Fortgeschrittene objektorientierte Programmierung
LVA 185.211, VL 2.0, 2011 S

2. Übungsaufgabe

Lernen Sie Smalltalk und entwickeln Sie ein Programm in Smalltalk (siehe unten). Ziel der Aufgabe ist das Sammeln von Erfahrungen zur dynamischen objektorientierten Programmierung. Umfangreiche Informationen zur Programmiersprache Smalltalk (Tutorials, Bücher, Beispiele, etc.) finden Sie unter dem Cetus-Link zu Smalltalk. Es gibt mehrere frei verfügbare Smalltalk-Systeme. Prinzipiell sind alle davon zur Lösung der Aufgabe geeignet. Empfohlen wird das Smalltalk-System Squeak, das noch aktiv entwickelt wird und sich gut zum Programmieren bzw. Generieren von Spielen ohne besondere Vorkenntnisse eignet.

Squeak:

Squeak ist eine open source Implementierung von Smalltalk-80, die auf vielen Plattformen verfügbar ist. Details der Installation hängen von der Plattform ab. Beachten Sie, dass Sie neben dem eigentlichen Interpreter noch einige Dateien brauchen, in denen der aktuelle Systemzustand enthalten ist. Wenn Sie in Smalltalk programmieren, verändern Sie diese vorgegebenen Dateien, statt für Ihren Quellcode eigene Dateien anzulegen. Wenn Sie mehrere Versionen haben wollen, brauchen Sie auch mehrere solche vorgegebenen Dateien. Am wichtigsten ist die Datei squeak.image, die das gesamte System in einem ausführbaren Zwischencode enthält. Die Datei squeak.changes enhält alle Änderungen des Smalltalk-Codes und SqueakV39.sources (wahrscheinlich mit einer anderen einkodierten Versionsnummer) den Source-Code des Grundsystems. Wenn Sie squeak nicht in dem Verzeichnis aufrufen, in dem diese Dateien zu finden sind, müssen Sie die Dateien beim Aufruf explizit angeben.

Auf dem Übungsrechner ist Squeak vorinstalliert. Wenn Sie damit arbeiten wollen, müssen Sie sich aber die nötigen Dateien in Ihr Arbeitsverzeichnis kopieren:

cp /home/frp/Squeak4.2-10966.image squeak.image
cp /home/frp/Squeak4.2-10966.changes squeak.changes
ln -s /home/frp/SqueakV41.sources .

Squeak unterstützt zwei grundsätzlich verschiedene Subsysteme zur Programmierung grafischer Oberflächen: das klassische MVC (Model-View-Controller, wie in Smalltalk-80) und das neuere Morphic. Sie können eines der beiden Subsysteme wählen. Vermeiden Sie die gemischte Verwendung, bei der es zu unerwarteten Wechselwirkungen kommen kann.

Aufgabe:

Schreiben Sie das Pac-Man-Spiel aus der 1. Aufgabe in einer Smalltalk-Umgebung neu, wobei das ganze Spiel aber nur auf einem Rechner in einem Fenster laufen soll. Es ist also nicht nötig, dass Spieler sich remote verbinden können. Um trotzdem mehreren Spielern das gleichzeitige Spielen zu ermöglichen, sollen über dieselbe Tastatur (aber über unterschiedliche Tasten) bis zu drei Pac-Man gleichzeitig steuerbar sein.

In Smalltalk schreibt man (anders als in eher statischen Sprachen) in der Regel nicht einfach ein Programm für einen bestimmten Zweck, sondern man adaptiert und erweitert die vorhandene Umgebung. Ein Ziel der Aufgabe ist es, diesen Programmierstil kennenzulernen. Vor allem zur Programmierung der grafischen Oberfläche empfiehlt es sich, ein anderes Programm als Vorlage zu verwenden und dieses abzuändern. Dabei werden Sie lernen, sich im Smalltalksystem zurechtzufinden. Eine Schwierigkeit (vor allem in der GUI Programmierung) besteht darin, dass das API (Application Programming Interface) keine gute statische Dokumentation hat. Smalltalk-Programmierer lernen eher durch das Lesen und die Verwendung bestehenden Smalltalk-Codes als aus der Dokumentation. Aus diesem Grund sind Kommentare besonders wichtig, und jede Klasse und Methode, die Sie selber schreiben, soll durch Kommentare klar spezifiziert sein.

Für Squeak gibt es unter anderem die Zusatzpakete Etoys und Scratch, die die Erstellung mancher einfacher Spiele stark vereinfachen. Zur erfolgreichen Lösung der Aufgabe ist es notwendig, dass Sie im eigentlichen Smalltalk-System Code schreiben bzw. adaptieren, also nicht einfach nur solche Zusatzpakete verwenden, um sich ein Spiel generieren zu lassen.

Die einfache Änderbarkeit des Systems kann sich auch negativ auswirken. Insbesondere wird es dadurch schwieriger, Programme von einem System auf ein anderes zu übertragen. Zur Verringerung dieses Problems wurden Versionsverwaltunssysteme wie z.B. Monticello eingeführt. Verwenden Sie ein solches System, um das von Ihnen entwickelte Spiel portabel zu gestalten.