Fortgeschrittene objektorientierte Programmierung
LVA 185.211, VL 2.0, 2007 S

1. Übungsaufgabe

Entwickeln Sie in Java (am besten Cacao), C# oder C++ eine grafische Oberfläche für ein einfaches (simuliertes) schwarz/weiß-ASCII-Terminal und zwei kleine Anwendungen, die diese Oberfläche verwenden.

Grafische Oberfläche:

Am Terminal sollen Fenster darstellbar sein, deren Ränder durch die Zeichen | (vertikal), - (horizontal) und + (an den Ecken) gezeichnet sind. Es sollen gleichzeitig mehrere Fenster mit unterschiedlichem Inhalt (auch überlappend) darstellbar sein. Aktiv ist immer das vorderste Fenster unter der aktuellen Cursor-Position (muss nicht das vorderste Fenster überhaupt sein, wenn der Cursor gerade nicht über diesem steht) bzw. kein Fenster, wenn der Cursor nicht über einem Fenster steht.

Tastatureingaben in das Terminal können folgende Objekte betreffen:

Das ganze Terminal (global):

Die globale Bedeutung der Eingabe ist unabhängig davon, welches Fenster aktiv ist.

Das aktive Fenster selbst (lokal):

Wenn der Cursor über dem sichtbaren Rand eines Fensters steht, bezieht sich eine Eingabe auf dieses Fenster selbst.

Die Anwendung hinter dem aktiven Fenster (lokal):

Wenn der Cursor innerhalb eines sichtbaren Fensters (nicht über dessen Rand) steht, bezieht sich eine Eingabe auf die Anwendung hinter dem Fenster.

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 Anwendung dahinter betreffende) Aktion ausgeführt, sonst nur eine globale. 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; dieses wird aber nicht automatisch nach vorne verschoben.

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. Wie bei den meisten Eingaben (siehe nächster Punkt) wird das aktive Fenster, über dem der Cursor (nach einer möglichen Positionsänderung) steht, ganz nach vorne verschoben.

Alle anderen Eingaben

bewirken, dass das aktive Fenster (falls ein Fenster aktiv ist) ganz nach vorne verschoben wird. Danach gibt es kein Fenster, welches das aktive Fenster teilweise verdeckt. Wenn kein Fenster aktiv ist, haben diese Eingaben keinen Effekt.

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

L, R, U und D:

Bewirken, dass sich das gesamte aktive Fenster mit dem Cursor (entsprechend dem globalen Effekt) mitverschiebt. Die Position des Cursors relativ zum Fenster bleibt dadurch unverändert. Es ist möglich, dass das Fenster durch die Verschiebung teilweise aus dem Terminal verschwindet.

+ 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 entsprechend verschoben werden. Größe und Cursor-Position werden nicht verändert, wenn das Fenster durch die entsprechende Änderung unter eine Mindestgröße reduziert, über eine Maximalgröße ausgedehnt oder der Cursor aus dem Terminal verschwinden würde. Wählen Sie Mindest- und Maximalgröße so, dass Fenster deutlich kleiner und größer sein können als das Terminal.

b:

Das oberste (bisher aktive) Fenster wird ganz nach hinten verschoben. Dadurch kann das bisher aktive Fenster ganz oder teilweise durch andere Fenster verdeckt werden. Das nach dieser Änderung aktive Fenster soll ohne weitere Eingabe nicht gleich ganz nach vorne verschoben werden (globaler Effekt muss vor lokalem Effekt erfolgen).

q:

Schließt das aktive Fenster und beendet die Anwendung hinter diesem Fenster. Wenn dadurch das letzte Fenster am Terminal geschlossen wird, wird auch die Ausführung der grafischen Oberfläche beendet.

alle anderen Eingaben

haben keinen Effekt.

Wenn Sie wollen, können Sie andere als die hier genannten Tasten (z.B. Pfeiltasten) verwenden. Je nach Programmiersprache und verwendetem Ansatz könnte die Verwendung von speziellen Tasten jedoch den Programmieraufwand erhöhen.

Jedem Fenster ist genau eine Anwendung zugeordnet, und jede Anwendung hat genau ein Fenster. Beim Start der grafischen Oberfläche soll automatisch eine Terminalsimulation (als Beispielanwendung) gestartet werden.

Terminalsimulation (Beispielanwendung)

Schreiben Sie eine einfache Terminalsimulation, die über ein Fenster in Ihrer grafischen Oberfläche das Absetzen von Kommandos (die im dahinter liegenden Computer ausgeführt werden sollen) und die Ausgabe der entsprechenden Ergebnisse (als Text) ermöglicht. Zur Vereinfachung können Sie davon ausgehen, dass

• immer nur der linke unterste Teil des Inhalts im Fenster angezeigt wird - keine "scroll" oder "page up/down"-Funktion; bei Änderungen der Fenstergröße soll jedoch kein Fensterinhalt verloren gehen;
• die Buchstaben l, r, u, d, L, R, U und D in der Terminalsimulation nicht geschrieben werden können;
• keine weitere Eingabe in die Terminalsimulation möglich ist, sobald der Cursor am rechten Rand des Fensterinhalts oder des (umschließenden) Terminals steht.

Kommandos sind zeilenorientiert, das heißt, wenn Sie ein Zeilenende eingeben, wird das Kommando in der abgeschlossenen Zeile ausgeführt.

Freiwillige Zusatzaufgabe für Interessierte: Führen Sie in Ihrer Terminalsimulation Ihre grafische Oberfläche rekursiv aus.

Editor (Beispielanwendung)

Ein einfacher Editor für kleine ASCII-Dateien soll als weitere Beispielanwendung dienen. Gestartet werden kann der Editor nur in einer Kommandozeile mit dem Namen der Datei als Argument. Zur Vereinfachung können Sie folgende Annahmen treffen:

• Nur der linke unterste Teil des Textes wird im Fenster angezeigt; bei Änderungen der Fenstergröße und beim Speichern soll jedoch nichts verloren gehen.
• Eingegebene Zeichen überschreiben Zeichen, die davor an derselben Position gestanden sind. Es gibt keinen Modus zum Einfügen oder Löschen.
• Die Buchstaben l, r, u, d, L, R, U, D und s können nicht geschrieben werden.
• Die Eingabe von s speichert die editierte Datei.
• Es ist keine weitere Eingabe möglich, sobald der Cursor am rechten Rand des Fensterinhalts oder des Terminals steht.

Es soll nicht möglich sein, dass dieselbe Datei durch dieses Programm gleichzeitig mehrfach editiert wird. Beim Versuch, eine Datei, die gerade editiert wird, noch einmal zum Editieren zu öffnen, soll eine Fehlermeldung ausgegeben werden.

Wie die Aufgabe zu lösen ist:

Gestalten Sie Ihre Lösung möglichst einfach und gut wartbar. Verwenden Sie ganz bewusst Softwareentwurfsmuster, die Ihnen für diese Aufgabe 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.