Informatik II - Übungen

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1 FHZ > FACHHOCHSCHULE ZENTRALSCHWEIZ HTA > HOCHSCHULE FÜR TECHNIK+ARCHITEKTUR LUZERN Elektrotechnik Louis-Pierre Gagnaux Inhaltsverzeichnis 1 Zahlenspeicher als Liste Binärer Baum Hashing Einführende Übungen zur Programmierung von graphischen Benutzerschnittstellen mit Java Einfache Windows-Applikation mit Java Erstellen von Windows-Applikationen mit der IDE von Forte4Java Erstellen einer Menuleiste, eines Pulldown-Menu und einem Menu-Item Linie zeichnen Einen Dialog um die Farbe und Strichdicke der zu zeichnenden Linie festzulegen Mastermind...17 System Charter Anforderungsspezifikation Design Implementierung Übung zu Design-Patterns...19 HTA LUZERN Technikumstrasse 21 CH 6048 Horw Louis-Pierre Gagnaux louis-pierre@gagnaux.ch

2 Zahlenspeicher als Liste 1 Zahlenspeicher als Liste Lernziele Anwendung von dynamischen Datenstrukturen und von Datenstrukturen für effizientes Suchen und Einfügen. Aufgaben a) Implementieren Sie eine Klasse ZS, womit sie eine beliebige Anzahl von Zahlen speichern können. Implementieren Sie eine sortiert dynamisch wachsende, doppelt verkettete Liste. Die Klasse ZS soll folgende Schnittstelle implementieren: public interface IZS { /** Fügt die Zahl z in den Zahlenspeicher */ public void add(int z); /** Gibt true, wenn Zahl z im Zahlenspeicher ist */ public boolean istin(int z); public final byte AUFSTEIGEND=0; public final byte ABSTEIGEND=1; /** Druckt alle Zahlen des Zahlenspeichers auf den Bildschirm, falls order = 0 beginnend mit der grössten Zahl = 1 beginnend mit der kleinsten Zahl */ public void ausgabe(byte order); b) Optimieren sie das Einfügen in die Liste, indem Sie mit Dummy-Elementen Fallunterscheidungen wie Liste leer, Einfügen am Anfang und am Ende und Einfügen in die Mitte der Liste verhindern. Optimieren Sie auch das Auffinden einer Zahl (Methode boolean IstIn(int z) ), indem Sie nur eine Abbruchbedingung der Suchschleife programmieren. c) Programmieren sie Klasse ZS unter Verwendung der Java-API-Standard-Klasse LinkedList. Verwenden Sie für das Traversieren der Liste einen ListIterator, der einen effizienteres Zugreifen ermöglicht als die get(int index) Methode. Da die Klasse LinkedList keine einfachen Datentypen speichern kann, sondern nur Objektreferenzen vom Typ Object, müssen Sie die Zahlen über die Wrapper-Klasse Integer in die Liste speichern, siehe S. 144 in Go2001. Die Beschreibung der Java-API-Standard-Klassen LinkedList und ListIterator finden sie in der Java-API-Dokumentation im Package java.util. d) Implementieren sie den Zahlenspeicher als Singleton, so dass es nur ein Objekt dieser Klasse kreiert werden kann, bzw. garantiert wird, dass nur ein Objekt davon existieren kann. e) Implementieren sie einen Visitor nach dem Visitor-Pattern, womit Sie den Zahlenspeicher unabhängig von der Implementierung traversieren können. Seite 2

3 Binärer Baum 2 Binärer Baum Lernziele Dynamische Datenstrukturen: Binärer Baum Rekursive Programmierung Aufgabe a) Ändern Sie die Implementierung der Datenkapsel ZS aus Aufgabe 1 Zahlenspeicher als Liste, so dass die Zahlen in einem binären Baum gespeichert werden und so, dass die Schnittstelle IZS immer noch erfüllt bleibt. b) Definieren eine Methode, welches das Löschen von Elementen erlaubt, natürlich nur wenn sich das Element im binären Baum befindet. c) Programmieren sie Klasse ZS unter Verwendung der Java-API-Standard-Klasse TreeSet. Die Beschreibung der Java-API-Standard-Klassen TreeSet finden sie in der Java-API-Dokumentation im Package java.util. Seite 3

4 Hashing 3 Hashing a) Implementieren sie bei der Aufgabe Häufigkeit von Wörtern aus dem 1.Semester die Filterklasse Filter als Hash-Filter, der die trivialen Wörter wie die, der, das, ein, etc. mit einem Hash-Algorithmus ausfiltern soll. Zur Erinnerung, die Klasse Parser zerlegt den eingegebenen Text in Zeichen, Wörter und Zeilen. Die Klasse WrdTab speichert Wörter mit deren Häufigkeit und kann diese dann ausgeben. Die Filterklasse Filter überprüft mit der Methode trivial(string wort), ob es sich um ein triviales Wort handelt. Das ergibt folgendes Klassen- und Interaktionsdiagramm. Filter _worte main f : Filter wrdtab : Wrd Tab p : Parser Filter( ) trivial( ) Filter ( ) 1 _filter WrdTab (f) Parser (wrdtab) WrdTab _tab _anzahlworte parse ( ) zeile ( ) WrdTab( ) fuegewortein( ) druckewortliste( ) Parser _zeichen _worte _zeilen 1 _tab trivial (wort) druckewortliste ( ) fuegewortein ( wort) wort ( ) Parser( ) parse( ) statistik( ) zeile( ) wort( ) whitespace( ) b) Implementieren sie die Klasse Filter unter Verwendung der Java-API-Standard-Klasse HashSet. Die Beschreibung der Java-API-Standard-Klassen HashSet finden sie in der Java-API-Dokumentation im Package java.util. c) Implementieren sie die Klasse WrdTab unter Verwendung der Java-API-Standard-Klasse TreeSet und erreichen sie damit, dass die Anzahl Wörter nicht mehr auf 100 begrenzt ist, das Einfügen effizienter wird und eine geordnete Ausgabe aller Wörter erfolgen kann. Seite 4

5 4 Einführende Übungen zur Programmierung von graphischen Benutzerschnittstellen mit Java 4.1 Einfache Windows-Applikation mit Java Ein einfaches Windows-Programm könnte so aussehen. public class Simple extends javax.swing.jframe { // /** Verschachtelte Klasse, die Maus-Ereignisse abfängt */ class MouseHandler extends java.awt.event.mouseadapter { public void mousepressed(java.awt.event.mouseevent evt) { javax.swing.joptionpane.showmessagedialog(null, "Sie haben die Maus gedrueckt"); // /** Konstruktor */ public Simple() { super("simple"); // Titelleiste des Fensters setzen addmouselistener(new MouseHandler()); // Maus Ereignis Handler registrieren setsize(400, 300); // Grösse des Fensters setzen /** * Main: Here starts the program */ public static void main(string args[]) { Simple s=new Simple(); s.show(); Dieses Programm besteht aus der Klasse Simple und der main -Methode, wo nach dem Laden der Klasse die Ausführung des Programms beginnt. Danach wird ein Objekt der Klasse Simple kontruiert, die aber nicht nur eine einfache Klasse ist, sondern von der Klasse JFrame abgeleitet ist und damit alles Verhalten einer leeren Windows-Applikation erbt. Jede einfache Java-Windows-Applikation besteht aus einer Fensterklasse und muss sein Fenster mit einer von JFrame abgeleiteten Klasse definieren. Nach dem Kreieren des Fensterobjekts wird mit der Mthode show() eine endlose Schleife gestartet, die erst abgebrochen wird, wenn das Fenster geschlossen wird. Diese einfache Applikation reagiert auch auf Mausklicks. Wenn Sie die Maustaste betätigen, kommt ein einfaches Meldungsfenster (Message Box) mit der Nachricht Sie haben die Maus gedrückt, dass sie jeweils schliessen müssen. Dies wird mit der folgenden Klassenmethode erreicht: javax.swing.joptionpane.showmessagedialog(null, "Sie haben die Maus gedrueckt"); Mit dem ersten Parameter wird das übergeordnete Fenster übergeben. Damit kann das Meldungsfenster innerhalb des übergeordneten Fensters zentriert werden. Wir können auch null übergeben, das Meldungsfenster hat dann kein übergeordnetes Fenster und wird mitten auf dem Bildschirm positioniert. Wir werden dann später noch herausfinden, wie wir das übergeordnete Fenster mitgeben können. Der zweite Parameter bestimmt die Textausgabe auf dem Meldungsfenster. Seite 5

6 Abfangen von Mausbotschaften Um ein Fenster zu Programmieren, dass auf Botschaften der Maus reagieren soll, muss man ein Objekt beim Fenster registrieren, das ein bestimmtes Interface implementieren muss, bei Mausbotschaften das Interface MouseListener. Dieses Interface sieht wie folgt aus: public interface MouseMotionListener extends EventListener { public void mouseclicked(mouseevent e); // Maus gedrückt und losgelassen public void mouseentered(mouseevent e); // Maus ins Fenster geschoben public void mouseexited(mouseevent e); // Maus aus dem Fenster geschoben public void mousepressed(mouseevent e); // Maus gedrückt public void mousereleased(mouseevent e); // Maus losgelassen Man muss also eine Klasse definieren, die diese öffentlichen Methoden implementiert, die im Falle das die Maustaste gedrückt wird entsprechend aufgerufen werden. Zum Bespiel: Drückt man die Maustaste ohne loszulassen, wird die Methode mousepressed des registrierten Objekts aufgerufen, beim Loslassen die Methoden mousereleased und mouseclicked aufgerufen. Um nur ein bestimmtes Mausereignis abzufangen, wie z.b. nur das Drücken der Maustaste, ist es relativ kompliziert, eine Klasse zu programmieren, die alle Methoden implementieren muss und bei der Mehrheit der Methoden den Anweisungsteil leer lässt. Deshalb wird von der Java API Klassen zur Verfügung gestellt, die diese Interface s schon mit leerem Anweisungsteil implementieren. Zum Beispiel implementiert die Klasse MouseAdapter das Interface MouseListener mit leeren Methoden. Man muss nur noch eine abgeleitete Klasse definieren, die nur eine einzelne Methode überschreiben kann, wie dies im Beispiel mit der Klasse MouseHandler erfolgt, die beim Drücken der Maus ein Meldungsfenster auf dem Bildschirm bringt: class MouseHandler extends java.awt.event.mouseadapter { public void mousepressed(java.awt.event.mouseevent evt) { javax.swing.joptionpane.showmessagedialog(null, "Sie haben die Maus gedrueckt"); Das Registrieren des Maus-Behandlungsobjekt erfolgt mit der Methode addmouselistener, einer von der Klasse JFrame geerbten Methode, wo als Parameter ein Objekt der selbstdefinierten Klasse MouseHandler übergeben wird. Es gibt viele Ereignisse in einer Windows-Applikation, wie das Betätigen eines Menu, die Eingabe von Text oder das wenn ein Fenster den Fokus erhält. Alle diese Ereignisse werden nach dem selben Prinzip behandelt, wie eben gerade beschrieben. Ich werde im Folgenden einfach von einer Ereignisbehandlung reden. Aufgaben a) Finden Sie in der Java-API die Beschreibung der Methode addmouselistener. In welcher Klasse ist diese Methode definiert. b) Von welchem Typ ist der erste Parameter der Methode addmouselistener Seite 6

7 4.2 Erstellen von Windows-Applikationen mit der IDE von Forte4Java Integrierte Entwicklungsumgebungen (IDE) erlauben meistens mittels ein paar einfachen Klicks, das Erstellen von Windows-Applikation und generieren den notwendigen Code. Das Konzept bleibt hingegen das Gleiche. Das Generieren einer Windows-Applikation kann man mit einer Vorlage erreichen, indem man in der IDE eine entsprechende Vorlage für die Klasse auswählt, z.b. als Vorlage JFrame auswählt, wie folgende Graphik zeigt. Man vergibt dann der zu generierenden Klasse einen Namen ( Simple ) und erhält dann eine von der Klasse JFrame abgeleitete Klasse mit dem Namen Simple. Man kann dann im GUI Editing -Register mit dem Form-Editor weitere Kontroll-Elemente wie Buttons, Check-Boxes graphisch editieren oder das Abfangen von Mausbotschaften definieren. Um den generierten Source-Code anschauen zu können, muss man aber ins Editing Register wechseln. Wenn man eine solche Klasse graphisch verändern möchte, muss man diese doppelklicken. Möchte man hingegen den Source-Code anpassen, muss man zuerst die rechte Maustaste betätigen und das Edit aus dem Popup-Menu auswählen. Das Abfangen von Mausbotschaften erfolgt dann, indem man mit der rechten Maustaste auf das entsprechende Kontroll-Element, in diesem Fall, das Hauptfenster der Applikation klickt und das entsprechende Ereignis auswählt, wie folgendes Bild zeigt. Seite 7

8 Wechselt man danach ins Editing Register, findet man folgenden generierten Source-Code: public class GenSimple extends javax.swing.jframe { /** Creates new form GenSimple */ public Simple() { initcomponents(); /** This method is called from within the constructor to * initialize the form. * WARNING: Do NOT modify this code. The content of this method is * always regenerated by the Form Editor. */ private void initcomponents() { addmouselistener(new java.awt.event.mouseadapter() { public void mousepressed(java.awt.event.mouseevent evt) { formmousepressed(evt); ); addwindowlistener(new java.awt.event.windowadapter() { public void windowclosing(java.awt.event.windowevent evt) { exitform(evt); ); pack(); private void formmousepressed(java.awt.event.mouseevent evt) { // Add your handling code here: Seite 8

9 /** Exit the Application */ private void exitform(java.awt.event.windowevent evt) { System.exit(0); /** args the command line arguments */ public static void main(string args[]) { new Simple().show(); // Variables declaration - do not modify // End of variables declaration Die markierten Zeilen werden von der Entwicklungsumgebung verwaltet und können nicht verändert werden. Das Konzept für das Abfangen von Mausbotschaften ist gleich wie im ersten Beispiel. Es wird eine Klasse definiert, worin programmiert wird, wie auf Mausereignisse reagiert werden soll und danach ein Objekt dieser Klasse bei der Fensterklasse registriert. Der Unterschied ist, dass dies alles in einem Schritt mittels einer anonymen Klasse und mit folgendem Code realisiert wird. 1 addmouselistener( 2 new java.awt.event.mouseadapter() { 3 public void mousepressed(java.awt.event.mouseevent evt) { 4 formmousepressed(evt); ); Auf der Zeile 1 erfolgt das Registrieren anhand der Methode addmouselistener. Als Parameter wird auf den den Zeilen 2-6 ein Objekt übergeben einer anonymen Klasse, die eben gleich in diesem Kontext definiert wird und dabei die Methode mousepressed überschreibt. Diese ruft dann die Methode der Fensterklasse formmousepressed(evt), wo sie dann ihren Code einfügen können. Aufgaben: a) Erstellen Sie mit Forte4Java eine entsprechende Windows-Applikation und programmieren Sie die Maustaste, dass diese beim Drücken ein Meldungsfenster auf dem Bildschirm bringt. b) Erweitern Sie die Aufgabe aus a) dass zusätzlich im Meldungsfenster angeben wird, welche Taste der Maus (linke, mittlere oder rechte) gedrückt wurde und an welcher Koordinaten-Stelle. Zum Beispiel: Hinweis: Suchen sie in der Java-API-Dokumentation die Beschreibung der MousEvent-Klasse. Seite 9

10 4.3 Erstellen einer Menuleiste, eines Pulldown-Menu und einem Menu-Item Verwenden Sie dazu auch wieder die IDE von Forte4Java. Kreieren sie eine Applikation mit einer Fensterklasse, die von JFrame abgeleitet ist und öffnen sie den Form-Editor (Doppelklick auf die Klasse). Sie finden am oberen Rand des Form-Editors sogenannte Kontrollelemente wie Button, CheckBox, Edit-Box usw. und unter anderem auch ein Kontrollelement für eine Menu-Leiste. Klicken sie diesen Knopf an und klicken sie anschliessend ins Fenster. Dann erhält automatisch das Fenster eine Menu-Leiste. Das geht für jedes andere Kontrollelement auch. Dann erhalten Sie folgendes Bild: Auf der rechten Seite finden sie hierarchisch angeordnet alle Kontrollelemente, dem Kontroll-Element- Explorer. Jedes Kontrollelement erhält einen eindeutigen Namen. Die soeben kreierte Menu-Leiste hat den Namen jmenubar1 und ist vom Typ JMenuBar. Wir sehen auch, das mit der Menu-Leiste ein Pulldown- Menu mit Namen jmenu1 kreiert wurde, das hierarchisch der Menu-Leiste untergeordnet wird. Sie können diesen Kontrollelementen auch andere sinnvollere Namen geben. Im Eigenschaftsfenster, können sie die Eigenschaften des gerade selektierten Kontrollelement einsehen und verändern. Man kann z.b. dort den Namen des Pulldown-Menus abändern und je nach Kontrollelement Seite 10

11 vieles mehr. Mit einem rechten Mausklick auf das entsprechenden Pulldown-Menu können sie dann weitere Pulldown-Menus hinzufügen oder Menu-Items, mit dem dann eine Aktion ausgelöst werden kann. Mit einem Doppelklick auf das entsprechende Menu-Item im Kontrollelement-Explorer wird dann eine Aktions-Ereignisbehandlung kreiert und sie werden dann im Source-Editor positioniert, wo sie den entsprechenden Code einfügen können. Diese graphischen Werkzeuge erzielen nur eins, sie kreieren den entsprechenden Source-Code, den man danach erweitern kann oder muss. Für das genannte Bespiel mit einer MenuBar jmenubar1, einem Menu jmenu1 und einem Menu-Item jmenuitem1 mit einer Aktionsbehandlung wird der folgende Source-Code in grau schattiert erzeugt. public class Menu extends javax.swing.jframe { /** Creates new form Menu */ public Menu() { super("menu"); // Titelleiste des Fensters setzen initcomponents(); setsize(400, 300); // Grösse des Fensters setzen /** This method is called from within the constructor to * initialize the form. * WARNING: Do NOT modify this code. The content of this method is * always regenerated by the Form Editor. */ private void initcomponents() { jmenubar1 = new javax.swing.jmenubar(); jmenu1 = new javax.swing.jmenu(); jmenuitem1 = new javax.swing.jmenuitem(); addwindowlistener(new java.awt.event.windowadapter() { public void windowclosing(java.awt.event.windowevent evt) { exitform(evt); ); jmenubar1.settext("menu"); jmenu1.setlabel("item"); jmenuitem1.addactionlistener(new java.awt.event.actionlistener() { Seite 11

12 public void actionperformed(java.awt.event.actionevent evt) { _aboutactionperformed(evt); ); jmenu1.add(jmenuitem1); jmenubar1.add(jmenu1); setjmenubar(jmenubar1); pack(); private void _aboutactionperformed(java.awt.event.actionevent evt) { // Add your handling code here: /** Exit the Application */ private void exitform(java.awt.event.windowevent evt) { System.exit(0); /** * Main: Here starts the program */ public static void main(string args[]) { new Menu().show(); // Variables declaration - do not modify private javax.swing.jmenuitem jmenuitem1; private javax.swing.jmenubar _jmenubar1; private javax.swing.jmenu jmenu1; // End of variables declaration Aufgabe a) Kreieren Sie ein Windows-Applikation, mit einem Help -Pulldown-Menu und einem Item About, welches wenn angeklickt eine Message Box aufbringen soll. Zum Beispiel: Seite 12

13 4.4 Linie zeichnen a) Entwickeln sie ein Windows-Applikation die es erlaubt, eine Linie zu zeichnen. Kreieren sie eine Applikation mit einer Fensterklasse, die von JFrame abgeleitet ist. Definieren Sie im Form-Editor, dass Ihr Fensterklasse eine Menuleiste und im Rest des Fensters ein JPanel enthält. Das JPanel ist die Komponente in der sie mit der Maus eine Linie zeichnen werden. Das graphische Zeichnen von Kurven und Flächen kann nicht direkt in einem JFrame erfolgen, sondern ist nur in einer Komponente wie JPanel möglich. Das Zeichnen einer Linie soll mit einem Mausklick und dem Ziehen der Maus erfolgen, d.h. mit dem Mausklick soll der Anfangspunkt und mit dem Loslassen der Maus der Endpunkt bestimmt werden. Sie müssen dabei die folgenden 3 Mausereignisse der Komponente JPanel abfangen: mousepressed von MouseAdapter mousereleased von MouseAdapter mousedragged von MouseMotionAdapter Während des Ziehen der Maus erhalten sie für jede Mausbewegung eine mousedragged -Ereignis. Sie müssen damit jedes Mal die Linie neu zeichnen und die alte Linie löschen. Das Löschen der alten Linie können Sie bewirken, indem Sie die Linie nochmals mit der Hintergrund-Farbe zeichnen. Das Zeichnen einer Linie programmieren sie wie folgt: Graphics2D g=(graphics2d) getgraphics(); g.setstroke(new BasicStroke(_stiftDicke)); g.setcolor(color.blue); g.drawline(_startx, _starty, _endx, _endy); Mit Graphics2D g=(graphics2d) getgraphics(); erhalten sie eine Referenz auf die graphische Geräteschnittstelle der gewünschten Komponente, hier also this. Mit g.setstroke(new BasicStroke(_stiftDicke)); x g.setcolor(color.blue); (0,0) setzen sie die gewünschte Strichdicke und Farbe damit sie letztendlich mit g.drawline(_startx, _starty, _endx, _endy); eine Linie zeichnen. Das Koordinatensystem beginnt in der linken oberen Ecke. Um eine Linie löschen zu können, setzen sie die Stiftfarbe wie folgt auf den Hintergrund: y g.setcolor(getbackground()); Dies ist nicht die beste Art und Weise wie man einen Linien-Editor realisiert, weil damit eventuell schon gezeichnete Figuren im Hintergrund mit dem Zeichnen der Linie auch gelöscht werden. Es gibt eine elegantere Weise, wie man graphisch temporäre Figuren über einen beliebigen Hintergrund zeichnen kann und danach den Hintergrund wieder herstellen kann. Das können sie aus der Lösung entnehmen. b) Programmieren Sie auch, dass wenn das Fenster zum Beispiel in den Vordergrund bewegt wird (oder maximiert, nachdem es iconisiert wurde), nachdem es von einem anderen Fenster überdeckt war, die gezeichnete Linie im Fenster wieder gezeichnet wird. Das Erreichen sie, indem sie die Methode paint mit der folgenden Parameter-Definition programmieren. Diese Methode wird für jede Komponente immer dann aufgerufen, nachdem ihr Fenster neu gezeichnet wurde, damit der Inhalt des Fenster neu gezeichnet werden kann. public void paint(graphics g){ super.paint(g); // Aufruf der paint-methode der Superklasse // Programmieren Sie hier das Neuzeichnen des Inhalts des Fensters Seite 13

14 Hinweise Manchmal ist es notwendig ein Neuzeichnen einer Komponente explizit auszulösen. Das erreicht man, indem man der Komponenten die Botschaft repaint() schickt, worauf die Komponente durch Aufruf der Methode paint(graphics g) neu gezeichnet wird. JFrame JPanel Linie main( ) initcomponents( ) _menubar _paintarea 1 PaintPanel _startx _starty _endx _endy _stiftfarbe _stiftdicke formmousepressed( ) formmousereleased( ) formmousedragged( ) paint( ) initcomponents( ) 1 JMenu Man kann das Zeichnen mit der Maus im Hauptfenster Linie definieren oder besser in einer separaten Klasse PaintPanel, das von der Klasse JPanel abgeleitet ist. Erstellen Sie die Klasse PaintPanel, indem sie die Klassenvorlage JPanel verwenden. Das hat dann den Vorteil, dass das Zeichnen in einer Klasse verkapselt ist. Die Klasse Linie, muss dann statt ein JPanel ein Objekt der Klasse PaintPanel verwenden. Das zu programmieren ist gar nicht so einfach, da das Einfügen eines Panels über den Form-Editor erfolgt, welcher das Erzeugen des Source-Codes verwaltet und nicht erlaubt, dass dieser von Hand geändert werden kann. Sie können aber über das Eigenschaftsfenster des erzeugten Panels, im Register Code Generation die Eigenschaft Custom Creation Code auf new PaintPanel() setzen, womit statt ein JPanel - Objekt ein PaintPanel -Objekt verwendet wird. Seite 14

15 4.5 Einen Dialog um die Farbe und Strichdicke der zu zeichnenden Linie festzulegen Erstellen Sie eine neue Klasse, z.b. mit Namen LinienOptionen als abgeleitete Klasse von JDialog. Sie können auch hier eine Klassenvorlage von der Entwicklungsumgebung verwenden. Verwenden Sie hierfür einen Dialog der wie folgt aufgebaut ist und 3 Panels verwendet um die Kontrollelemente zu gruppieren: Panel 1 mit FlowLayout Panel 2 mit GridLayout Panel 3 mit FlowLayout Architektur JFrame JDialog JPanel 1 JMenu Linie main( ) initcomponents( ) _linienoptionenactionperformed( ) _menubar _linienoptionen jpanel1, jpanel2, jpanel3 1 JMenuItem 3 JPanel LinienOptionen _okactionperformed( ) _cancelactionperformed( ) _rot, _gruen, _blau, _strichdicke 4 * JTextField _paintarea _ok, _cancel 2 JButton 1 _paintarea 1 PaintPanel _startx _starty _endx _endy _stiftfarbe _stiftdicke formmousepressed( ) formmousereleased( ) formmousedragged( ) paint( ) initcomponents( ) new LinienOptionen(this, true, (PaintPanel) paintarea). setvisible(true); * Den Dialog können Sie wie folgt aufstarten: new LinienOptionen(this, true, (PaintPanel) _paintarea).setvisible(true); Mit dem 1. Parameter übergeben sie das übergeordnete Fenster, mit dem 2. Parameter, dass es sich um einen modalen Dialog handelt und mit dem 3. Parameter übergeben sie die Referenz paintarea zum PaintPanel -Objekt. Nachdem der Dialog aufgestartet ist, macht es Sinn die Kontrollelemente mit sinnvollen Werten zu setzen. Sie müssen dazu die Ereignisbehandlung windowopened des Dialogs programmieren. Dieses Ereignis wird Seite 15

16 jedesmal ausgelöst wenn der Dialog geöffnet wird. Sie können dies auch im Konstruktur programmieren, aber erst nachdem die Komponenten initialisiert wurden. Wenn der Ok -Button gedrückt wird, wird das Ereignis actionperformed ausgelöst, womit sie in dieser Ereignisbehandlung die im Dialog veränderten Optionen dem PaintPanel -Objekt zurückschreiben können. In der Ereignisbehandlung des Ereignis actionperformed des Cancel -Button müssen sie lediglich wie folgt den Dialog schliessen: setvisible(false); dispose(); Seite 16

17 Mastermind 5 Mastermind 5.1 System Charter Es soll ein dem realen Mastermind ähnliches Spiel erstellt werden. Die Spielführung soll möglichst den Windows-Richtlinien entsprechen. Zum Beispiel sollen Stifte nach dem "Drag & Drop - Prinzip" positioniert werden können. Buchsen werden als leere Kreise, Stifte als gefüllte farbige Kreise dargestellt. Die linke Vierer-Buchsenspalte sind Antwort- Buchsen, die rechte Vierer-Buchsenspalte sind Eingabebuchsen, wo der Spieler Stifte mit bestimmten Farben stecken kann. Das Füllen der Eingabebuchsen soll unten beginnen. Abb. 1 Spielbrett Mastermind anschliessendem Ziehen zu einer Eingabebuchse Spielablauf Der Computer bestimmt bei Spielbeginn 4 Stifte für jede Position von 1 bis 4 aus 8 möglichen Farben. Ein Spieler muss diese Kombinationen durch Erraten und Kombinieren herausfinden, indem er Eingabebuchsen mit Stiften bestückt. Das Setzen von Stiften erfolgt durch ein Anklicken einer der rechts stehenden vertikal angeordneten Auswahlstiften mit Ist eine ganze Reihe gesetzt, so kann der Spieler durch Drücken des Ok-Buttons eine Antwort vom Computer verlangen. Dieser antwortet durch Setzen von schwarzen Stiften, wieviel Stifte mit der richtigen Farbe an der richtigen Position sind und durch Setzen von grauen Stiften, wieviel Stifte nur die richtige Farbe haben aber noch nicht richtig positioniert sind Spielregeln Ein Spieler hat 10 Versuche. Stifte haben 8 mögliche Farben. Die herauszufindende Kombination kann aus gleichfarbigen Stiften bestehen. Seite 17

18 Mastermind 5.2 Anforderungsspezifikation Erstellen Sie eine Anforderungsspezifikation anhand von Use Cases. Mit Use Cases, engl. Anwendungsfälle des zu beschreibenden Systems, beschreibt man die verschiedenen Szenarien wie man das System benutzt. Dabei beschreibt man zuerst nur die positiven Fälle (keine wenn dann Sätze verwenden) und führt später unter den Sonderfällen, die Ausnahmefälle auf. Das führt dazu, dass man relativ schnell, die funktionalen Anforderungen des Systems erfasst. Ein typischer Anwendungsfall ist, wie der Spieler einen Stift positioniert. Bestimmen Sie weitere Anwendungsfälle und beschreiben Sie diese. 5.3 Design a) Entwerfen sie ein Klassendiagramm, im Sinne eines objektorientierten Design. b) Verfeinern sie die Use Cases mit Interaktionsdiagrammen. c) Definieren sie, wie sie das Mastermind-Spiel verteilen wollen, als Applet oder als Swing-Applikation. 5.4 Implementierung Implementieren Sie das Mastermind-Spiel. Gehen Sie schrittweise wie folgt vor: a) Erstellen sie eine Windows-Applikation, die aus einem Panel, welche für das Zeichnen der Buchsen und Stiften bestimmt ist, und eine Buchse und einen Stift an einer bestimmten Position zeichnet. Die Klassen Stift, EingabeStift, AuswahlStift, Buchse, AntwortBuchse und EingabeBuchse wird Ihnen als Paket view zur Verfügung gestellt. b) Erweitern sie das Spiel, so dass das gesamte Spielbrett beim Aufstarten gezeichnet wird. c) Erweitern sie das Spiel, dass sie einen EingabeStift kreieren können, diesen über das Spielbrett ziehen können und in eine Buchse positionieren können. d) Sobald eine Reihe voll ist, soll mit dem Betätigen des Ok -Buttons ein Versuch beantwortet werden, indem die Ausgabe-Stifte gesetzt werden. Seite 18

19 Übung zu Design-Patterns 6 Übung zu Design-Patterns Die im Script vorgestellte Implementierung eines Filesystems wird Ihnen abgegeben. Die Lösung wurde mit dem Composite-Pattern gelöst: Das Traversieren der Datenstruktur erfolgt mit dem Visitor-Pattern. Node _owner _name SetName( ) SetOwner( ) Name( ) Owner( ) TraverseRec( ) 0..* _children NodeVisitor Visit (CFile *) Visit (CDir *) File _size TraverseRec( ) Size( ) Dir AddNode( ) RemoveNode( ) TraverseRec( ) PrintVisitor Visit (CFile *) Visit (CDir *) SizeVisitor _size Visit (CFile *) Visit (CDir *) a) Erweitern Sie das Design, so dass man auch mit einer weiteren Klasse Proxy Verknüpfungen, sogenannte Links (Unix), zu anderen Dateien oder Verzeichnissen erstellen kann, wie z.b. der Link, der auf das Verzeichnis test zeigt. vob dms lme gt test src doc magik user_man.doc Verknüpfung mmi.magik mmi.msg test.lnk b) Programmieren Sie die Klasse Proxy aus und passen Sie das abgegebene Programmsystem an, so dass auch Verknüpfungen möglich sind. Eventuell müssen auch den Visitor anpassen! Seite 19