Fortgeschrittene objektorientierte Programmierung
LVA 185.211, VL 2.0, 2006 S

1. Übungsaufgabe

Entwickeln Sie in Java (am besten Cacao), C# oder C++ ein Programm zur Lösung folgender Problemstellung:

Benötigt wird eine einfache graphische Oberfläche für ein einfaches schwarz/weiß-ASCII-Terminal. Insbesondere sollen am Terminal Fenster darstellbar sein, deren Ränder durch die Zeichen | (vertikal), - (horizontal) und + (an den Ecken) gezeichnet sind. Es sollen gleichzeitig mehrere Fenster (auch überlappend) darstellbar sein. Aktiv ist immer das vorderste Fenster unter der aktuellen Cursor-Position (bzw. kein Fenster, wenn der Cursor nicht über einem Fenster steht).

Tastatureingaben können folgende Objekte betreffen:

Das ganze Terminal (global):: Die Bedeutung der Eingabe ist unabhängig davon, welches Fenster aktiv ist.
Ein Fenster (lokal):: Die Eingabe bezieht sich auf das aktive Fenster selbst wenn der Cursor gerade über dessen Rand steht.
Die Applikation hinter einem Fenster (lokal):: Die Eingabe bezieht sich auf die Applikation hinter dem aktiven Fenster wenn der Cursor über dem Fenster, aber nicht direkt über dessen Rand steht.

Wenn es ein aktives Fenster gibt, wird für jede Eingabe sowohl eine globale (das ganze Terminal betreffende) als auch eine lokale (ein Fenster oder die Applikation dahinter betreffende) Aktion ausgeführt, sonst nur eine globale. Globale Aktionen werden immer erst nach etwaigen lokalen Aktionen durchgeführt. Folgende globale Aktionen sollen unterstützt werden:

l, r, u und d:: Diese Eingaben Verschieben den Cursor um eine Position nach links, rechts, oben, bzw. unten, außer wenn der Cursor dadurch ganz aus dem Terminal verschwinden würde. In letzterem Fall springt der Cursor an den genau gegenüberliegenden Rand des Terminals. Dabei kann ein anderes Fenster aktiv werden.
L, R, U und D:: Verschieben den Cursur ebenso nach links, rechts, oben, bzw. unten. Statt aus dem Terminal zu verschwinden (oder an den anderen Rand zu springen) bleibt der Curser jedoch an seiner derzeitigen Position stehen. Wenn es zu einer Änderung der Cursor-Position kommt, kann ein anderes Fenster aktiv werden.
alle anderen Eingaben:: Falls ein Fenster aktiv ist, gibt es keinen globalen Effekt. Andernfalls wird das ganze Terminal für kurze Zeit, ca. eine halbe bis eine Sekunde, komplett mit *-Zeichen gefuellt (Blinkeffekt).

Eingaben, die ein Fenster betreffen, sollen folgende lokale Effekte haben:

l, r, u und d:: Bewirken keine lokalen Effekte.
L, R, U und D:: Bewirken, dass sich das gesamte aktive Fenster in dieselbe Richtung verschiebt wie der Cursor.
+ und -:: Bewirkt eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des aktiven Fensters. Dabei wird der Rand des Fensters, über dem der Cursor steht, verschoben. Steht der Cursor über einer Ecke des Fensters, werden beide angrenzenden Ränder verschoben. Auch die aktuelle Cursor-Position muss (ohne Unterstützung durch eine globale Aktion) entsprechend verschoben werden. Die Eingabe hat keinen Effekt, wenn das Fenster dabei auf Größe 0 reduziert oder der Cursor aus dem Terminal verschwinden würde.
b:: Bewirkt, dass das aktive Fenster ganz nach hinten geschoben wird, damit andere Fenster, die sich möglicherweise hinter dem derzeit aktiven befinden, aktiviert werden.
alle anderen Eingaben:: Das ganze Fenster (inklusive Rand) wird für kurze Zeit komplett mit *-Zeichen gefuellt.

Jedem Fenster ist genau eine Applikation zugeordnet, und jede Applikation hat genau ein Fenster. Als Beispielapplikation soll ein kleines Zeichenprogramm (kann auch ein Programmteil sein) dienen: An jeder Position (= Cursor-Position) der Zeichnung steht entweder ein Leerzeichen oder *. Folgende Tastatureingaben sollen von der Applikation verarbeitet werden:

s:: Speichert die Zeichnung im aktiven Fenster permanent.
q:: Speichert die Zeichnung im aktiven Fenster und beendet die Applikation, wobei das Fenster entfernt wird. Falls es keine weiteren Fenster mehr am Terminal gibt, endet das gesamte Programm.
x:: Beendet die Applikation und entfernt das aktive Fenster, ohne die Zeichnung permanent zu speichern. Falls es keine weiteren Fenster mehr am Terminal gibt, endet das gesamte Programm.
L, R, U und D:: Bewirken, dass sich das Zeichen unter dem Cursor verändert - ein Leerzeichen zu einem Stern und umgekehrt.
l, r, u und d:: Haben keine lokalen Effekte.
0 bis 9:: Bewirken, dass eine unter der entsprechenden Nummer permanent gespeicherte Zeichnung geladen und in einem neuen Fenster dargestellt wird. Größe und Position des Fensters sind so wie vor der letzten Speicherung, und es befindet sich ganz vorne. Ein und dieselbe Zeichnung darf sich nur in einem Fenster befinden. Statt eine Zeichnung, die schon in Verwendung ist, nocheinmal zu öffnen, wird das aktive Fenster (mit Rand) für kurze Zeit komplett mit *-Zeichen gefuellt.
b:: Bewirkt, dass das aktive Fenster ganz nach hinten geschoben wird.
alle anderen Eingaben:: Das ganze Fenster (inklusive Rand) wird für kurze Zeit komplett mit *-Zeichen gefuellt.

Bei Programmstart soll automatisch die Zeichnung mit der Nummer 0 geladen werden.

Es soll möglich sein, dass von mehreren Terminals aus gleichzeitig auf die persistenten Zeichnungen zugegriffen wird (mehrere Programmstarts). Jedoch soll es nicht möglich sein, dass Zeichnungen mit derselben Nummer auf verschiedenen Terminals gleichzeitig offen sind. Daher soll eine Zeichnung nur dann geladen werden, wenn auf keinem anderen Terminal, das auf denselben persistenten Speicher zugreift, eine Zeichnung mit dieser Nummer existiert. Auch in diesem Fall soll beim Versuch, die Zeichnung zu laden, nur das Fenster kurz blinken, oder das Programm gleich beendet werden, falls beim Start die Zeichnung 0 nicht verfügbar ist.

Gestalten Sie Ihre Lösung möglichst einfach und gut wartbar. Denken Sie daran, dass Fenster und Beispielapplikation möglichst unabhängig voneinander austauschbar sein sollen. Persistente Daten sollen auch in neueren Versionen des Zeichenprogramms verwendbar sein. Überlegen Sie sich geeignete Möglichkeiten zur Synchronisation mehrerer Terminals mit gemeinsamem persistenten Speicher und bedenken Sie, dass der gewählte Synchronisationsmechanismus später vielleicht gegen einen anderen ausgetauscht werden muss. Verwenden Sie ganz bewusst Softwareentwurfsmuster, die Ihnen für diese Anwendung geeignet erscheinen, und vermeiden Sie ebenso bewusst Entwurfsmuster, deren Einsatz Ihnen hier nicht für gerechtfertigt erscheint.

Die eigentliche Bildschirmausgabe können Sie einfach gestalten. Beispielsweise können Sie nach jeder Eingabe oder einmal pro Sekunde (oder in kürzeren Intervallen) den aktuellen Bildschirminhalt neu ausgeben.