This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="utf-8" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" /><meta name="generator" content="Docutils 0.17.1: http://docutils.sourceforge.net/" />
<meta content="metadata description" lang="en" name="description" xml:lang="en" />
<meta content="description des métadonnées" lang="fr" name="description" xml:lang="fr" />
<meta content="Sphinx, MyST" name="keywords" />
<meta content="en_US" property="og:locale" />
<title>04 - Modularisieren von C Code — SNP Labs documentation</title>
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="../_static/pygments.css" />
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="../_static/alabaster.css" />
<script data-url_root="../" id="documentation_options" src="../_static/documentation_options.js"></script>
<script src="../_static/jquery.js"></script>
<script src="../_static/underscore.js"></script>
<script src="../_static/doctools.js"></script>
<link rel="index" title="Index" href="../genindex.html" />
<link rel="search" title="Search" href="../search.html" />
<link rel="next" title="05 - Arrays/Strings/TicTacToe" href="../P05_TicTacToe/README.html" />
<link rel="prev" title="03 - Bit Operationen, Struct, Typedef" href="../P03_Bit_Operation_struct_typedef/README.html" />
<link rel="stylesheet" href="../_static/custom.css" type="text/css" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=0.9, maximum-scale=0.9" />
</head><body>
<div class="document">
<div class="documentwrapper">
<div class="bodywrapper">
<div class="body" role="main">
<section class="tex2jax_ignore mathjax_ignore" id="modularisieren-von-c-code">
<h1>04 - Modularisieren von C Code<a class="headerlink" href="#modularisieren-von-c-code" title="Permalink to this headline">¶</a></h1>
<p><img alt="" src="../_images/modularisieren_von_c_code.JPG" /></p>
<hr class="docutils" />
<section id="ubersicht">
<h2>1. Übersicht<a class="headerlink" href="#ubersicht" title="Permalink to this headline">¶</a></h2>
<p>In diesem Praktikum üben Sie modulare Programmierung indem Sie ein
Java Programm (bestehend aus drei Java Files) in ein entsprechendes C
Programm aus drei Modulen (aus je einem Header- und Implementations-
File) übersetzen. Sie passen das Makefile so an, dass die
entsprechenden Module mit kompiliert werden.</p>
<p>In der zweiten Aufgabe erstellen Sie Makefile Regeln für die drei
Schritte von den C Source Files zur graphischen Darstellung der
Abhängigkeiten.</p>
<p><img alt="" src="../_images/uebersicht.png" /></p>
<p>Im Anhang ist eine Übersicht über die verwendeten File Formate gegeben.</p>
</section>
<section id="lernziele">
<h2>2. Lernziele<a class="headerlink" href="#lernziele" title="Permalink to this headline">¶</a></h2>
<p>In diesem Praktikum lernen Sie die Handgriffe um ein Programm zu modularisieren, d.h. in mehrere Module aufzuteilen.</p>
<ul class="simple">
<li><p>Sie wissen, dass ein Modul aus einem C-File und einem passenden
H-File besteht.</p></li>
<li><p>Sie können Header Files korrekt strukturieren.</p></li>
<li><p>Sie deklarieren im Header-File die öffentlichen Typen und Funktionen
eines Moduls.</p></li>
<li><p>Sie wissen wie <strong>Include Guards</strong> anzuwenden sind.</p></li>
<li><p>Sie können Module im <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Makefile</span></code> zur Kompilation hinzufügen.</p></li>
<li><p>Sie können <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Makefile</span></code> Regeln schreiben.</p></li>
</ul>
<p>Die Bewertung dieses Praktikums ist am Ende angegeben.</p>
<p>Erweitern Sie die vorgegebenen Code Gerüste, welche im <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">git</span></code>
Repository <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">snp-lab-code</span></code> verfügbar sind.</p>
</section>
<section id="aufgabe-1-modularisieren">
<h2>3. Aufgabe 1: Modularisieren<a class="headerlink" href="#aufgabe-1-modularisieren" title="Permalink to this headline">¶</a></h2>
<p>Das zu ergänzende Programm dep2dot hat folgende Funktionalität:</p>
<p>Ergänzen Sie in <strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">modularize/src</span></code></strong> den Code in <strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">triangle.c</span></code></strong>,
<strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">read.h</span></code></strong>, <strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">read.c</span></code></strong>, <strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">rectang.h</span></code></strong> und <strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">rectang.c</span></code></strong> so
dass die Tests erfolgreich durchlaufen. Die C Implementation soll
dieselbe Funktionalität haben wie die gegebenen Java Files. Lehnen Sie
sich so nahe wie möglich an die Java Files an.</p>
<ol class="arabic simple">
<li><p>In den Header-Files implementieren Sie den Include-Guard und
deklarieren Sie die öffentlichen Funktionen und gegebenenfalls
<strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">#define</span></code></strong>.</p></li>
<li><p>In den Implementations-Files implementieren Sie die Funktionen.</p></li>
</ol>
<p>Die drei Java Files liegen in <strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">modularize/java</span></code></strong>.</p>
<section id="tipps">
<h3>Tipps<a class="headerlink" href="#tipps" title="Permalink to this headline">¶</a></h3>
<ul class="simple">
<li><p>Implementieren Sie die Symbole welche vollständig in Grossbuchstaben
geschrieben sind als <strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">#define</span></code></strong>.</p></li>
<li><p><strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">EOF</span></code></strong> kommt schon aus <strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">stdio.h</span></code></strong> und sollte deshalb nicht
mehr definiert werden.</p></li>
<li><p>Jene <strong><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">#define</span></code></strong> welche von andern Modulen verwendet werden
kommen ins Header-File, die andern ins Implementations-File.</p></li>
<li><p>Ein Grossteil des Java Codes aus den Methoden Bodies kann
eins-zu-eins in C übernommen werden. Listen Sie auf welche
Unterschiede es gibt:</p></li>
</ul>
<table>
<style>
table, th, td {
border: 1px solid black;
border-collapse: collapse;
}
table th:first-of-type {
width: 50%;
}
table th:nth-of-type(2) {
width: 50%;
}
</style>
<tr><th>Java</th><th>C</th></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="kt">byte</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="kt">boolean</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="kc">true</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="kc">false</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span>System.out.print(…)
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span>System.out.println(…)
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="n">System</span><span class="p">.</span><span class="na">in</span><span class="p">.</span><span class="na">read</span><span class="p">()</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="kt">byte</span><span class="o">[]</span> <span class="n">buffer</span> <span class="o">=</span> <span class="k">new</span> <span class="kt">byte</span><span class="o">[</span><span class="n">BUFFERSIZE</span><span class="o">]</span><span class="p">;</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span>public class rectang {
public boolean Rectangular(…)
{ … }
}
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="kd">public</span> <span class="kd">class</span> <span class="nc">read</span> <span class="p">{</span>
<span class="kd">public</span> <span class="kt">int</span> <span class="nf">getInt</span><span class="p">(...)</span>
<span class="kd">throws</span> <span class="n">java</span><span class="p">.</span><span class="na">io</span><span class="p">.</span><span class="na">IOException</span>
<span class="p">{</span> <span class="p">...</span> <span class="p">}</span>
<span class="p">}</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="kd">class</span> <span class="nc">triangle</span> <span class="p">{</span>
<span class="kd">public</span> <span class="kd">static</span> <span class="kt">void</span> <span class="nf">main</span><span class="p">(</span><span class="n">String</span><span class="o">[]</span> <span class="n">args</span><span class="p">)</span>
<span class="kd">throws</span> <span class="n">java</span><span class="p">.</span><span class="na">io</span><span class="p">.</span><span class="na">IOException</span>
<span class="p">{</span> <span class="p">...</span> <span class="p">}</span>
<span class="p">}</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="n">read</span> <span class="n">ReadInt</span> <span class="o">=</span> <span class="k">new</span> <span class="n">read</span><span class="p">();</span>
<span class="p">...</span>
<span class="n">word</span> <span class="o">=</span> <span class="n">ReadInt</span><span class="p">.</span><span class="na">getInt</span><span class="p">(</span><span class="n">MAX_NUMBER</span><span class="p">);</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-Java notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="n">rectang</span> <span class="n">Rect</span> <span class="o">=</span> <span class="k">new</span> <span class="n">rectang</span><span class="p">();</span>
<span class="p">...</span>
<span class="k">if</span> <span class="p">(</span><span class="n">Rect</span><span class="p">.</span><span class="na">Rectangular</span><span class="p">(</span><span class="n">a</span><span class="p">,</span> <span class="n">b</span><span class="p">,</span> <span class="n">c</span><span class="p">)</span> <span class="o">==</span> <span class="kc">true</span><span class="p">)</span> <span class="p">{</span> <span class="p">...</span> <span class="p">}</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
<tr><td>
<div class="highlight-default notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="n">System</span><span class="o">.</span><span class="n">out</span><span class="o">.</span><span class="n">println</span><span class="p">(</span>
<span class="s2">"-> Dreieck "</span> <span class="o">+</span> <span class="n">a</span> <span class="o">+</span> <span class="s2">"-"</span> <span class="o">+</span> <span class="n">b</span> <span class="o">+</span> <span class="s2">"-"</span> <span class="o">+</span> <span class="n">c</span>
<span class="o">+</span> <span class="s2">" ist rechtwinklig"</span><span class="p">);</span>
</pre></div>
</div>
</td><td></td></tr>
</table>
</section>
</section>
<section id="aufgabe-2-makefile-regeln">
<h2>4. Aufgabe 2: Makefile Regeln<a class="headerlink" href="#aufgabe-2-makefile-regeln" title="Permalink to this headline">¶</a></h2>
<p>Die folgenden drei Schritte erstellen von einem C Source File eine
graphische Darstellung der Abhängigkeiten:</p>
<ol class="arabic simple">
<li><p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">gcc</span> <span class="pre">...</span> <span class="pre">-H</span> <span class="pre">..</span> <span class="pre">file.c</span> <span class="pre">...</span> <span class="pre">2></span> <span class="pre">file.dep</span></code> (Regeln im Makefile bereits vorhanden)</p></li>
<li><p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dep2dot</span> <span class="pre">file.c</span> <span class="pre"><file.dep</span> <span class="pre">>file.dot</span></code> (in dieser Aufgabe zu erstellen)</p></li>
<li><p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dot</span> <span class="pre">-Tpng</span> <span class="pre">file.dot</span> <span class="pre">>file.png</span></code> (in dieser Aufgabe zu erstellen)</p></li>
</ol>
<p>Sie sollen für die Compiler-ähnlichen Programme <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dep2dot</span></code> und <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dot</span></code>
Makefile Regeln schreiben.</p>
<p><img alt="" src="../_images/uebersicht.png" /></p>
<p>Das Programm <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dep2dot</span></code> hat folgende Funktionalität:</p>
<ol class="arabic simple">
<li><p>Es liest von <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">stdin</span></code> die vom Compiler generierten
Abhängigkeits-Daten in Form des <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dep</span></code> Formates ein.</p></li>
<li><p>Das erste und einzige Command Line Argument gibt das File an für
welches die von <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">stdin</span></code> gelesenen Abhängigkeiten gelten.</p></li>
<li><p>Auf <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">stdout</span></code> werden die Abhängigkeiten von <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">stdin</span></code> übersetzt als
<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dot</span></code>-File Format ausgegeben.</p></li>
</ol>
<p>Das Programm <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dot</span></code> hat folgende Funktionalität:</p>
<ol class="arabic simple">
<li><p>Es liest die textuelle Beschreibung eines Graphen aus der
übergebenen Datei (erstes Argument) ein.</p></li>
<li><p>Auf <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">stdout</span></code> wird die grafische Darstellung der Beschreibung der
Eingabe-Datei im <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">png</span></code>-File Format ausgegeben.</p></li>
</ol>
<p>Das <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dep</span></code>-Format und das <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dot</span></code>-Format sind im Anhang beschrieben.</p>
<p>Sie können die Funktionalität des Programms <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dep2dot</span></code> kennen lernen,
indem Sie folgende Zeilen auf der Bash Shell ausführen. Das
<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dep.input</span></code> File ist Teil der automatisierten Test Suite im
Verzeichnis <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">tests</span></code>:</p>
<div class="highlight-bash notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span>bin/dep2dot dir/file <tests/dep.input >dep.dot
dot -Tpng dep.dot >dep.png
firefox dep.png
</pre></div>
</div>
<p>Als Resultat sollte Firefox folgende Graphik darstellen:</p>
<p><img alt="" src="../_images/dep_dot.png" /></p>
<p>Definieren Sie im <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Makefile</span></code> Regeln, welche die einzelnen Schritte von
den Source Files zu den <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">png</span></code> Files ausführen.</p>
<p>Prüfen Sie schliesslich die Umsetzung Aufgabe mittels <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">make</span> <span class="pre">dep-clean</span> <span class="pre">dep</span> <span class="pre">&&</span> <span class="pre">firefox</span> <span class="pre">src/*.png.</span></code></p>
<section id="neue-regeln-hinzufugen">
<h3>4.1 Neue Regeln hinzufügen<a class="headerlink" href="#neue-regeln-hinzufugen" title="Permalink to this headline">¶</a></h3>
<p>Führen Sie im <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Makefile</span></code> an den angegebenen Stellen folgende
Ergänzungen durch</p>
<ul class="simple">
<li><p>definieren Sie eine Variable <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">DEPFILES</span></code> deren Inhalt die Liste alle
Einträge der Variable <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">SOURCES</span></code> ist, wobei bei allen die Endung <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">.c</span></code>
durch die Endung <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">.c.png</span></code> ersetzt ist</p></li>
<li><p>fügen Sie zum <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Pseudo-Target</span> <span class="pre">.PHONEY</span></code> das Target <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">dep</span></code> dazu – – – –
9dc312fdb1