Laboratorium 3 #

Klasy #

Na tym laboratorium twoim zadaniem będzie przećwiczenie różnych funkcjonalności związanych z klasami, a także eksperymentowanie z inteligentnymi wskaźnikami. Głównym tematem laboratorium są funkcjonalności związane z piosenkami.

Skorzystaj z dostarczonego pliku main.cpp, w którym umieszczone zostały testy do pierwszych 3 etapów zadania. Po zakończeniu implementacji konkretnego etapu odkomentuje odpowiadającą mu część funkcji main i porównaj swój wynik z oczekiwanym (pamiętaj o załączeniu stworzonych przez ciebie plików w main.cpp). Dostarczony jest również startowy plik Makefile.

Etap 1: Implementacja klasy SongDuration #

W pliku SongDuration.hpp zaimplementuj klasę SongDuration, która reprezentuje czas trwania utworu w minutach i sekundach.

Klasa powinna zawierać następujące elementy:

Prywatne pola:

• unsigned int minutes – liczba minut.
• unsigned int seconds – liczba sekund.

Konstruktor:

• Zaimplementuj konstruktor przyjmujący liczbę minut i sekund. Jeśli liczba sekund przekracza 59, powinna być automatycznie przeliczona na minuty (np. SongDuration(1, 65) powinno skutkować 2 minutami i 5 sekundami).

Metody publiczne:

• get_total_seconds() – zwraca całkowity czas trwania w sekundach.
• get_formatted() – zwraca string zawierający czas trwania w formacie "Xm Ys", gdzie X i Y to odpowiednio liczna minut i sekund.

Oczekiwane wyjście etapu 1:

Duration 1: 2m 5s (125s)
Duration 2: 4m 38s (278s)

Etap 2: Implementacja klasy Song #

W plikach Song.hpp i Song.cpp zaimplementuj klasę Song, która reprezentuje pojedynczy utwór muzyczny.

Klasa powinna zawierać następujące elementy:

Prywatne pola:

• std::string title – tytuł utworu.
• std::string artist – wykonawca utworu.
• SongDuration duration – czas trwania utworu.

Konstruktory:

• Konstruktor bezargumentowy inicjalizuje tytuł jako "Untitled", wykonawcę jako "Unknown", a czas trwania jako 0 sekund.
• Konstruktor przyjmujący tytuł, czas trwania (SongDuration) oraz wykonawcę (wykonawca powinien mieć domyślną wartość "Unknown").
• Konstruktor przyjmujący tytuł, czas trwania (w minutach i sekundach) oraz wykonawcę (sekundy powinny mieć domyślną wartość 0, a wykonawca "Unknown").

Uwaga: Pamiętaj o używaniu list inicjalizacyjnych.

Metody publiczne:

• print() – wypisuje informacje o utworze w formacie:

  <tytuł>, Artist: <wykonawca> [<czas trwania>]
  

• gettery i settery do pól prywatnych (getter i setter do duration powinien przyjmować i zwracać tylko sumaryczną liczbę sekund)

Przypomnienie z wykładu: Gettery i settery to proste funkcje dostarczające kontrolowany dostęp do prywatnego stanu obiektu. Często są to jedno linijkowe funkcje zwracające bądź ustawiające wartość prywatnego pola. W przypadku pojawienia się dodatkowych wymagań dotyczących stanu obiektu, w łatwy sposób pozwala nam to kontrolować czy stan cały czas będzie poprawny poprzez dodatkową walidację w odpowiednich setterach.

Statyczne pole i metodę:

• Pole statyczne unsigned int count_songs powinno przechowywać aktualną liczbę stworzonych obiektów typu Song.
• Metoda statyczna get_total_songs() zwraca liczbę aktualnie istniejących obiektów typu Song.

Uwaga: Żeby powyższy licznik działał poprawnie, musisz uwzględnić tę funkcjonalność w konstruktorach i zdefiniować odpowiedni destruktor.

Oczekiwane wyjście etapu 2:

Untitled, Artist: Unknown [0m 0s]
Recursion Anthem, Artist: Stack Overflow [4m 38s]
Binary Love, Artist: The Algorithms [3m 45s]
Segmentation Fault, Artist: Unknown [2m 5s]
Git Happens, Artist: Unknown [2m 0s]

Total songs: 5

Total songs: 3

get_title(): Polymorphic Dreams
get_artist(): Object-Oriented Orchestra
get_duration(): 300

Etap 3: Implementacja klasy Playlist #

W plikach Playlist.hpp i Playlist.cpp zaimplementuj klasę Playlist, która reprezentuje playlistę utworów. Klasa będzie podobna w funkcjonalności do implementowanego przez was ostatnio w czasie laboratorium punktowanego wektora. Piosenki powinny być przechowywane w dynamicznie alokowanej tablicy. Tym razem jednak będziemy pozwalać tylko na dodawanie elementów.

Klasa powinna zawierać następujące elementy:

Prywatne pola:

• Song* songs – wskaźnik na dynamiczną tablicę utworów.
• unsigned int capacity – pojemność playlisty.
• unsigned int size – aktualna liczba utworów w playliście.

Konstruktory, operatory przypisania i destruktor:

• Konstruktor przyjmujący początkową pojemność playlisty (domyślnie 10).
• Konstruktor kopiujący.
• Operator przypisania.
• Konstruktor przenoszący.
• Operator przypisania z przeniesieniem.
• Destruktor.

Z racji na to, że klasa Playlist zarządza dynamiczną pamięcią, chcemy zdefiniować dla niej powyższe funkcjonalności zgodnie z regułą 5/0.

Metoda prywatna:

• resize(unsigned int new_capacity) – pomocnicza funkcja zmieniająca pojemność playlisty na podaną wartość.

Metody publiczne:

• add_song(const Song& song) – dodaje utwór do playlisty. Jeśli tablica jest pełna, zwiększ jej pojemność dwukrotnie.
• get_size() – zwraca liczbę utworów w playliście.
• print() – wypisuje wszystkie utwory w playliście w formacie (lub Playlist is empty jeżeli playlista jest pusta):

  1. <tytuł>, Artist: <wykonawca> [<czas trwania>]
  2. <tytuł>, Artist: <wykonawca> [<czas trwania>]
  ...
  

Oczekiwane wyjście etapu 3:

Playlist size: 3
1. Polymorphic Dreams, Artist: Object-Oriented Orchestra [5m 0s]
2. Recursion Anthem, Artist: Stack Overflow [4m 38s]
3. Binary Love, Artist: The Algorithms [3m 45s]

Playlist copy (constructor):
1. Polymorphic Dreams, Artist: Object-Oriented Orchestra [5m 0s]
2. Recursion Anthem, Artist: Stack Overflow [4m 38s]
3. Binary Love, Artist: The Algorithms [3m 45s]

Playlist copy (assignment):
1. Polymorphic Dreams, Artist: Object-Oriented Orchestra [5m 0s]
2. Recursion Anthem, Artist: Stack Overflow [4m 38s]
3. Binary Love, Artist: The Algorithms [3m 45s]

Playlist moved (constructor):
1. Polymorphic Dreams, Artist: Object-Oriented Orchestra [5m 0s]
2. Recursion Anthem, Artist: Stack Overflow [4m 38s]
3. Binary Love, Artist: The Algorithms [3m 45s]

Moved from:
Playlist is empty

Playlist moved (assignment):
1. Polymorphic Dreams, Artist: Object-Oriented Orchestra [5m 0s]
2. Recursion Anthem, Artist: Stack Overflow [4m 38s]
3. Binary Love, Artist: The Algorithms [3m 45s]

Moved from:
Playlist is empty

Etap 4: Eksperymentowanie z inteligentnymi wskaźnikami #

W tej części zostawimy już tematykę piosenek ze sobą i będziemy eksperymentować z inteligentnymi wskaźnikami std::shared_ptr i std::unique_ptr. Tę część wykonaj całkowicie w przygotowanej części na końcu funkcji main. Znajdziesz tam pomocniczą klasę, która pomoże obserwować, kiedy obiekt jest tworzony i niszczony.

1. Wykonaj polecenia oznaczone w kodzie jako [TODO 1]

• Oczekiwane wyjście:

A created
B created
C created

Clearing v1
A destroyed

Clearing v2
B destroyed
C destroyed

• Zastanów się, dlaczego dostaliśmy akurat taki wynik.
• Czy wynik zmieniłby się, gdybyśmy usunęli nawiasy { }? Dlaczego? Sprawdź!

Jeżeli chcielibyśmy zrobić to samo tylko z wykorzystaniem std::unique_ptr mielibyśmy problem, ponieważ jak nazwa wskazuje, może istnieć tylko jeden taki wskaźnik (nie można go kopiować). Aby umieścić taki wskaźnik w wektorze, musimy skonstruować go od razu w środku wektora. W tym celu można wykorzystać funkcję emplace_back, która przyjmuje argumenty konstruktora elementu i tworzy element już w wektorze.

1. Wykonaj teraz polecenia oznaczone w kodzie jako [TODO 2]

• Oczekiwane wyjście:

D created
E created
D destroyed
E destroyed

Rozwiązanie #

SongDuration.hpp

Song.hpp

Song.cpp

Playlist.hpp

Playlist.cpp

main.cpp

Makefile