Beispiel 3 - Memory

Java API for XML processing: SAX, DOM

Ziel der Aufgabe ist es, XML Instanzdokumente per SAX und DOM zu verarbeiten, die dem Memory Spiel Schema aus Beispiel 2 entsprechen. Mittels SAX soll aus dem XML Dokument redundante Information entfernt werden. Unter Nutzung von DOM soll anschließend diese fehlende Information korrekt generiert werden.

Nicht alle Constraints können durch das XML Schema abgedeckt werden. So kann es zB. vorkommen, dass der Spielstatus auf NONE gestellt ist, gleichzeitig aber zwei Karten aufgedeckt sind. Ein solches Spiel wäre zwar gegenüber dem XML Schema gültig, als Memory-Spiel aber klarerweise ungültig. Diese Abhängigkeiten gilt es weiters zu überprüfen.

Sie können zum Lösen der Aufgabe die von Ihnen bei Beispiel 2 erzeugten Dateien hier weiterverwenden. Beachten Sie allerdings, dass die XML Instanzen gültig nach dem XML-Schema, wie es in der Aufgabenstellung zu Beispiel 2 definiert wurde, sein müssen. Folgende XML-Datei kann ebenfalls verwendet werden: memory.xml

Laden Sie sich das Java Codegerüst herunter und vervollständigen Sie die Methoden in der Datei Beispiel3.java nach den entsprechenden Vorgaben.

Das Codegerüst enthält neben der Datei Beispiel3.java noch einen Ordner api, in welchem sich drei Java Klassen befinden, welche Sie bei der Implementierung der unten stehenden Aufgaben für DOM unterstützen. Diese können Sie bei Bedarf natürlich auch ändern, stellen Sie aber sicher, dass die ursprüngliche Funktionalität erhalten bleibt.

Für nähere Informationen wie Sie die API richtig verwenden - siehe: Memory XML API.

Kommentieren Sie Ihren Source-Code! Beim Kontrollgespräch müssen Sie in der Lage sein, die Funktionsweise des Programms zu erklären und anhand eines einfachen XML-Fragments den Programmablauf zu beschreiben.

Verwenden Sie keine absoluten Pfade in Ihrem Programm um die Lauffähigkeit auf dem Server zu gewährleisten!

Um eine Fehlerbehandlung brauchen Sie sich in dieser Übung nicht zu kümmern.

Codegerüst: Codegeruest.zip

Fassen Sie nach Möglichkeit alle ihre Methoden- und Klassendefinitionen in einer einzigen Datei zusammen (siehe dazu: Generelle Tipps (DOM/SAX)).

Resultierende Datei: Beispiel3.java

Simple API for XML (SAX)

Vervollständigen Sie die Methode sax(String memoryXML, String filteredMemoryXML) so, dass die Datei memoryXML folgendermaßen gefiltert wird:

Entfernen Sie das Element covered-pairs falls es in der XML-Datei vorkommt. Entfernen Sie außerdem auch alle Kindelemente dieses Elements (pair).
Entfernen Sie das Element uncovered-pairs, wenn es in der XML-Datei als Kindelement vom Dokumentelement game vorkommt. Entfernen Sie außerdem auch alle Kindelemente dieses Elements (pair).

Das Resultat soll mittels eines Transformers in die Datei filteredMemoryXML ausgegeben werden.

Verwenden Sie zum Einlesen des Dokuments einen SAX-Parser und realisieren Sie die geforderten Änderungen mittels eines Filters.

Beachten Sie, dass die resultierende Datei gültig nach dem im Beispiel 2 gefordertem XML Schema sein muss.

Maximal erreichbare Punkte: 4

Document Object Model (DOM)

Vervollständigen Sie die Methode dom(String filteredMemoryXML, String checkedMemoryXML) so, dass die Datei filteredMemoryXML folgendermaßen bearbeitet wird:

Bei der Datei filteredMemoryXML handelt es sich um die im SAX Teil erstellte Datei. In dieser befinden sich also keinesfalls mehr die Elemente covered-pairs und uncovered-pairs (falls Kindelement von game), sowie deren Kindelemente.

Diese Datei soll nun zuerst mittels DOM eingelesen und in die interne Datenstruktur Game (siehe Memory XML API) überführt werden. Rufen Sie dazu einfach den Konstruktur der Klasse Game mit dem DOM Document als Argument auf. Danach soll das dadurch erzeugte Objekt auf eine Reihe von Abhängigkeiten, die nicht durch das Schema allein sichergestellt werden können, überprüft werden. Beachten Sie, dass diese Überprüfung bereits durch die Methode isValid der Klasse Game in der API implementiert wurde. Sie brauchen diese also einfach nur aufzurufen.

Liegt ein Memory Spiel mit gültigen Abhängigkeiten vor, dann soll die durch SAX entfernte Information wieder korrekt generiert werden. Dazu müssen Sie die Elemente covered-pairs und uncovered-pairs mit ihren Kindelementen (pair) erzeugen. Die dazu nötige Information wird bereits durch die API (Methoden generateGameCoveredPairs und generateGameUncoveredPairs) zur Verfügung gestellt. Sie müssen sich also hauptsächlich auf das Einfügen mittels DOM konzentieren. Fügen Sie die erstellten Elemente vor dem players Element ein.
Das resultierende Dokument soll in die Datei checkedMemoryXML ausgegeben werden. Verwenden Sie dazu einen Transformer. Achten Sie darauf, dass die ausgegebene Datei gültig nach dem im Beispiel 2 definiertem XML Schema ist. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Ausgabe in übersichtlich eingerückter Form vorliegen soll (siehe zB. Tipps).

Liegt ein Memory Spiel mit ungültigen Abhängigkeiten vor, dann soll lediglich eine entsprechende Fehlermeldung auf System.out ausgegeben werden.

Maximal erreichbare Punkte: 5

Tipps

Verwenden Sie die im Codegerüst enthaltene API um sich hauptsächlich auf die Arbeit mit DOM konzentieren zu können. Siehe dazu: Memory XML API.
Rufen Sie folgende Methode aus dem Transformer Objekt auf, um eine leserliche XML Datei zu erzeugen: setOutputProperty(OutputKeys.INDENT, "yes").

Memory XML API:

Der Game Konstruktor erwartet ein DOM Document welches von einer gültigen XML Instanz (laut Schema aus Beispiel 2) erzeugt wurde.
Um ein Memoryspiel auf eine Reihe von Abhängigkeiten zu überprüfen, müssen Sie nur eine neue Instanz der Klasse Game erzeugen und anschließend die Methode isValid() aufrufen, welche für die Überprüfung zuständig ist. Beachten Sie aber, dass diese Methode nicht null-safe ist und somit bei unzulässig gesetzten Attributen in Game eine NullPointerException werfen kann.
Um alle aufgedeckten Kartenpaare als Set zu erhalten, können Sie bei einem gültigen Memoryspiel die Methode generateGameUncoveredPairs() aufrufen.
Um alle verdeckten Kartenpaare als Set zu erhalten, können Sie bei einem gültigen Memoryspiel die Methode generateGameCoveredPairs() aufrufen.

Generelle Tipps (DOM/SAX):

Wenn Sie weitere Klassen benötigen, so können Sie Inner-Classes (Klassendefinition in einer Klasse) verwenden. Dadurch ersparen Sie sich separate Java-Dateien, auf die Sie beim Hochladen achten müssen.
Beachten Sie, dass SAX nicht garantiert, dass der gesamte Text-Inhalt in einem einzigen Event gelesen wird! Treffen Sie entsprechende Vorkehrungen, sollten Sie mit Text arbeiten.

XPath

Schreiben Sie für jede der folgenden Aufgabenstellungen eine XPath-Abfrage. Verwenden Sie dazu wieder folgende XML-Datei: memory.xml

Geben Sie alle SpielerInnen aus, die bereits mehr als ein Kartenpaar aufgedeckt haben.
Geben Sie alle Karten aus, die mindestens einmal aufgedeckt wurden und nicht aus Reihe 2 sind.
Selektieren Sie alle Knoten im Namespace "http://www.dbai.tuwien.ac.at/education/ssd/SS11/uebung/Memory". Beachten Sie dabei, dass der Präfix für einen Namespace nicht immer gleich lauten muss.
Selektieren Sie die zweite Karte aus Spalte 3.
Selektieren Sie die zweite Karte, falls diese aus Spalte 3 ist.
Geben Sie die Karten aus, die am häufigsten aufgedeckt wurden. Für Karten bei denen das Attribut "uncover-count" nicht angegeben wurde, soll 0 als Wert für die Anzahl der Aufdeckungen angenommen werden.
Ermitteln Sie wie oft die Karten aus Reihe 0 im Schnitt aufgedeckt wurden. Für Karten bei denen das Attribut "uncover-count" nicht angegeben wurde, soll 0 als Wert für die Anzahl der Aufdeckungen angenommen werden.
Geben Sie alle SpielerInnen aus, die bisher noch keine Karte aufgedeckt haben, welche derzeit im Zustand "UNCOVERED" ist. Beachten Sie dabei, dass auch der Wert 1 diesem Zustand entspricht.
Selektieren Sie alle Karten, die SpielerIn "p1" bereits aufgedeckt hat.

Für das Testen der XPath-Anfragen können Sie das grafische Tool XPathWay (Version 1.01) verwenden. Weitere Nutzungshinweise zu XPathWay finden Sie auf der Übungsseite. Kontrollieren Sie, ob Ihre Anfragen die richtigen Ergebnisse liefern.

Resultierende Dateien: xpath.txt
Maximal zu erreichende Punkte: 4

XQuery

Formulieren Sie folgende Anfrage an dasselbe XML-Beispiel-Dokument, welches Sie bereits im XPath-Teil verwendet haben, mittels einer XQuery-FLWOR-Expression:

Geben Sie alle Spielerinnen und Spieler (Name) aus dem Memory Spiel aus, die bereits mindestens zwei verschiedene Karten aus der Spalte 1 aufgedeckt haben. Sortieren Sie das Ergebnis absteigend nach der Anzahl der verschiedenen Karten aus der Spalte 1, die der jeweilige Spieler (die jeweilige Spielerin) aufgedeckt hat, und aufsteigend nach dem Namen. Beachten Sie, dass Spieler dieselben Karten mehrmals aufdecken können.

Die Ausgabe soll hiernach als XML-Fragment in folgender Form erfolgen:
<player playing-time="123"> <name>NAME</name> <uncovered-count-column1>NUMBER OF UNCOVERED CARDS</uncovered-count-column1> </player> ...

Hinweis: Sie müssen vor der Formulierung der FLWOR-Expression die im vorliegenden XML-Dokument verwendeten Namespaces und die zugehörigen Präfixe mit Hilfe des Schlüsselwortes declare deklarieren. Die Syntax dazu lautet:
declare namespace PREFIX="URI";

Ein Beispiel:
declare namespace xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema";

Resultierende Dateien: xquery.xq
Maximal zu erreichende Punkte: 2

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