Rubriigiarhiiv: pr2_et

laborid,pr2_et

PR2ET14: SQL

Labori materjal

Laboriülesanded

Selle labori käigus liidestame me enda C-keelse programmi SQLite3 andmebaasiga kasutades libsqlite3-dev  teeki. Esimese ülesande käigus alustad andmete lisamisest olemasolevasse andmebaasi, millele järgneb andmete pärimine teise ülesande raames.

Laboril on kaks edasijõudnute ülesannet, millest esimeses muudame andmete lisamist paremaks. Teises ülesandes tuleb uuendad juba andmebaasis olevaid andmeid.

Lae alla tunnitööks kasutatav andmebaas: study_information.db

Andmemudel

Ülesanne 1: Lisa iseennast andmebaasi

NB! Ülesanne võib osutuda mitte tehtavaks kui andmebaasi fail asetseb P kettal tänu Windows SMBle. Andmebaas jääb lukustatuks ning muudatuste lisamine ei tööta! Lahenduseks on töö ajaks andmebaasifail hoiustada  väljaspool P ketast, nt töölaual ning hiljem sinna kopeerida.

Selle ülesande raames harjutad INSERT päringuid andmete lisamiseks. Baasülesanne ei ole vajalik realiseerida C koodis. Kirjuta oma päringud ja jooksuta neid kasutades “Execute SQL” funktsiooni SQLite browser rakenduses.

Nõuded
  • Kirjuta üleskõik SQL päringud mida sa jooksutad (nt tavalise tekstidokumendina)! Näita jooksutatud päringuid ning näita oma andmebaasi pärast päringute tegemist. Kokku peab olema 5 päringut!
  • Tabeli primaarvõtmeks olevaid ID väärtusi (students.id , subjects.id , declarations.id ) ei tohi lisamispäringutesse sisse kirjutada! Need teeb andmebaas ise (id atribuut on andmebaasi disainis omadusega auto increment ning kõigi kolme tabeli id atribuudid omavad vastavat generaatorit)
  • Teosta järgmised andmete lisamise päringud
    • Lisa andmebaasi enda kui tudengi andmed
    • Lisa andmebaasi õppeaine, mille oled sooritanud
    • Lisa endale 3 aine deklaratsiooni. Üks nendest peab olema ainele, mille just lõid, lisaks 2 tk olemasolevatele.
  • Märkus: hinded ja isikukood ei pea olema reaalsed.

Kui andmed lisatud, näita enda tehtud päringud ning näita oma andmebaasi SQLite Browser rakenduse kaudu.

Ülesanne 2: Andmete pärimine

Selle ülesande raames tuleb sul kirjutada päringuid millega andmebaasis eksisteerivaid andmeid pärida. Kõik päringud peavad olema kirjutatud C-keelse programmi sisse. Sulle on antud 3 koodinäidet selle lehe alguses materjalide all. Vali milline neist on sulle kõige arusadavam ning kasuta seda mallina enda päringute kirjutamisel.

Ülesanne on jaotatud kolmeks eraldi hinnatavaks osaks.

Nõuded
  • Kõik päringud vastavas ülesande osas peavad olema sooritatud. Iga osa hinnatakse eraldi.
  • Andmed peavad olema täielikult ette valmistatud andmebaasihalduri poolel – st kõik arvutused (nt summa, keskmine, max jne) peavad olema kirjutatud SQL päringu sisse. Arvutusi C koodis ei tohi teha!
  • Kõik olulised andmeväljad tuleb väljastada. Ära väljasta identifikaatori väärtusi (nt subjects.id, declarations.id)
  • Päringuid võid jooksutada läbi menüü valikuliselt või ühes rakenduses üksteise järel. Sinu otsustada.
  • Kõik ressursid peavad olema programmi lõpuks vabastatud – kontrolli lekete puudumist valgrindiga.
Ülesanne 2 hinnatav osa 1

Esimeses osas teeme lihtsaid SELECT päringuid

Päring 1: Leia kõik õppeained, mis on vähem kui 6 EAPd

Päring 2: Leia kõik õppeaineid, milles on eksam. Järjesta tulemused EAPde arvu alusel vähimast suurimani.

Ülesanne 2 hinnatav osa 2

Teises osas harjutame veidi keerukamaid SELECT päringuid, kus tuleb kasutada JOIN märksõna ühe- või kahekordselt, et liita mitme tabeli vahelisi andmeid kasutades nende PK-FK võtmepaare.

Päring 1: Leia õppuri ‘Marko’ kõik hinded

Päring 2: Leia kõik õppeaineid mis sa oled sooritanud. Näita neid koos hinnetega, alustades kõrgeimast hindest.

Ülesanne 2 hinnatav osa 3

Kolmandas osas harjutame andmete koondamist tunnuste alusel ja tulemuste arvutamist oma SELECT päringutes. Meil on vaja nii JOIN kui GROUP BY märksõnu ning mõningaid arvutamise funktsioone.

Päring: Leia iga tudengi poolt teenitud EAPde arv ning keskmine hinne.

Edasijõudnute ülesanne 1: Enda andmebaasi lisamine (usaldusväärsemalt)

Esimese baasülesande raames ei olnud sul otseselt piiranguid kuidas ennast andmebaasi lisama peaks. Võisid vaadata mis ID väärtused tulid ning neid siis jooksvalt kasutada. Reaalses elus kasutatava andmebaasi puhul päris nii mõistlik teha ei oleks.

Taustinfot

Paremaks lahenduseks pakun välja 2 võimalust. Kummagi puhul pole tegu ideaalse lahendusega, kuid saame sammu võrra paremuse poole.

Võimalus 1a: SQL toetab alampäringuid – me saame ühe päringu sisse peita teise päringu ja selle tulemust siis kasutada esimeses päringus. Näiteks me saame INSERT päringu sisse kirjutada SELECT päringu.

Oletame, et tahame oma näidisandmebaasi lisada isikule Marko Mets veel ühte autot. Selleks saaksime jooksutada järgmise päringu.

Antud näide pole veatu – näiteks kui meil oleks 2 isikut kelle nimi on Marko Mets, siis läheks see katki. Sellest parem versioon on 1b, mille võid esitada laboriülesandena.

Võimalus 1b: Sarnaselt eelmise võimalusega saad teha sarnase päringu eesti isikukoodi põhjal. Tegu ei ole garanteeritult eksisteeriva väärtuse ega ei pruugi ka unikaalsust garanteerida kui välisriigi isikukoodid sekka tuua aga on parem kui eelmine.

Võimalus 2: Parem viis sellele läheneda oleks teha mitu päringut. Esiteks lisaksime end tudengina andmebaasi. Seejärel päriksime andmebaasilt mis meie ID väärtuseks sai kasutades  SELECT last_insert_rowid();  päringut. See annab meile tagasi automaatselt genereeritud ID väärtuse. Seejärel saaksime juba kasutada seda ID väärtust järgnevate andmete lisamiseks

Ka see pole veatu ega ideaalne. Näiteks kui meie kahe päringu vahel lisatakse mõne teise klientrakenduse poolt uus õppur, siis saaksime tagasi vale koodi (race condition). Seda lahendatakse tegelikus maailmas mehhanismiga TRANSACTION, mis paneb baasi lukku päringute ajaks teistele – ehk siis kõik või mitte midagi meetod. Küll aga kuna meil on kohalik failipõhine andmebaas, siis me saame sellest täna mööda vaadata.

Nõuded
  • Kirjuta enda andmebaasi lisamise päringud C keelse rakenduse sisse.
  • Kui lisamise koodi jooksutatakse mitu korda siis tuleb veenduda, et duplikaate ei tekiks (kontrolli kasutades mõnda teadatuntud unikaalset väärtust – nt kas sinu eID juba eksisteerib).
  • Pead kasutama automaatselt genereeritud ID väärtusi. Ühtegi ID väärtust ei tohi koodi jäigalt sisse kodeerida.
    • Kasuta ühte eelnevalt välja pakutud meetoditest.

Edasijõudnute ülesanne 2 : Olemasolevate andmete muutmine

Andmete muutmiseks andmebaasis saame kasutada UPDATE päringuid. Selliste päringute jaoks peame esmalt tuvastama millist rida me uuendada soovime ja seejärel saame kirjutada sisse uuendatud väärtused. Oluline on, et tuvastaksime ainult selle või need read, mida me peameuuendama. Ülesande raames pead genereerima kõigile tudengitele Uni-ID tunnused.

Nõuded
  • Genereeri kõigile tudengitele Uni-ID tunnused
  • Uni-IDd tuleb lisada andmebaasi kasutades UPDATE lauset. Täita tuleb uni_id atribuut.
  • Kood peab töötama ükskõik kui paljude tudengite puhul
  • Kui genereeritav Uni-ID juba eksisteerib, pead tegema konfliktilahendust. Selle jaoks peaksid kirjutama vastava koodi C keeles.

Pärast seda tundi peaksid

Täiendav materjal

laborid,pr2_et

PR2ET13: Puud

Labori materjal

Laboriülesanded

Selle labori baasülesande käigus pead looma kaks programmi ning võrdlema nende jõudlust. Edasijõudnute ülesande raames tuleb luua kolmas programm ning võrrelda selle jõudlust eelneva kahega.

Laboriülesanne: lineaarotsing vs kahendotsingpuu

Labori baasülesande raames on sul tarvis luua kaks programmi. Mõlemad täidavad täpselt sama ülesannet, leides mitu korda iga nimi kordub ette antud andmefailis. Esimese programmi raames pead kasutame lineaarset otsingut koos dünaamilise massiiviga unikaalsete kirjete hoidmiseks. Teises programmis täidab sama rolli meile kahendotsingpuu.

Läbi labor jälgides samm-sammulist juhendit.

Nõuded
  • Leia kõik failis olevad nimekombinatsioonid (ees + perenimi).
  • Loenda mitu korda iga nimekombinatsioon esines.
  • Väljasta tulemused väljundfaili
    • NB! Kuna ülesande eesmärk on saavutada paremat jõudlust, võid puu lahenduse juures kasutada globaalset failiviita. Ära ava korduvalt oma väljundfaili!
    • Kasuta järgnevat väljundi struktuuri:
      <eesnimi> <perenimi> <korduste arv>
  • Loo kaks lahendust samale ülesandele
    • Esimeses lahenduses kasuta dünaamilist massiivi, mida laiendad jooksvalt realloc() funktsiooniga.
    • Teises lahenduses kasuta binaarotsingpuud.
  • Arvuta kui kaua kulus sinu programmil andmete töötlemiseks aega
    • Pead arvestama vähemalt faili lugemise ja andmestruktuuri loomise ajakuluga
    • Võid arvesse võtta ka faili kirjutamise ja vabastamise
    • Tulemused peavad olema võrreldavad! St kui üks programmidest arvestas aja sisse vabastamise, siis peab ka teine seda tegema.
  • Kuva rakenduses mitu unikaalset kombinatsiooni rakendus leidis
    • NB! Kuna rakendus peab olema
  • Print the number of unique combinations your program found
    • NB! Kuna ülesande eesmärk on saavutada paremat jõudlust, võid puu lahenduse juures kasutada globaalset loendurit.
  • Juhindu ülesande lahendamisel ajakulu optimeerimisele. Jäta struktuuri liikmeks olevad sõned staatiliseks – nt char combinedName[64]
Programm 1:Lineaarotsing

Alustuseks ava näiteprogramm  example_linear.c  ning tutvu selle ülesehituse ja sisuga. Proovi seda käivitada ja vaata väljundit.  See saab olema su aluskood.

Märka, et programm kasutab käsurea argumente – st käivita seda järgnevalt:  ./program_name input_file_name

Tutvus tehtud, alustame koodi muutmist enda ülesandele sobivaks.

  1. Muuda lugemisfunktsioon sobilikuks ülesandele
    • Praegune versioon faili lugemisest eeldab ühte nime (ühesõnaline). Tunnitöö andmefailis on 4 välja rea kohta – eID, first name, last name and city.
    • Muuda fscanf()  funktsiooni, et see saaks hakkama täiendavate väljadega. eID ja linna salvestada vaja pole, ülesanne neid ei vaja.
    • Kleebi nimi kokku kujule  "Eesnimi Perenimi" . Kasuta kleebitud kuju nii otsingufunktsioonis veendumaks kas tegu on uue nimega või mitte ning uue nime puhul lisa see oma andmestruktuuri.
      Vihje: sprintf() on kõige lihtsam viis nime kokku kleepida.
  2. Loenda mitu korda nimi esinenud on
    1. Lisa oma struktuuri kirjeldusse loendur – kasuta kas  int või  unsigned andmetüüpi.
    2. Enne kui hakkad oma loendamise osa kirjutama, vaata kuidas näitekoodis olev unikaalsuse kontroll ja laiendamine on ehitatud.
      Vihje: Vaata mida tagastab  CheckNameUnique()  funktsioon. Funktsiooni tagastus on võimekam kui selle praegune kasutusjuht näitekoodis.
    3. Lisa oma loendurile algväärtustamine olukorras kus said teada, et nägid nime esmakordselt (nimi ei ole massiivis).
    4. Lisa oma loenduri väärtuse uuendamine (suurendamine) olukorras, kui nimi oli korduv (juba lisatud andmebaasi).
  3. Muuda oma väljastuse funktsiooni
    1. Muuda väljastust sedasi, et tulemus kirjutataks faili
    2. Väljasta nii nimi kui korduste arv
  4. Väljasta mitu unikaalset nime kokku failist leiti
  5. Lisa andmete vabastamine
  6. Lisa aja mõõtmine
    1. Lisa 2 clock  tüüpi muutujat
    2. Pane paika 2 ajavõtupunkti – koht kust alustad aja mõõtmist (enne faili lugemist) ja koht kus lõpetad (nt enne väljastuse alustamist või pärast  mälu vabastamist)
    3. Arvuta palju aega kulus. Väljasta ajakulu.
  7. Jooksuta koodi läbi valgrindi ja veendu selle korrektsuses. Nt. valgrind ./example_linear random_people_city_data.txt
Programm 2: Kahendotsingpuu

Alustuseks ava näiteprogramm  example_bin_search_tree c  ning tutvu selle ülesehituse ja sisuga. Proovi seda käivitada ja vaata väljundit.  See saab olema su aluskood.

Märka, et programm kasutab käsurea argumente – st käivita seda järgnevalt:  ./program_name input_file_name

Tutvus tehtud, alustame koodi muutmist enda ülesandele sobivaks.

  1. Uuenda struktuuri kirjeldust. Sul on vaja hoida seal nii sõne kui loendurit, täpselt nagu lineaarse otsingu puhul.
  2. Muuda lugemisfunktsiooni sarnaselt nagu tegid lineaarse otsinguga.
    1. Muuda fscanf() funktsiooni toetamaks failis olevat nelja parameetrit.
    2. Kleebi ees- ja perenimi kokku.
  3. Uuenda lisamise funktsiooni InsertNode()
    1. Muuda selle parameetrit, et see toetaks lisamisel sõnet (meie puhul siis nimi)
    2. Muuda võrdlemise operatsiooni. Pane tähele, et erinevalt näitekoodist peame me tuvastama ka olukorda, kui puus täpselt sama sõne juba eksisteerib. Sellisel juhul peame loendurit uuendama.
  4. Uuenda uue tipu loomise funktsiooni CreateNode()
    1. Muuda parameetrit, et sinna saaks edastada nime
    2. Lisa loenduri algväärtustamine
  5. Uuenda puu väljastamise funktsiooni PrintTree()
    • Vii sisse uuendused lähtuvalt muudetud andmestruktuurist
    • NB! Kuna meie eesmärgiks on kiire programm, siis võid  sel korral failiviida luua globaalse muutujana. Muidugi kohustust pole, võid vabalt ka selle parameetrina edastada.
    • Muuda puu läbikäiku. Näites on puu läbikäiguks valitud eesjärjestus. Leia selline läbikäigu meetod, mille puhul oleks vastus sorteeritud tähestikulises järjekorras. Läbikäigu muutmiseks pead vahetama rekursiivsete kutsete ja praeguse liikme väljastamise järjekorda.
  6. Realiseeri vabastamise funktsioon
    • Nii nagu kõik puu funktsioonid, peab ka vabastamine olema rekursiivne. Võta inspiratsiooni puu väljastamise funktsioonist. NB! Oluline on valida õige puu läbikäigu meetod (ees, järe või keskjärjestus). Vale meetodi puhul ei ole võimalik puud vabastada.
  7. Lisa aja mõõtmine
  8. Jooksuta koodi läbi valgrindi ja veendu selle korrektsuses. Nt. valgrind ./example_bin_search_tree random_people_city_data.txt
Programmi tööaja võrdlemine

Nüüd võrdle mõlema programmi ajakulu. Kumb on aeglasem, miks?

Mõtle ka kuidas võiks ajakulu muutuda kui

  • Muudaksid realloc()  mälu laiendamise strateegia (n + 1) pealt  (n * 2) peale lineaarotsingul.
  • Unikaalsete nimede arv suureneks märkimisväärselt. Kuidas kumbki rakendus sellele reageeriks – ürita väljendada end Big O  notatsiooni kasutades (https://www.bigocheatsheet.com)
  • Failis oleks märkimisväärselt rohkem nimesid, kuid unikaalsete nimede arv jääks samaks (tõuseks korduste arv)
  • Kui lahendasid ka edasijõudnute ülesande, siis kaasa samasse võrdlusse ka trie andmestruktuur. Kas sellel on ka mõni märkimisväärne eelis tavalise kahendotsingpuu ees?
Testimine

Järgnevad näited sisaldavad väljundit kõigi kolme versiooni tulemustefaili algusest. Võrdle enda loenduse tulemusi allolevatega.

Kokku peab olema  11440 unikaalset nimekombinatsiooni.

NB! Näidetes on ainult rakenduste arvutustulemused, et saaksid neid enda omadega võrrelda. Tegu ei ole programmi väljundiga – programm peab väljastama palju unikaalseid nimekombinatsioone esines ning kui kaua rakenduse töö kestis.

Lineaarne otsing
Kahendotsingpuu ja Trie

Edasijõudnute ülesanne: Trie puu

Loo kolmas programm ning võrdle selle efektiivsust eelneva kahe programmiga. Kasuta kolmandas rakenduses trie andmestruktuuri.

Kõik teised nõuded jäävad samaks.

Soovituslik andmestruktuur

Kasutame muudetud versiooni slaididel olnud näidisest. Asendame struktuuris oleva tõeväärtuse ( isLeaf ), mis näitas sõne lõppu, hoopis täisarvulise väärtusega. Kui väärtus on 0, siis selles asukohas nime lõppu ei ole. Kui väärtus on nullist suurem, siis on tegu lehega, mis tähistab nime. Number ütleb mitu korda nimi failis eksisteeris.

Vihje 1: Lisaks tähestikule arvesta ka tühiku ja miinuse sümboliga. Mõlemad neist on olemas andmefailis. Täiendavaid erisümboleid failis ei ole.

Vihje 2: Andmestruktuuri väljade algväärtustamine CreateNode()  funktsioonis on äärmiselt tähtis. Algväärtusta nii loendur kui kogu viitade massiiv..

Pärast seda tundi peaksid

Täiendav materjal

laborid,pr2_et

PR2ET12: Ahelloend

Labori materjal

Laboriülesanded

Selles laboris on üks laboriülesanne, mida laiendab 2 edasijõudnute ülesannet

Laboriülesanne: Ahelloend

Baasülesandes tuleb sul luua rakendus, mis koostab ahelloendi, väljastab selle ning võimaldab loendist otsinguid teostada.

Lae alla aluskood: https://blue.pri.ee/ttu/files/iax0584/aluskoodid/12_ll_basecode.zip

Nõuded
  • Loo menüüprogramm, mis kasutab ühesuunalist ahelloendit
  • Lisatavad elemendid tuleb paigutada loendi algusesse.
  • Iga elemendi sees on täisarv (id) ja sõne (nimi)
    • id on automaatselt genereeritud, unikaalne, järjestikuline täisarv, mis algab nullist.
    • Nimi on sõne, mille sisestab kasutaja uue elemendi loomise käigus
    • Nime jaoks rakenda dünaamilist mälujaotust vastavalt nime sisestatava pikkusele.
  • Ülesande lahendamise käigus tuleb sul luua minimaalselt järgnevad funktsioonid: PrintNode() , CreateNode() , InsertNode() , FindNodeByID() , FindNodeByName()  ja Unload()  .
  • Lahendus tuleb luua etteantud aluskoodi peale.
  • Lahendust luues järgi samm-sammult järgnevat juhendit. Loo funktsioonid vastavalt seal kirjeldatud nõuetele.
Samm-sammuline juhend

NB! Märka, et struktuuri deklareerides on loodud andmetüübile kaks erinevat nime –  struct node  ja list . Mõlemad tähendavad sama asja – st on aliased (nimekaimud) tänu tüübidefinitsioonile. Kasutuse poole pealt on funktsioonid koostatud sedasi, et struct node  viitab ühele elemendile, samal ajal kui list  viitab loendile kui tervikule.

Esimene funktsioon, mis tuleb luua, on ühe ahelloendi elemendi kõigi liikmete väljastamiseks (st id, nimi ja viit järgnevale elemendile). Funktsiooni prototüüp on juba päisefailis olemas. Sinul tuleb luua funktsiooni keha ja paigutada see koodifaili.

PrintNode()  funktsiooni peaksid kasutama iga kord, kui tuleb väljastada ühe elemendi sisu. Sedasi kui loendis olevad liikmed peaksid muutuma tuleb muudatus väljastuseks teha vaid ühes kohas. Ülesande lõpupoole on sul seda funktsiooni vaja ka nt otsingufunktsioonide tulemuste väljastamiseks.

Kontrolli, et funktsiooni poleks edastatud NULL-viita. NULL-viida puhul väljasta veateade, kehtiva viida puhul väljasta elemendi sisu.

Kommenteeri sisse testimise esimene osa (stage 1) ja jooksuta oma programmi!

NB! Testjuhtudes on sõned kirjutatud UTF-8 vormingus, mis töötab väga kenasti Linuxis, kuid võib tekitada veidi lahkhelisid Windowsi keskkonnas. Probleemide korral muuda sõnesid.

Kliki mind, et näha väljundit

NB! See funktsioon on juba sinu eest valmis tehtud. Pööra tähelepanu funktsioonis oleva tsükli ülesehitusele! Sul on seda vaja loendi läbikäiguks  järgnevate funktsioonide lahendamisel.

Selle funktsiooni eesmärgiks on väljastada kõigi ahelloendis olevate elementide sisu. Funktsioonile PrintList()  edastatakse ahelloendi esimese liikme mäluaadress ning tsükli käigus liigutakse läbi ahelloendi kuni jõutakse loendi lõppu, mida tähistab NULL -viit.

Funktsioonile võib edastada ka   NULL -viida. See juhtub tavaliselt siis, kui loend mida väljastatakse osutub tühjaks.

Funktsioon ise väljastust ei teosta, vaid kasutab selle jaoks eelmises etapis loodud  PrintNode()  funktsiooni.

Kommenteeri sisse testimise teine osa (stage 2) ja jooksuta oma programmi!

Kliki mind, et näha väljundit
Seda funktsiooni kasutame uue elemendi loomiseks ja väärtustamiseks. Funktsioon tagastab vastloodud uue elemendi aadressi. Väärtused elemendile antakse kaasa parameetritena.

  1. Loo ja anna mälu uuele elemendile
  2. Määra ära ID väärtus (järjestikuline suurenev täisarv, kasuta  static  märksõna)
  3. Küsi mälu ja kopeeri struktuuri nimi
  4. Väärtusta  pNext  viit
  5. Tagasta struktuur

NB! Siin funktsioonis on kahel korral vaja mälu anda. Mõlemat tagastust tuleb kontrollida! Vea korral tagasta NULL-viit! Programm peab vea korral jätkama töötamist.

Kommenteeri sisse testimise kolmas osa (stage 3) ja jooksuta oma programmi! Ainukesed visuaalselt nähtavad erinevused on aadressiruumi muutus elementidel (läksime funktsioonide pinust kuhja). Valgrindiga käivitades näed mälu küsimiste arvu suurenemist!

Kliki mind, et näha väljundit
Selle funktsiooni eesmärgiks on lisada eelmise funktsiooni poolt loodud uus element  pNode  ahelloendisse, millele viitab ppHead . Topeltviit on vajalik, et lisada uus element loendi algusesse.

Baasülesandes lisame uue elemendi loendi algusesse. Selleks on vaja ainult 2 omistuslauset kirjutada!

NB! Enne lisamist kontrolli, et  pNode  poleks NULL -viit!

Kommenteeri sisse testimise neljas osa (stage 4) ja jooksuta oma programmi! Visuaalselt väljundis midagi ei muutu võrreldes eelmise korraga.

Kliki mind, et näha väljundit

Seda funktsiooni kutsutakse hävitajaks (destructor), mille eesmärk on andmestruktuur mälust vabastada. Vabastamise käigus vabastatakse ka struktuuri liikmed, mis on dünaamiliselt loodud – meie puhul on selleks nimi.

Ahelloendi vabastamiseks on vaja tsüklis käia läbi kogu loend.  Läbikäigu ideega tutvu  PrintList()  funktsiooniss.

Loendi vabastamise juures on oluline pöörata tähelepanu praeguse elemendi vabastamisele. Nimelt pärast praeguse elemendi vabastamist ei ole meil enam ligipääsu selle pNext  viidale. Sellest tingitult on meil vaja vabastamiseks täiendavat abiviita praegusele elemendile, mis teeb selle protseduuri natuke keerukamaks.

Tsüklis on 3 olulist sammu. Kõige elegantsema tsükli saad kasutades while()  tüüpi tsüklit!

  1. Praeguse elemendi aadressist koopia tegemine (seda koopiat kasutame vabastamiseks)
  2. Järgmise elemendi juurde liikumine ( pCurrent = pCurrent->pNext )
  3. Praeguse elemendi ja selle liikmete vabastamine.

Kommenteeri sisse testimise viies osa (stage 5).  Jooksuta programmi kasutades valgrindi! Peaksid nägema, et rakendus on 6 korda mälu küsinud ning vabastanud.

Kliki mind, et näha väljundit
Selles osas loome kaks otsingufunktsiooni, millest üks otsib nime ja teine ID väärtuse järgi. Kui otsing annab tulemust (st loendis on selline element), tagastatakse viit leitud elemendile. Kui elementi loendis ei ole, tagastatakse NULL-viit.

Kasuta  PrintNode()  funktsiooni leitud elemendi väljastamiseks.

Kommenteeri sisse testimise viiesosa (kuues 6) ja jooksuta oma programmi! Märka, et näidisväljundis on veateade väljastatud PrintNode() poolt ja ei ole seotud otsinguga!

Kliki mind, et näha väljundit

Palju õnne! Kõik baasfunktsionaalsuseks vajaminevad funktsioonid on nüüd valmis! Nüüd lisa abifunktsioonid ja koodilaused, et rakendus oleks kasutatav läbi menüü. Testimiseks mõeldud koodi võid soovi korral oma rakendusest kustutada.

Lisada tuleks näiteks nime küsimine uue kirje loomisel või otsitava sisestused otsingufunktsioonide kasutamiseks ning vajadusel tagastuste töötlemiseks. Kui valmis, anna märku tunnitöö esitamiseks!

Testimine

Siin on näha täielikult valmis programmi väljund.

Kliki mind, et näha väljundit

Edasijõudnute ülesanne 1: Tähestikulises järjestikus sorteeritud loend

Selle ülesandega muudame oma elementide lisamise funktsiooni selliseks, et loend oleks alati sorteeritud tähestikulises järjekorras

Nõuded
  • Uuenda InsertNode()  funktsiooni sedasi, et uus element paigutataks olemasolevate vahele sedasi, et loend oleks tähestikulises järjekorras
    • Selleks pead toetama elemendi lisamist loendi algusesse, lõppu või keskele
  • Uuenda   FindNodeByName()  funktsiooni, et see lõikaks kasu tähestikulisest järjekorrast.
  • Kui oled varasemalt lahendanud edasijõudnute ülesande 2, siis uuenda ka eemaldamise funktsiooni, et ka see lõikaks kasu tähestikulisest järjekorrast.
Märkused
  • Vastavalt loendi asukohale kuhu element lisatakse viitasid käidelda erinevalt.
  • Veendu asukohas enne lisamise alustamist!

Edasijõudnute ülesanne 2: Elementide eemaldamine

Loo kaks funktsiooni elementide eemaldamiseks loendist vastavalt nime või ID alusel.

Nõuded
  • Realiseeri  RemoveNodeByName()  funktisoon, mis eemaldab elemendi nimelise vaste korral.
  • Realiseeri RemoveNodeByID()  funktsioon, mis eemaldab elemendi ID vaste korra.
  • Võimalusel kasuta ära omadust, et loend on juba sorteeritud tähestikulises järjekorras (edasijõudnute ülesanne 1)
  • Veendu loendi terviklikkuses pärast elemendi eemaldamist. Testi loendi keskelt, algusest ja lõpust!
Märkused
  • Esmalt leia kas element üldsegi eksisteerib mida peaksid eemaldama
  • Eemaldamisel ühesuunalisest loendist on sul vaja meeles pidada eelmise elemendi asukohta! Seetõttu ei saa sa korduvkasutada  FindNodeBy()  funktsioone! (Saaksid, kui see oleks kahesuunaline ahelloend).
  • Algusest, keskelt ja lõpust eemaldamine on erinev! Kontrolli positsiooni enne eemaldamise alustamist, seejärel vali sobilik eemaldamise meetod.
  • Ära unusta mälu vabastada!
  • Topeltviit on vajalik loendi algusest eemaldamiseks.

Pärast seda tundi peaksid

Täiendav materjal

laborid,pr2_et

PR2ET11: Pinu ja rekursioon

Labori materjal

Laboriülesanded

Selles laboris on kaks baasülesannet, üks iseseisev edasijõudnute ülesanne rekursioonile ning üks edasijõudnute laiendusülesanne pinule.

Ülesanne 1: Rekursiooni ülesannete komplekt

Esimese ülesande raames tuleb sul luua kolm rekursiivset programmi (osa 1, 2 ja 3). Ülesanne saab esitada ainult siis, kui kõik kolm on valmis!

NB! Tegu on äärmiselt lihtsate ülesannetega, väldi internetist lahenduste otsimist!

Tunni alguses luuakse näidislahendus faktoriaali rekursiivsest lahendamisest!

Nõuded
  • Võid laheduse luua ühe failina kus on kolm rekursiooni korraga või kolme erineva programmina. Näited on tehtud kolme erineva rakendusena.
  • Kõigil juhtudel on kohustuslik toetada sisendina positiivset täisarvu. Negatiivse sisendi korral on kas lahenduses märgitud eraldi vastus (baasjuht) või tuleb kuvada viga.
  • Sisendi võid küsida rakenduse sees või lugeda käsurea argumendina.
  • Iteratiivseid lahendusi kasutada ei tohi, kõik kolm osa peavad olema lahendatud rekursiivselt.
  • Esitada saab ülesannet vaid siis, kui kõik kolm osa on valmis.
Osa 1: summa

Loo rakendus, mis leiab kõigi positiivsete täisarvude summa kuni kasutaja sisestatud arvuni. Negatiivse argumendi korral rekursiivsele summa funktsioonile on summa 0 (positiivsed arvud puuduvad, baasjuht).

Osa 2: astendamine

Loo rakendus, mis lubab astendada xy. math.h teegi ja sisse ehitatud astmefunktsioonide kasutamine ei ole lubatud.

NB! Kuigi nõue on vaid rakendus luua positiivsetele täisarvudele, siis võid proovida ka laiendada lahendust näiteks negatiivsetele arvudele.

Osa 3: Fibonacci arvud.

Loo rakendus, mis leiab soovitud Fibonacci arvu. n-indaks fibonacci arvuks on selle kahe eelneva Fibonacci arvu summa ehk siis fibx = fibx – 1 + fibx – 2. Erinevalt eelnevatest rekursioonidest on Fibonacci jadal kaks seetõttu ka 2 baasjuhtu.

Fibonacci arvud on  0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, …,

Märkasid kui kaua aega läks viimase leidmiseks? See on ootuspärane laboriülesande lahendamisel ning parandada vaja ei ole, kuid mõtle kindlasti miks nii juhtus!

Kõik 3 valmis, näita nüüd ülesanne ette!

Programmi ajakulu saad mõõta kasutades time  programmi. Siin on võrdluseks kaks erinevat rekursiivset lahendust samast programmist. Teisel juhul on kasutatud lähenemist mida kutsutakse tail-recursion’iks ehk sabarekursiooniks. Selle kohta võid vajadusel uurida omal käel.

Ülesanne 2: pinu

Selles ülesandes loome menüüprogrammi, mille sisuks on demonstreerida pinu funktsioone. Tunnis lahendatav ülesanne on demonstratiivne ning toetab varasemalt õpitud dünaamilist mälu – selline lahendus ei too oma keerukuse tõttu välja pinu eeliseid kiiruses!

Tunni alguses luuakse osaline näidis, kus lahendame ära Push() funktsiooni!

Nõuded
  • Loo oma rakendusele menüü struktuur – kasutaja peab saama valida millist operatsiooni teostada
  • Loo Pop() ja Peek() funktsioonid
    • Pop() eemaldab pealmise elemendi pinust ja tagastab selle väärtuse.
    • Peek() tagastab pealmise elemendi, kuid ei eemalda seda
  • Loodavad funktsioonid ise elementide väärtusi kuvada ei tohi! Ekraanile kuvatakse väärtused pärast menüüsse tagastamist!
  • NB! Baasversioonis on lubatud reserveerida üks väärtust tähistamaks pinu alatäitumist, et väljastuses illegaalset väärtust ei kuvataks. Edasijõudnute versioonis see lubatud ei ole.
  • Vastavalt funktsioonile veendu, peavad olema realiseeritud kas ala- või ületäitumise kontrollid.
  • Pööra tähelepanu olukorrale kus pinust eemaldatakse kõik elemendid – reallociga 0 baiti küsida on ohtlik, tuleks kasutada free funktsiooni!
Pinu silumisfunktsioon

Selleks, et saaksid paremat aimu pinu sisust pakun sulle ka silumisfunktsiooni. Tegelikus olukorras sellist funktsiooni sageli rakendada ei saaks kuna see võib olla vastuolus pinu piirangute ning ka konkreetse pinu realisatsiooniga!.

Testimine

Testimisel pööra tähelepanu järgnevale:

  • pinu ületäitumine
  • pinu alatäitumine
  • pinu andmete vabastamine pärast viimase elemendi kustutamist (valgrind!)
  • Mälulekke ohule kui programm suletakse kui pinus on veel andmeid (valgrind!)
Ava mind väljundi nägemiseks

Edasijõudnute ülesanne 1: rekursiooni praktiline kasutusjuht

See edasijõudnute ülesanne on sulle antud ingliskeelse algoritmi kirjeldusena. Tegu on täiesti eraldiseisva ülesandega, mis ei ole seotud eelnevalt tehtud tunnitöö lahendusega!

NB! Olulised muutujad on antud matemaatikutele omases kirjapildis ehk üksikute tähtedena – soovitus oma programmis kasuta pikemaid ja selgitavamaid nimesid nagu on programmeerimises omane.

Given search key K  and an array A  of n  integers A0, A1, … , An – 1 sorted such that A0 ≤ A1≤ … ≤ An – 1 use the following algorithm to find if K ∈ A

  1. Set lowIndex L  to   and highIndex H  to n − 1 .
  2. Call the recursive function using 4 arguments – A, L, H, K .
    • If L > H , the search terminates as unsuccessful – return 0
    • Set m  (the position of the middle element) to the floor of (L + H)  /  2
    • If Am < K, set L  to m + 1 , call recursion again
    • If Am > K, set H  to m − 1 , call recursion again
    • If Am = K, the search was successful – return 1

Ülesanne valmis, valmista enne esitamist ette vastused järgmistele küsimustele. Kui vastused olemas, anna märku!

  • Ajalike keerukus – võrdle antud algoritmi ja tavalist lineaarset otsingut. Mitu võrdlust läheks vaja, et võrrelda massiivi kus on
    • 16 liiget
    • 256 liiget
    • 100 000 liiget
  • Anna hinnang algoritmi keerukusele  – nt konstantne, logaritmiline, lineaarne, eksponentsiaalne (https://www.bigocheatsheet.com)
  • Kui massiiv poleks sorteeritud, kas see algoritm töötaks?

Edasijõudnute ülesanne 2: pinu laiendus

Selles ülesandes loome paar lisavõimalust oma pinule ning teeme seda veidi universaalsemaks.

Nõuded
  • Lisa oma pinule järgmised funktsioonid
    • Duplicate()
    • Swap()
  • Need funktsioonid tohivad kasutada ainult Push() ja Pop() funktsioonide väljakutseid!
  • Muuda oma Pop() ja Peek() funktsioonide kujusid sedasi, et kehtiksid järgmised nõuded
    • Pinu peab toetama kõiki arve (ei tohi olla reserveeritud mitmetähenduslike väärtusi).
    • Juhul kui tekib pinu alatäitumine, siis kuvatakse vaid veateade, väärtust ennast ei kuvata
  • Märkus: Lisafunktsioonide jaoks pead suure tõenäousega muutma ka Push() funktsiooni!
Testimine

Olulised kitsaskohad mida testida (lisaks tavaolukordadele)

  • Pop(), kui pinu on tühi (ei tohi numbrit väljastada
  • Duplicate(), kui andmeid pinus pole
  • Duplicate(), kui pinu on täis
  • Swap(), kui pinus andmeid pole
  • Swap(), kui pinus on vaid 1 liige

Pärast seda tundi peaksid

  • Teadma mida tähendab rekursioon, sh rekursiivne funktsioon ja rekursiivne andmetüüp.
  • Oskama kirjutada lihtsaid rekursioone
  • Teadma, et eksisteerib ka sabaga rekursioon
  • Teadma rekursioonide headest omadustest ja probleemidest
  • Teadma rekursioonide kasutusvaldkondi
  • Teadma mida tähendab abstraktne andmestruktuur
  • Teadma mis on pinu ning millised on selle omadused
  • Teadma pinu kasutusvaldkondi
  • Oskama luua pinu ning sellele kohustuslike funktsioone

Täiendav materjal

laborid,pr2_et

PR2ET8: Dünaamiline mälu 2

Labori materjal

Laboriülesanded

Selles laboris on üks ülesanne, mida laiendab 2 edasijõudnute ülesannet

Ülesanne: Faili lugemine kasutades dünaamilist mälu

Selle ülesande eesmärgiks on tutvuda kuidas lugeda teadmata pikkusega faile sedasi, et me kasutame täpselt nii palju mälu kui failis olevate andmete hoiustamiseks vaja on.

Andmefail

Andmefaili struktuur on järgnev:  <indeks> <perenimi> <eesnimi> <õppekava kood> <punktide arv>

  • Indeks (täisarv)
  • Ees- ja perenimi – erineva pikkusega sõned
  • Õppekava kood – 4-tähemärgi pikkune sõne
  • Punktide arv – kümnendmurd vahemikus 10,0 kuni 30,0,. Täpsuse 0,1.

Võid kasutada andmefailide loomiseks oma eelmise nädala laboriülesande lahendust. Testimiseks on antud siiski kindlad failid, et saaksid oma väljundit võrrelda.

Andmefailid mille väljundi näited on ka testimine osas: https://blue.pri.ee/ttu/files/iax0584/andmefailid/8_scholarship_data.zip

Nõuded
  • Loe teadmata pikkusega andmefaili sisu mällu
    • Lugemiseks kasuta realloc() funktsiooni, laiendades mäluala suurust jooksvalt lugemise käigus.
    • Andmed salvesta dünaamiliselt loodud struktuurimassiivi
    • Lugemise lõpuks peab küsitud mälumaht olema täpselt nii suur kui on vaja failis olevate andmete hoiustamiseks.
    • Faili tohib vaid ühel korral lugeda (korduv lugemine keelatud! Ka lihtsalt reavahetuste arvu lugemine ei ole lubatud!)
    • Arvesta, et faili pikkus võib muutuda! St faili pikkus selgub lugemise käigus!
  • Kõik muutuva pikkusega sõned tuleb mälus hoida täpse pikkusega.
    • Lugemise ajal kasuta staatilist puhvrit, struktuuris hoidmiseks kasuta dünaamilist mälu!
  • Failis on stipendiumile kandideerivate tudengite loetelu. Stipendiumi saavad:
    • Igast järgnevast erialast kuni 7 kõige kõrgema punktisummaga tudengit: IACB, EARB ja MVEB.
  • Kuva stipendiumi saajate nimekiri ning näita mitu tudengit igalt erialalt stipendiumi sai.
  • Veendu, et programm ei tekita mälulekkeid!
Andmestruktuur ülesandele

Selles ülesandes läheme üle dünaamilisele mälule struktuuri liikmete hulgas mille pikkus on muutuv (sõned ja teised massiivid) – see säästab meil mälu ja suurendab paindlikkust. Struktuur võtab järgneva kuju:

Märkused:

  • Soovi korral võid nimetusi endale sobilikumaks muuta
  • fName ja lName on nüüd viidad, mis vajavad dünaamilist mälu enne kui nendesse midagi salvestada saab – seda kuna nime pikkus on muutuv inimeselt inimesele.
  • Õppekava koodi massiiv on staatiline sest see on alati täpselt sama pikk – dünaamiline mälu siin oleks raiskav.
  • Üksikud täisarvud, murdarvud jne jäävad samuti staatiliseks – jällegi, dünaamiline mälu siin teeks programmi põhjendamatult aeglasemaks ja keerukamaks.
Soovituslik loetelu funktsioonidest

NB! Funktsioonide tegelik kuju sõltub kuidas otsustad ülesannet lahendada ja struktureerida.

Minimaalselt on sul vaja kolme funktsiooni:

  • Andmete lugemise funktsioon failist (vali välja järgmisest peatükist).
  • Vastuste väljastamise funktsiooni.
  • Andmete vabastamise funktsiooni

Soovituslikud funktsioonid enda elu lihtsamaks tegemiseks

  • qsordi võrdlusfunktsioon
  • Ühe tudengi andmete printimise funktsioon (kasulik kui prindid tudengi andmeid, kes stipendiumi saab.
  • Kaitsva programmeerimisstiili jaoks kulub ära ka slaididel näidatud vabastamisfunktsioon

Lugemise kontrollimiseks võib olla mõistlik luua ka funktsioon, mis trükib kõigi tudengite andmed välja mis failist kätte saadi. See aga pole ülesande osa.

Funktsioon andmete lugemiseks

Sel korral võtab andmete lugemise funktsioon veidi teistsuguse kuju.  Funktsioonist on meil vaja saada kätte 2 uut väärtust – mälu asukoht ja ridade arv. Pakun välja kolm võimalikku lahendust – vali endale meelepärane!

Esimene variant tagastab ridade arvu ning edastab mälu asukoha kasutades topeltviita :

Teine variant tagastab mälu asukoha ning edastab ridade arvu kasutades viita:

Pakun välja ka kolmanda võimaluse. Selle eelis on võimalus funktsioonist tagastada kood, mida saab tõlgendada kas eduka või ebaõnnestunud lugemisega. Koode võib olla enam kui soovid erinevate vigade detaile edastada.

Testimine

Esimeses näites kasutame pikemat andmefaili, kus kõik loetelud said täis.

Teises näites on andmefail lühem.

Edasijõudnute ülesanne 1: Optimaalne mäluhõive

Selles ülesandes muudame oma dünaamilise mälu hõivamise mõistlikumaks kasutades optimaalsemat mälu laiendamise strateegiat.

Nõuded
  • Muuda oma faili lugemist sedasi, et lugemisek kasutaksid (n * 2) strateegiat
    • St iga kord kui küsitud mälumaht saab otsa, laiendatakse mäluala 2x võrreldes olemasolevaga
  • Alustamiseks vali n mis on suurem kui 1 (vali siiski vähemalt 3x väiksem kui pikima faili pikkus

Edasijõudnute ülesanne 2: ümbris-struktuur

Selles ülesandes muudame oma koodi veelgi loetavamaks ja seotumaks, pannes oma andmestruktuuri ja selle omadused ühte ümbritsevasse struktuuri.

Nõuded
  • Pane oma struktuurimassiiv teise struktuuri ehk ümbrise sisse (wrapper struct),
  • Ümbrises peaks olema 3 muutujat – viide struktuurile, struktuuri suurus ja struktuuri kasutatud liikmete arv.
  • Muuda oma funktsioonide parameetreid nii, et nüüd need kasutaksid uut vastloodud ümbrisstruktuuri.
  • NB! Mõtle läbi mis funktsiooni on mõistlik viit ümbrisele anda, millisesse pole seda mõtet teha!

Vihje: Kuna nüüd on iga välja poole pöördumisel vaja ümbrisstrukuturist valida välja õige liige, siis võib loetavuse huvides olla see mõistlik “lahti pakkida” eraldi muutujasse vastava funktsiooni või tsükli sees. Näiteks

Pärast seda tundi peaksid

  • teadma erinevaid võimalusi kuidas struktureerida ja lugeda faile mille pikkus võib erineda
  • oskama dünaamiliselt oma massiivide suurust muuta
  • oskama lugeda faile dünaamilist mälu kasutades jooksvalt ja täpselt
  • teadma kõiki võimalike realloci tagastuste võimalus
  • teadma kahte laiendamise strateegiat (n + 1) ja (n * 2) ning oskama neid kahte võrrelda
  • oskama struktuuri liikmetele mälu küsida
  • teadma ja oskama rakendada ohutu programmeerimise tehnikat mälu vabastamisel.
  • teadma kõiki samme mida strdup() funktsioon taustal teeb

Täiendav materjal

laborid,pr2_et

PR2ET7: Dünaamiline mälu 1

Labori materjal

Laboriülesanded

Sellel nädalal on üks ülesanne, mida laiendab kaks edasijõudnute ülesannet.

Ülesanne: Juhuandmete generaator

Selle nädala ülesandeks on koostada juhuandmetega andmefaili generaator. Selliseid generaatoreid kasutatakse sageli rakenduste testimiseks enne kui on ligipääs reaalsetele andmetele.

Lae alla aluskood: https://blue.pri.ee/ttu/files/iax0584/aluskoodid/7_generator_starter.zip

Nõuded
  • Ehita oma rakendus ette antud aluskoodi põhjale
  • Küsi kasutajalt mitu kirjet ta soovib genereerida. Piirangut olla ei tohi!
  • Kõik kirjed salvestatakse genereerimise käigus struktuurimassiivi, mis luuakse kasutades dünaamilist mälu.
  • Vali juhuslikult etteantud valimitest välja eesnimi, perenimi ja  õppekava kood.
  • Genereeri juhuslikult sisseastumispunktid.
    • Punktid on vahemikus 10 – 30 punkti. Otspunktid on kaasatud. Täpsus on 0,1 punkti (nt 24.7)
  • Sorteeri genereeritud andmed perenime järgi. Kui perenimed ühtivad, sorteeri eesnime järgi.
  • Väljund kirjuta faili järgnevas vormingus:
    <indeks> <perenimi> <eesnimi> <õppekava kood> <sisseastumispunktid>
    • Indeks on unikaalne täisarv. Esimesel kirjel on indeksis 0, igal järgneval suureneb see 1 võrra.
  • Veendu, et kogu mälu on programmi lõppedes vabastatud kasutades valgrind’i.
Qsordi võrdlusfunktsioon

Pakun välja kaks erinevat võrdlusfunktsiooni võimalust. Esimesel puhul tehakse tüübiteindused jooksvalt, likvideerides lisamuutujate loomise vajaduse.

Teisel juhul loome lisaviidad, mis võtavad täiendavalt mälu, kuid lihtsustavad koodi loetavust.

Töövoog
  • Loo vajalik struktuuri kirjeldus
  • Küsi kasutajalt palju kirjeid vaja
  • Küsi mälu vajalike kirjete hoidmiseks, kontrolli!
  • Genereeri vajalikud kirjed
    • Iga isiku jaoks pead genereerima kõik väljad juhuslikult.
    • Iga  struktuuri liikme valimiseks eesnimede, perenimede ja õppekava koodide valimist pead genereerima juhusliku numbri.
      Vihje: Sa võid nime kas kopeerida enda struktuuri või hoiustada vaid viita nimele
    • Lisaks genereeri ja salvesta ka punktid.
      Vihje: Mõtle matemaatiliselt – nt mis vahe on 30 ja 300!?! rand() funktsioon väljastab sulle täisarvu olenemata mida sa teha üritad sellega.
  • Sorteeri struktuurid
  • Kirjuta andmed väljundfaili
  • Vabasta mälu

Kontrolli oma rakendust kasutades valgrindi! Seda mitte ainult lõpus, vaid ka siis kui rakendus käitub imelikult või jookseb kokku!

Testimine

Rakenduse väljund on võrdlemisi lihtne ja lühike

Vaadates väljundfaili näeme, et tulemused on kenasti sorteeritud (näites vaid esimesed 15 rida)

Edasijõudnute ülesanne 1: väljundfaili formaat

Selle ülesande käigus lisame oma lahendusele CSV formaadi toe väljundis ning lubame kasutajal valida sobivlikku väljundformaati.

Nõuded
  • Lisa oma programmile võimekus genereerida andmeid CSV formaadis.
    • Esimene rida CSV failis peab olema päis väljade nimetustega
    • Sellele järgnevad genereeritud andmeread, komadega eraldatud. NB! CSV puhul koma järele tühik ei käi.
  • Küsi kasutajalt kummas formaadis ta soovib faili genereerida (tühikutega eraldatud või CSV) ning genereeri sobilik väljundfail.
  • Tühikutega eraldatud faili laiendiks peab olema .txt , komadega eraldatud faili laiendiks peab olema .csv .
  • Veendu, et CSV fail on korrektselt genereeritud – proovi avada või importida seda kasutades Libreoffice Calc’i või Microsoft Office’it ja vaata kas nad tuvastavad väljad korrektselt.

Edasijõudnute ülesanne 2: seadistused

Selles lisaülesandes muudame oma generaatori paindlikumaks ja lisame seadistuste võimekuse.

Nõuded
  • Kõik seadistused tuleb hoida struktuuris – loo eraldi struktuuri kirjeldus ja struktuur selleks.
  • Kõigil seadistustel peavad olema vaikeväärtused
  • Programm peab kasutama vaikeväärtusi kui kasutaja ei soovi seadeid muuta. Kuidas kasutaja muutmissoovist teada peab anda võid ise otsustada.
    Näiteks võib programm seda esimese asjana käivitudes küsida või saab kasutaja käivitada programmi kindla käsureaargumendiga, mis seadistuse avab.
  • Kasutajal peab soovi korral olema võimalik järgnevaid seadistusi muuta programmis sees olles
    • Millised andmeväljad genereeritakse (igaühte peab olema eraldi võimalik sisse-välja lülitada)
    • Väljundfaili nimi (ainult nimeosa, laiend valitakse automaatselt lähtuvalt valitud väljundformaadist!)
    • Väljundformaadi seadistus (edasijõudnute ülesande 1 osa, tõsta struktuuri sisse)
    • Genereeritavate kirjete arv (baasülesande osa, tõsta struktuuri sisse)
    • Alam- ja ülempiir sisseastumispunktidele
  • NB! Genereeritavate kirjete arvu tuleb küsida hoolimata sellest kas kasutaja soovis seadeid muuta või mitte. Eesmärk on lihtsalt hoida seadistusi koos.
  • Kasutajale tuleb kuvada genereerimisseaded olenemata sellest kas ta soovis neid muuta või mitte.

Märkus: Soovi korral võid seadistusi hoida eraldi failis, kuid see pole vajalik. Kasutaja tehtud muudatusi seadetesse ei ole vaja meeles pidada järgmisel programmi käivitamisel. Küll aga kui sa soovid seadefaili kasutada, siis veendu, et kasutaja saab seadistusi muuta läbi programmi (ilma, et ta peaks seadefaili käsitsi muutma).

Vihje: Siin saab kolmikoperaatorit hõlpsasti ära kasutada
printf("First name: %10s\n", settings.genFirstName ? "Yes": "No");

Pärast seda tundi peaksid

  • Oskama kasutada dünaamilist mälu
  • Oskama kontrollida kas programmis on mälulekkeid
  • Teadma mis olukorras on dünaamilist mälu mõistlik kasutada ja millal mitte
  • Teadma dünaamilise mälu võludest ja valudest
  • Tegema vahet pinumälul ja kuhjal ning mis muutujad kuhu lähevad.

Täiendav materjal

laborid,pr2_et

PR2ET5: Qsort ja tükeldus

Labori materjal

Laboriülesanded

Selles laboris on kaks ülesannet.

  • Esimene ülesanne koosneb kahest baasosast ja edasijõudnute lisast.
  • Teine ülesanne koosneb baasülesandest ja edasijõudnute lisast.

Ülesanne 1: Quicksort

Selle ülesande eesmärk on harjutada qsort()  funktsiooni kasutamist ning koodi tükeldamist erinevate koodifailide vahel, sealjuures alustad oma esimese kergesti lisatava teegifaili loomist. Aluskoodis on juba koodi tükeldus failidesse sinu eest juba tehtud.

Lae alla aluskood: https://blue.pri.ee/ttu/files/iax0584/aluskoodid/5_1_qsort_task_basecode.zip

NB! Aluskood sisaldab tükke mõlema baasosa ja edasijõudnute osa jaoks!

Nõuded
  • Realiseeri vajalikud funktsioonid mis on ette antud sulle erinevates päisefailides prototüüpidena. Funktsiooni realisatsioon peab olema päisefailiga samanimelises .c koodifailis
  • Kutsu välja vajalikud funktsioonid andmete sorteerimiseks ja ekraanile kuvamiseks main funktsiooni switch lausest.
  • Kompileeri programm kokku mitmest koodifailist – vastavalt struktuurile mis oli antud aluskoodis. Kasuta kompileerimiseks käsurida (võid kasutada ka Makefile’i kui oskad).
Ülesande hinnatavad alamosad

Esimese hinnatava osa jaoks peavad töötama menüüst valikud 1 ja 2. Selle sooritamiseks pead sa

  • Realiseerima qsort võrdlusfunktsioonid täisarvudest ja murdarvudest koosneva massiivi jaoks
  • Kutsuma välja qsort funktsiooni mõlema eelnimetatud massiivi sorteerimiseks ning väljatrükiks menüüs

Teise hinnatava osa jaoks peavad töötama menüüst valikud 3 ja 4. Selle sooritamiseks pead sa

  • Realiseerima qsort võrdlusfunktsioonid struktuurimassiivi sorteerimiseks eesnime ja töösuhte pikkuse järgi
  • Realiseerima struktuurimassiivi väljatrüki funktsiooni.
  • Kutsuma välja qsort funktsiooni struktuurimassiivi sorteerimiseks vastavalt menüü valikule ning seejärel massiivi väljatrüki funktsiooni

Edasijõudnute ülesande hinnatava osa jaoks peab töötama menüüst valikud 5. Selle sooritamiseks pead sa

  • Realiseerima qsort võrdlusfunktsioonid struktuurimassiivi sorteerimiseks perenime järgi. Kui perenimed on samad, tuleb teha täiendav otsus sorteerimiseks eesnime alusel.
  • Kutsuma välja qsort funktsiooni struktuurimassiivi sorteerimiseks vastavalt menüü valikule ning seejärel massiivi väljatrüki funktsiooni
  • Kutsuma välja qsort funktsiooni struktuurimassiivi sorteerimiseks vastavalt menüü valikule ning seejärel massiivi väljatrüki funktsiooni
Testimine

Järgnev näide sisaldab kõiki kolme hinnatavat osa (1 ja 2 baasosa ning edasijõudnute osa)

Ava mind väljundi nägemiseks
 

Ülesanne 2: Teekide kasutamine (covid-data)

Selles ülesandes tutvume esimest välise teegi (libcurl) lisamisest oma programmi, mille abil on võimalik näiteks kasutada internetis olevaid APIsid ja faile internetist alla laadida. Kasutame neid Eesti riigi avaandmete alla laadimiseks. Jätkame programmi tükeldamise harjutamisega.

NB! Ülesande lahendamine on kordades lihtsam UNIX põhistel süsteemidel (Nt Linux). Windowsil ülesande lahendamiseks on vaja teha täiendav seadistus ning muuta osa ette antud lähtekoodist!

Lae alla aluskood: https://blue.pri.ee/ttu/files/iax0584/aluskoodid/5_2_covid_starter.zip

Nõuded
  • Kasuta põhjana sulle antud aluskoodi
  • Lae alla Eesti Covid-19 avaandmed (ette antud aluskoodis)
    NB! Avaandmeid uuendatakse korra nädalas! 
  • Avaandmete spetsifikatsioon
  • Kuva viimase 14 päeva kinnitatud nakatumised (päev ja nakatumiste arv)
  • Kuva top10 kõige suurema nakatumiste arvuga päeva (päev ja nakatunute arv)
  • Minimaalselt peab olema kood tükeldatud kolme koodi ja päisefaili
    • file_helper.c  ja file_helper.h  on faili allalaadimiseks ja ettevalmistuseks  (ette antud, muudatusi pole vaja teha)
    • data_processor.c  ja data_processor.h  on failist andmete lugemiseks ja töötlemiseks
    • main.c  ja main.h  on programmi töövoo juhtimiseks ja üldisteks makroteks
    • Soovi korral võid näiteks faili lugemise lüüa lahku andmete töötlemisest
  • Kompileeri kõik koodifailid kokku kas käsurealt või kasutades Makefile’i
Soovituslik töövoog
  1. Tutvu etteantud koodifaiide struktuuri ja sisuga
  2. Kommenteeri sisse enda eelistatud andmefaili formaat (kas tühikute või komadega eraldatud andmed)
  3. Kompileeri ja proovi kas allalaadimine töötab. Kompileerimiseks on vajalik lipp -lcurl
  4. Lisa main.h  faili struktuuri kirjeldus andmete mälus hoidmiseks ning teised vajalikud makrod suurustele
    Vihje: sul ei ole vaja kõike failist loetut mälus hoida! Vali välja vaid olulised väljad!
  5. Kodeeri data_process.c  faili andmefailist andmete lugemise funktsioon. Lisa selle funktsiooni prototüüp data_process.h  päisefaili ning väljakutse main funktsiooni.
    NB! Kas märkasid, et CSV failil oli esimene rida päis!?
    Vihje: konkreetse andmevälja ignoreerimiseks saad scanf  funktsioonis kasutada formaati %*s  – tärn tähistab,  andmeid sellele formaadile vastavale osale ei salvestata. St ignoreeritakse kõike kuni järgmise tühiku või reavahetuseni. Kui kasutad tärni formaadis ei tohi selle kohta muutujat scanf  parameetrina anda.
    Kompileeri ja testi kas andmed loetakse edukalt sisse
  6. Loo funktsioon andmete väljatrükiks, et kuvada viimase 14 päeva statistika.
    Vihje: Kasuta ära oma teadmist massiividest ja viida-aritmeetikast mida rakendasime esimesel nädalal viitade tunnis (ülesanne 1, osa 2)! Nii jääb väljatrüki funktsioon lihtsaks ja korduvkasutatavaks järgmise punkti jaoks.
  7. Loo qsort  jaoks võrdlusfunktsioon ning kutsu qsort  välja andmete sorteerimiseks. Kuva top 10 kõrgeima nakatunute arvuga päeva.
    Vihje: Kui kasutasid eelmise punkti juures viida-aritmeetika ja jätsid väljatrüki funktsiooni lihtsaks, siis nüüd saad seda sama funktsiooni ka siin ära kasutada!
Testimine

NB! Väljundis on koos baasülesande ja edasijõudnute ülesande lahendused!

Edasijõudnute ülesanne
  • Leia nakatumiste arv viimase 7 päeva jooksu
  • Leia nakatumiste arv sellele eelneva 7 päeva jooksul
  • Väljasta perioodi vahemikud ja nakatunute koguarv neil perioodidel
  • Leia ja kuva kas nakatumine kahe võrreldava perioodi vahel on vähenenud, kasvanud või jäänud samaks. Näita protsenti kahe komakohaga.

Vihje: Baasülesande raames sorteerimise andmemassiivi terviklikult ära ja neid andmeid me kasutada ei saa ilma uuesti sorteerimata. Küll aga saame enne sorteerimist teha osalise koopia andmetest. Koopia saad teha (enne kui qsort välja kutsutakse) kasutades funktsiooni memcpy() . Uuri parameetreid ja meenuta viida-aritmeetikat alguspunkti määramiseks!

MS Windows

Antud ülesannet on võimalik lahendada ka Windowsil, kuid selleks tuleb teha mõned täiendavad liigutused. Sammud on testitud ja töötasid kevadel 2022 kasutades chocolatey kaudu installeeritud 64 bitist MinGW-d (see oli osa lihtsast tarkvara paigaldamise juhendist Windowsil kasutades käsurida). Väljavõte eelmise aasta vestlusest, kus sammud kirja said (inglise keeles)

1. Install libcurl on Windows. Uses chocolatey package manager

choco install curl

2. Make the library (dll file) available to the compiled program. Copy libcurl-x64.dll from libcurl installation directory to your program directory (assumes 64-bit compiler).

3. You need to download CA certificate so cURL can verify the certificate on the opendata website https://curl.se/ca/cacert.pem.

4. You need to specify the certificate authority file location to the code. Add this to the setup of the download in the file_helper.c, replacing the path\\to\\file with the path to the downloaded .pem file.

curl_easy_setopt(curl_handle, CURLOPT_CAINFO, "path\\to\\file");

5. You need to rewrite the check if a file is already downloaded because that uses POSIX library available on UNIX systems – unistd.h. You should rewrite it with windows solution of that. Haven’t tested, but you’ll likely find the function BOOL FileExists(LPCTSTR szPath) in the library io.h. You may need to add additional Windows-specific libraries.

6. You can only download as CSV with the code provided. To download space delimited, you need to rewrite the ReplaceChars function. Easy option would be to open up a second file pointer for writing to a different file and remove the fseek, Simplest would be to do getchar -> putchar with a check in between for commas to be replaced with spaces.

7. You need to add -I and -L flags to your compiler command line arguments. Mine were:

-I C:\ProgramData\chocolatey\lib\curl\tools\curl-7.81.0-win64-mingw\include\ -L C:\ProgramData\chocolatey\lib\curl\tools\curl-7.81.0-win64-mingw\lib\

Pärast seda tundi peaksid

  • Oskama tükeldada oma programmi mitme koodifaili vahel mitmest koodifailist koosnevat programmi kompileerida
  • Oskama kasutada qsort funktsiooni
  • Mõistma qsort funktsiooni võrdlusfunktsiooni nõudeid ning suutma kirjutada võrdlusfunktsiooni lihtsatele massiividele ning ka struktuurimassiividele
  • Teadma viitade eksisteerimisest funktsioonidele ning oskama funktsiooni edastada viita teisele funktsioonile
  • Teadma üldistatult samme mis on vajalikud kolmandate osapoolte teekide kasutamiseks ning oskama neid oma programmi kompileerida

Täiendav materjal

laborid,pr2_et

PR2ET4: Struktuurid 2 ja lihtne päis

Labori materjal

Laboriülesanded

Selleks laboriks on ülesanne mis on jaotatud kahte ossa.

Laboriülesande 1. osa: Seostatud andmete väljastamine

Selles osas trükime välja failidest loetud andmed. Selleks on oluline õigel hetkel teha vajalikud seostamised kahe struktuuri vahel.

Andmefailid

Andmed on sulle antud kahes eraldi failis, mille kirjeldamiseks kasutame olemi-suhte diagrammi (ERD ehk entity-relationship diagram).

NB! Selliseid suhteid näidatakse sageli ka UMLi klassidiagrammina. Vaata all viidet selle kohta!

Olemi-suhte diagrammi kardinaalsus

  • Ühel isikul võib olla 0 või enam sõidukit
  • Iga sõiduk peab kuuluma täpselt ühele isikule

Andmed kahes failis on seostatud Eesti isikukoodi (person_id) abil.

Lae andmefailid alla siit: https://blue.pri.ee/ttu/files/iax0584/andmefailid/4_data.zip

Nõuded
  • Kasuta programmi programmis päisefaili. Paiguta sinna struktuuride deklaratsioonid, makrod ja funktsioonide prototüübid, vajadusel ka loendid.
  • Loe kahest antud failist andmed eraldiseisvatesse struktuurimassiividesse.
    • Väldi keerukaid lahendusi (pesastatud struktuurid või struktuuriviidad) selle laboriülesande lahendamisel.
    • Isikukoodi pead hoiustama 64-bitise täisarvuna. Sedasi vähendad protsessoritsüklite arvu mis kulub väljade võrdlemiseks!
      Use inttypes.h !
  • Harjuta viidaaritmeetikat
    • Kasuta nooleoperaatorit (->) struktuuri liikmete poole pöördumiseks
    • Väldi nurksulgude [] kasutamist massiivide indekseerimisel.
  • Sorteeri isikute andmed eesnime alusel tähestikulises järjekorras kasvavalt.
  • Trüki välja isikuandmed, millele järgnevad kõik nendega seotud sõidukid.
    • Omaniku andmed tohid trükkida ühekordselt.
    • Omaniku info järel loetle kõik nendega seotud sõidukid
    • Kui isikul puuduvad sõidukid, anna sellekohane teavitus.
Soovituslikud funktsioonid

NB! Tegu on soovitusliku loeteluga. Sinu loodavad funktsioonid ning nende parameetrid võivad sellest erineda.

Testimine

Järgnev on ülesande esimese osa oodatav väljund

Laboriülesande 2. osa: Maksude arvutamine

Teises osas kirjutame laienduse esimesele osale. Kõik esimeses osas olnud nõuded kehtivad ka siin.

Nõuded
  • Leia ja kuva palju iga omanik makse maksma peab
    • Kuvada tuleb nii summa kui protsendina sissetulekust
    • Lisa hoiatus kui maksud ületavad 10% isiku aastasest sissetulekust.
    • Väljasta veateade kui inimesel puuduvad sissetuleku kohta andmed.
    • NB! Meenuta, et funktsioonid peaksid vaid ühte asja tegema. Ära pane arvutamist samase funktsiooni kus andmeid väljastad või faile loed! Tee eraldi funktsioon maksude leidmiseks.
  • Vihje: Lisa struktuuri täiendav liige või liikmed, et saaksid hoiustada ja kuvada maksuandmeid. Struktuuri liikmed ei pea olema 1:1 vastavuses sellega mis on hoiustatud failis, täiendavate väljade lisamine või isegi andmete töötlemine ja teises formaadis hoidmine mälus on OK.
Soovituslikud funktsioonid

NB! Tegu on soovitusliku loeteluga. Sinu loodavad funktsioonid ning nende parameetrid võivad sellest erineda.

Testimine

Järgnev on ülesande teise osa oodatav väljund

Pärast seda tundi peaksid

  • Oskama luua ja seostada päisefaili oma koodifailiga
  • Teadma mida pannakse ja mida ei panda päisefaili sisse
  • Teadma tüüpilisi kasutusjuhte päisefailidesse
  • Teadma erinevaid mis vahet on noolsulgudel ja ümarsulgudel päisefaili lisamisel ning kust siis neid faile otsima hakatakse
  • Teadma kuidas makrotena luua tingimuslauseid eelprotsessori jaoks
  • Teadma miks on vajalikud ning oskama kasutada kaitseid päisefailidel
  • Oskama silumislauseid koodi põimida erinevatel viisidel
  • Oskama algväärtustada struktuure
  • Oskama struktuure pesastada (st ühe struktuuri liikmeks on teine struktuur või struktuuri viit)
  • Oskama struktuure tagastada
  • Oskama kasutada struktuuri ligipääsuoperaatorina noolt ning teadma millal seda teha tuleb
  • Oskama viidaaritmeetikat kasutada struktuurimassiivide peal
  • Oskama lugeda lihtsamaid ERD diagramme ja teadma, et neid kasutatakse andmemudelite modelleerimiseks.
  • Teadma, et UMLis on ka olemas klassidiagrammid ning klassidiagramme kasutatakse andmemudelite modelleerimiseks.

Täiendav materjal

laborid,pr2_et

PR2ET3: Struktuurid

Labori materjal

Laboris lahendatakse kommenteeritult koos läbi failist struktuuridesse lugemise näide. Neile kes ei osale laboris on see avaldatud koodinäitena: Failist struktuurimassiivi lugemise näide

Laboriülesanded

Selles laboris on üks ülesanne, millele lisandub 4 edasijõudnute ülesannet.

Ülesanne: töötajate otsing

Selles programmis matkime töötajate andmebaasi, kust on võimalik filtreerida välja töötajate andmeid vastavalt etteantud otsinguparameetrile.

Andmefail

Lae alla testandmed järgnevalt lingilt: https://blue.pri.ee/ttu/files/iax0584/andmefailid/3_data_short.zip

Andmefail koosneb juhugeneraatoriga loodud andmetest.

Nõuded
  • Loe failist ettevõtte töötajate andmed
    • Failis on iga rea kohta üks kirje
    • Iga andmeväli on eraldatud tühikuga. Andmeväljad on ühesõnalised.
    • Andmete struktuur failis
      <eID> <first_name> <last_name> <city>
  • Programmis tuleb andmeid hoida struktuuridest koosnevas massiivis.
  • Programm peab töötama olukorras kus andmete täpne arv pole teada ning see võib ajas muutuda (näiteks mõni rida lisatakse või kustutatakse).
    • Loo programmile mõistlik limiit ning veendu, et sellest üle ei mindaks!
  • Luba programmi kasutajal teostada otsingut linna nime järgi
    • Programm väljastab kõik töötajad, kes sisestatud linnas elavad
    • Näita mitu vastet mitmest leiti (nt [0 / 91])
    • Otsingut peab saama sooritada korduvalt ilma programmist väljumata
    • Baasülesandes väljasta kõik andmed – isikukood, perenimi, eesnimi, linn
  • Kasutajal peab olema võimalus programm sulgeda, loo selle jaoks eraldi võimekus (näiteks sisestades kindel käsk)
  • Korduv faili lugemine programmi sees ei ole lubatud.
  • Struktuuri sisu ei pea olema üks-ühele faili sisuga! Väljade lisamine on kasulik eelkõige lisaülesannete lahendamisel.
Programmi näidisväljund

NB! Programmi väljund on näide lahendusest pärast kõigi nelja edasijõudnute ülesande lahendamist!

Ava mind väljundi nägemiseks

Edasijõudnute ülesanne 1: struktuuride sorteerimine

Nõuded:

  • Leitud töötajate loetelu peab olema sorteeritud perekonnanime järgi tähestikulises järjekorras kasvavalt.
  • Väljastuse nime formaat peab olema perenimi, eesnimi

Edasijõudnute ülesanne 2: linnade nimistu

Nõuded:

  • Kuva kasutajale kõik failis olevad linnad
  • Linnade nimekiri koostatakse programmi poolt töö ajal, vastavalt sisendfailis esinevatele linna nimedele
  • Kasutaja peab saama linnade nimekirja kuvada sisestades selleks vastava käsu. Käsk tuleb lisada menüüsse
  • Linnade nimekirja peab saama kuvada korduvalt
  • Linnade nimekirja tohib koostada programmi töö vältel vaid ühe korra.

Edasijõudnute ülesanne 3:  Mugavam otsing

Nõuded

  • Otsing ei tohi olla tõstutundlik. Näiteks otsides otsides linna TALLINN  või tallinn , tuleb kuvada kõik töötajad, kes elavad Tallinnas.
  • Otsing peab toetama osalist vastet. Näiteks otsides all  leitakse nii need, kes elavad Kallastel, kui ka need, kes elavad Tallinnas.
  • Mõlemad peavad töötama ka korraga. St eelnev tulemus peab olema leitav ka otsides ALL  või aLL

Edasijõudnute ülesanne 4: Töödeldud isikukood

Nõuded

  • Ära kuva vastuste hulgas enam isikukoodi
  • Kuva töötaja sünniaeg formaadiga d. MMMM yyyy

Isikukoodi formaadi kohta saad lugeda: https://www.riigiteataja.ee/akt/114022017005

Vajuta mind, et näha selgitusi kuupäeva ja kellaaja vormingu kohta

m – Minutid vahemikus 0 – 59.
mm – Minutid vahemikus 00 – 59. Minutitele 0 – 9 lisatakse ette number null.

h – Tunnid vahemikus 1 – 12.
hh – Tunnid vahemikus 01 to 12. Tundidele 1 – 9 lisatakse ette number null.
H – Tunnid vahemikus 0 – 23
HH – Tunnid vahemikus 00 – 23. Tundidele 0 . 9 lisatakse ette number null.

d – Päevad vahemikus 1 – 31
dd – Päevad vahemikus 01 – 31. Päevadele 1 – 9 lisatakse ette number null.
ddd – Päevad lühinimega ( E / Mon; T / Tue; K / Wed; …)
dddd – Päevad täispika nimega (esmaspäev / Monday; teisipäev / Tuesday; kolmapäev / Wednesday; …)

M – Kuud vahemikus 1 – 12
MM – Kuud vahemikus 01 – 12. Kuudele 1 – 9 lisatakse ette number null.
MMM – Kuu lühinimi (jaan / Jan; veebr / Feb; märts / Mar; apr / Apr; …)
MMMM – Kuu täispika nimega (jaanuar / January; veebruar / February; Märts / March; …)

y – Aasta vahemikus 0 – 99
yy – Aasta vahemikus 00 – 99
yyy – Aasta, minimaalselt kolme numbriga (1 -> 001; 15 -> 015; 145 -> 145; 1949 -> 1949)
yyyy – Aasta nelja numbriga

Pärast seda tundi peaksid

  • Teadma kuidas deklareerida uusi struktuure – st uus andmetüüp, milleks on struktuur
  • Oskama valida struktuuri liikmeid
  • Teadma mis on struktuuri polsterdamine ja joondamine ning kuidas see mõjutab struktuuri suurust mälus
  • Teadma mis mõjutab struktuuri suurust
  • Teadma millised operaatorid on kasutusel struktuuri liikmete poole pöördumiseks ja oskama kasutama punkt-operaatorit
  • Teadma kuidas luua struktuuridest koosnevat massiivi ja lugeda andmeid failist struktuurimassiivi
  • Teadma kuidas omistada terviklikku struktuuri
  • Teadma kuidas defineerida andmetüüpe ümber, andes neile uue nime (typedef)

Täiendav materjal

pr2_et

PR2ET2: Loendid

Labori materjal

Labori ülesanded

Laboris on 2 ülesannet. Enamjaolt on tegu kordamisülesannetega meenutamaks Programmeerimine 1 ainet, kuid ülesandeid on rikastatud loendite kasutamisega ning mõlema ülesande puhul saame juba kasutada eelmise nädala viitade teemat enda elu lihtsustamiseks.

Ülesanne 1: Failide kategooriad

Selles ülesandes loome tööriista, mis suudab kategoriseerida ja loendada faile vastavalt faili nimes olevale faili laiendile. Näiteks saame leida mitu dokumendifaili asub määratud kaustas ja selle alamkaustades. Ülesande raames loome vaid osa programmist, mis tegeleb laiendite tuvastamise ja loendamisega.

Failide nimede leidmiseks kasutame eelmisel semestril Linuxi laboris õpitut. Kasutades tööriista find  otsime üles kõik failid rekursiivselt ning kasutades toru (pipe) suuname otsingu tulemused enda programmi loendamiseks.

NB! Lahenduse potentsiaali testimiseks on vaja Linuxit. Lihtsaim on testida seda kooli keskkonnast (st kasutades kooliarvutit, Horizongate’i või luues SSH tunneli kooli serveritesse / arvutitesse). 

Nõuded

Loo programm, mis täidab järgmised nõuded

  • Programm võtab vastu teadmata arvu faili nimesid standard sisendvoost ( stdin )
    • Eelnevalt sisendite arvu küsimine ega erilise sisuga sõne kasutamine lugemise peatamiseks pole lubatud
    • Lugemine tuleb peatada ja statistika kuvada pärast seda kui programm saab EOF  (end of file, faili lõpp) signaali.
  • Kategoriseeri failid vastavalt etteantud loetelule laienditest ja gruppidest.
  • Näita mitu faili igasse gruppi kuulus
  • Kategooriate tuvastamiseks koodis pead kasutama loendi andmetüüpi (enum)
  • Üks funktsioon on sulle ette määratud. Funktsioon saab parameetrina kaasa faili laiendi sõnena ning tagastab vastava loendi väärtuse millisesse kategooriasse fail kuulub. Kasuta järgnevat prototüüpi:
    enum FileCategory GetFileType(char *extension);
  • Programm tohib kasutajale anda informatsiooni programmi kohta (nt mida teha tuleb) pärast käivitamist. Programm ei tohi sisendite vahel ekraanile teksti väljastada (st nt kahe faili nime sisestamise vahel).
Kategooriad ja laiendid
  • Arhiivid: zip, rar, 7z, tar, gz
  • Andmed: csv, xls, xlsx, ods
  • Dokumendid: pdf, doc, docx, rtf, odt
  • Programmikood: c, h, cpp, hpp, py
  • Tekst: txt
  • Pildid: jpg, jpeg, png, svg,
  • Muu: Kõik teised failid, millel on laiend, kuid ei olnud eelnevas loetelus.
  • Laiend puudub
Koodi mall

Selleks, et sulle veidi aimdust anda kuidas lugemine ja töötlemine võiks välja näha pakun välja selleks sobiliku malli.

Soovituslikud sammud ülesande lahendamisel
  1. Lisa koodi funktsioon, mis parandab sõne lõpus oleva reavahetuse.
    Näiteks void FixTrailingNewline(char *str);
  2. Lisa koodi funktsioon, mis leiab viimase punkti asukoha sõnas, et hiljem tuvastada faili laiendi algus selle põhjal.
    Näiteks: int GetLastPointPos(char *str);
  3. Lisa koodi failikategooria loend ning loo vastav algväärtustatud loendurite massiiv.
  4. Lisa koodi funktsioon loendurite massiivi väljastamiseks
  5. Lisa koodi funktsioon, mis leiab laiendile vastava loendi väärtuse.
    Näiteks:  enum FileCategory GetFileType(char *extension);
Vihjeid ja hoiatusi
  • Vaata läbi täiendav loendite näide. See on üsna sarnane praegusele ülesandele ja peaks sulle andma hea idee struktuurist ja kasutusest.
  • Ülesandes peaksid ära tundma tükke eelmisest semestrist – nt sõnede esimene ja teine tunnitöö, samuti vanuselise grupeerimise kodutöö.
  • Kui kasutad loendi elementide väärtusteks automaatset numeratsiooni ja lisad soovitud elementide lõppu veel ühe elemendi, siis selle väärtuseks saab elementide arv loendis ilma selle viimase elemendita.

    Sedasi saad lihtsustada näiteks massiivide deklareerimist mille pikkus on vastavate loendurite arv.

  • Kasutades viitade omadusi (nt viidaaritmeetika), saad punkti asukoha põhjal lihtsasti leida punktile järgneva tähemärgi aadressi, mis on samuti sõne ning saab olema olemuselt viit faili laiendile.
  • Lugemistsükli pikkus ei ole määratud. Saad näiteks kasutada funktsiooni fgets()  – see funktsioon tagastab  NULL -viida kui tuvastab faili lõppu tähistava  EOF  (end of file) signaali.
  • Meeldetuletuseks! fgets()  salvestab reavahetuse sümboli sõnesse. Selle pead likvideerima!
  • Kogu programmi sisend tuleb sulle läbi toru sinu programmi stdin standardvoogu.
  • Kiireks testimiseks saad klaviatuurilt saata EOF  signaali kasutades klahvikombinatsiooni  ctrl+d .
Käsitsi testimine

Programmi käsitsi testimiseks käivitame programmi tavapäraselt ja trükime seejärel failide nimesid, vajutades iga nime järel enter klahvi. Kui soovime sisestust lõpetada, vajutame klahvikombinatsiooni  ctrl+d  – see saadab EOF i ehk faili lõpu signaali.

Terviklik testimine

Selleks, et testida su programmi tööd kui terviklikult olen ette valmistanud ühe võrgukettal paikneva kausta. Sinu tulemused peaksid vastama 1:1 näitega.

Failide otsimiseks kasutame sisseehitatud tööriista find, mida kasutatakse kaustade ja failide leidmiseks. Esmalt määrame kust otsime, seejärel tüübiks failid (vältimaks kaustade nimesid) ning trükime välja vaid faili nimetuse ilma asukohata. Tulemused edastatakse toru abil sinu programmi.

Näide on käivitatud käsuga: find ~/M/risto.heinsar/lab_cat/ -type f -printf '%f\n' | ./task1_category

Vihje: Mängi sellega – vaata näiteks kuidas jaotuvad failid sinu P kettal, lisa täiendavaid kategooriaid, failitüüpe.

Varukoopia juhuks kui ülikool võrk maha läheb

Juhul kui sa ei saa demonstreerida ülesande toimivust kuna ülikooli võrgu või arvutitega on probleeme, saad kasutada järgnevat arhiivi. Tegu on täpse koopiaga M kettal asuvatest failidest ja kaustadest.

https://blue.pri.ee/ttu/files/iax0584/andmefailid/2_1_file_cat_directory_structure.zip

Ülesanne 2: Pikkuste teisendaja

Sulle on edastatud andmed rahvusvahelise ettevõtte töötajate liikumisaktiivsuse kohta. Sinu ülesandeks on kõik saadud andmed teisendada ühte kasutaja poolt soovitud mõõtühikusse, seejärel kuvada tulemused ja esmane statistika.

Nõuded
  • Programm võtab käsurealt 2 argumenti
    • Esimene argument on faili nimi
    • Teine argument on soovitud ühik milles väljundit näidata (sobilikud väljundid on  m  meetrites, ft  jalgades ja  km  kilomeetrites)
  • Sisendfail on lihtne tekstifail (antakse esimese käsurea argumendina)
    • Iga rida failis on üks kirje
    • Iga kirje koosneb kahest väljast, mis on tühikuga eraldatud: <distants> <ühik>
    • Distantsid on antud reaalarvuna
    • Ühikud on antud sõnena. Sisendfailis on distantsid antud ainult meetrites või jalgades.
  • Leia ja kuva ühel real algne distants ja distants mis on teisendatud soovitud ühikusse (antud käsurea teise argumendina)
  • Leia ja kuva kogu läbitud distants ja keskmine läbitud distants.
  • Kõik pikkused kuva kahe komakohaga.
  • Ühikud tuleb programmis kodeerida loendina (enum). Soovituslik loendi deklaratsioon on järgmine:
  • Teisenduse konstandid mida saad kasutada oma koodis:
Andmefailid

Selle ülesande testimiseks on kolm andmefaili. Loe täpsemalt Testimine peatüki alt mida tähele panna ning veendu tulemuste korrektsuses.

Lae andmefailid alla siit: https://blue.pri.ee/ttu/files/iax0584/andmefailid/2_2_converter_data.zip

Vihjeid

Selles ülesandes on korraga kolm erinevat ühikut (võiks olla ka rohkem!) ning nende trükkimine sedasi, et kood loetavaks jääb võib muutuda keerukaks. Kaks ideed kuidas seda lahendada.

Valik 1: Loo funktsioon ning kutsu see välja iga kord kui on vaja ühikut trükkida ekraanile. Ühik anna kaasa loendi väärtusena.

Valik 2: Loo funktsioon, mis tagastab viite sõnele, mis omakorda sisaldab sobilikku ühikut. Kuna ühik on kirjutatud funktsioonis konstandina, siis funktsiooni eluiga probleemiks ei osutu. Sellise funktsiooni eelis on see, et saad väga mugavalt printida ühikut keerulisema printf lause sees – nt  printf("%.2f %s\n, distance, ReturnPrintableUnit(unit));

Testimine

Selle programmiga on palju erinevaid asju mis võivad valesti minna. Testi kõiki järgnevaid olukordi!

Testid 1 – 3: Vale argumentide arv

Siin on kombineerituna näha kolm erinevat testi, kõigi nende käigus testime probleeme käivitamisel (vale argumentide arv)

Testid 4, 5: Probleemsed argumendid

Järgneva kahe testi vältel vaatame antud argumentide sisse. Veendume, et ühik on toetatud ning fail eksisteerib.

Test 6: tühi fail

Olukorras kus sisendfail on tühi on meie programmis samuti ohukohti. Veendume, et programm ei jookseks kokku tühja faili puhul!

task2_data1.txt sisu:

Võimalik väljund:

Testid 7 – 9: Teisendused

Selles testis käime läbi kõik võimalikud sisendi ja väljundi kombinatsioonid mis on meil toetatud. Kasutame lihtsat andmefaili, et vastuseid parem jälgida oleks.

task2_data2.txt sisu:

Oodatav väljund:

Test 10: Pikem fail

Selle testi puhul on peamiseks eesmärgiks proovida tulemusi pikema andmefaili korral ja veenduda, et midagi kahe silma vahele ei jäänud.

task2_data3.txt sisu:

Oodatav väljund:

Märkus! Kas panid tähele mida me ei testinud?

Edasijõudnutele: laiendatud teisendaja

Edasijõudnute ülesanne on teise laboriülesande laiendus. Mõtle ülesandest kui pikkuste teisendajast mis väljastab ka lihtlabase statistika

Nõuded
  • Lisa tugi täiendavatele ühikutele
    • Jard (yard, yd)
    • Toll (inch, in)
    • Detsimeetrid (dm, decimeter)
  • Teisendused kuue toetatud ühiku vahel peavad olema toetatud mõlemas suunas (st mõlemad kõik nendest võivad olla nii sisendiks kui väljundiks)
  • Lahenduse disain peab olema lihtsasti laiendatav. St täiendavate ühikute lisamine ei tohiks vajada suuremahulisi koodi ümberkirjutamisi. Teisenduse kood täiendavate ühikute lisamisel ei tohi kasvada eksponentsiaalselt!

Hoiatus: Kuigi antud ülesande oodatav lahendus on lihtsasti hallatav, tekitab see täiendavaid vigu ühikute teisenduskordajate ümardamise tõttu. Ole sellega ettevaatlik suurt täpsust nõudvates probleemides.

Pärast seda tundi peaksid

  • Oskama töötada loenditega, sh
    • Deklareerida uusi loendi tüüpe
    • Deklareerida loendi tüüpi muutujaid
    • Edastada funktsiooni ja tagastada funktsioonist loendeid.

Täiendav materjal

NB! Ettevaatust koodimisstiiliga järgnevate viidete puhul. Mitte ükski neist ei suuda isegi ühel leheküljel sama koodimisstiili reegleid jälgida!