Ukeoppgaver 7: 6. - 9. okt (INF1000 - Høst 2008)

Mer om klasser og objekter (kap. 8.17 - 8.18), UML (kap. 12.1 - 12.9)

Mål
Få mer øvelse i bruk av klasser og objekter; en innføring i UML-diagrammer (klassediagrammer og objektdiagrammer); og tips til å komme i gang med oblig 3.

Oppgaver til teoritimen

Hint til Oblig3-HybelHus: (side 5 - 9 i oppgaveteksten)
Les og forklar hintene bak i oppgaveteksten, f.eks. om konstruktører (hint 2), null-pekere (hint 3), konvertering mellom char og int (hint 4), osv...
UML-klassediagram: Oppgave 1 i kap. 12 (side 239)
En student har null eller flere eksamener. Lag et klassediagram om dette forholdet mellom klassene Student og Eksamen.
UML-klassediagram og -objektdiagram: Oppgave 3 i kap. 12 (side 239)
Banken "B-bank" har flere bankkonti, og en kunde kan ha flere bankkonti i B-bank.
(a) Lag et klassediagram i UML over B-bank, kunder, og konti, og få med antall på forholdene mellom klassene.

(b) Finn ut hvordan du vil lage en programstruktur som kan svare på spørsmål om hvilke bankkonti en kunde har i B-bank, og som kan skrive ut samlet saldo på alle konti for en kunde og samlet for B-bank. Tegn et objektdiagram for systemet.

Kursoppmeldingssystemet:
I de følgende oppgavene tar vi utgangspunkt i programmet Studentregister.java fra kapittel 8.17 (side 160-172):

Oversikt over klassene i programmet:

class Studentregister {
   public static void main(String[] args) {
      Institutt institutt = new Institutt();
      institutt.meny();
   }
}

class Institutt {
   Kurs[] kurs = new Kurs[10];
   int antKurs = 0;
   Student[] studenter = new Student[300];
   int antStudenter = 0;

   // Metoden meny()

   // Metoder som utfører kommandoene i menyen.
}

class Kurs {
   String kurskode;
   Ukedag dag;
   int tid;

   Student[] studenter = new Student[300];
   int antStudenter;
}

class Student {
   String navn;

   Kurs[] kurs = new Kurs[4];
   int antKurs;
}

Se også klassediagrammet på side 161 i læreboka.

Programmet Studentregister.java: (klikk for å laste ned programmet)

import easyIO.*;

class Studentregister {

    public static void main(String[] args) {
        Institutt institutt = new Institutt();
        institutt.meny();
    }
}

class Kurs {
    String kurskode;
    Ukedag dag;
    int tid;

    Student[] studenter = new Student[300];
    int antStudenter;

    Kurs(String kode, Ukedag dag, int tid) {
        kurskode = kode;
        this.dag = dag;
        this.tid = tid;
    }

    boolean erFullt() {
        return antStudenter == studenter.length;
    }

    void meldPåStudent(Student s) {
        studenter[antStudenter++] = s;
    }
}

class Student {
    String navn;

    Kurs[] kurs = new Kurs[4];
    int antKurs;

    Student(String navn) {
        this.navn = navn;
    }

    boolean maksKurs() {
        return antKurs == kurs.length;
    }

    void meldPåKurs(Kurs k) {
        kurs[antKurs++] = k;
    }

    void skrivTimeplan() {
        Out skjerm = new Out();
        skjerm.outln("Timeplan for " + navn);
        skjerm.outln();
        skjerm.out("tid/dag\t");

        for (String dagnavn : Ukedag.alleNavn) {
            skjerm.out(dagnavn + "\t");
        }

        skjerm.out("\n-----------------------------------");
        skjerm.outln("-----------------------------------");

        for (int tid = 8; tid < 18; tid++) {
            skjerm.out(tid, 5);
            skjerm.out(" |");

            for (int i = 0; i < antKurs; i++) {
                if (kurs[i].tid == tid) {
		    for (int j = 0; j < kurs[i].dag.nr; j++) {
			skjerm.out("\t");
		    }
		    skjerm.out(kurs[i].kurskode);
                }
            }
	    skjerm.outln();
        }
    }
}

class Institutt {
    Kurs[] kurs = new Kurs[10];
    int antKurs = 0;

    Student[] studenter = new Student[300];
    int antStudenter = 0;

    In tast = new In();
    Out skjerm = new Out();

    Institutt() {
        In fil = new In("register.txt");
        while (!fil.endOfFile()) {
            String kurskode = fil.inWord();
            int dagnr = fil.inInt();
            int tid = fil.inInt();
            Ukedag ukedag = new Ukedag(dagnr);
            kurs[antKurs++] = new Kurs(kurskode, ukedag, tid);
        }
    }

    void meny() {
        String meny =
	    "\n" +
	    "1 - meld student på kurs\n" +
	    "2 - lag timeplan for student\n" +
	    "3 - avslutt program\n" +
	    "\n" +
	    "valg: ";
        int valg = 0;

        do {
            skjerm.out(meny);
            valg = tast.inInt();
            switch (valg) {
	    case 1: registrerStudent();
                break;
	    case 2: finnStudent().skrivTimeplan();
                break;
	    case 3: // avslutter
                break;
	    default: skjerm.outln("Ukjent menyvalg");
	    }
        } while (valg != 3);  // do-while
    }

    Student finnStudent() {
        skjerm.out("Gi navn på studenten: ");
        String navn = tast.inLine();
        Student stud = null;

        for (int i = 0; i < antStudenter; i++) {
            if (navn.equals(studenter[i].navn)) {
                stud = studenter[i];
            }
        }

        if (stud == null) {
            if (antStudenter == studenter.length) {
                skjerm.outln("Kan ikke registrere flere studenter.");
            } else {
                stud = new Student(navn);
                studenter[antStudenter++] = stud;
            }
        }
        return stud;
    }

    void registrerStudent() {
        Student stud = finnStudent();

        if (stud == null) { // maks antall studenter er nådd.
            return;
        }

        skjerm.out("Oppgi kurskode (blank linje avslutter): ");
        String kurskode = tast.readLine();
        while (!kurskode.equals("")) {
            Kurs k = finnKurs(kurskode);

            if (stud.maksKurs()) {
                skjerm.outln("Studenten kan ikke følge fler kurs.");
            } else if (k == null) {
                skjerm.outln("Ukjent kurskode");
            } else if (k.erFullt()) {
                skjerm.outln("Beklager - kurset er fult!");
            } else {
                k.meldPåStudent(stud);
                stud.meldPåKurs(k);
                skjerm.outln(stud.navn + " er påmeldt " + kurskode);
            }
            skjerm.out("Oppgi kurskode (blank linje avslutter): ");
            kurskode = tast.readLine();
        }
    }

    Kurs finnKurs(String kurskode) {
        Kurs kurset = null;

        for (int i = 0; i < antKurs; i++) {
            if (kurs[i].kurskode.equals(kurskode)) {
                kurset = kurs[i];
            }
        }
        return kurset;
    }
} // end Institutt

class Ukedag {
    static String[] alleNavn = { "mandag", "tirsdag", "onsdag", "torsdag",
				 "fredag", "lørdag", "søndag" };
    String navn;
    int nr;

    Ukedag(int nr) {
	this.nr = nr;
	navn = alleNavn[nr - 1];
    }

} // end Ukedag

KJØREEKSEMPEL:

Format på innfil:
Kurs Ukedag Klokka

> more register.txt
INF1000    2     10
INF1010    3     10
INF1050    4     12
MAT1000    1     8
BIO1000    1     8

> java Studentregister
1 - meld student på kurs
2 - lag timeplan for student
3 - avslutt program

valg: 1
Gi navn på studenten: Ola
Oppgi kurskode (blank linje avslutter): INF1000
Ola er påmeldt INF1000
Oppgi kurskode (blank linje avslutter): INF1050
Ola er påmeldt INF1050
Oppgi kurskode (blank linje avslutter): MAT1000
Ola er påmeldt MAT1000
Oppgi kurskode (blank linje avslutter):

1 - meld student på kurs
2 - lag timeplan for student
3 - avslutt program

valg: 2
Gi navn på studenten: Ola
Timeplan for Ola

tid/dag mandag  tirsdag onsdag  torsdag fredag  lørdag  søndag
----------------------------------------------------------------------
    8 | MAT1000
    9 |
   10 |         INF1000
   11 |
   12 |                         INF1050
   13 |
   14 |
   15 |
   16 |
   17 |

Oppgave 9 i kap. 8 (side 176)
Det var lagt en begrensning på tidspunkter for kurs, for å gjøre utskriften av timeplan enklere.
(a) Modifiser utskriftmetoden i Student-klassen slik at flere kurs kan starte på samme klokkeslett.

(b) Modifiser metoden for å melde en student på et kurs, slik at det gis en advarsel hvis to av kursene en student har meldt seg på går på samme tidspunkt (dag og tid).

(c) Legg til en metode for å melde en student av et kurs. Pass på at du justerer tellerne antStudenter i kursobjektet og antKurs i studentobjektet.

Oppgave 10 i kap. 8 (side 176)
Ofte har et kurs øvingsgrupper. Vi antar at et kurs maksimalt har 20 øvingsgrupper (og maks. 15 studenter pr. gruppe), og at en øvingsgruppe har én dobbeltime med undervisning i uka. Du skal nå utvide programmet slik at det også kan administrere opplysninger om grupper.
(a) Tegn et nytt klassediagram hvor du får med klassen Gruppe. Et moment du må vurdere er hvorvidt Student-objektene skal ha pekere til gruppene de følger, og om gruppene skal ha pekere til studentene som følger gruppen.

(b) Fila som inneholder opplysninger om kurs må nå endres slik at den også inneholder opplysninger om hvor mange grupper kurset har, og tidspunktet for gruppeundervisningen. Definér et nytt filformat!

(c) Skriv koden for den nye Gruppe-klassen. Du må endre konstruktøren i Institutt-klassen slik at du også leser inn og registrerer grupper for hvert kurs. I tillegg må du endre metoden for å melde en student på et kurs slik at studenten også blir meldt på en undervisningsgruppe. Pass på at du får satt alle objektpekerne riktig! Til sist må også metoden for å skrive ut timeplan endres slik at også grupper skrives ut.
Oppgave 12 i kap. 8 (side 177)
Utvid Insitutt-klassen med en metode som lagrer alle opplysninger om registrerte studenter på en fil (navn, kurs, og grupper). Disse opplysningene skal lagres på fila «oppmeldinger.txt». Ved oppstart skal programmet lese denne fila (i tillegg til fila med opplysninger om kurs og grupper) hvis den finnes.
Hint: Metoden erFil(...) i In-klassen i easyIO returnerer true hvis den oppgitte parameteren er navn på en fil som kan leses.

Oppgaver til terminaltimen

Kursoppmeldingssystemet: Oppgave 9, 10, 12 i kap. 8 (side 176)
(Samme oppgaver som i punkt 4, 5, og 6 for teoritimen).
Kom i gang med Oblig 3:
Ta utgangspunkt i den versjonen av Oblig 3 du har valgt (HybelHus eller Pi), og ut fra oppgaveteksten:

(a) Finn ut et første forslag til hvilke klasser du vil ha i besvarelsen din, og hvilke variabler du vil ha i hver klasse. Tegn et UML-klassediagram.

(b) Bestem forholdene mellom klassene, dvs. hvilke klasser skal ha pekere til hvilke klasser, og hvor mange (dvs. om pekerne skal være enkle variabler eller arrayer). Navngi forholdene og sett på antall i hver ende.

(c) Begynn å skrive koden for Oblig 3, og finn ut hvilke metoder du vil ha i de ulike klassene. Til å begynne med skriver du tomme deklarasjoner (metoder uten noe kode inni) slik at du kan kompilere programmet og teste det underveis mens du skriver det. Revidér og gjenta punkt (a) til (c) inntil programmet fungerer som det skal.

NB! Det viktigste i oblig 3 er at du skriver din egen løsning selv. Det er lov å diskutere med andre hvordan du tenker å gå frem for å løse deloppgavene, men det er ikke lov å kopiere programbiter fra obliger skrevet av andre, heller ikke hvis du deretter endrer på disse programbitene. Andre typer kilder er ofte ok, men skal nevnes øverst i programmet hvis det ikke er kurs-websidene eller læreboka. Skriv også øverst hvem du evt. samarbeidet med.
(Ingen nøtt denne uka, oppgavene nevnt over er utfordrende nok!, særlig Oblig3-Pi)

Løsningsforslag
Løsningsforslagene viser én av mange mulige måter å løse disse oppgavene på.