Virus

JNP - task five

=== Zadanie Genealogia Wirusów ===

Biolog, zajmujący się konstruowaniem wirusów, potrzebuje klasy do manipulowania informacjami o ich genealogii. Nowy wirus powstaje przez mutację jakiegoś znanego wirusa. Może też powstać przez zmutowanie połączenia więcej niż jednego wirusa. Genealogia wirusa jest grafem skierowanym acyklicznym o jednym źródle, które reprezentuje wirusa macierzystego. Wierzchołek grafu odpowiada konkretnej mutacji wirusa. Krawędź łączy wirusa z bezpośrednio otrzymaną z niego mutacją.

Należy zaimplementować szablon klasy, która reprezentuje taki graf.

template VirusGenealogy;

Klasa Virus reprezentuje informacje o wirusie. Jej implementacja zostanie dostarczona w stosownym czasie.

Klasa VirusGenealogy powinna udostępniać następujący interfejs.

// Tworzy nową genealogię. // Tworzy także węzeł wirusa macierzystego o identyfikatorze stem_id. VirusGenealogy(Virus::id_type const &stem_id);

// Zwraca identyfikator wirusa macierzystego. Virus::id_type get_stem_id() const;

// Zwraca listę identyfikatorów bezpośrednich następników wirusa // o podanym identyfikatorze. // Zgłasza wyjątek VirusNotFound, jeśli dany wirus nie istnieje. std::vectorVirus::id_type get_children(Virus::id_type const &id) const;

// Zwraca listę identyfikatorów bezpośrednich poprzedników wirusa // o podanym identyfikatorze. // Zgłasza wyjątek VirusNotFound, jeśli dany wirus nie istnieje. std::vectorVirus::id_type get_parents(Virus::id_type const &id) const;

// Sprawdza, czy wirus o podanym identyfikatorze istnieje. bool exists(Virus::id_type const &id) const;

// Zwraca referencję do obiektu reprezentującego wirus o podanym // identyfikatorze. // Zgłasza wyjątek VirusNotFound, jeśli żądany wirus nie istnieje. Virus& operator[](Virus::id_type const &id) const;

// Tworzy węzeł reprezentujący nowy wirus o identyfikatorze id // powstały z wirusów o podanym identyfikatorze parent_id lub // podanych identyfikatorach parent_ids. // Zgłasza wyjątek VirusAlreadyCreated, jeśli wirus o identyfikatorze // id już istnieje. // Zgłasza wyjątek VirusNotFound, jeśli któryś z wyspecyfikowanych // poprzedników nie istnieje. void create(Virus::id_type const &id, Virus::id_type const &parent_id); void create(Virus::id_type const &id, std::vectorVirus::id_type const &parent_ids);

// Dodaje nową krawędź w grafie genealogii. // Zgłasza wyjątek VirusNotFound, jeśli któryś z podanych wirusów nie istnieje. void connect(Virus::id_type const &child_id, virus::id_type const &parent_id);

// Usuwa wirus o podanym identyfikatorze. // Zgłasza wyjątek VirusNotFound, jeśli żądany wirus nie istnieje. // Zgłasza wyjątek TriedToRemoveStemVirus przy próbie usunięcia // wirusa macierzystego. void remove(Virus::id_type const &id);

Zakładamy, że:

• klasa Virus ma konstruktor przyjmujący argument typu Virus::id_type;
• klasa Virus ma metodę Virus::id_type get_id() const;
• typ Virus::id_type ma konstruktor bezargumentowy, konstruktor kopiujący, operator przypisania;
• wartości typu Virus::id_type tworzą porządek liniowy i można je porównywać za pomocą operatorów ==, !=, <=, >=, <, >.

Ponadto:

• wszystkie metody klasy VirusGenealogy powinny gwarantować silną odporność na wyjątki, a tam, gdzie to jest możliwe i pożądane, powinny być no-throw;
• próba użycia konstruktora kopiującego lub operatora przypisania dla obiektów klasy VirusGenealogy powinna zakończyć się błędem kompilacji;
• zachowanie obiektu typu VirusGenealogy po utworzeniu cyklu pozostaje niezdefiniowane -- nie trzeba wykrywać takiej sytuacji;
• wyjątki VirusAlreadyCreated, VirusNotFound oraz TriedToRemoveStemVirus powinny być zdefiniowane poza klasą VirusGenealogy i powinny dziedziczyć z std::exception;
• wyszukiwanie wirusów powinno być szybsze niż liniowe.

Zarządzanie pamięcią powinno być zrealizowane za pomocą sprytnych wskaźników z biblioteki standardowej.

=== Przykład użycia ===

#include "virus_genealogy.h"
#include <cassert>
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

class Virus {
  public:
    typedef typename std::string id_type;
    Virus(id_type const &_id) : id(_id) {
    }
    id_type get_id() const {
      return id;
    }
  private:
    id_type id;
};

int main() {
  VirusGenealogy<Virus> gen("A1H1");
  Virus::id_type const id1 = gen.get_stem_id();
  assert(gen.exists(id1));
  assert(gen.get_parents(id1).size() == 0);
  gen.create("A", id1);
  gen.create("B", id1);
  assert(gen.get_children(id1).size() == 2);
  gen.create("C", "A");
  gen.connect("C", "B");
  assert(gen.get_parents("C").size() == 2);
  assert(gen.get_children("A").size() == 1);
  std::vector<Virus::id_type> parents;
  parents.push_back("A");
  parents.push_back("B");
  gen.create("D", parents);
  assert(gen.get_parents("D").size() == parents.size());
  assert(gen.get_children("A").size() == 2);
  assert("D" == gen["D"].get_id());
  gen.remove("A");
  assert(!gen.exists("A"));
  assert(gen.exists("B"));
  assert(gen.exists("C"));
  assert(gen.exists("D"));
  gen.remove("B");
  assert(!gen.exists("A"));
  assert(!gen.exists("B"));
  assert(!gen.exists("C"));
  assert(!gen.exists("D"));
  try {
    gen["E"];
  }
  catch (std::exception &e) {
    std::cout << e.what() << std::endl;
  }
  try {
    gen.create("E", "A1H1");
    gen.create("E", "A1H1");
  }
  catch (std::exception &e) {
    std::cout << e.what() << std::endl;
  }
  try {
    gen.remove("A1H1");
  }
  catch (std::exception &e) {
    std::cout << e.what() << std::endl;
  }
}

Powyższy program powinien wypisać na standardowe wyjście:

VirusNotFound VirusAlreadyCreated TriedToRemoveStemVirus

=== Ustalenia techniczne ===

Jako rozwiązanie należy dostarczyć plik virus_genealogy.h, który należy umieścić w repozytorium w katalogu

grupaN/zadanie5/ab123456+cd123456

lub

grupaN/zadanie5/ab123456+cd123456+ef123456

gdzie N jest numerem grupy, a ab123456, cd123456, ef123456 są identyfikatorami członków zespołu umieszczającego to rozwiązanie. Katalog z rozwiązaniem nie powinien zawierać innych plików, ale może zawierać podkatalog private, gdzie można umieszczać różne pliki, np. swoje testy. Pliki umieszczone w tym podkatalogu nie będą oceniane.