====== LU11.A02 - Abstrakte Klasse für Taschenrechner ======
===== Ziel =====
Sie können eine umfassende Aufgabe mit diversen Techniken der OOP umsetzen.

===== Auftrag =====
Sie implementieren einen einfachen Rechner mit den Grundoperationen +, -, *, /, basierend auf dem gezeigten Klassendiagramm.

{{:modul:m320_2024:learningunits:lu11:aufgaben:calculator.png?600|}}

==== Hinweise ====

  * Die beiden Klassen ''Reader'' und ''Tokenizer'' sind vorgegeben und sollen/dürfen durch Sie nicht verändert werden.
  * Die Klasse ''ZeroDivisionError'' stammt aus der Python-Bibliothek und darf **nicht** selber implementiert werden. Sie ist der Vollständigkeit wegen im Diagramm skizziert.
  * Die beiden Exception-Klassen (''NumberFormatException'' und ''OperationException'') erben von ''Exception''. Das ist hier im Diagramm aus Platzgründen nicht mehr gezeigt.
  * Pushen Sie jede Teilaufgabe mit Codegenerierung auf github.

===== Schritt 1 =====

  - Akzeptieren Sie das Assignment im GitHub Classroom.
  - Klonen Sie das Repository in Ihre Entwicklungsumgebung.
  - Prüfen Sie, dass ''pytest'' und ''pylint'' funktionieren.

===== Schritt 2 =====

Studieren Sie den Code der Klasse ''Reader''. 
   * Was fällt Ihnen auf? 
   * Was bewirkt eine Klasse, die als **Singleton** deklariert ist? Studieren Sie dazu das WEB. Wir haben das Thema **Singleton** auch schon einmal kurz angesprochen.

===== Schritt 3 =====
Implementieren Sie die beiden Exception-Klassen (in der Datei ''exceptions.py''). 
Sie erben von der Klasse ''Exception'' aus der Python Bibliothek.

   * ''OperationException'' gibt folgenden Hinweis aus: "ERROR: ungültiges Operationszeichen eingegeben!". Dabei wird nicht mitgeteilt, was falsch eingegeben wurde.
   * ''NumberFormatException'' gibt folgenden Hinweis aus: "ERROR: //VALUE// ist ein ungültiger Zahlenwert". Hier steht //VALUE// als Platzhalter für den konkret falsch eingegebenen Text.\\

===== Schritt 4 =====

Implementieren Sie die abstrakte Klasse ''MathOp'' (in der Datei ''math_operations.py'') gemäss den Beispielen in der Theorie. 
   * Halten Sie sich an das Klassendiagramm. Es zeigt ihnen - durch //kursive// Nennung - die abstrakte Methode.
   * Implementieren Sie die andere Methode als Property. Sie ist nicht abstrakt und muss daher einen Code enthalten.

Testen Sie diesen Schritt mit dem Testfall ''test_math_op_instantiate'' in der Datei ''test_mathop_class_instantiation.py''.

===== Schritt 5 =====

Implementieren Sie die 4 Klassen ''Adder'', ''Subtractor'', ''Multiplier'' und ''Divider'' für die konkrete Umsetzung der mathematischen Operationen. 
Dabei müssen Sie die abstrakte Methode der Oberklasse ''MathOp'' überschreiben.

   * Erstellen Sie diese 4 Klassen jeweils in einer eigenen Datei.
   * Die Funktion ''execute_op'' "weiss" jeweils, welche Operation sie mit den beiden Zahlenwerten ausführen muss.
   * Beachten Sie, dass die Klasse ''Divider'' bei einer Division mit 0 die entsprechende Exception (''ZeroDivisionError'') werfen muss.

Testen Sie die Klassen mit den entsprechenden Testfällen aus der Datei ''test_math_operations.py''.

===== Schritt 6 =====

Implementieren Sie nun die Klasse ''Calculator'' in der Datei ''calculator.py''. 
   * Halten Sie sich an die Vorgaben des Klassendiagramms und an die Hinweise in der Datei.
   * Wichtig ist, dass Sie hier keine Exceptions fangen und auswerten. Das geschieht dann alles in der main-Routine.
   * Die Methoden sind entsprechend der folgenden Sequenzdiagramme zu implementieren: 
   * 
==== read_input ====
 
{{:modul:m320_2024:learningunits:lu11:aufgaben:read_input.png?400|}}

==== create_concrete_op ====

Hier am Beispiel der Addierfunktion (Klasse ''Adder'') gezeigt:

{{:modul:m320_2024:learningunits:lu11:aufgaben:concrete_op.png?400|}}

==== calculate ====
Diese Methode schreibt das Ergebnis in den Stdout. 

{{:modul:m320_2024:learningunits:lu11:aufgaben:calculate.png?400|}}

Testen Sie die Klasse mit den Testfällen aus der Datei ''test_calculator.py''.\\

===== Schritt 7 =====

Implementieren Sie in der Datei ''main.py'' die Hauptroutine (''main'').
Hier werden die Exceptions gefangen und verarbeitet.
Das heisst, dass jeweils eine entsprechende Meldung auf den Stdout (mit ''print''-Befehl) ausgegeben wird.
Halten Sie sich dabei an das folgende Sequenzdiagramm. 

{{:modul:m320_2024:learningunits:lu11:aufgaben:main.png?400|}}

Führen Sie das Programm aus. 
Sie sollten eine vergleichbare Ausagbe erhalten.

{{:modul:m320:learningunits:lu99:aufgaben:lu07-aufg3_output.png?350|}}


===== Abgabe =====
Die Teilaufgaben werden laufend auf GitHub mittels ''push'' abgelegt.

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{{tag>M320-LU11}}
[[https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/|{{https://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/4.0/88x31.png}}]] René Probst, bearbeitet durch Marcel Suter