Übungen zu Programmieren 3 (C++) (4-1)

Transkript

1 BEREICH DATENTECHNIK U CQ TH 02 Übungen zu Programmieren 3 (C++) (4-1) Allgemeines Ziel dieser Praktikumsaufgabe ist die Realisierung eines einfachen Telefonbuch-Verwaltungsprogramms mit dem Namen telbuch unter Einsatz von Komponenten der STL. Funktionelles Verhalten des Programms Die einzelnen Einträge des Telefonbuchs sollen hier nur aus einem Namen (Familienname, Vorname) und einer Telefonnummer bestehen. Sie sind zusammengefasst in einer Textdatei persistent abgespeichert (Telefonbuch-Datei). Pro Zeile ist ein Eintrag enthalten. Beispiel : hohenwart, elisa Für den gleichen Namen (gleicher Familienname, gleicher Vorname) können mehrere Einträge vorhanden sein Für das Programm sollen die folgenden Anwendungsfälle (Use Cases) existieren : Auflistung aller im Telefonbuch enthaltenen Einträge Suchen nach dem Eintrag bzw den Einträgen für einen bestimmten Namen und Auflistung derselben Löschen eines Eintrags aus dem Telefonbuch Ändern der Telefonnummer eines bestimmten Telefonbucheintrags Erzeugen eines neuen Telefonbucheintrags Die Auswahl der Anwendungsfälle soll mittels einzugebender Steuerkommandos vorgenommen werden. Dem Programm kann der Zugriffspfad der Telefonbuch-Datei als Kommandozeilenparameter übergeben werden. Wird kein Kommandozeilenparameter übergeben, soll das Programm mit der Default-Datei "telefonbuch.txt" (im aktuellen Verzeichnis) arbeiten. Nach dem Programmstart ist die Telefonbuch-Datei in den Arbeitsspeicher einzulesen. Kann diese Datei nicht geöffnet werden, ist das Programm mit einer entsprechenden Fehlermeldung zu beenden. Bei Erfolg ist die Anzahl der eingelesenen Telefonbucheinträge auszugeben, gefolgt von dem zur Verfügung stehenden Auswahl-Menü für die Kommando-Eingabe. Sämtliche Bearbeitung der Telefonbucheinträge (einschliesslich ihrer Veränderung) ist nur mit den im Arbeitsspeicher befindlichen Kopien durchzuführen. Erst bei Programmende und auch nur wenn Änderungen vorgenommen worden sind sind alle Einträge wieder in die Datei rauszuschreiben. Dabei ist der alte Dateiinhalt zu überschreiben. Zur Identifizierung eines Eintrags (für die Änderung bzw das Löschen) ist jeder ausgegebene Eintrag mit einer vorangestellten laufenden Nummer zu kennzeichnen. Diese immer bei 1 beginnende laufende Nummer bezieht sich auf die jeweils zuletzt dargestellte Gruppe von Einträgen (alle Einträge oder die Einträge für einen bestimmten Namen). Realisierungsvorgaben Das Programm soll objektorientiert nach dem Paradigma der Model-View-Controler-(MVC-)Architektur realisiert werden. Da der Schwerpunkt der Übung im Problem- und Controler-Bereich liegen soll, sind die Interface-(View-) Klassen vorgegeben. Das Eingabe- bzw Ausgabe-Interface des Programms wird durch die beiden abstrakten Klassen TBCmdInput und TBResultDisplay festgelegt. Die Definition dieser Klassen ist in den Headerdateien "TBCmdInput.h" bzw "TBResDisplay.h" enthalten, sowie in Anlage 1 bzw 2 abgedruckt. In "TBCmdInput.h" ist auch deraufzählungstyp TBCmd zur internen Darstellung der Steuerkommandos definiert. Das Programm soll hier konkret mit einem Konsolen-Interface arbeiten. Dieses wird durch die Klasse ConTBInterface realisiert. Diese Klasse ist sowohl von TBCmdInput als auch TBResultDisplay abgeleitet und implementiert damit sowohl das Eingabe- als auch das Ausgabe-Interface. Die Steuerkommandos werden durch die Eingabe von Einzel-Buchstaben (und anschliessendem <RET>) erzeugt. Ungültige Steuerkommandos werden ignoriert. Die sich in der Headerdatei "ConTBInterface.h" befindende Definition dieser Klasse ist in der Anlage 3 wiedergegeben. Die Implementierung der Klasse ist in der Datei "ConTBInterface.obj" enthalten.

2 BEREICH DATENTECHNIK U CQ TH 02 Übungen zu Programmieren 3 (C++) (4-2) Realisierungsvorgaben, Forts. Anmerkung : Denken Sie daran, dass die übrigen Klassen des Programms lediglich mit den durch die beiden abstrakten Klassen festgelegten Interfaces und nicht mit der konkreten Klasse, die diese Interfaces implementiert, arbeiten dürfen. Die konkrete Interface-Klasse ist lediglich in main() zu instantiieren, in den übrigen Klassen darf sie nur über Pointer auf die abstrakten Klassen referiert werden. Die beiden o.a. abstrakten Interface-Klassen verwenden die Datentypen Name und TBEintrag. Diese beiden Typen sind in der Headerdatei "TBEintrag.h" definiert (s. Anlage 4). Name ist ein Structure-Typ zur Darstellung von Namen (bestehend aus Familienname und Vorname). Für ihn sind die Operatorfunktionen <, ==, << und >> definiert. TBEintrag ist eine Klasse zur Darstellung von Telefonbuch-Einträgen. Neben einer privaten Datenkomponente für den Namen besitzt sie eine private Datenkomponente für die Telefonnummer. Da diese in verallgemeinerter Darstellung auch Sonderzeichen enthalten kann, ist für sie der Datentyp string (Klasse der C++-Standardbibliothek!)gewählt. Für die Klasse TBEintrag sind die freien Operatorfunktionen << und >> definiert. Die Implementierung der beiden Typen Name und TBEintrag steht in der Datei "TBEintrag.obj" zur Verfügung. Zur Speicherung und Bearbeitung der Daten in der/den Problembereichsklasse(n) und der Steuerklasse müssen sinnvoll ausgewählte Container und Iteratoren der STL eingesetzt werden. Ein Fehlschlagen des Öffnens der Telefonbuchdatei ist durch eine Exception eines geeigneten Standardbibliotheks- Exception-Typs zu signalisieren. Die Exception ist in der main()-funktion des Programms zu fangen. Die Auswahl eines zu löschenden oder zu ändernden Eintrags ist durch eine einzugebende laufende Nummer vorzunehmen. Die laufende Nummer bezieht sich immer auf die Gruppe der zuletzt dargestellten Einträge Auf die Eingabe einer ungültigen Laufenden Nummer ist mit der Ausgabe einer entsprechenden Meldung zu reagieren. Ein Name für den nach Einträgen gesucht werden soll, ist ebenfalls einzugeben. Können für diesen Namen keine Einträge gefunden werden, ist dies durch eine entsprechende Meldung anzuzeigen. In der Funktion main() ist neben der Ecxeption-Bearbeitung im wesentlichen lediglich ein ConTBInterface- Objekt sowie ein Objekt der Steuerklasse zu erzeugen und anschliessend die Kontrolle an die Steuerklasse zu übergeben. Eine Muster-Telefonbuchdatei mit dem Namen "telefonbuch.txt" wird zu Verfügung gestellt. Weiterhin steht in der Datei "strconvutil.obj" u.a. die folgende freie Funktion zur Verfügung. string int2string(int); Diese Funktion wandelt den als Parameter übergebenen int-wert in seine in einem neu erzeugten string-objekt abgelegte Textdarstellung um. Das string-objekt wird als Funktionswert zurückgegeben. Teil a Identifizieren Sie die für eine sinnvolle Programm-Architektur noch benötigten Klassen. Erstellen Sie ein Klassendiagramm. Erstellen Sie ein Sequenzdiagramm für den Anwendungsfall "Suchen nach Einträgen für einen Namen" Teil b Implementieren Sie die Funktion main() im Modul "telbuch_m.cpp". Definieren (Headerdateien) und implementieren (C++-Quelldateien) Sie die von Ihnen identifizierten Klassen. Erstellen Sie das geforderte Programm unter Verwendung der selbst entworfenen und der zur Verfügung gestellten Dateien. Testen Sie Ihr Programm mit der zur Verfügung stehenden Muster-Telefonbuchdatei

3 BEREICH DATENTECHNIK U CQ TH 02 Übungen zu Programmieren 3 (C++) (4-3) Anlage 1 : Definition der Klasse TBCmdInput (Datei "TBCmdInput.h") // C++-Headerdatei TBCmdInput.h Eingabe-Interface fuer Telefonbuchverwaltung #ifndef _TB_CMD_INPUT_H #define _TB_CMD_INPUT_H struct Name; enum TBCmd DALL, // Auflistung aller Telefonbucheintraege SNUM, // Suchen nach den Eintraegen fuer einen Namen REME, // Entfernen eines Eintrags MODF, // Modifizieren (Aendern) der Telefonnummer eines Eintrags NENT, // Erzeugen und Einfuegen eines neuen Eintrags HELP, // Ausgabe einer Kommandouebersicht QUIT // Programmbeendigung class TBCmdInput public : virtual ~TBCmdInput() virtual TBCmd getcmd() = 0; // Einlesen eines Kommandos virtual Name getname() = 0; // Einlesen eines Namens virtual int getlfdnum() = 0; // Einlesen einer laufenden Nummer virtual string gettelnum() = 0; // Einlesen einer Telefonnummer virtual string getinpstr() = 0; // Einlesen eines beliebigen Strings Anlage 2 : Definition der Klasse TBResultDisplay (Datei "TBResDisplay.h") // C++-Headerdatei TBResDisplay.h Ausgabe-Interface fuer Telefonbuchverwaltung #ifndef _TB_RES_DISPLAY_H #define _TB_RES_DISPLAY_H struct Name; class TBEintrag; class TBResultDisplay public : virtual ~TBResultDisplay() virtual void displname(const Name&)=0; // Ausgabe eines Namens virtual void displtelnum(const string&)=0; // Ausgabe einer Telefonnummer virtual void displentry(const TBEintrag&, // Ausgabe eines Telefonbuch-Eintr. int lfn=-1)=0; // (Name und Telefonnummer) sowie // - nur falls nicht negativ - einer // laufenden Nummer des Eintrags virtual void displmessage(const string&)=0; // Ausgabe einer Meldung virtual void displmenue() = 0; // Ausgabe des Auswahl-Menues fuer // Kommando-Eingabe

4 BEREICH DATENTECHNIK U CQ TH 02 Übungen zu Programmieren 3 (C++) (4-4) Anlage 3 : Definition der Klasse ConTBInterface (Datei "ConTBInterface.h") // C++-Headerdatei ConTBInterface.h // Definition der konkreten Klasse ConTBInterface // Interface zur Telefonbuch-Bearbeitung // Zusammenfassung der beiden Interfaces, die durch die // abstrakten Klassen TBCmdInput und TBResultDisplay gebildet werden // Kommando-Eingabe und Ergebnis-Ausgabe von/zur Console // Praktikum Prog3 #ifndef _CON_TBINTERFACE_H #define _CON_TBINTERFACE_H #include "TBCmdInput.h" #include "TBResDisplay.h" class ConTBInterface : public TBCmdInput, public TBResultDisplay public : ConTBInterface() ~ConTBInterface() } ; TBCmd getcmd(); // gibt eine entsprechende Eingabeaufforderung aus Name getname(); // gibt eine entsprechende Eingabeaufforderung aus int getlfdnum(); // gibt eine entsprechende Eingabeaufforderung aus string gettelnum(); // gibt eine entsprechende Eingabeaufforderung aus string getinpstr(); void displname(const Name&); void displtelnum(const string&); void displentry(const TBEintrag&, int lfn=-1); void displmessage(const string&); void displmenue(); /* externe Darstellung der zur Verfügung stehenden Steuerkommandos (werden von getcmd() in die interne Darstellung umgewandelt) : 'a' - Auflistung aller Telefonbucheintraege 's' - Suchen nach den Eintraegen fuer einen Namen 'd' - Entfernen eines Eintrags 'm' - Modifizieren (Aendern) der Telefonnumer eines Eintrags 'n' - Erzeugen und Einfuegen eines neuen Eintrags 'h' Ausgabe einer Kommandouebersicht 'q' - Programmbeendigung */

5 BEREICH DATENTECHNIK U CQ TH 01 Übungen zu Programmieren 3 (C++) (4-5) Anlage 4 : Definition der Klasse TBEintrag (Datei "TBEintrag.h") // C++-Headerdatei TBEintrag.h // Definition der Klasse TBEintrag // Beschreibung eines Telefonbucheintrags // Praktikum Prog3 #ifndef _TEL_BUCH_EINTRAG_H #define _TEL_BUCH_EINTRAG_H #include <iostream> struct Name string fname; string vname; // Datentyp zur Darstellung von Namen // Familienname // Vorname class TBEintrag // Datentyp zur Darstellung von Telefonbuch-Eintraegen public : TBEintrag(); TBEintrag(const Name& na, const string& nu); TBEintrag(const string& fn, const string& vn, const string& nu); virtual ~TBEintrag(); void setname(const Name& nam) m_sname=nam; } void setfname(const string& fnam) m_sname.fname=fnam; } void setvname(const string& vnam) m_sname.vname=vnam; } void setnumber(const string& num) m_snum=num; } Name getname() const return m_sname; } string getfname() const return m_sname.fname; } string getvname() const return m_sname.vname; } string getnumber() const return m_snum; } friend istream& operator>>(istream& ein, TBEintrag& tb); friend ostream& operator<<(ostream& aus, const TBEintrag& tb); private : Name m_sname; // Name string m_snum; // Telefonnumer // Operatorfunktionen fuer Name bool operator<(const Name& n1, const Name& n2); bool operator==(const Name& n1, const Name& n2); ostream& operator<<(ostream& aus, const Name& nam); istream& operator>>(istream& ein, Name& nam);