Hochschule Darmstadt Informatik-Praktikum SS 2017 EIT Bachelor 5. Aufgabenblatt Datenstruktur, Dateieingabe und -ausgabe

Transkript

1 Aufgabe 5: Bücher verwalten Für das Literaturverzeichnis einer Abschlussarbeit soll ein Programm zur Verwaltung von Bücherlisten geschrieben werden. Das Programm soll in der Lage sein, zu einem Buch die wichtigsten Informationen für ein Literaturverzeichnis zu verwalten. Die aktuelle Liste muss ergänzt und ausgegeben werden können, um die Liste jederzeit erweitern zu können, wird die Liste in einer Textdatei gespeichert. Die maximale Größe der Bücherliste umfasst 500 Bücher. Diese Aufgabe ist ähnlich aufgebaut wie Aufgabe 4. Ergänzen Sie das Programm aus Aufgabe 4 so, dass Sie dort einen zusätzlichen Menüpunkt Buecher verwalten einfügen, der dann die Funktion BuecherMenu(...) aufruft und das unten genannte Menü anzeigt. Mit den Menüpunkt Zurück zum Hauptmenü gelangt man wieder in das übergeordnete Menü aus Aufgabe 4 zurück. Es ist ein Programm zu erstellen, in welchem der Anwender aus einer Anzahl möglicher Aktionen eine Aktion auswählen kann (Menüsteuerung). Danach wird die gewählte Aktion durchgeführt und erneut die Auswahl angeboten. Dies wird solange durchgeführt, bis der Anwender entscheidet, dass zum Hauptmenü zurückgekehrt werden soll. Folgende Aktionen sollen zur Auswahl stehen und mittels switch case realisiert werden; d.h. das ist die Funktion BuecherMenue(... ): 1. Buchdaten eingeben 2. Buchdaten ausgeben 3. Daten aus einer Datei lesen 4. Datei in eine Datei schreiben 5. Nach dem Titel eines Buches suchen (optional) 6. Zurück zum Hauptmenü Hinweise zur Gestaltung des Programms: a) Das Menü selbst soll als Funktion implementiert werden. b) Die Menüpunkte sollen als Funktionsaufruf realisiert werden c) Alle Funktionsprototypen sollen in einer Header-Datei (z.b. fuenfteaufgabe.h) angegeben werden die zu verwendende Struktur der Datei ist weiter unten/hinten angegeben. d) Alle Funktion sollen in einer Quell-Datei (z.b. fuenfteaufgabe.cpp) implementiert werden. e) Das Hauptprogramm (Funktion main()) steht in einer eigenen Quell-Datei (z.b. fuenfteaufgabemain.cpp). Hinweise zu den Menüpunkten: Zu 1. Buchdaten eingeben In dieser Funktion BuchErfassen(... ) sollen alle Informationen über ein Buch per Tastatur eingegeben werden. Der Anwender kann entscheiden wie viele Daten auf einmal erfasst werden sollen. Die Parameter ergeben sich aus der Header-Datei. Zu 2. Buchdaten ausgeben In dieser Funktion BuecherAusgeben(... ) sollen alle aktuell im Speicher gehaltenen Informationen Bücher auf dem Bildschirm ausgegeben werden. Die Parameter ergeben sich aus der Header-Datei. Zu 3. Daten aus einer Datei lesen In dieser Funktion WerteAusDateiLesen(... ) sollen alle Informationen über ein Buch, die in einer Textdatei gespeichert sind, eingelesen werden. Die Parameter ergeben sich aus der Header- Datei. Seite 1 von 11

2 Zu 4. Daten in eine Datei schreiben In dieser Funktion WerteInDateiSchreiben(... ) sollen alle aktuell im Speicher gehaltenen Informationen Bücher in eine Textdatei geschrieben werden. Die Parameter ergeben sich aus der Header-Datei. Zu 5. Nach dem Titel eines Buches suchen In dieser Funktion FindeBuch(... ) soll ein Buch anhand des Titels in der Liste gesucht werden Im Erfolgsfall soll das gesuchte Buch ausgegeben werden. Falls es nicht gefunden wurde, erfolgt eine entsprechende Fehlermeldung auf dem Bildschirm. Hinweise zur Datenstruktur: Datenstrukturen: Die Informationen zu einem Buch (=Datensatz) werden in einer Struktur (struct) gespeichert, deren Aufbau die nachfolgende Grafik darstellt. Die einzelnen Datensätze werden im Hauptspeicher in einem Array mit maximal 100 Einträgen abgelegt. Zum Speichern in der Textdatei werden die einzelnen Felder eines Datensatzes Zeile für Zeile in die Textdatei geschrieben, also pro Zeile ein Feld. Als Trenner für den menschlichen Leser wird nach jedem Datensatz eine Zeile aus Sternchen eingefügt. Buch Titel Autor Preis Ort Jahr gebunden digital Verlag Typ Zeitschrift Info Auflage ISBN unbekannt Dabei gelten folgende Beschreibungen: Titel Zeichenkette Autor Zeichenkette Preis reelle Zahl Verlag enthält die Elemente: Ort Zeichenkette Jahr ganze Zahl Info enthält die Elemente: Typ ist ein Aufzählungstyp mit den Werten gebunden, digital, Zeitschrift und unbekannt Auflage ganze Zahl ISBN sehr große durch Minuszeichen getrennte ganze Zahl Weitere Hinweise zur Programmierung: Neben den bisher bekannten Bibliotheken werden zusätzlich folgende #include-anweisungen benötigt: #include <string> //String-Behandlung #include <fstream> //Datei-Behandlung Hilfen: Das Thema struct wird im Skript C++ für Nicht-Informatiker ab Seite 86 behandelt, alles zum Thema Textdateien folgt direkt im Anschluss ab Seite 87. Da sich bei einigen Feldern im Seite 2 von 11

3 Datensatz Leerzeichen befinden können, empfiehlt sich zusätzlich noch ein Blick auf die Seite 130 Einlesen einer Zeile mit Leerzeichen. Auch zur Ein-/Ausgabe von Aufzählungswerten gibt es dort fertige Programmierhäppchen In den Folien zur Vorlesung findet sich der grundlegende Stoff im Teil 4. Auf den folgenden Seiten finden Sie wieder Programmstücke, die zum Verständnis der Aufgabenstellung beitragen sollen. Es ist nicht das fertige Programm. An Stelle der Kommentare bzw. der Punkte muss von Ihnen der entsprechende C/C++ Programmcode eingefügt werden. Beginnen Sie zunächst mit case e. Sobald dieser Teil fehlerfrei funktioniert, kümmern sie sich bitte erst danach um case a und so weiter. Lösungsansatz für Studierende mit Programmiererfahrung: 1) Schreiben Sie eine Funktion FehlermeldungAusgeben( ), die im Fehlerfall den entsprechenden Text auf dem Bildschirm ordentlich ausgibt. 2) Schreiben Sie eine Funktion MeldungAusgeben( ), die allgemeine Meldungen auf dem Bildschirm ordentlich ausgibt. 3) Schreiben sie eine Funktion BuchAusgeben( ), die alle Daten für genau ein Buch ordentlich formatiert ausgibt. Verwenden Sie die Funktionen 1), 2) und 3) wann immer es ihnen sinnvoll erscheint; d.h. mehrmals im Programm!! Seite 3 von 11

4 Headerdatei fuenfteaufgabe.h Aus didaktischen Gründen ist folgende Header-Datei zu verwenden, da verschiedene Varianten für Funktionsaufrufe und Rückgabewerte gelernt werden sollen. // Aufgabe 5 - Sommersemester Headerdatei // Autoren: Jörg Schake, Dirk Seeber // Datum: 5. Juni 2017 #include <iostream> #include <iomanip> #include <cmath> #include <string> #include <fstream> using namespace std; // der Aufzählungstyp enum ebuchtyp gebunden, digital, Zeitschrift, unbekannt ; // Datenstruktur struct sverlag string ort; int ausgabejahr; ; struct sinfo ebuchtyp typ; // weiter gemäß Aufgabenstellung // bitte selbständig vervollständigen ; struct buch string titel; // weiter gemäß Aufgabenstellung // bitte selbständig vervollständigen ; // die Funktionsprototypen void BuecherVerwalten( ); // Die "main"-funktion für die Aufgabe5 // Eingabeparameter: keiner // Rückgabewert: keiner char BuecherMenue(); // Bietet das Untermenü "Buecher verwalten" // Eingabeparameter: keine // Rückgabewert: ausgewählter Menüpunkt Seite 4 von 11

5 void BuchErfassen( buch buchliste[], int & anzahl, const int MAXBUCHANZAHL ); // erfasst ein (zusätzliches) Buch // Eingabeparameter: Bücherliste, Anzahl der Bücher vor der Erfassung // Max. Anzahl der Bücherliste // Rückgabewert: neue Zahl der Buecher (!) void BuecherAusgeben( buch buchliste[], int anzahl ); // Gibt die gesamte Bücherliste mit allen Feldern aus // Eingabeparameter: Bücherliste, Anzahl der Bücher in der Liste // Rückgabewert: keiner bool WerteAusDateiLesen( buch buchliste[], int & anzahl, string dateiname, const int MAXBUCHANZAHL ); // Liest die Buecherliste aus einer Datei ein // Eingabeparameter: Bücherliste, Anzahl der Bücher vor der Erfassung // Name der Datei, Max. Anzahl der Bücherliste // Rückgabewert: neue Zahl der Bücher (!), // Wert, ob Dateizugriff erfolgreich war bool WerteInDateiSchreiben( buch buchliste[], int anzahl, string dateiname ); // Schreibt alle aktuell im Speicher befindlichen Datensätze in eine Text-Datei // Eingabeparameter: Bücherliste, Anzahl der Bücher in der Liste, // Name der Datei // Rückgabewert: Wert, ob Dateizugriff erfolgreich war int Findebuch( buch buchliste[], int anzahl, string suchtitel ); // Sucht ein Buch in der Lste anhand des Titels // Eingabeparameter: Bücherliste, Anzahl der Bücher in der Liste, // der gesuchte Titel // Rückgabewert: -1 bei nicht vorhanden, sonst den Index des Datensatzes /***********************************************/ // freiwillige/optionale Funktionsprototypen /***********************************************/ void FehlermeldungAusgeben( string text ); // Gibt eine Fehlermeldung ordentlich aus // Eingabeparameter: Der auszugebende Text // Rückgabewert: keiner void MeldungAusgeben( string text ); // Gibt eine Meldung ordentlich aus // Eingabeparameter: Der auszugebende Text // Rückgabewert: keiner void BuchAusgeben( buch[], int ); // Gibt die Daten genau eines Buches ordentlich formatiert aus // Eingabeparameter: die Bücherliste, der Index des auszugebenden Buches // Rückgabewert: keiner Seite 5 von 11

6 Inhalt der Quellcodedatei: fuenfteaufgabe.cpp (nicht vollständig, eine mögliche Lösungsvariante) // Aufgabe 5 - Sommersemester Hauptprogramm // Autoren: Jörg Schake, Dirk Seeber // Datum: 5. Juni 2017 #include "fuenfteaufgabe.h" void BuecherVerwalten() //******* Konstantendeklaration const int MAXBUCHANZAHL = 500; //******* Variablendeklaration char b_menu; int anzahl = 0; bool dateilesen = false; bool dateischreiben = false; bool unterprogrammende = false; // weitere Variablen nach Bedarf hinzufügen do b_menu = BuecherMenue( ); // Fallunterscheidung switch (b_menu) case 'e': // **** Buch erfassen // Funktionsaufruf BuchErfassen( ); case 'a': // **** Bücherliste ausgeben // Funktionsaufruf BuecherAusgeben( ); case 'r': // **** Liest die Bücherliste aus einer Datei ein cout << "Bitte Name der Datei eingeben: "; cin >> datname; // Funktionsaufruf dateilesen = WerteAusDateiEinlesen(liste,anzahl, datname, MAXBUCHANZAHL); if ( true == dateilesen ) cout << "Alles gut beim Lesen der Datei" << endl; cout << "FEHLER!!! beim Lesen der Datei" << endl; case 'w': // **** Schreibt die Bücherliste in eine Datei Seite 6 von 11

7 // Eingabe des Dateinamens siehe oben // Funktionsaufruf dateischreiben = WerteInDateiSchreibenen( liste, anzahl, datname ); if ( true == dateischreiben ) // Ihre Ausgabe-Implementierung case 's': // **** Buch suchen // Eingabe des Suchtitels siehe oben // Funktionsaufruf fundstelle = FindeBuch( liste, anzahl, suchtitel ); if ( -1 == fundstelle ) // Ihre Ausgabe-Implementierung // Ihre Ausgabe-Implementierung case 'x': // **** Programm beenden cout << "*** U N T E R P R O G R A M M E N D E ***" << endl; unterprogrammende = true; default: // Warnhinweis cout << "Der eingegebene Wert "<< b_menu <<" ist nicht gueltig!"<<endl; // endswitch while ( false == unterprogrammende ); /******************************************** * Daten über Tastatur Eingeben ********************************************/ void BuchErfassen( buch buchliste[], int & anzahl, const int maxanzahl ) // falls auch Leerzeichen z.b. beim Titel eingegeben werden sollen, // kann das durch folgende Anweisungen gelöst werden cout << "bitte Titel des Buches eingeben: "; cin.ignore(); getline( cin, buchliste[i].titel ); // weil über die Tastatur keine Aufzählungswerte eingegeben werden können, // muss dies über ein temporäres Menu gelöst werden cout << "bitte Typ eingeben" << endl; cout << " 1 = gebunden, 2 = digital, " << endl; cout << " 3 = Zeitschrift, 4 = unbekannt" << endl; Seite 7 von 11

8 cout << "Ihre Wahl: "; cin >> temp_buchtyp; switch (temp_buchtyp) case 1: buchliste[i].info.typ = gebunden; // ende switch /******************************************** * Werte ausgeben ********************************************/ void WerteAusgeben( buch buchliste[], int anzahl ) // weil Aufzählungswerte auf den Bildschirm als Nummer ausgegeben werden, // muss die Ausgabe über ein switch case gelöst werden cout << " Buchtyp: "; switch ( buchliste[i].info.typ ) case gebunden: cout << "gebunden" << endl; // ende switch /******************************************** * Werte aus Datei einlesen ********************************************/ bool WerteAusDateiEinlesen( buch buchliste[], int & anzahl, string dateiname, const int maxanzahl ) // Variablen bool retwert = false; ifstream eingabedatei; string zeile; int anzzeichen; cout << "\n\n"; cout << "Wollen Sie die Buecherliste ueberschreiben: " << endl; cout << " 1 = ja, 0 = nein: "; cin >> wahl; if ( 0 == wahl ) anzahl = 0; // überschreibt das existierende Array!! anzahl = anzahl; // hängt an das existierende Array!! // Datei öffnen Seite 8 von 11

9 eingabedatei.open( dateiname, ios::in ); if ( true == eingabedatei.is_open() ) // solange Dateiende nicht erreicht while (( false == eingabedatei.eof() && ( )) // Zeile einlesen getline( eingabedatei, zeile, '\n' ); buchliste[anzahl].titel = zeile; // die noch fehlenden Felder eintragen // Zeile einlesen getline( eingabedatei, zeile, '\n' ); buchliste[anzahl].preis = atof(zeile.c_str()); // die noch fehlenden Felder eintragen // Zeile einlesen getline( eingabedatei, zeile, '\n' ); buchliste[anzahl].verlag.ausgabejahr = atoi(zeile.c_str()); // die noch fehlenden Felder eintragen // Zeile einlesen getline( eingabedatei, zeile, '\n' ); if ( "gebunden" == zeile) buchliste[anzahl].info.typ = gebunden; if ( "digital" == einlesefeld ) buchliste[anzahl].info.typ = digital; if ( "Zeitschrift" == einlesefeld ) buchliste[anzahl].info.typ = Zeitschrift; buchliste[anzahl].info.typ = unbekannt; // die noch fehlenden Felder eintragen // Hochzaehlen der Variable anzahl anzahl++; // end while ( false == eingabedatei.eof() ) // Datei schließen eingabedatei.close(); retwert = true; retwert = false; return retwert; /******************************************** * Werte in Datei ausgeben ********************************************/ bool WerteInDateiAusgeben( buch buchliste[], int anzahl, string dateiname ) // Variablen char dateiueberschreiben = 'n'; ofstream ausgabedatei; Seite 9 von 11

10 int i; if ( 0 >= anzahl ) cout << endl; FehlermeldungAusgeben( " " ); FehlermeldungAusgeben( " Die Liste ist leer!!!" ); FehlermeldungAusgeben( " " ); cout << "Bestehende Datei ueberschreiben? (j/n): "; cin >> dateiueberschreiben; if ( 'j' == dateiueberschreiben ) // Datei öffnen ausgabedatei.open( dateiname, ios::out ); // oder zum Anhaengen an eine bestehende Datei ausgabedatei.open( dateiname, ios::app ); if ( true == eingabedatei.is_open() ) for ( i = 0; i < anzahl; i++ ) // Ausgabe in die Datei // Alle Felder je in eine Zeile geschrieben ausgabedatei << buchliste[i].titel << endl; // hier die noch fehlenden Werte eintragen switch ( buchliste[i].info.typ ) case gebunden: ausgabedatei << "gebunden" << endl; // hier die noch fehlenden Varianten eintragen // ende switch // hier die noch fehlenden Werte eintragen // ende for // Datei schließen ausgabedatei.close(); retwert = true; retwert = false; return retwert; Seite 10 von 11

11 Beispieldatei Testdaten.txt zum Einlesen aus einer Datei Der erste Titel Der erste Autor Darmstadt 2010 gebunden ********** der zweite Titel der zweite Autor Ober Ramstadt 2001 digital ********** Seite 11 von 11