 |
||||
|
Programmeermethoden 2014
Derde programmeeropgave: Life
De derde programmeeropgave van het vak
Programmeermethoden
in het najaar van 2014
heet Life;
zie ook het
achtste werkcollege,
en lees geregeld deze pagina op WWW.
Spreekuur in zalen 302 ... 309:
dinsdag 14, woensdag 15, donderdag 16,
dinsdag 28, woensdag 29, donderdag 30 oktober,
dinsdag 4, woensdag 5, donderdag 6,
dinsdag 11, woensdag 12, donderdag 13 en vrijdag 14 november 2014, van circa
15:30 tot 17:00 uur.
Voor I&E-studenten (Den Haag)
is er een vragenmiddag in zaal Paleistuin/Malieveld op donderdag 13 november 2014, 14:00-17:00 uur.
De opgave
Het is de bedoeling om een C++-programma te maken dat de gebruiker in staat stelt Life te spelen via een menu-systeem. Dat betekent dat de gebruiker van het programma kan kiezen uit een aantal mogelijkheden, de zogeheten opties. Er is één submenu, waarin ook weer enkele opties zijn. De bedoeling is dat het hele menu op één regel staat, onder de wereld (zie verderop).De opties worden gekozen door de eerste letter van de betreffende optie in te toetsen (gevolgd door Enter), bijvoorbeeld een s of S om te stoppen. Uiteraard wordt een en ander duidelijk en ondubbelzinnig aan de gebruiker meegedeeld. Gebruik geen recursie!
Alle door de gebruiker
ingetoetste symbolen moeten gecontroleerd worden, dat wil zeggen dat
er binnen redelijke grenzen geen foute invoer geaccepteerd wordt.
Zo zal het intoetsen van bijvoorbeeld q of & in het hoofdmenu genegeerd worden.
Verder moet bij getalleninvoer karakter voor
karakter ingelezen worden
(met cin.get ( );
als je elders ook nog cin >> ... gebruikt
krijg je overigens
soms problemen met "hangende Enter's"; gebruik dus overal
cin.get ( )). Er moet ook op gelet worden
dat er geen te grote getallen worden ingevoerd.
Schrijf dus een geschikte functie leesgetal die de gelezen karakters
(cijfers) omzet in een getal
(tip: negeer alle "voorloop-Enter's"; verwerk alles tot en met de eerstvolgende enter,
en maak hiervan zo goed mogelijk een getal, van een maximale grootte;
zo kan abc123defg999h, als je een getal kleiner dan 10000
wilt, bijvoorbeeld verwerkt worden tot 1239),
en een functie leesoptie
die netjes één karakter inleest en Enter's afhandelt!
Aan de gebruiker mogen "redelijke" beperkingen worden gevraagd,
bijvoorbeeld dat de in te voeren getallen maximaal vier cijfers hebben.
Het programma moet dan echter wel bestand zijn tegen pogingen
meer dan vier cijfers in te voeren. Ook het invoeren van
letters in plaats van cijfers moet geen problemen opleveren.
Houd het simpel!
Life is een cellulaire automaat,
in 1970 bedacht door John Horton Conway. Zie
verder het college,
Wikipedia of
hier,
en
Johan Bontes' implementatie,
met voorbeeldpatronen.
In een 2-dimensionaal (zeg) 1000 bij 1000 rooster, de wereld,
beginnen we
met een eindig aantal levende vakjes oftewel cellen.
Een levend vakje met minder dan 2 of meer dan 3 buren van de 8 (horizontaal, verticaal en diagonaal) gaat dood
(uit eenzaamheid of juist overbevolking),
met precies 2 of 3 levende buren overleeft het.
In een dood vakje met precies 3 levende buren ontstaat leven.
Dit leidt tot de volgende generatie. Let erop dat dit voor alle vakjes
tegelijk gebeurt!
Eigenlijk moet het geheel zich afspelen op een oneindig rooster, maar we kiezen voor
de eindige variant. Om moeilijkheden te voorkomen, spreken we af dat de rand van onze wereld altijd
uit dode cellen blijft bestaan.
De gebruiker ziet altijd een klein gedeelte van de wereld,
de view geheten. Steeds staan de coordinaten van het punt linksboven genoemd.
De hoogte en breedte van de view zijn constanten, bijvoorbeeld 25 en 80.
Liefhebbers mogen ze eventueel wijzigen in het parameter-submenu.
In het hoofdmenu zijn de volgende opties aanwezig:
- Stoppen.
- Schoon. Maak de view leeg (alle cellen gaan dood).
- Verschuif de view naar links, boven, rechts, of onder.
- Parameters. Dit leidt tot een submenu om de parameters in te stellen.
- Random. Vul de view met random dode en levende cellen. De rest van de wereld blijft onveranderd.
- Glidergun. Vul de view met een glidergun.
- Spiegel. De wereld wordt gespiegeld in de "hoofddiagonaal".
- Een. Er wordt één generatie gedaan.
- Gaan. Er worden een hele serie generaties gedaan — en allemaal getoond (zonder Enter's).
- Statistiek. Hier worden statistieken gegenereerd.
Er zijn verschillende parameters, in te stellen via het gelijknamige submenu:
- De verschuivings-stapgrootte van de view. Deze parameter wordt gebruikt als de view in één van de vier richtingen verschuift. Beeld de echte rand van de wereld ook duidelijk af, zodra deze in beeld is.
- Het percentage cellen dat levend moet zijn bij de optie Random (bij benadering).
- De twee verschillende karakters die op het scherm gebruikt worden voor levende en dode cellen.
Bij de optie Statistiek kan de gebruiker in een uitvoerfile (zeg stats.txt) eenvoudige statistieken genereren, voor een gekozen begin-configuratie. Op één regel van de uitvoerfile komt steeds het nummer van de generatie te staan, gevolgd door het aantal levende cellen. Zie bij het achtste werkcollege hoe je een grafiek hiervan met behulp van LaTeX in het verslag krijgt.
De bedoeling is een klasse (class) Wereld te maken, met daarin onder meer functies die ieder voor zich een menuoptie afhandelen. De parameters zijn typisch membervariabelen. Gebruik nog geen eigen headerfiles, alles moet deze keer in één file staan.
Opmerkingen
Gebruik geschikte (member)functies.
Bij deze opgave mogen bij
elke functie (zelfs main) tussen begin-{ en
eind-} hooguit circa 30 niet al te volle regels staan!
Elke functie dient van commentaar voorzien te zijn, bij voorkeur
één regel boven de functie.
Let op goed parametergebruik: alle parameters, met uitzondering van membervariabelen, in de heading doorgeven, en de
variabele-declaraties zowel bij main als bij de
andere functies aan het begin.
De enige te gebruiken headerfiles zijn in principe
iostream, fstream, cstdlib en string.
Zeer ruwe indicatie voor de lengte van het C++-programma: 500 regels.
Denk aan het infoblokje.
Uiterste inleverdatum: vrijdag 14 november 2014, 17:00 uur.
Manier van inleveren:
- Digitaal de C++-code
inleveren: stuur een email naar
pm@liacs.leidenuniv.nl.
Stuur geen executable's, lever alleen de C++-file digitaal in! Noem deze bij voorkeur zoiets als jansentilanus3.cc, dit voor de derde opdracht van het duo Jansen-Tilanus. De laatst voor de deadline ingeleverde versie wordt nagekeken. - En ook een papieren versie van het verslag
(inclusief de C++-code) deponeren
in de speciaal daarvoor bestemde doos "Programmeermethoden" in de postkamer
van Informatica, kamer 156 van het Snellius-gebouw.
I&E-studenten (Den Haag) mogen de pdf-versie per email meesturen.
Overal duidelijk datum en namen van de (maximaal twee) makers vermelden, in het bijzonder als commentaar in de eerste regels van de C++-code.
Het verslag (uiteraard weer in LaTeX, zie de eerdere opgaven) moet het volgende bevatten: een beschrijving van het programma (waarin Life kort maar duidelijk wordt uitgelegd), een klein eigen onderzoekje waarin een interessante Life-configuratie (bijvoorbeeld van internet; uiteraard met een nette referentie en een plaatje, en een grafiekje; gebruik de optie Statistiek) wordt bestudeerd, een beschrijving van punten waarop het programma faalt (indien van toepassing), en een tabel met gewerkte uren, uitgesplitst per week en per persoon. Geef ook minstens één andere referentie, bijvoorbeeld naar werk van Conway. Zie hier hoe je een plaatje verwerkt, en hoe een referentie gemaakt wordt (en zo ziet dat eruit).
