("honig"); zutaten.add("milch"); zutaten.add("vanilleschote"); public void ziehen() { basistee.ziehen(); for (String z : zutaten) { S.o.p(z + " zieht"); S.o.p("Chai zieht"); S.o.p("Tee zieht mit Chai"); gezogen = true; // Ende der Klasse Chai class Test { public static void main (String[] a) { Tee t = new Schwarztee(); Tee chai = new Chai(t); chai.ziehen(); // Ende der Klasse Test b.) Geben Sie an, welche Klasse welche Rolle des Entwurfsmusters einnimmt. (1P) Michael Hoff 5. Tutorium /42

14 Gegeben sei folgendes Programm (S.o.p steht für System.out.println): import java.util.*; abstract class Tee { protected boolean gezogen = false; public abstract void ziehen(); // Ende der Klasse Tee class Schwarztee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der Schwarztee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse Schwarztee class GruenerTee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der grüne Tee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse GruenerTee class Chai extends Tee { private Tee basistee; private List<String> zutaten = new ArrayList<String>(); public Chai(Tee grundlage) { if (grundlage==null) throw new IllegalArgumentException(); basistee = grundlage; zutaten.add("lorbeerblatt"); zutaten.add("zimtstange"); zutaten.add("ingwer"); zutaten.add("honig"); zutaten.add("milch"); zutaten.add("vanilleschote"); public void ziehen() { basistee.ziehen(); for (String z : zutaten) { S.o.p(z + " zieht"); S.o.p("Chai zieht"); S.o.p("Tee zieht mit Chai"); gezogen = true; // Ende der Klasse Chai class Test { public static void main (String[] a) { Tee t = new Schwarztee(); Tee chai = new Chai(t); chai.ziehen(); // Ende der Klasse Test b.) Geben Sie an, welche Klasse welche Rolle des Entwurfsmusters einnimmt. (1P) Chai: Dekorierer 0,5 P Tee: Subjekt oder Komponente GruenerTee und Schwarztee: echtes Subjekt, konkrete Komponente, dekoriertes Objekt oder Blatt Michael Hoff 5. Tutorium /42

15 Aufgabe 4: Entwurfsmuster (10P) Gegeben sei folgendes Programm (S.o.p steht für System.out.println): import java.util.*; abstract class Tee { protected boolean gezogen = false; public abstract void ziehen(); // Ende der Klasse Tee basistee = grundlage; zutaten.add("lorbeerblatt"); zutaten.add("zimtstange"); zutaten.add("ingwer"); zutaten.add("honig"); zutaten.add("milch"); zutaten.add("vanilleschote"); class Schwarztee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der Schwarztee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse Schwarztee class GruenerTee extends Tee { public void ziehen() { S.o.p("Der grüne Tee zieht."); gezogen = true; // Ende der Klasse GruenerTee class Chai extends Tee { private Tee basistee; private List<String> zutaten = new ArrayList<String>(); c.) public Chai(Tee grundlage) { if (grundlage==null) throw new IllegalArgumentException(); public void ziehen() { basistee.ziehen(); for (String z : zutaten) { S.o.p(z + " zieht"); S.o.p("Chai zieht"); S.o.p("Tee zieht mit Chai"); gezogen = true; // Ende der Klasse Chai class Test { public static void main (String[] a) { Tee t = new Schwarztee(); Tee chai = new Chai(t); chai.ziehen(); // Ende der Klasse Test Geben Sie das UML-Klassendiagramm des hinter dem Code stehenden Modells an. Ihr Diagramm soll alle Klassen (außer der Klasse Test ) mit allen Attributen, Methoden (incl. Sichtbarkeit etc.) und Assoziationen enthalten. (3P) Hinweis: Achten Sie darauf, Attribute und Assoziationen nicht zu verwechseln! Michael Hoff 5. Tutorium /42

16 Tee {abstract #gezogen: boolean +ziehen(): void {abstract 1 basistee Schwarztee +ziehen(): void GruenerTee +ziehen(): void Chai -zutaten: List<String> +Chai(grundlage: Tee): Chai +ziehen(): void Punkte sammeln: Alle Attribute und Methoden eingetragen: 0,5 P Sichtbarkeiten immer richtig: 0,5 P Klasse Tee und Methode ziehen in Tee {abstract und Methode ziehen in allen Unterklassen nichtabstrakt überschrieben: 0,5 P Vererbungsbeziehungen richtig: 0,5 P Assoziation vorhanden: 0,5 P Assoziation korrekt attributiert: 0,5 P Abzug für: GruenerTee oder Schwarztee vergessen: -0,5 P Michael Hoff 5. Tutorium /42 *

17 Beobachter Michael Hoff 5. Tutorium /42

18 Beobachter Zweck Definiert eine 1-zu-n Abhängigkeit zwischen Objekten, so dass die Änderung eines Zustandes eines Objektes dazu führt, dass alle abhängigen Objekte benachrichtigt und automatisch aktualisiert werden. Anwendbarkeit Wenn die Änderung eines Objekts die Änderung anderer Objekte verlangt und man nicht weiß, wie viele und welche Objekte geändert werden müssen. Wenn ein Objekt andere Objekte benachrichtigen muss, ohne Annahmen über diese Objekte zu treffen. Michael Hoff 5. Tutorium /42

19 Beobachter - Struktur? Michael Hoff 5. Tutorium /42

20 Beobachter - Struktur Subjekt meldean(:beobachter) meldeab(:beobachter) benachrichtige() beobachter 1 * für alle b in beobachter { b.aktualisiere() Beobachter aktualisiere() KonkreterBeobachter KonkretesSubjekt subjektzustand subjekt beobachterzustand aktualisiere() beobachterzustand = subjekt.gibzustand() gibzustand() setzezustand() return subjektzustand 31 Kapitel Entwurfsmuster Michael Hoff 5. Tutorium /42

21 Beobachter: Interaktionsdiagramm Beobachter - Ablauf :KonkretesSubjekt :KonkreterBeobachter :KonkreterBeobachter setzezustand() benachrichtige() aktualisiere() gibzustand() aktualisiere() gibzustand() 32 Kapitel Entwurfsmuster Michael Hoff 5. Tutorium /42

22 Beobachter - Beispiel Michael Hoff 5. Tutorium /42

23 obachter: Beispiel Model View Controller Fenster Beobachter Fenster Fenster x y z a b c a b c Kapitel Entwurfsmuster a=50% b=30% c=20% Subjekt Benachrichtigung über Änderung Anfragen, Veränderungen Michael Hoff 5. Tutorium /42

24 Beobachter in Swing: ActionListener Javadoc-Beschreibung The listener interface for receiving action events. The class that is interested in processing an action event implements this interface, and the object created with that class is registered with a component, using the component s addactionlistener method. When the action event occurs, that object s actionperformed method is invoked. Werden üblicherweise genutzt, um auf Benutzeraktionen über Steuerelemente zu reagieren GUI-Klassen registrieren sich bei den Steuerelementen und werden so über Events informiert Michael Hoff 5. Tutorium /42

25 Swing Michael Hoff 5. Tutorium /42

26 CheckBox (AWT) Component (AWT) Container (AWT) add(component); JComponent Panel (AWT) Window (AWT) 20 Kapitel X - Grafische Benutzeroberflächen mit Java und Swing Michael Hoff 5. Tutorium /42

27 Component JButton JCheckBoxMenuItem JMenu Container AbstractButton JMenuItem JRadioButtonMenuItem JComponent JComboBox JLabel JToggleButton JCheckBox JRadioButton JList JEditorPane JTextPane JTextComponent JTextArea JTextField JPasswordField Pakete: java.awt.* java.swing.* 44 Kapitel X - Grafische Benutzeroberflächen mit Java und Swing Michael Hoff 5. Tutorium /42

28 Aufbau von Dialogen f : JFrame f.getcontentpane() : Container (eigentlich ein JPanel) JLabel JButton JTextField Auch ein JPanel Noch ein JPanel 17 Kapitel X - Grafische Benutzeroberflächen mit Java und Swing Michael Hoff 5. Tutorium /42

29 Michael Hoff 5. Tutorium /42

30 Michael Hoff 5. Tutorium /42

31 Michael Hoff 5. Tutorium /42

32 Michael Hoff 5. Tutorium /42

33 Neues Ereignis Nächstes, zu verarbeitendes Ereignis S: JButton Title = Schaltfläche Beobachter klick: ActionListener Klick! Ereignis Rest der Ereignisliste :ActionEvent Quelle void actionperformed (ActionEvent e) { System.exit(0); Reaktormethode 30 Kapitel X - Grafische Benutzeroberflächen mit Java und Swing Michael Hoff 5. Tutorium /42

34 Importieren der benötigten Pakete import java.awt.event.*; import javax.swing.*; public class HalloWelt extends JFrame { public HalloWelt() { super("hallo Welt!"); JButton schaltflaeche = new JButton(" =?"); schaltflaeche.addactionlistener(new ActionListener() { public void actionperformed(actionevent e) { JOptionPane.showMessageDialog(null, " = 10", "Antwort:", JOptionPane.QUESTION_MESSAGE); ); this.add(schaltflaeche); this.setdefaultcloseoperation(exit_on_close); this.pack(); public static void main(string[] args) { HalloWelt fenster = new HalloWelt(); fenster.setvisible(true); Erben von der Hauptfensterklasse Konstruktor von JFrame mit Titel des Fensters aufrufen. Erstellen einer Schaltfläche mit der angegebenen Beschriftung. Angeben, was bei einer Aktion auf der Schaltfläche passieren soll. Schaltfläche zum Fenster hinzufügen. Aktion angeben, die beim Schließen des Fensters ausgelöst werden soll. Fenstergröße anpassen, Anordnung der Komponenten an Fenstergröße anpassen. Zeigt das erstellte Fenster an. Michael Hoff 5. Tutorium /42

35 AUFGABE 3: SWING (10 P) Gegeben sei folgende Skizze eines Fensters einer Java-Anwendung: Donnervogel Adressen Datei Bearbeiten Hilfe Ärzte Über Donnervogel Nachname Vorname Anschrift Familie Versionshinweise Laffer Larry Lefty s Bar Freizeit Threepwood Guybrush U. Karibik Geschäftlich Speichern Beenden Schreiben Sie in die gestrichelten Kästchen, um welche konkreten Swing-Benutzeroberflächenelemente es sich handelt. In die größeren, geteilten Kästchen tragen Sie bitte auch den verwendeten LayoutManager ein. Klausur Softwaretechnik 1 Sommersemester 2009 Seite 5 von 13 Michael Hoff 5. Tutorium /42

36 AUFGABE 3: SWING (10 P) Gegeben sei folgende Skizze eines Fensters einer Java-Anwendung: JMenu JMenuItem Donnervogel Adressen Datei Bearbeiten Hilfe Ärzte Familie Freizeit Geschäftlich Über Donnervogel Nachname Vorname Anschrift Versionshinweise Laffer Larry Lefty s Bar Threepwood Guybrush U. Karibik JMenuBar JPanel/JFrame BorderLayout JTable JList Speichern Beenden JPanel FlowLayout JButton Schreiben Sie in die gestrichelten Kästchen, um welche konkreten Swing-Benutzeroberflächenelemente es sich handelt. In die größeren, geteilten Kästchen tragen Sie bitte auch den verwendeten LayoutManager ein. EntwurfsmusterKlausur Softwaretechnik 1 Sommersemester Swing 2009 Seite 5 von 13 Abschluss Michael Hoff 5. Tutorium /42

37 Weitere Entwurfsmuster Michael Hoff 5. Tutorium /42

38 Prüfungsfragen Michael Hoff 5. Tutorium /42

39 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Michael Hoff 5. Tutorium /42

40 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Michael Hoff 5. Tutorium /42

41 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Michael Hoff 5. Tutorium /42

42 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Michael Hoff 5. Tutorium /42

43 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Die Signatur einer Methode besteht in Java aus dem Methodennamen, der Parameterliste und dem Rückgabetyp. Michael Hoff 5. Tutorium /42

44 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Die Signatur einer Methode besteht in Java aus dem Methodennamen, der Parameterliste und dem Rückgabetyp. Michael Hoff 5. Tutorium /42

45 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Die Signatur einer Methode besteht in Java aus dem Methodennamen, der Parameterliste und dem Rückgabetyp. Nicht-funktionale Anforderungen sind sowohl Teil des Pflichtenhefts als auch des Lastenhefts. Michael Hoff 5. Tutorium /42

46 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Die Signatur einer Methode besteht in Java aus dem Methodennamen, der Parameterliste und dem Rückgabetyp. Nicht-funktionale Anforderungen sind sowohl Teil des Pflichtenhefts als auch des Lastenhefts. Michael Hoff 5. Tutorium /42

47 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Die Signatur einer Methode besteht in Java aus dem Methodennamen, der Parameterliste und dem Rückgabetyp. Nicht-funktionale Anforderungen sind sowohl Teil des Pflichtenhefts als auch des Lastenhefts. Auf ein private-attribut eines Exemplars einer Klasse kann nur das Exemplar selber zugreifen. Michael Hoff 5. Tutorium /42

48 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Die Signatur einer Methode besteht in Java aus dem Methodennamen, der Parameterliste und dem Rückgabetyp. Nicht-funktionale Anforderungen sind sowohl Teil des Pflichtenhefts als auch des Lastenhefts. Auf ein private-attribut eines Exemplars einer Klasse kann nur das Exemplar selber zugreifen. Michael Hoff 5. Tutorium /42

49 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Die Signatur einer Methode besteht in Java aus dem Methodennamen, der Parameterliste und dem Rückgabetyp. Nicht-funktionale Anforderungen sind sowohl Teil des Pflichtenhefts als auch des Lastenhefts. Auf ein private-attribut eines Exemplars einer Klasse kann nur das Exemplar selber zugreifen. In Java ist Swing die einzige mitgelieferte GUI-Schnittstelle. Michael Hoff 5. Tutorium /42

50 Prüfungsfragen Schnittstellen können Implementierungsdetails vererben. Das Entwurfsmuster Strategie bietet die Möglichkeit, eine Klasse mit einer von mehreren möglichen Verhaltensweisen zu konfigurieren. Die Signatur einer Methode besteht in Java aus dem Methodennamen, der Parameterliste und dem Rückgabetyp. Nicht-funktionale Anforderungen sind sowohl Teil des Pflichtenhefts als auch des Lastenhefts. Auf ein private-attribut eines Exemplars einer Klasse kann nur das Exemplar selber zugreifen. In Java ist Swing die einzige mitgelieferte GUI-Schnittstelle. Michael Hoff 5. Tutorium /42

51 Fragen? Michael Hoff 5. Tutorium /42

52 Aktuelles Übungsblatt Michael Hoff 5. Tutorium /42

53 Ende Michael Hoff 5. Tutorium /42