Aufgabe 1 Aufgabe 2 - GIS-Management

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FACHHOCHSCHULE STUTTGART - HOCHSCHULE FÜR TECHNIK
STUDIENGANG VERMESSUNG UND GEOINFORMATIK
LEISTUNGSNACHWEIS IM WINTER-SEMESTER 2004/05 FÜR DAS H AUPTDIPLOM
g) Erläutern Sie den Begriff Basisklassenzeiger!
FACH: Programmieren von GIS-Applikationen NAME:
DATUM: 25. Jan. 2005 SEMESTER: V7
ZEIT: 11:00 – 13:00
PRÜFER: Prof. Dr. Behr
HILFSMITTEL: Literatur, Skripte, keine Rechner (PCs, Laptops etc.) mit Software
ANLAGEN: –
Rechenwege, Formeln, Zwischenergebnisse etc. sind mit anzugeben!
Aufgabe 1
Aufgabe 1.1
Erläuterungen, Definitionen
a) Erläutern Sie den folgenden Funktionskopf bezüglich Klassenzugehörigkeit,
Ergebnisdatentyp, Übergabeparameter
CComplexInt CComplexInt::operator>(const CComplexInt & rhs)
h) Erläutern Sie den Begriff dynamisches Binden!
Aufgabe 1.2
Verständnisfragen
Jedes richtige Kreuz ergibt einen Pluspunkt, jedes falsche Kreuz einen Minuspunkt! Die Summe
kann aber nicht negativ werden...
Eine Klasse heißt abstrakt, wenn
a) keine Objektinstanz vorstellbar ist
b) sie mindestens eine rein virtuelle Methode besitzt
c) sie keinen konkreten Algorithmus enthält
d) niemand weiß wozu man sie gebrauchen kann.
Die öffentliche Schnittstelle einer Klasse besteht aus
a) polymorphen Ringen,
b) den protected-Elementen der Klasse oder
c) den public-Elementen oder
d) durchlässigen Stellen in konzentrischen Kreisen.
A sei die Oberklasse und B die davon abgeleitete Unterklasse. Welche Aussage stimmt:
b) In einer Diskussion über Geoinformatik schnappen Sie die Begriffe CSV und CVS auf.
Erläutern Sie kurz diese Begriffe!
c) Was verstehen Sie unter Regulären Ausdrücken?
d) Geben Sie einen Regulären Ausdruck an, der die Nachnamen „Mayer“ und „Mayr“ findet!
e) Geben Sie einen Regulären Ausdruck an, der "100" und "1000" usw. aber nicht "1" findet!
e) A besitzt meistens mehr Methoden und weniger Variablen als B
f) A besitzt meistens weniger Methoden und dafür aber mehr Variablen als B
g) Im UML-Diagramm zeigt die Spitze des Pfeils zwischen A und B auf A
h) Im UML-Diagramm muss am Ende der Verbindungslinie zwischen A und B eine Raute sein.
Wenn Sie beabsichtigen, eine Klasse A als Basisklasse für andere Klassen einzusetzen,
dann gilt:
a) die abgeleitete Klasse muss unbedingt einen eigenen Konstruktor definieren
b) mindestens ein Element von A sollte protected sein
c) der Destruktor von A sollte als virtual deklariert sein.
d) die Klasse muss mittels class parent A deklariert werden
f) Wodurch wird die Plattformunabhängigkeit bei .NET erreicht? (kurze Antwort)
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Aufgabe 2
(72 Punkte)
Das Desktop-GIS MapInfo Professional kann Daten im sog. MIF-Format an andere GI-Systeme
übergeben. Die grafischen Daten werden in einer Datei mit der Extension .mif, die Sachdaten
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werden in einer Datei mit der Extension .mid gespeichert. Sachdaten werden durch ein
Trennzeichen getrennt.
Eine MIF-Datei (siehe unten und auch letzte Seite) besteht aus zwei Bereichen: dem Dateiheader
(sechs Zeilen umfassend) und dem Datenbereich (ab dem Schlüsselwort Data, in dem sich die
Definitionen der grafischen Objekte befinden
Version 300
Charset "WindowsLatin1"
Delimiter ","
CoordSys Earth Projection 8, 1000, "m", 9, 0, 1, 3500000, 0 Bounds
(3400000.0, 5400000,0) (3600000.0, 5600000.0)
Columns 1
Type Char(20)
Data
Point 3455887.3 5429803.92
Symbol (35,0,12)
...
Aufgabe 2.1
a) Was ist die Bedeutung der Zeile:
Delimiter ","
Denken Sie dabei an das CSV-Format!
b) Was ist die Bedeutung der Zeile:
Verständnisfragen (7 Punkte)
CoordSys Earth Projection 8, 1000, "m", 9, 0, 1, 3500000, 0 Bounds
(3400000.0, 5400000,0) (3600000.0, 5600000.0)
zu entwerfen. Beachten Sie beim Entwurf, dass diese Klasse als Basisklasse für andere Klassen
dienen soll!
Folgende Methoden sind zu implementieren:
? Standard-Konstruktor einschließlich Initialisierung,
? zusätzlicher Konstruktor (z. B. mit Vorgaben für Rechtswert, Hochwert des Zentroids)
? Destruktor (virtuell),
? set- und get-Funktionen für die Eigenschaft Darstellungsstil
? Ausgabefunktion.
Die Ausgabefunktion ist als rein virtuelle Funktion zu deklarieren, d. h. dass sie in abgeleiteten
Klassen überschrieben werden muss. Die Klasse wird somit zu einer abstrakten Basisklasse.
Aufgabe 2.3
Implementierung der Klasse CPoint (11 Punkte)
Für ein Punktobjekt sind zwei Angaben erforderlich: ein Rechtswert (X-Koordinate) und ein
Hochwert (Y-Koordinate). Daneben besteht die die Möglichkeit, das Symbol festzulegen, das zur
Darstellung des Punktobjektes verwendet wird.
Point 3455887.3 5429803.92
Symbol (35,0,12)
Leiten Sie nun von der Klasse CGraphicObject eine Klasse CPoint ab mit den Eigenschaften
1. Rechts- und
2. Hochwert
3. einem parametrisierten Konstruktor (mit Rechts- und Hochwert sowie Darstellungsstil als
Parameter) unter Nutzung einer Initialisiererliste einschließlich Setzen der Zentroid-
Koordinaten sowie einer
4. Ausgabefunktion für alle Eigenschaften der Klasse (dezimal, zwei Nachkommastellen)
Welche Elemente können Sie erkennen / interpretieren?
c) Was ist die Bedeutung der folgenden Zeilen:
Aufgabe 2.4
Implementierung der Klasse CLine (optional, 10 Punkte)
– optional –
Columns 1
Type Char(20)
Aufgabe 2.2
Implementierung der Basisklasse (18 Punkte)
Als Ausgangspunkt zur Übernahme der Geodaten in eine C++-Applikation ist eine Klasse
CGraphicObject mit den Membervariablen
Für eine Linie sind vier Angaben erforderlich: eine X-Koordinate und eine Y-Koordinate für jeden
Endpunkt. Optional kann der Linientyp durch einen "Stift" (= PEN) angegeben werden.
Line 3516202.87 5445008.99 3513000.4 5404202.38
Pen (1,2,0)
Leiten Sie nun von der Klasse CGraphicObject eine weitere Klasse CLine mit den notwendigen
Eigenschaften ab. Ein parametrisierter Konstruktor soll alle notwendigen Parameter (d. h. die
vier Koordinatenwerte und Stilangabe) als Übergabewerte erhalten und die Zentroid-Koordinaten
setzen.
? Zentroid-Rechtswert (double) und
? Zentroid-Hochwert (double) 1
? Darstellungsstil (string, ohne Zerlegung in die jeweiligen Bestandteile!)
Aufgabe 2.5
Implementierung der Klasse CPolyline (16 Punkte)
1 Ein Zentroid ist ein (fiktiver) Punkt, der im Inneren eines Objektes liegt.
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Eine Polylinie besteht aus einem Abschnitt oder mehreren Abschnitten. In unserem Beispiel
beschränken wir uns auf den einfachen Fall: Es wird die Anzahl der Stützpunkte und, pro
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Stützpunkt, eine X-Koordinate und eine Y-Koordinate angegeben. Dann erfolgt die Angabe des
Linientyps.
Pline 5
3456688.2 5429308.32
3468949.91 5430766.37
3492968.6 5440463.19
3503290.26 5438237
3516202.87 5445008.99
Pen (1,2,0)
Entwerfen Sie nun, ausgehend von der Klasse CGraphicObject, eine weitere Klasse
CPolyline mit den notwendigen Eigenschaften.
Bedenken Sie dabei, dass die Anzahl der Stützpunkte beliebig groß sein kann! Welche
Datenstruktur ist zweckmäßig?
1. Deklarieren Sie eine entsprechende Datenstruktur.
2. Begründen Sie kurz Ihre Entscheidung.
Ein parametrisierter Konstruktor soll alle notwendigen Parameter als Übergabewerte erhalten
und die Zentroid-Koordinaten setzen.
Aufgabe 2.6
Datei-Verarbeitung (20 Punkte)
Der Programmcode dieser Teilaufgabe ist durch einen try ... catch-Block abzusichern!
Schreiben Sie einen Programmabschnitt, der eine .mif-Datei mit Namen test.mif öffnet (siehe
Anlage). Kontrollieren Sie das erfolgreiche Öffnen der Datei.
Auf die Auswertung der ersten 8 Zeilen wird verzichtet. Überlesen Sie diese, ohne den Inhalt
auszuwerten.
Lesen und verarbeiten Sie den Datenabschnitt solange, bis das Dateiende erreicht wird.
Hinweis: Das wird das Dateiende erreicht, liefert die Methode eof() des Streamobjekts den Wert
true zurück.
Aufgabe 2.7
(optionale Zusatzaufgabe, 8 Punkte)
Schreiben Sie eine Funktion, die alle Punkte in eine ASCII-Datei im CSV-Format 2 ausgibt. Sie
können dabei davon ausgehen, dass alle notwendigen get-Funktionen verfügbar sind (auch wenn
nicht alle implementiert sind).
Aufgabe 3
Template-Funktionen (8 Punkte)
In einer Bibliothek stehen verschiedene Template-Funktionen zur Verfügung:
template
void tausche (T2 & a, T2 & b)
{
const T2 tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}
template
void bubblesort (F &feld, int anzahl)
{
for (int k=anzahl; k > 1; k --)
{
for (int i=0; i < k-1; i ++)
{
if (feld [i] < feld [i+1])
{
tausche (feld[i], feld[i+1]);
}
};
};
};
Die Nutzung dieser Templates für die Sortierung von Punktdaten setzt bestimmte Methoden in der
Klasse CPoint voraus.
1. Um welche zwei Methoden (Operator-Funktionen) handelt es sich?
2. Implementieren Sie eine dieser Methoden für die Klasse CPoint!
Für die einzelnen, eingelesenen Objekte (Geometrie und Stilangabe) legen Sie mit new
entsprechende Objekte der jeweiligen Klasse an. In ein Feld (oder Vector) mit
Basisklassenzeigern tragen Sie die Zeiger auf diese Objekte ein.
Danach schließen Sie die Datei.
Aufgabe 4
Aufgabe 4.1
Windows-Programmierung
(15 Punkte)
a) Was versteht man bei Windows-Programmen unter "Ereignissen"?
Nennen Sie zwei bis drei typische Ereignisse und die entsprechenden, in Windows-
Programmen verwendeten Bezeichner!.
2 Einzelne Datenfelder sind dabei durch ein Trennzeichen, wie das Komma, getrennt.
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b) Wie werden diese in einem Windows-API-Programm verarbeitet?
c) Wie werden diese in einem MFC-basierten-Programm verarbeitet?
d) Erläutern Sie das Prinzip der Dokument-Ansicht-Architektur!
e) Was verstehen Sie unter Serialisierung?
Aufgabe 4.2
Zusatzaufgabe (5 Punkte)
Was sind Eigenschaften einer Fensterklasse?
Was ist bei einer Windows-Applikation die Aufgabe einer Fensterprozedur?
Aufgabe 4.3
Einfach Windows-MFC-Applikation (16 Punkte)
Erläutern Sie das nachfolgende Windows-Programm bezüglich folgender Aspekte:
? Klassen, ihre Abhängigkeiten von anderen Klassen, ihre Methoden und Eigenschaften
? Nachrichtenverarbeitung und Ereignis-Behandlungs-Funktionen (Callback-Funktionen)
? Funktionalität
? Variable prg01
#include
class CTopWindow : public CFrameWnd
{
public:
CTopWindow() {Create(NULL,_T("GIS"));}
protected:
void OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point);
DECLARE_MESSAGE_MAP();
};
BEGIN_MESSAGE_MAP(CTopWindow, CFrameWnd)
ON_WM_LBUTTONDOWN()
END_MESSAGE_MAP()
void CTopWindow::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
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CClientDC dc(this);
char str[30] = "Punkt erfasst!";
dc.TextOut(point.x, point.y, str, strlen(str));
CFrameWnd::OnLButtonDown(nFlags, point);
}
class CGIS : public CWinApp
{
public:
virtual BOOL InitInstance();
};
BOOL CGIS::InitInstance()
{
m_pMainWnd = new CTopWindow();
m_pMainWnd->ShowWindow(m_nCmdShow);
return TRUE;
}
CGIS prg01;
Aufgabe 4.4
MFC (10 Punkte)
Bei der Analyse des obigen Programms stoßen Sie auf die Basisklasse CWinApp und analysieren
ihre Deklaration (siehe nachfolgenden Abschnitt).
1. Interpretieren Sie die Klassendeklaration. Welche Elemente / Abschnitte können Sie
benennen?
2. Nehmen Sie dabei Bezug auf die Variablen, Abläufe, Vorgaben usw. der API-basierten
Windows-Programmierung!
Tragen Sie entsprechende Erläuterungen direkt in den Source ein!
class CWinApp : public CWinThread
{
public:
CWinApp(LPCTSTR lpszAppName = NULL);
// Startup args (do not change)
HINSTANCE m_hInstance;
HINSTANCE m_hPrevInstance;
LPTSTR m_lpCmdLine;
int m_nCmdShow;
LPCTSTR m_pszAppName; // human readable name
LPCTSTR m_pszRegistryKey; // used for registry entries
CDocManager* m_pDocManager;
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// app name defaults to EXE name
public: // set in constructor to override default
LPCTSTR m_pszExeName; // executable name (no spaces)
LPCTSTR m_pszHelpFilePath; // default based on module path
LPCTSTR m_pszProfileName; // default based on app name
// Initialization Operations - should be done in InitInstance
protected:
void LoadStdProfileSettings(UINT nMaxMRU = _AFX_MRU_COUNT); // load MRU
file list and last preview state
...
public:
// Cursors
HCURSOR LoadCursor(LPCTSTR lpszResourceName) const;
};

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Aufgabe 4.5
Implementierung einer Anwendungsklasse (10 Punkte)
1) An welcher Stelle wird der Event „Datei öffnen“ ausgewertet? Welche Funktion wird gerufen?
(Bitte markieren)
2) An welcher Stelle wird das Applikationsobjekt geschaffen? Wie heißt es (markieren)?
3) An welcher Stelle wird die Class Id zur Nutzung der COM-Technologie festgelegt?
4) An welcher Stelle wird der Fensterinhalt angezeigt? Durch welche Methode (markieren)?
5) Markieren Sie den Konstruktor!
6) Was steckt hinter MRU?
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMdimapApp, CWinApp)
//{{AFX_MSG_MAP(CMdimapApp)
ON_COMMAND(ID_APP_ABOUT, OnAppAbout)
ON_COMMAND(ID_FILE_OPEN, OnFileOpen)
//}}AFX_MSG_MAP
// Standard file based document commands
ON_COMMAND(ID_FILE_NEW, CWinApp::OnFileNew)
ON_COMMAND(ID_FILE_OPEN, CWinApp::OnFileOpen)
END_MESSAGE_MAP()
CMdimapApp::CMdimapApp() { }
CMdimapApp theApp;
static const CLSID BASED_CODE clsid =
{ 0xae8b3fc0, 0xf801, 0x11ce, { 0xbd, 0x29, 0x0, 0xaa, 0x0, 0x59, 0x4a,
0xd7 } };
DMapInfo mapinfo;
BOOL CMdimapApp::InitInstance()
{
LoadStdProfileSettings(); // Load standard INI file options
(including MRU)
CMainFrame* pMainFrame = new CMainFrame;
if (!pMainFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME))
return FALSE;
m_pMainWnd = pMainFrame;
3) An welcher Stelle wird die Statuszeile angelegt?
4) Was ist die Toolbar? Wie wird ihr Aussehen definiert?
5) Markieren Sie den Konstruktor!
static UINT BASED_CODE indicators[] =
{
ID_SEPARATOR,
ID_INDICATOR_CAPS,
ID_INDICATOR_NUM,
};
CMainFrame::CMainFrame() { }
CMainFrame::~CMainFrame() { }
int CMainFrame::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct)
{
if (!m_wndToolBar.Create(this) ||
!m_wndToolBar.LoadBitmap(IDR_MAINFRAME) ||
!m_wndToolBar.SetButtons(buttons,
sizeof(buttons)/sizeof(UINT)))
{
return -1; // fail to create
}
}
if (!m_wndStatusBar.Create(this) ||
!m_wndStatusBar.SetIndicators(indicators,
sizeof(indicators)/sizeof(UINT)))
{
return -1; // fail to create
}
return 0;
}
pMainFrame->ShowWindow(m_nCmdShow);
pMainFrame->UpdateWindow();
return TRUE;
Aufgabe 4.6
Verständnis für die Implementierung einer Fensterklasse
1) An welcher Stelle werden die Statusindikatoren definiert?
2) An welcher Stelle werden sie zur Anzeige gebracht?
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Implementierung der Klasse CGraphicObject
GraphicObject.h
Implementierung der Klasse CPoint
Point.h
GraphicObject.cpp
Point.cpp
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Implementierung der Klasse CLine
Implementierung der Klasse CPolyline (Aufgabe 2.5)
Line.h
Polyline.h
Line.cpp
Polyline.cpp
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Datei-Handling, Basisklassenzeiger (Aufgabe 2.6)
Anlage: Beispieldatei im mif-Format
Version 300
Charset "WindowsLatin1"
Delimiter ","
CoordSys Earth Projection 8, 1000, "m", 9, 0, 1, 3500000, 0 Bounds (3400000.0,
5400000,0) (3600000.0, 5600000.0)
Columns 1
Type Char(20)
Data
Point 3455887.3 5429803.92
Symbol (35,0,12)
Point 3512705.31 5404702.08
Symbol (35,0,12)
Point 3516206.32 5372899.37
Symbol (35,0,12)
Point 3516202.87 5445008.99
Symbol (35,0,12)
Line 3516202.87 5445008.99 3513000.4 5404202.38
Pen (1,2,0)
Line 3513000.4 5404202.38 3516206.32 5372899.37
Pen (1,2,0)
Pline 9
3455887.3 5429803.92
3460753.91 5425875.34
3473862.85 5419059.64
3478292.49 5419707.81
3484352.19 5416685.2
3489932.89 5409296
3501836.64 5406055.63
3509766.57 5407676.9
3513000.4 5404202.38
Pen (1,2,0)
Pline 5
3456688.2 5429308.32
3468949.91 5430766.37
3492968.6 5440463.19
3503290.26 5438237
3516202.87 5445008.99
Pen (1,2,0)
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