Реализация SmartCalc v2.0.
- Chapter I
1.1. Introduction - Chapter II
2.1. Information - Chapter III
3.1. Part 1
3.2. Part 2
3.3. Part 3
Планета Земля, 20 августа 1983 года.
Крис поставил бумажный стаканчик с кофе рядом с тобой на стол и тем самым разбудил тебя.
-- Чистый американо, слышал, ты его любишь. Поможет проснуться.
- Ох да, самое время, спасибо. На чем мы остановились? - ответил ты, отпивая горячий кофе.
-- Удалось закончить с базовой логикой для калькулятора?
- А, это пока еще в процессе. Летучка со Стивом завтра?
-- Да. Если сможем показать ему хоть какие-нибудь банальные арифметические операции с переработанной структурой программы, то думаю, ему понравится.
Вот уже больше недели ты по вечерам помогаешь Крису Эспинозе переписывать калькулятор в объектно-ориентированном стиле. Последняя его версия в стандартном структурном подходе оказалась недостаточно гибкой и расширяемой для переполненного идеями Стива Джобса. Поэтому для решения этих проблем вы с Крисом решили попробовать только развивающуюся парадигму объектно-ориентированного программирования на молодом языке C++. Конечно, изучение новых технологий и вызвало... некоторые затруднения, но есть надежда, что полностью переписывать калькулятор в восьмой раз уже не придется.
- Что ж, тогда ускоримся.
-- Кстати, я на днях пересекся с одним разработчиком из Норвегии: то ли Торкве, то ли Трюкве, не помню.
Так вот, он рассказал про одну схему организации данных и логики приложения, которая позволяет очень гибко и быстро изменять некоторые компоненты. Например, мы можем полностью отделить интерфейс от остального кода, представляешь? И если Стиву в очередной раз что-то не понравится в интерфейсе, то это можно будет быстро и безопасно изменить. Даже тесты не понадобится переписывать для остальной логики.
- Звучит как именно то, что нам нужно! Я весь внимание.
В данном проекте тебе предстоит в парадигме объектно-ориентированного программирования реализовать на языке программирования С++ расширенную версию обычного калькулятора, имеющую те же самые функции, что и разработанное ранее приложение в проекте SmartCalc v1.0. Помимо базовых арифметических операций, как плюс-минус и умножить-поделить, тебе необходимо дополнить калькулятор возможностью вычисления арифметических выражений с учетом приоритетов, а также некоторыми математическими функциями (синус, косинус, логарифм и т.д.). Помимо вычисления выражений калькулятор еще должен поддерживать использование переменной x и построение графика соответствующей функции. В качестве дополнительных улучшений можно будет рассмотреть кредитный и депозитный калькулятор.
Напоминаем, что для реализации калькулятора следует использовать алгоритм Дейкстры для перевода выражений в обратную польскую нотацию. Чтобы освежить свои знания, описания соответствующих понятий ты можешь найти в описании к проекту SmartCalc v1.0.
Паттерн MVC (Model-View-Controller, Модель-Представление-Контроллер) представляет из себя схему разделения модулей приложения на три отдельных макрокомпонента: модель, содержащую в себе бизнес-логику, представление (форму пользовательского интерфейса для осуществления взаимодействия с программой) и контроллер, осуществляющий модификацию модели по действию пользователя.
Концепция MVC была описана Трюгве Реенскаугом в 1978 году, работавшем в научно-исследовательском центре «Xerox PARC» над языком программирования «Smalltalk». Позже, Стив Бурбек реализовал шаблон в Smalltalk-80. Окончательная версия концепции MVC была опубликована лишь в 1988 году в журнале Technology Object. Впоследствии шаблон проектирования стал эволюционировать. Например, была представлена иерархическая версия HMVC, MVA, MVVM.
Основная необходимость возникновения этого паттерна связана с желанием разработчиков отделить бизнес-логику программы от представлений, что позволяет легко заменять представления и переиспользовать реализованную единожды логику в других условиях. Отделенная от представления модель и контроллер для взаимодействия с ней позволяют эффективно переиспользовать или модифицировать уже написанный код.
Модель хранит и осуществляет доступ к основным данным, производит по запросам операции, определенные бизнес-логикой программы, то есть отвечает за ту часть программы, которая ответственна за все алгоритмы и процессы обработки информации. Данные модели, изменяясь под действием контроллера, влияют на отображение информации на представлении пользовательского интерфейса. В качестве модели в данной программе должна выступить библиотека классов, осуществляющая вычисления калькулятора. Эта библиотека должна предоставлять все необходимые классы и методы для осуществления подсчетов. Это и есть бизнес-логика данной программы, так как предоставляет средства для решения задачи.
Контроллер - тонкий макрокомпонент, который осуществляет модификацию модели. Через него формируются запросы на изменение модели. В коде он выглядит как некий «фасад» для модели, то есть набор методов, которые уже работают напрямую с ней. Тонким он называется потому, что идеальный контроллер не содержит в себе никакой дополнительной логики, кроме вызова одного или нескольких методов модели. Контроллер выполняет функцию связующего элемента между интерфейсом и моделью. Это позволяет полностью инкапсулировать модель от отображения. Такое разделение полезно в силу того, что позволяет коду представления ничего не знать о коде модели и обращаться к одному лишь контроллеру, интерфейс предоставляемых функций которого, вероятно, не будет значительно меняться. Модель же может претерпевать значительные изменения, и, при «переезде» на другие алгоритмы, технологии или даже языки программирования в модели, потребуется поменять лишь небольшой участок кода в контроллере, непосредственно связанный с моделью. Иначе, вероятнее всего, пришлось бы переписывать значительную часть кода интерфейса, так как он бы сильно зависел от реализации модели. Таким образом, взаимодействуя с интерфейсом, пользователь вызывает методы контроллера, которые модифицируют модель.
К представлению относится весь код, связанный с интерфейсом программы. В коде идеального интерфейса не должно быть никакой бизнес-логики. Он только представляет форму для взаимодействия с пользователем.
Тебе необходимо реализовать SmartCalc v2.0:
- Программа должна быть разработана на языке C++ стандарта C++17;
- Код программы должен находиться в папке src;
- При написании кода необходимо придерживаться Google Style;
- Классы должны быть реализованы внутри пространства имен
s21; - Необходимо подготовить полное покрытие unit-тестами модулей, связанных с вычислением выражений, c помощью библиотеки GTest;
- Сборка программы должна быть настроена с помощью Makefile со стандартным набором целей для GNU-программ: all, install, uninstall, clean, dvi, dist, tests. Установка должна вестись в любой другой произвольный каталог;
- Реализация с графическим пользовательским интерфейсом, на базе любой GUI-библиотеки с API для C++17:
- Для Linux: GTK+, CEF, Qt, JUCE;
- Для Mac: GTK+, CEF, Qt, JUCE, SFML, Nanogui, Nngui;
- Программа должна быть реализована с использованием паттерна MVC, а также:
- не должно быть кода бизнес-логики в коде представлений;
- не должно быть кода интерфейса в контроллере и в модели;
- контроллеры должны быть тонкими;
- На вход программы могут подаваться как целые числа, так и вещественные числа, записанные и через точку, и в экспоненциальной форме записи;
- Вычисление должно производиться после полного ввода вычисляемого выражения и нажатия на символ
=; - Вычисление произвольных скобочных арифметических выражений в инфиксной нотации;
- Вычисление произвольных скобочных арифметических выражений в инфиксной нотации с подстановкой значения переменной x в виде числа;
- Построение графика функции, заданной с помощью выражения в инфиксной нотации с переменной x (с координатными осями, отметкой используемого масштаба и сеткой с адаптивным шагом);
- Не требуется предоставлять пользователю возможность менять масштаб;
- Область определения и область значения функций ограничиваются по крайней мере числами от -1000000 до 1000000;
- Для построения графиков функции необходимо дополнительно указывать отображаемые область определения и область значения;
- Проверяемая точность дробной части - минимум 7 знаков после запятой;
- У пользователя должна быть возможность ввода до 255 символов;
- Скобочные арифметические выражения в инфиксной нотации должны поддерживать следующие арифметические операции и математические функции:
-
Арифметические операторы:
Название оператора Инфиксная нотация
(Классическая)Префиксная нотация
(Польская нотация)Постфиксная нотация
(Обратная польская нотация)Скобки (a + b) (+ a b) a b + Сложение a + b + a b a b + Вычитание a - b - a b a b - Умножение a * b * a b a b * Деление a / b / a b a b \ Возведение в степень a ^ b ^ a b a b ^ Остаток от деления a mod b mod a b a b mod Унарный плюс +a +a a+ Унарный минус -a -a a- Обрати внимание, что оператор умножения содержит обязательный знак
*. Обработка выражения с опущенным знаком*является необязательной и остается на усмотрение разработчика. -
Функции:
Описание функции Функция Вычисляет косинус cos(x) Вычисляет синус sin(x) Вычисляет тангенс tan(x) Вычисляет арккосинус acos(x) Вычисляет арксинус asin(x) Вычисляет арктангенс atan(x) Вычисляет квадратный корень sqrt(x) Вычисляет натуральный логарифм ln(x) Вычисляет десятичный логарифм log(x)
-
Предусмотри специальный режим «кредитный калькулятор» (за образец можно взять сайты banki.ru и calcus.ru):
- Вход: общая сумма кредита, срок, процентная ставка, тип (аннуитетный, дифференцированный);
- Выход: ежемесячный платеж, переплата по кредиту, общая выплата.
Предусмотри специальный режим «калькулятор доходности вкладов» (за образец можно взять сайты banki.ru и calcus.ru):
- Вход: сумма вклада, срок размещения, процентная ставка, налоговая ставка, периодичность выплат, капитализация процентов, список пополнений, список частичных снятий;
- Выход: начисленные проценты, сумма налога, сумма на вкладе к концу срока.
💡 Нажми сюда, чтобы поделиться с нами обратной связью на этот проект. Это анонимно и поможет команде Продукта сделать твоё обучение лучше.