1. Grundlegende Begriffe

• Netz
• Bruecke
• Komponente
• BasisKomponente
• NetzKomponente
• EinAusgang
• ExpansionsNetz
• StrukturBaum
• StrukturBaumKnoten
• StrukturBaumBlatt

Verbindungen zwischen den Komponenten einer Hierarchieebene werden durch Bruecken repräsentiert. Um Verbindungen von Komponenten eines Netzes mit einer übergeordneten Hierarchieebene zu ermöglichen, werden die Komponenten über Bruecken mit sogenannten EinAusgang- Komponenten verbunden. EinAusgang-Komponenten sind neben den schon vorgestellten Netzkomponenten und Basiskomponenten eine weitere Alternative für den Typ einer Komponente. (Sie sind vergleichbar mit Pads im Schaltkreisentwurf.) In der übergeordneten Hierarchieebene stehen äquivalent zum Pin einer BasisKomponente für jede EinAusgang- Komponente ein Punkt zur Verfügung, an dem die NetzKomponente mit einer anderen Komponente über eine Bruecke verbunden werden kann und muß. Das Verbinden von zwei EinAusgang-Komponenten miteinander, konzeptuell möglich, da es sich um zwei Komponenten handelt, wird vom Editor unterbunden, da dies zu Durchläufern führt, die beim Durchsuchen der hierarchischen Struktur Schwierigkeiten bereiten. Eine Einschränkung für den Systementwurf ergibt sich daraus nicht.

Die hierarchische Sicht auf ein System ist nicht immer gewünscht. In solchen Fällen kann man durch eine Expansion der hierarchischen Datenstruktur ein expandiertes oder manchmal auch flach genanntes System erzeugen, beschrieben durch ein ExpansionsNetz. Dessen Komponenten sind einzig BasisKomponenten, nicht aber NetzKomponenten oder EinAusgang-Komponenten. Ursprünglich im System vorhandene NetzKomponenten werden bei der Expansion durch das Netz ihrer Komponenten ersetzt. Bruecken zu solchen NetzKomponenten werden mit der jeweiligen Bruecke von der entsprechenden EinAusgang-Komponente zu einer anderen Komponente in dem Beschreibungsnetz zusammengefaßt. Durch diesen Schritt werden EinAusgang-Komponenten eliminiert. Damit die Information über die hierarchische Struktur des Systems bei der Expansion nicht verloren geht, wird dabei ein StrukturBaum aufgebaut. Eine Instanz eines Strukturbaumes entspricht einer Komponente im Netz. Handelt es sich um eine BasisKomponente wird ein StrukturBaumBlatt erzeugt, ist die Komponente dagegen vom Typ NetzKomponente wird ein StrukturBaumKnoten konstruiert. Beide Klassen sind von StrukturBaum abgeleitet. Die Anzahl der Söhne eines StrukturBaumKnotens entspricht der Anzahl der realen Komponenten (Netz- und BasisKomponenten), die die entsprechende NetzKomponente entält.

Für die Eingabe der Systeme wird der für CADIC entwickelte Editor benutzt. Intern werden die dabei entstehenden CADIC-Datenstrukturen in die oben genannten umgesetzt. Die konkrete Implementierung des hier Beschriebenen findet man in den Files.

2. Beispiel

Wir wollen von der Geometrie abstrahieren, da eine Krümmung eines Rohres in einer schematischen Zeichnung nicht mit dem wirklichen Verlauf übereinstimmen muß. Da sich in jedem Tank ein Druckmeßgerät befindet, fassen wir einen Tank, sein Drucksensor und das zuführende Rohr zu einem Netz zusammen, von dem wir dann drei Instanzen bilden.

In einem expandierten Netz hätte das vorgestellte System die Form: 

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3. Die Files

• netz.hh
• netz.cc

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4. Die Klasse Netz

4.1 Basisklasse(n)

• keine

4.2 Wichtige Member

• treenode *CadicTreenode;

ist der Zeiger auf die Wurzel des Graphen in der CADIC-Datenstruktur
 
• Komponente **KomponentenZeigerFeld;

enthält Zeiger auf alle Komponenten eines Netzes. Dabei haben die Zeiger auf die realen Komponenten (Basis- und NetzKomponenten) geringere Indizes, als die Zeiger auf die EinAusgang-Komponenten.
 
• BrueckenZeiger BrueckenZeigerFeld[MAXBRUECKENANZAHL];

enthält Zeiger auf alle Brücken des Netzes. Der Speicherplatz hierfür wurde nicht dynamisch allokiert, weil der Algorithmus, mit dem die Brücken jetzt konstruiert werden, sonst zweimal durchlaufen werden müßte, zum Zählen und zum Konstruieren.

4.3 Wichtige Memberfunktionen

• treenode* getCadicTreenode();

Liefert die Wurzel des Netzbeschreibungsbaumes in der CADIC-Datenstruktur zurück.
 
• long getAnzahlRealKomponenten();

Liefert die Summe der Anzahlen der im Netz enthaltenen Basis- und NetzKomponenten zurück.
 
• Komponente* getKomponentenZeiger(int Nr);

Liefert den Zeiger auf die Komponente mit dem Index Nr im KomponentenZeigerFeld des Netzes zurück.
 
• EinAusgang* getEinAusgangMitNummer(int);

Um die EinAusgang-Komponenten mit den Pins der NetzKomponente (die beim Instanziieren des Netzes entsteht) identifizieren zu können, werden sie in CADIC-Zählweise
1. Norden von links nach rechts
2. Osten von oben nach unten
3. Westen von oben nach unten
4. Süden von links nach rechts
durchnummeriert. Die Funktion liefert diese Nummer zuück. Sie steht in keiner Relation mit dem Index der EinAusgang-Komponente im KomponentenZeigerFeld.
 
• void deleteBrueckenZeiger(Bruecke*);

Überschreibt den angegebenen BrueckenZeiger im BrueckenZeigerFeld des Netzes mit dem letzten gültigen.
 
• Komponente* CreateComponents(Netz* pNetz, instance* it, long it_key, char *it_name);

Diese vom DDL-Compiler erzeugte Funktion erzeugt in Abhüngigkeit vom übergebenen Namen eine Komponente des Netzes. Entspricht der Name dem einer (dem Compiler bekannten) BasisKomponenten-Klasse, so wird deren Konstruktor aufgerufen. Ist dies nicht der Fall, wird eine NetzKomponente konstruiert.
 
• Netz(treenode*);

Der Konstruktor bekommt als Argument die Wurzel des Beschreibungsgraphen der CADIC-Datenstruktur (Rückgabewert der CADIC-Funktion read_dag(char *Name,ROOTONLY), wobei das zweite Argument (ist ein Makro) angibt, daß nur die Wurzel geladen werden soll). 
1. Komponenteninitialisierung

Der Graph (repräsentiert durch die Wurzel des Graphen) wird nach Komponenten durchsucht. Einen Zeiger auf die Liste von Instanzen liefert die CADIC-Funktion get_tn_instances(treenode *Wurzel), die als Argument die Wurzel des Graphen bekommt. Mit der Funktion get_it_succ(instance *aktuelle_Instanz); kann man die Liste der Instanzen durchlaufen. Zu beachten ist, daß dabei nur Instanzen in CADIC-Sichtweise aufgezählt werden, d.h. nur Basis- oder NetzKomponenten. EinAusgang-Komponenten (in CADIC Pads) werden gesondert ermittelt (siehe Initialisierung EinAusgang-Komponenten). Für jede der so ermittelten Komponenten wird durch die Funktion Komponente* Netz::CreateComponents(Netz*,instance*,long,char*); eine (Basis- oder Netz-)Komponente konstruiert.
2. Initialisierung EinAusgang-Komponenten

Analog erhält man mit der Funktion get_tn_first_pad(treenode *Wurzel); den Knotenindex des ersten Pads. Mit der Funktion get_gn_next_pad(get_tn_graph(treenode *Wurzel),int previous_pad); kann man die Liste aller Pads durchlaufen (das erste Argument ist ein Zeiger auf den Cgraph des Graphen, der durch treenode *Wurzel repräsentiert ist). Alle genannten Funktionen stellt CADIC zur Verfügung. Für jedes Pad wird eine EinAusgang-Komponente konstruiert.
3. Brückeninitialisierung

Ziel der Brückeninitialisierung ist es, bestehende Verbindungen zwischen Komponenten zu finden und unzulässige Verbindungsteile zu markieren. Unzulässig sind Verbindungsverzweigungen, einseitig oder beidseitig offene Verbindungen und Verbindungen zwischen zwei EinAusgang-Komponenten (Durchläuferproblematik). Eine Verbindung oder auch Bruecke verbindet also genau zwei Komponenten, von denen mindestens eine kein EinAusgang ist (siehe auch Die Klasse Bruecke).
Zu Beginn der Brückeninitialisierung werden alle Knoten als noch nicht besucht markiert ('u' in der userdata jedes Knotens). Alle noch nicht besuchten Knoten werden daraufhin untersucht, ob sie zu einer Komponente gehören. Wenn nicht, werden sie übersprungen. Falls doch wird der Knoten als besucht markiert ('b' in der userdata jedes Knotens). Über Kanten, die keine Kanten von Komponenten sind (erfüllen das Prädikat is_a_wire(Cgraph*,int Kantenindex)) wird von diesem Knoten aus eine Verbindung zu einem unbesuchten Knoten gesucht, der zu einer Komponente gehört. Bei dieser Suche werden alle durchlaufenen Knoten im Graphen markiert, an denen man Verbindungsverzweigungen vorfindet. Endet die Suche bei einem schon besuchten Knoten, wird ebenfalls ein Fehler angezeigt, da eine Brückenverzweigung an einer Komponentenkante vorliegt. Wird die Suche bei einem Knoten beendet, der zu keiner Komponente gehört, hat man ein offenes Ende einer Brücke gefunden. Der Endknoten wird als fehlerhaft markiert. Für jede korrekte Verbindung wird eine Instanz der Klasse Bruecke konstruiert. Zum Schluß müssen noch die eingezeichneten Verbindungen als Fehler markiert werden, die keine Komponenten verbinden. Diese haben die Eigenschaft, daß ihre Endpunkte noch unbesuchte Knoten sind, die sie verbindenden Kanten aber nicht zu einer Komponente gehören (erfüllen das Prädikat is_a_wire(Cgraph*,int Kantenindex)).
 
• ~Netz();

Destruktor der Klasse Netz.

4.4  Davon abgeleitete Klasse(n)

• keine

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5. Die Klasse Bruecke

5.1 Basisklasse(n)

• keine

5.2 Wichtige Member

• Komponente* EndenKomponente[2];

enthält Zeiger auf die beiden Komponenten, die die Brücke verbindet
 
• long IndexBrZgFeld[2];

Index der Bruecke im Brueckenzeigerfeld in der jeweiligen Komponente
 
• long PinNummer[2];

enthält die Nummern der Pins (nach CADIC-Zählweise) der jeweiligen Komponente, mit dem die Brücke verbunden ist. Handelt es sich bei der Komponente um eine NetzKomponente, ist beim Expandieren die Nummer der EinAusgang-Komponente (Pad) gleich der Nummer des Pins an dem die Brücke mit der NetzKomponente verbunden ist.

5.3 Wichtige Memberfunktionen

• virtual void Verbinde( UnknownQuantity&, UnknownQuantity&, int);
• virtual void Setze_LGS_Zeilen(CMatrix&, CVector&);
• virtual int  GetAnzahlLGSZeilen();
• virtual void Init (int);

 
• Komponente* getEndenKomponente(int index);

Die Instanz einer Brücke verbindet zwei Komponenten eines Netzes, von denen mindestens eine keine EinAusgang-Komponente ist. Diese Funktion liefert den Zeiger auf die Komponente zurück, die den Index index in {0,1} hat .
 
• void putEndenKomponente(int,Komponente*);

Setzt den entsprechenden Komponentenzeiger um.
 
• Komponente* getAndereKomponente(Komponente*);

Um zu ermitteln, mit welcher Komponente eine bestimmte Komponente über eine bestimmte Brücke verbunden ist, kann die Brücke einen Zeigervergleich durchführen. Diese Funktion liefert den Zeiger auf die verbundene Komponente zurück, wenn ihr die aufrufende Komponente einen this* übergibt.
 
• long getPinNummer(int);

liefert die Pin-Nummer der jeweiligen Komponente zurück. Das ist die Nummer des Pins (nach CADIC-Zählweise) an dem die Brücke mit der Komponente verbunden ist.
 
• void putPinNummer(int,long);

Beim Konstruieren der Brücke muß die Pin-Nummer auch gesetzt werden können.
 
• long getMyPinNummer(Komponente*);

Damit eine Komponente in konstanter Zeit (man könnte natürlich auch alle Pins durchlaufen, was lineare Zeit beanspruchen würde) erfahren kann, über welchen Pin eine bestimmte Brücke sie mit einer anderen Komponente verbindet, braucht man diese Funktion.
 
• Bruecke(Komponente*,long,long,Komponente*,long,long);

Konstruktor der Klasse. Initialisiert nur die wichtigen Member.

5.4 Davon abgeleitete Klasse(n)

• keine domänenunabhängigen

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6. Die Klasse Komponente

6.1 Basisklasse(n)

• keine

6.2 Wichtige Member

• KomponentenTyp Typ;

mögliche Komponententypen (domänenunabhängig) sind BasisKomponente, NetzKomponente und EinAusgang
 
• Netz *VaterNetz;

Zeiger auf Netz, zu dem die Komponente gehört
 
• long Nummer;

Nummer im KomponentenZeigerFeld des Vaternetzes
 
• BrueckenZeiger BrueckenZeigerFeld[MAXBRUECKENANZAHL];

Zeiger auf die Brücken im VaterNetz, die die Komponente mit anderen verbindet

6.3 Wichtige Memberfunktionen

• void putBruecke(long index,Bruecke* Zeiger);

trägt den Brückenzeiger Zeiger in das Brückenzeigerfeld der Komponente mit dem Index index ein
 
• Bruecke* getBruecke(long index);

liefert einen Zeiger auf die Brücke mit dem Index index im Brückenzeigerfeld der Komponente zurück
 
• long getPinNummer(long Knotenindex);

Die Funktion liefert die Pin-Nummer eines zur Komponente gehörenden Pins nach CADIC-Zählweise. Die Pins müssen in derselben Reihenfolge durchnummeriert sein, wie die EinAusgang-Komponenten innerhalb der Komponente, also unabhängig davon, mit welcher Rotation oder Spiegelung die Komponente ins Netz eingebaut ist. Lageveränderungen werden deswegen beim Abzählen der Pins herausgerechnet.
 
• char gehoert_dazu(Cnode);

liefert FALSE oder TRUE zurück, je nachdem, ob der übergebene Knoten zur Komponente gehört oder nicht. Bei realen Komponenten wird dabei direkt auf die CADIC-Datenstrukturen zugegriffen, um zu ermitteln ob der Knoten innerhalb der geometrischen Ausdehnung der Komponente liegt. Diese Funktion ist bei der Brückeninitialiserung (Aufbau des Netzes) notwendig, um Verbindungen zwischen Komponenten zu finden.
 
•  Komponente(Netz*,long,KomponentenTyp);

Der Konstruktor initialisiert wichtige Member der Instanz.

6.4 Davon abgeleitete Klasse(n)

• BasisKomponente
• NetzKomponente
• EinAusgang

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7. Die Klasse BasisKomponente

7.1 Basisklasse(n)

• Komponente

7.2 Wichtige Member

• instance* CadicInstance;

ist ein Zeiger auf die Instanz der Komponente in der CADIC-Datenstruktur.
 
• BasisKomponentenTyp BasisTyp;

ist der domänenabhängige Typ der BasisKomponente. Die Typdeklaration wird vom DDL-Compiler erstellt.

7.3 Wichtige Memberfunktionen

• virtual void Eingabemaske();
• virtual void ShowData();
• virtual void EnterFehler();
• virtual void ShowFehler();
• virtual void Setze_LGS_Zeilen(CMatrix&, CVector&);
• virtual void SetzeFehlerStatus();
• virtual void SetzeFehlerParameter(int,ParameterTyp,Real,Real);
• virtual void ZeitSchritt();
• virtual int GetAnzahlLGSZeilen();
• virtual int GetAnzahlLGSSpalten();
• virtual Bruecke* getBruecke(int);
• virtual void putBruecke(long,Bruecke*);
• virtual void Init(int,int,int,int);
• virtual int GetAnzahlAusgaben();
• virtual int VariablenAusgabe(double,CSystemverhalten*);
• virtual int GetAnzahlVariablen();
• virtual int GetAnzahlFehlerParameter();
• virtual void GetVariablen(Variable*,int*);
• virtual void PutVariablen(Variable*,int*);
• virtual int GetBrueckenTyp(int);
• virtual void SaveData(fstream*);
• virtual void LoadData(fstream*);
• virtual void SaveFehler(fstream*);
• virtual void LoadFehler(fstream*);
• virtual Bruecke* ErzeugeBruecke(Komponente*,long,int,Komponente,long, int);
• BasisKomponente(Netz *,instance*,long,BasisKomponentenTyp);

Konstruktor der Klasse, wird bei der Konstruktion der domänenabhängigen (von BasisKomponente abgeleiteten) Klassen aufgerufen, initialisiert wichtige Member

7.4 Davon abgeleitete Klasse(n)

• keine domänenunabhängigen (aber genau eine für jede vom DDL-Compiler ermittelte Komponentenart)

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8. Die Klasse NetzKomponente

8.1 Basisklasse(n)

• Komponente

8.2 Wichtige Member

• instance* CadicInstance;

ist ein Zeiger auf die Instanz der Komponente in der CADIC-Datenstruktur.
 
• Netz* NetzBeschreibung;

ist ein Zeiger auf die Instanz des Netzes, die den "Inhalt" beschreibt.

8.3 Wichtige Memberfunktionen

• NetzKomponente(Netz*, instance*, long);

ist Konstruktor der Klasse. Diese Klasse existiert nur, um das Konzept der Hierarchie sauber zu verwirklichen. Sie bettet ein Netz als (Netz-)Komponente in ein übergeordnetes Netz ein.

8.4 Davon abgeleitete Klasse(n)

• keine

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9. Die Klasse EinAusgang

9.1 Basisklasse(n)

• Komponente

9.2 Wichtige Member

• long NodeIndex;

ist der Index des Knotens in der Knotenliste (CADIC-Datenstruktur Cgraph), der die EinAusgang-Komponente repräsentiert. Er wird benötigt, um bei Anwendung der Funktion Komponente::gehoert_dazu(Cnode node) der Basisklasse (siehe Klasse Komponente) entscheiden zu können, ob der Knoten node dem der Komponente entspricht oder nicht (zur Erinnerung: EinAusgang-Komponenten gibt es in CADIC nicht, sie haben deswegen dort auch keine geometrische Repräsentation, wie die anderen Komponenten)
 
• long EinAusgangNummer;

ist die Nummer der EinAusgang-Komponente bezüglich des Netzes in CADIC-Zählweise. Diese wird zur späteren Identifikation der EinAusgang-Komponente mit einem Pin der entsprechenden NetzKomponente im übergeordneten Netz benutzt.

9.3 Wichtige Memberfunktionen

• EinAusgang(Netz*,long,long,long);

ist Konstruktor der Klasse. Er wird nur beim Aufbau eines Netzes aufgerufen.

9.4 Davon abgeleitete Klasse(n)

• keine

---

10. Die Klasse ExpansionsNetz

10.1 Basisklasse(n)

• keine

10.2 Wichtige Member

• Komponente **KomponentenZeigerFeld;

ist ein Feld von Zeigern auf die im expandierten Netz enthaltenen BasisKomponenten (zur Erinnerung: das Netz enthält nur noch BasisKomponenten, Netzkomponenten wurden rekursiv durch ihre Netzbeschreibung ersetzt, wodurch EinAusgang-Komponenten überflüssig geworden sind, das expandierte Netz als abgeschlossenes System hat keine EinAusgang-Komponenten)
 
• BrueckenZeiger BrueckenZeigerFeld[MAXBRUECKENANZAHL];

ist ein Feld von Zeigern auf die zwischen BasisKomponenten existierenden Verbindungen (statisch allokierter Speicher: siehe Netzaufbau)
 
• StrukturBaum*  StrukturBaumWurzel;

um beim expandieren des Netzes die Information über die hierarchische Struktur nicht zu verlieren, wird ein StrukturBaum aufgebaut. Jeder innere Knoten dieses Baumes entspricht einer NetzKomponente, jedes Kind eines solchen Knotens einer Komponente des Beschreibungsnetzes. In einem fertigen StrukturBaum entspricht also jedes Blatt einer BasisKomponente. Repräsentiert wird der Baum durch einen Zeiger auf seine Wurzel.

10.3 Wichtige Memberfunktionen

• ExpansionsNetz(Netz*);

Der Konstruktor der Klasse bekommt als Argument einen Zeiger auf das zu expandierende Netz. Das Netz muß ein abgeschlossenes System repräsentieren (keine EinAusgang-Komponenten auf höchster Hierarchieebene). Dann wird das Netz wie folgt expandiert:
1. Strukturbaumaufbau

Durch Aufruf des Konstruktors der Klasse StrukturBaum wird rekursiv der dem Netz entsprechende StrukturBaum aufgebaut (siehe Klasse StrukturBaum)
2. Komponenteninitialisierung

Die Blätter des Strukturbaumes werden durchlaufen und die Zeiger auf die BasisKomponenten in das KomponentenZeigerFeld eingetragen.
3. Brückeninitialisierung

Brücken auf einer Hierarchieebene, die nicht mit EinAusgang-Komponenten verbunden sind, müssen BasisKomponenten auf gleicher oder tieferer Hierarchieebene (nicht aber höherer, denn wir haben Durchläufer untersagt) verbinden. Es genügt deswegen, den Strukturbaum top-down zu durchlaufen und auf jeder Hierarchieebene Brücken an beiden Enden solange abwärts in der Hierarchie zu verfolgen, bis man auf eine BasisKomponente stößt. Ins ExpansionsNetz braucht man dann nur eine Brücke, die die gefundenen Basiskomponenten verbindet, einzutragen.
Beim Absteigen von einer Hierarchieebene zur nächsttieferen ist es notwendig den Pin über den man in die NetzKomponente "hineingekommen" ist mit einer EinAusgang-Komponente zu identifizieren. Hier kommt zum tragen, daß Pins und EinAusgang-Komponenten gleich (nämlich nach CADIC-Zählweise) durchnummeriert wurden. Eine Identifikation ist nur deswegen möglich.
Löscht man beim Hinabsteigen in die einzelnen Hierarchieebenen die (nach dem Finden der tiefergelegenen Basis- oder auch erstmal nur NetzKomponenten überflüssigen) Brücken zu den EinAusgang-Komponenten auf denen man abgestiegen ist, so findet man in jeder Hierarchieebene nur Brücken zu tiefergelegenen Komponenten vor (zur Erinnerung: auf höchster Hierarchieebene gibt es keine Brücken zu EinAusgang-Komponenten, weil es keine EinAusgang-Komponenten geben darf, der StrukturBaum wird top-down abgearbeitet, d.h. auf jeder Ebene werden erst alle Brücken abgearbeitet, bevor abgestiegen wird). Damit genügt ein top-down Durchlauf des Baumes, um alle Brücken zu initialisieren. Dieser kann ausgehend von der Wurzel rekursiv für alle inneren Knoten durchgeführt werden.
Bemerkung:  Da nach der Initialisierung der Brücken die EinAusgang-Komponenten überflüssig sind, werden sie während dieses Vorgangs gelöscht.

10.4 Davon abgeleitete Klasse(n)

• keine

---

11. Die Klasse StrukturBaum

11.1 Basisklasse(n)

• keine

11.2 Wichtige Member

• StrukturBaumTyp Typ;

gibt an ob es sich bei dieser Instanz der Klasse um einen Knoten oder ein Blatt des Baumes handelt
 
• StrukturBaum* Vorfahre;

ist ein Zeiger auf die Instanz eines Strukturbaumes, deren Kind diese Instanz ist. Da sowohl Blätter als auch innere Knoten einen Vorfahren haben müssen, wurde dieser Zeiger in die Basisklasse übernommen. Bei der Wurzel des Baumes, die als einziger Knoten keinen Vorfahren hat, aber ebenfalls eine Instanz der Klasse StrukturBaum (genauer gesagt StrukturBaumKnoten), ist dieser Zeiger auf NULL gesetzt.
 
• int Nummer;

gibt die Nummer der Instanz auf der jeweiligen Ebene an. Die Kinder eines Knotens mit z.B. 6 Nachfolgern sind durchnummeriert von 0 bis 5.
 
• int Tiefe;

gibt die Tiefe im StrukturBaum an, in der die Instanz zu finden ist. Dabei hat die Wurzel die Tiefe 0.
 
• int MaxTiefe;

ist die maximale Tiefe, die der Baum an diesem Ast erreicht. Diese Größe wird bei der Breitensuche im Baum benutzt.

11.3 Wichtige Memberfunktionen

• virtual int getAnzahlBlaetter();

Dieser Prototyp erzwingt das Vorhandensein der Memberfunktion in alle abgeleiteten Klassen. Grund dafür ist, daß von jedem inneren Knoten die Anzahl der Blätter bestimmt werden können muß. Um diese rekursiv ermitteln zu können, muß auch jedes StrukturBaumBlatt eine solche Memberfunktion haben, die 1 zurückliefert.
 
• StrukturBaum* next(int Nummer);

ist eine Iterationsfunktion für eine DFS im StrukturBaum, die StrukturBaumKnoten überspringt. Das linksabsteigende Suchverfahren sucht, ausgehend von der aktuellen Position im Baum, das nächste weiter rechts (höher, tiefer oder auf selber Ebene) liegende StrukturBaumBlatt und liefert einen Zeiger darauf zurück. Nummer ist dabei die Position der zuletzt besuchten Instanz auf dieser Ebene (Member Nummer der Instanz). Der erste Aufruf der Funktion erfolgt mit Nummer=0 von der StrukturBaum-Wurzel aus, jeder weitere Aufruf ist von der Art this->next(Nummer)(von einem StrukturBaumBlatt ausgehend).
 
• StrukturBaum* Next(int Nummer,int Depth);

ist eine Iterationsfunktion für eine BFS im StrukturBaum. Hierbei werden alle Instanzen der Klasse StrukturBaum (Knoten und Blätter) von links nach rechts durchlaufen. Ausgehend von der aktuellen Position im Baum wird das nächste weiter rechts liegenden StrukturBaum-Element auf derselben Ebene gesucht. Erst falls dies nicht mehr möglich ist, wird abgestiegen. Zurückgeliefert wird jeweils ein Zeiger auf die gefundene Instanz. Nummer ist dabei die Position der zuletzt besuchten Instanz auf dieser Ebene (Member Nummer der Instanz). Depth ist die beim Abstieg zu erreichende Tiefe (aktuelle Suchtiefe). Der erste Aufruf der Funktion erfolgt mit Nummer=-1, Depth=1 von der StrukturBaumWurzel aus, jeder weitere Aufruf ist von der Art Vorfahre->Next(Nummer,Depth) (von einer beliebigen StrukturBaum-Instanz aus).
 
• StrukturBaum(StrukturBaumKnoten*,int,int);

Der Konstruktor der Klasse initialisiert wichtige Member.

11.4 Davon abgeleitete Klasse(n)

• StrukturBaumKnoten
• StrukturBaumBlatt

---

12. Die Klasse StrukturBaumKnoten

12.1 Basisklasse(n)

• StrukturBaum

12.2 Wichtige Member

• StrukturBaumZeiger* Nachfahren;

ist ein Feld von Zeigern auf die Nachfahren des Knotens. Da jeder StrukturBaumKnoten ein Netz des hierarchischen Designs repräsentiert, entspricht jeder Zeiger auf einen Nachfahren einer Komponente des Netzes.
 
• Netz* Inhalt;

ist ein Zeiger auf die Instanz der Klasse Netz, die die Hierarchieebene beschreibt, die der StrukturBaumKnoten repräsentiert.

12.3 Wichtige Memberfunktionen

• int getAnzahlBlaetter();

ist eine Funktion, die rekursiv die Anzahl der Blätter an diesem Ast des Baumes bestimmt.
 
• StrukturBaumKnoten(StrukturBaumKnoten*,Netz*,int,int);

ist der rekursive Konstruktor der Klasse StrukturBaumKnoten. Für jede NetzKomponente, die in dem Netz gefunden wird, wird wieder ein StrukturBaumKnoten konstruiert. Für jede BasisKomponente wird ein StrukturBaumBlatt konstruiert. Ferner wird in jedem Schritt der Zeiger auf das beschreibende Netz, die aktuelle Tiefe und die Nummer der Instanz auf dieser Ebene im Baum im Knoten abgelegt.

12.4 Davon abgeleitete Klasse(n)

• keine

---

13. Die Klasse StrukturBaumBlatt

13.1 Basisklasse(n)

• StrukturBaum

13.2 Wichtige Member

• Komponente* Contents;

ist ein Zeiger auf die Komponente, die dieses StrukturBaumBlatt repräsentiert

13.3 Wichtige Memberfunktionen

•  StrukturBaumBlatt(StrukturBaumKnoten*,Komponente*,int,int);

ist der Konstruktor der Klasse. Er wird vom Konstruktor der Klasse StrukturBaumKnoten aufgerufen, wenn dieser beim Absteigen in der Hierarchie eine BasisKomponente gefunden hat. Die Argumente sind ein Zeiger auf den Vorfahren, ein Zeiger auf die Komponente, die dieses Blatt repräsentiert, die aktuelle Tiefe, in der sich das Blatt befindet und die Nummer der Instanz auf dieser Ebene.

13.4 Davon abgeleitete Klasse(n)

• keine