Die vierte Programmieraufgabe

Ihr sollt in dieser Woche ein Taschenrechner-Applet schreiben. Der Clou dabei ist, dass es sich nicht um einen ganz gewöhnlichen Taschenrechner handeln soll, sondern um einen, der (ausschließlich) Umgekehrt Polnische Notation (UPN) beherrscht.

Es ist wichtig, dass ihr diesen Text hier bis zum Ende durchlest (und versteht natürlich). Bei Unklarheiten fragt einfach einen von uns.

Was ist UPN?

  3 4 +
    

  (3 + 4) * 5

  3 4 + 5 *

Den Stack bekommt ihr übrigens von uns unten geschenkt.

Historisch ist UPN durch Taschenrechner von Hewlett Packard sehr populär geworden. Auch heute noch schätzen manche Leute (wie Olaf) die einfache und problemlose Eingabe von UPN-Ausdrücken in den Taschenrechner. Andere Anwendungen von UPN sind die Programmiersprachen Forth und Postscript.

Aufgabendetails

Dein Browser kann das Java-Applet nicht ausführen, daher hier nur ein Bild:

Allerdings gibt es ein paar Dinge, die (mindestens) sein müssen:

• Es gibt Buttons für alle zehn Ziffern und den Dezimalpunkt '.'. Wenn der Benutzer auf diese Tasten klickt, werden die entsprechenden Ziffern in einem TextField angehängt.

  Den Programmcode für ein Panel mit diesen Buttons könnt ihr gleich von hier kopieren:

      /* A panel with a button for each number 1 .. 9, 0, the decimal point,
         and a '-' for negative numbers. The panel is filled
         from top to button, left to right. */
      Panel p;
      Button b;
      String[] buttonLabels = { "7", "8", "9", "4", "5", "6", "1", "2", "3", "0", 
  			      ".", "-" };
      p = new Panel();
      p.setLayout(new GridLayout(4, 3));  // Four rows and three columns.
      for(int i = 0; i < buttonLabels.length; i++)
        {
  	b = new Button(buttonLabels[i]);
  	b.addActionListener(new ActionListener() {
  	    public void actionPerformed(ActionEvent e)
  	    {
  	      /* e.getActionCommand() is the label string of the button that 
  		 generated this event. */
  		inputString += e.getActionCommand();  // Append digit.
  		inputField.setText(inputString);      // Update display.
  	    }
  	  });
  	p.add(b);
        }
  

  Damit das richtig funktioniert müsst ihr natürlich das TextField inputField nennen und den sich ansammelnden String inputString. Hier sehr ihr übrigens ein neues Layout (GridLayout), das euch vielleicht auch noch woanders nützlich sein kann.
• Damit eurer Applet erkennt, wann den der Benutzer eine Zahl vollständig zusammengeklickt hat, benötigt ihr einen Button "Enter", der bewirkt, dass die Zahl aus dem inputField/inputString gelesen (und ggf. über ungültiges Format gemeckert) und auf den Stack gepackt wird. Das TextField sollte anschließend gelöscht werden. Wird "Enter" bei leeren inputField geklickt passiert gar nichts.
• In einer TextArea wird der komplette Stackinhalt angezeigt werden. Die Stack-Klasse, die wir euch weiter unten stellen, hat bereits eine Methode, die den entsprechenden String erzeugt.
• Ein Button "CE" ermöglicht es dem Benutzer, den aktuellen Inputstring zu löschen, ein Button "C", den kompletten Stack und das inputField zugleich.
• Für die folgenden Operationen sind Buttons vorhanden. Bevor die eigentliche Operation ausgeführt wird, muss zunächst genauso verfahren werden wie nach einem Klick auf "Enter" (siehe oben), um eine eventuell noch anstehende Zahl auf den Stack zu legen. Am besten ihr ruft hier gleich eure "Enter"-Methode einmal auf.

  Operation	Auswirkung
  +	Poppe die beiden obersten Zahlen vom Stack und pushe ihre Summe zurück.
  -	Poppe die beiden obersten Zahlen vom Stack und ziehe die ehemals oberste von der ehemals zweitobersten ab. Pushe das Ergebnis auf den Stack
  * und /	Analog zu + und -
  1/x	Ersetze die obere Zahl des Stacks mit ihrem Kehrwert.
  x <-> y	Vertausche die beiden obersten Zahlen des Stacks

  Wenn bei einer Operation der Stack zu wenig Elemente enthält, müsst ihr dem Benutzer eine entsprechende (eigene) Fehlermeldung ausgeben. Das gleiche gilt für unmögliche Operationen (ArithmeticException auffangen). Beachtet: Es darf im abnahmefertigen Applet niemals eine Fehlermeldung der Java-Umgebung (im xterm) auftauchen.

• Ein guter Ort für Fehlermeldungen ist ein read-only TextField im unteren Teil eures Applets oder ihr benutzt die showStatus(String)-Methode des Applets. Vergesst dann nicht, mit der nächsten (gelungenen) Eingabe die Fehlermeldung wieder zu löschen.

Tipp: Benutzt für eine schöne Benutzeroberfläche am besten ein (hierarchisches) Arrangement von Panels, die ja alle ihren eigenen LayoutManager haben können. Also Panels stecken in Panels stecken in Panels stecken ...
Beispiel:

      Panel p1 = new Panel();
      p1.setLayout(new BorderLayout());
     
      Panel p2 = new Panel();
      p1.setLayout(new GridLayout(3, 1);  // three rows, one column
      // ... fill p2 ...

      Panel p3 = new Panel();
      // No layout set explicitely.
      // ... fill p3 ...

      p1.add("West", p2);
      p1.add("East", p3);
      p1.add("Center", someOtherPanel);
      // etc.

Die Stack-Klasse

  cp -r ~co1-001/stack ~/programs/program4

Zum Benutzen der der neuen Klasse müsst ihr am Anfang eures Applet zusätzlich ein

  import stack.*;

  Stack stack = new Stack(30);    // New stack with room for 30 entries.
  stack.push(1.5);
  stack.push(0.0);
  stack.push(23.21);

  // Get whole stack as one multi-line string and display it in our textArea.
  textArea.setText(stack.toString());

  // Pop and print everything:
  while(!stack.isEmpty())
  {
     outputArea.append("in stack: " + stack.top() + "\n"); // Look at topmost item.
     stack.pop();    // Remove from stack.
  }