ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.04.2024
Просмотров: 8
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
МАРИУПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет экономики, управления и права
Кафедра системного анализа и информационных технологий
Практические работы
по дисциплине: «Основы программирования на .NET и Java»
Выполнил:
студент 1 курса, группы ИСТ
Информационные системы и технологии
Мацука В. А
Проверил:
Ассистент Шестова О.Ю.
Мариуполь 2022
Практическое задание 1.0.
Тема: максимальное, минимальное и среднее значение.
Цель: научиться находить максимальное, минимальное и среднее значение.
Задача: Заполните массив случайным числами и выведите максимальное, минимальное и среднее значение.
Для генерации случайного числа используйте метод Math.random(), который возвращает значение в промежутке [0, 1].
Постановка задачи(пример)
Предположим, что был проведен социологический опрос на какую-либо актуальную тему нашей жизни. Обычно одним из вопросов респонденту является вопрос о его возрасте. При публикации результатов опроса обычно приводятся справочной такие данные, как число опрошенных, средний, минимальный и максимальный возраст участников опроса. Рассмотрим только эту задачу, не касаясь самих результатов опроса.
Далее мы построим алгоритм решения этой простой задачи методами структурного программирования, предложим его реализацию на языке C#, зададим пару вопросов, касающихся смысла задачи, на которые вы постарайтесь ответить.
Решение
Используя принципы структурного программирования выделим в методе static void Main(string[] args) блоки: Ввод данных, Средний возраст, Минимальный и максимальный возраст, Итоги (вывод результатов).
1) При вводе данных сначала задается число участников n и создается массив a (Age — возраст) из n элементов целого типа: int[] a = new int[n];
Затем поочередно вводим с подсказкой возраст каждого человека.
2) Средний возраст находим, предварительно обнулив сумматор m, путем суммирования (в цикле for{ } ) возрастов участников и делением полученной суммы на их число.
3) В другом цикле находим одновременно минимальный и максимальный элементы: до цикла предполагаем, что минимальный и максимальный возраст у первого участника (элемент a[0]), затем в цикле от 1 до (n-1) проверяем условия и изменяем их при необходимости.
4) Вывод результатов — последовательность операторов Console.WriteLine();
Примечание: Отметим, что мы используем всего только три основные конструкции: последовательность, цикл, условие. Циклы вложены в последовательность, условные операторы вложены в цикл. Блоки разделены строками комментариев.
Программная реализация:
// Средний, минимальный и максимальный возраст в группе
using System;
namespace среднее_значение_минимальный_и_максимальный_элементы
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// Ввод данных
int n;
Console.Write("Численность группы = ");
n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
int[] a = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++)
{
Console.Write("Возраст {0}-го человека: ", i+1);
a[i] = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
}
// Средний возраст
double m = 0;
for (int i = 0; i < n; i++)
m = m + a[i];
m = m / n;
// Минимальный и максимальный возраст
int min, max;
min = a[0];
max = a[0];
for (int i = 1; i < n; i++)
{
if (a[i] < min)
min = a[i];
if (a[i] > max)
max = a[i];
}
// Итоги
Console.Write("ИТОГИ:\nВсего опрошено {0}\n", n);
Console.WriteLine("средний возраст = {0}", m);
Console.WriteLine("Минимальный возраст = {0}", min);
Console.WriteLine("Максимальный возраст = {0}", max);
Console.ReadKey();
}
}
}
Практическая 1.2.
Цель: поиск простых чисел
Тема: поиск простых чисел
Задача:
Напишите программу, которая выводит на консоль простые числа в промежутке от [2, 100].
Используйте для решения этой задачи оператор "%" (остаток от деления) и циклы.
Алгоритм определения простого числа
Для того, чтобы проверить является ли число N простым необходимо:
-
Задаем значение N -
Задаем цикл for от 2 до N-1 (счётчик цикла обозначим, например, как i) -
Если остаток от деления N на i равен нулю, то число не является простым — выходим из цикла
Если остаток от деления N на i не равен нулю, то переходим к следующей итерации цикла
-
Если цикл полностью пройден, то число является простым.
Метод определения простого числа в C#, реализующий представленный выше алгоритм может быть представлен следующим образом:
public bool IsPrime(int number)
{
for (int i = 2; i < number; i++)
{
if (number % i == 0)
return false;
}
return true;
}
Если по условиям задачи конечное значение диапазона задается в виде числа N, то здесь удобно использовать цикл for или while. Пример программы с использованием цикла for представлен ниже:
using System;
namespace Prime
{
class Program
{
public static bool IsPrime(int number)
{
for (int i = 2; i < number; i++)
{
if (number % i == 0)
return false;
}
return true;
}
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Введите конечное значение диапазона 1...N и нажмите Enter");
Console.WriteLine("N = ");
if ((!int.TryParse(Console.ReadLine(), out int result))||(result<0))
Console.WriteLine("Число должно быть положительным и целым");
Console.WriteLine($"Простые числа из диапазона от 1 до {result}");
int count = 0;
for (int i = 1; i <= result; i++)
{
if (IsPrime(i))
{
Console.Write($"{i} ");
count++;
}
}
Console.WriteLine("");
Console.WriteLine($"Найдено {count} простых чисел из диапазона от 1 до {result}");
}
}
}
Строго говоря, число 1 не является ни простым не составным, поэтому его можно было бы исключить из цикла, что мы и сделаем в следующем примере.
Пример определения заданного количества простых чисел
Задача поиска простых чисел может быть сформулирована и по другому, например, так: найти первые N простых чисел. В этом случае нам будет выгодно использовать цикл while:
using System;
namespace Prime
{
class Program
{
public static bool IsPrime(int number)
{
for (int i = 2; i < number; i++)
{
if (number % i == 0)
return false;
}
return true;
}
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Введите количество простых чисел которые необходимо найти");
Console.WriteLine("N = ");
if ((!int.TryParse(Console.ReadLine(), out int result))||(result<=0))
Console.WriteLine("Число должно быть положительным и целым");
Console.WriteLine($"Первые {result} простых чисел");
int count = 0; //количество найденных простых чисел
int number = 1; //очередное число, проверку которого необходимо найти
int total = 0; //общее количество проверенных чисел
while (count
{
total++;
number++;
if (IsPrime(number))
{
Console.Write($"{number} ");
count++;
}
}
Console.WriteLine("");
Console.WriteLine($"Найдено {count} простых чисел. Проверено {total} чисел");
}
}
}
Результатом работы программы будет вывод в консоль первых N простых чисел.
В зависимости от условий задачи, мы использовали различные виды циклов для поиска набора простых чисел.
Практическая 1.3.
Тема: удаление из массива
Цель: удаление из массива
Задача:
Дан массив целых чисел и ещё одно целое число. Удалите все вхождения этого числа из массива (пропусков быть не должно).
public static void main(String[] args) {
int test_array[] = {0,1,2,2,3,0,4,2};
/*
Arrays.toString:
см. https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/Arrays.html
*/
System.out.println(Arrays.toString(removeElement(test_array, 3)));
}
public static int[] removeElement(int[] nums, int val) {
int offset = 0;
for(int i = 0; i< nums.length; i++){
if(nums[i] == val){
offset++;
} else{
nums[i - offset] = nums[i];
}
}
// с длинной nums.length - offset
return Arrays.copyOf(nums, nums.length - offset);
}
Можно написать метод для «отрезания хвоста» массива и самостоятельно, но стоит отметить, что стандартный метод будет работать быстрее:
public static int[] removeElement(int[] nums, int val) {
int offset = 0;
for(int i = 0; i< nums.length; i++){
if(nums[i] == val){
offset++;
} else{
nums[i - offset] = nums[i];
}
}
int[] newArray = new int[nums.length - offset];
for(int i = 0; i < newArray.length; i++){
newArray[i] = nums[i];
}
return newArray;
}
Впрочем, если идти таким путём, то можно сначала создать массив нужной длины, а потом уже заполнить его:
public static int[] removeElement(int[] nums, int val) {
int count = 0;
// Сначала вычислим длину нового массива
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
if (nums[i] != val) {
count++;
}
}
int[] newArray = new int[count];
int offset = 0;
// Далее всё как в прошлых решениях,
// только запись идёт в новый массив
for(int i = 0; i< nums.length; i++){
if(nums[i] == val){
offset++;
} else{
newArray[i - offset] = nums[i];
}
}
return newArray;
}
Практическая 2.0.
Тема: проектирование и создание класса, описывающего вектор
Цель: проектирование и создание класса, описывающего вектор
Задача:
Создайте класс, который описывает вектор (в трёхмерном пространстве).
У него должны быть:
• конструктор с параметрами в виде списка координат x, y, z
• метод, вычисляющий длину вектора. Корень можно посчитать с помощью Math.sqrt():
• метод, вычисляющий скалярное произведение:
• метод, вычисляющий векторное произведение с другим вектором:
• метод, вычисляющий угол между векторами (или косинус угла): косинус угла между векторами равен скалярному произведению векторов, деленному на произведение модулей (длин) векторов:
• методы для суммы и разности:
• статический метод, который принимает целое число N, и возвращает массив случайных векторов размером N.
Если метод возвращает вектор
, то он должен возвращать новый объект, а не менять базовый. То есть, нужно реализовать шаблон "Неизменяемый объект"
Решение:
public class Vector {
// Три приватных поля
private double x;
private double y;
private double z;
// С тремя параметрами
public Vector(double x, double y, double z) {
this.x = x;
this.y = y;
this.z = z;
}
// Длина вектора. Корень из суммы квадратов
public double length() {
return Math.sqrt(x * x + y * y + z * z);
}
// метод, вычисляющий скалярное произведение
public double scalarProduct(Vector vector) {
return x * vector.x + y * vector.y + z * vector.z;
}
// метод, вычисляющий векторное произведение
public Vector crossProduct(Vector vector) {
return new Vector(
y * vector.z - z * vector.y,
z * vector.x - x * vector.z,
x * vector.y - y * vector.x);
}
// Косинус между двумя векторами
public double cos(Vector vector) {
// Для вычисления длины и произведения используются
//методы multiply и length
return scalarProduct(vector) / (length() * vector.length());
}
public Vector add(Vector vector) {
return new Vector(
x + vector.x,
y + vector.y,
z + vector.z
);
}
public Vector subtract(Vector vector) {
return new Vector(
x - vector.x,
y - vector.y,
z - vector.z
);
}
public static Vector[] generate(int n){
Vector[] vectors = new Vector[n];
for(int i =0; i < n; i++){
vectors[i] = new Vector(Math.random(), Math.random(), Math.random());
}
return vectors;
}
@Override
public String toString() {
return "Vector{" +
"x=" + x +
", y=" + y +
", z=" + z +
'}';
}
}
Использовать этот класс можно так:
public static void main(String[] args) {
Vector[] vectors = Vector.generate(10);
System.out.println(vectors[0]);
System.out.println(vectors[1]);
System.out.println(vectors[0].length());
System.out.println(vectors[0].scalarProduct(vectors[1]));
System.out.println(vectors[0].crossProduct(vectors[1]));
System.out.println(vectors[0].cos(vectors[1]));
System.out.println(vectors[0].add(vectors[1]));
System.out.println(vectors[0].subtract(vectors[1]));
}
Это решение можно обобщить и написать класс Vector для произвольной размерности:
public class Vector {
// теперь не три координаты, а массив координат
private double values[];
public Vector(double[] values) {
this.values = values;
}
// Длина вектора. Корень из суммы квадратов
public double length() {
double sum = 0;
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
sum += values[i] * values[i];
}
return Math.sqrt(sum);
}
// метод, вычисляющий скалярное произведение
public double scalarProduct(Vector vector) {
double res = 0;
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
res += values[i] * vector.values[i];
}
return res;
}
// для многомерных не определено
// public double crossProduct(Vector vector) {
//
// }
// Косинус между двумя векторами
public double cos(Vector vector) {
return scalarProduct(vector) / (length() * vector.length());
}
public Vector add(Vector vector) {
double[] another = new double[values.length];
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
another[i] = values[i] + vector.values[i];
}
return new Vector(another);
