Lösningsförslag, tentamen FYTA11 Javaprogrammering

Transkript

1 Lunds universitet FYTA11 Institutionen för Astronomi och Teoretisk fysik HT 12 Lösningsförslag, tentamen FYTA11 Javaprogrammering Onsdag 9 januari 2013, 10:15 14:15 Instruktioner Hjälpmedel: Papper och penna. Behandla högst en uppgift per papper och sätt ditt namn och uppgiftens nummer på varje papper. Skriv läsligt och kommentera utförligt vad du gör det kan ge dig poäng även om resultatet blir fel. Tentamen omfattar fyra uppgifter som vardera kan ge upp till tio poäng. För G och VG krävs 20 respektive 30 poäng, inräknat de högst fem bonuspoängen från simuleringsövningarna. Uppgift 1: Små fel Korrigera felen i följande kodstycken där felens natur anges av kommentarer i koden. Felmeddelandet från kompilering eller körning av programmet visas direkt under raden som orsakade felet. a. b. c. d. for(int i = 0; i < 10; i++) /*...*/ //for(i = 0; i < 10; i++) /*...*/ // cannot find symbol // symbol: variable i double step = 0.1; double end = 1.0; for(double t = 0; t <= end; t += step) /*...*/ //for(double t = 0; t!= end; t += step) /*...*/ // Programmet hänger sig här och kommer inte vidare public static void main(string[] args) if(args.length < 1) return; double d = Double.parseDouble(args[0]); //double d = parsedouble(args[0]); // symbol: method parsedouble(java.lang.string) System.out.println("Roten ur sexton är " + Math.sqrt(16)); //System.out.println("Roten ur sexton är " + sqrt(16)); // symbol: method sqrt(int)

2 e. f. g. h. i. j. public class Sample private long id; public long getid() return id; // I en annan fil: public class Experiment private String name; private Sample sample; //... public void print() System.out.println("Experiment " + name + " uses sample #" + sample.getid()); // System.out.println("Experiment " + name + " uses sample #" + sample.id); // error: id has private access in Sample // boolean insidefigure(double) is defined elsewhere double randx; do randx = Math.random(); while(!insidefigure(randx)); //while(insidefigure(randx)) // double randx = Math.random(); // // symbol: variable randx public void paint(graphics g) g.setcolor(color(255, 200, 200)); //g.setcolor(color(255, 200, 200)); // symbol: method Color(int,int,int) System.out.println("There are "+42+" spoons"); //System.out.println("There are"+42+"spoons"); // problem: Det saknas mellanslag runt 42 i utskriften if(a > 10) System.out.println("a > 10"); a = 10; else //if(a > 10) // System.out.println("a > 10"); // a = 10; //else // error: else without if System.out.println("a <= 10"); double[] weights = new double[10]; //double[] weights = new double[](10); // error: array dimension missing

3 Uppgift 2: Statistikklass Ponera att du behöver skriva ett program som samlar statistik över ett antal doubles som t.ex. kommer från en simulering. Du behöver en klass som kan matas med värden och sedan returnera information om antalet värden, det största värdet, medelvärdet och standardavvikelsen. Ett interface Statistics finns definierat, men du behöver skriva en klass MyStats som implementerar det i enlighet med kommentarerna som är givna i koden. Din klass skall fungera även om den matas med miljardtals datapunkter, och den skall dessutom ha väldefinierad felhantering om det saknas data. Minns att standardavvikelsen σ kan uppskattas genom provets standardavvikelse utan systematiskt fel (unbiased sample variance), s, som ges av s 2 = n ( x 2 x 2) (1) n 1 som alltså kräver minst två prover. Se bifogad javadoc-dokumentation för IllegalStateException som skall kastas om man försöker anropa en metod som behöver mer data än vad som matats in. /* Detta interface representerar en statistiksamlare som man kan mata med värden. * Därefter kan man få ut antalet värden, deras medelvärde och standardavvikelse samt * det största och minsta värdet. * * Om en metod inte kan returnera ett väldefinierat värde på grund av att det saknas * data så skall metoden kasta ett IllegalStateException med ett passande felmeddelande. */ public interface Statistics /* Lägg till ett mätvärde. */ void addvalue(double value); /* Returnerar antalet värden som lagts till. */ long getn(); /* Returnerar det högsta tillagda värdet. */ double getmax(); /* Returnerar medelvärdet av de tillagda värdena. */ double getmean(); /* Returnerar standardavvikelsen, beräknad som om de tillagda värdena är * ett stickprov. Den skall alltså inkludera faktorn n/(n-1) i variansen. */ double getstddev();

4 Lösningsförslag: public class MyStats implements Statistics // Dessa sätts till 0 i konstruktorn private long n; private double x, x2, max; public void addvalue(double v) x += v; x2 += v * v; if(n > 0) max = Math.max(max, v); else max = v; ++n; public long getn() return n; public double getmax() if(n < 1) throw new IllegalStateException("No data for getmax()!"); return max; public double getmean() if(n < 1) throw new IllegalStateException("No data for getmean()!"); return x / n; public double getstddev() if(n < 2) throw new IllegalStateException("No data for getstddev()!"); double var = (x2 - x * x / n) / (n - 1); return Math.sqrt(var);

5 Uppgift 3: Statistikprogram I föregående uppgift definierades ett interface för att samla statistik. Du skall nu skriva ett program som heter StatsProg och använder klassen MyStats som implementerar Statistics. När ditt program körs kommer det att få namnet på en eller flera filer som argument på kommandoraden. I dessa filer finns tal, och alla giltiga doubles) som går att hitta i filerna skall inkluderas i statistiken. För att öppna filerna och söka efter tal får du använda java.util.scanner som beskrivs på en bifogad nerkortad javadoc-sida. Läs dokumentationen noga. Det kan hända att en angiven fil saknas, och i så fall skall ett felmeddelande skrivas ut och programmet skall sedan genast avslutas. Det kan också hända att något ord i en fil inte är ett tal. I så fall skall det bara hoppas över, och resterande tal i filen skall ändå användas. Det kan vara bra att veta att FileNotFoundException finns i paketet java.io och ärver av IOException som ärver av Exception. Övriga exceptions som nämns i dokumentationen finns i java.lang eller java.util och ärver av RuntimeException. Programmet skall skriva ut det totala antalet tal, det största talet, medelvärdet och standardavvikelsen. Om någon av dessa storheter inte kan beräknas är det acceptabelt att programmet terminerar och skriver ut en stack trace som visar vad som gick fel du behöver alltså inte fånga en eventuell IllegalStateException. Lösningsförslag: import java.io.*; import java.util.*; public class StatsProg public static void main(string[] args) Statistics s = new MyStats(); for(int i = 0; i < args.length; ++i) try Scanner sc = new Scanner(new File(args[i])); while(sc.hasnext()) try double d = sc.nextdouble(); s.addvalue(d); catch(inputmismatchexception e) sc.next(); catch(ioexception e) System.out.println("failed to open file " + args[i]); return; System.out.println("n: " + s.getn()); System.out.println("max: " + s.getmax()); System.out.println("mean: " + s.getmean()); System.out.println("stddev: " + s.getstddev());

6 Uppgift 4: Strängar och stjärnor Text, grafik och spelplaner har en del gemensamt. Alla kan de bestå av ett rektangulärt rutnät vars innehåll behöver manipuleras på olika vis. Objekt av klassen String kan inte modifieras, enbart bytas ut. Om man vill göra många ändringar inuti en sträng är det därför lämpligt att tillfällig representera strängen som ett fält av tecken. En rektangel av w h värden kan representeras som ett tvådimensionellt fält, men den kan också representeras som ett endimensionellt fält av storlek wh, där värdet från koordinaterna (x,y) exempelvis lagras i element nummer yb+x. Detta blir ofta enklare. Ditt jobb är att skriva en metod static char[] starstring(string s) som tar in en sträng (t.ex. HEJ ) och returnerar ett fält som innehåller tecken motsvarande det som visas i rutan ovan. Den som anropar din metod kan t.ex. komma att skriva ut fältet med System.out.print. Om strängen har längden n så skall det bli 3n 3n tecken som visas. Varje rad måste dessutom sluta med en radbrytning (linefeed, \n). Vartannat tecken skall vara * i ett schackmönster med start på det första tecknet på den första raden. Strängen som skall visas skall gå längs diagonalen, centrerad som i exemplet. Metoden skall klara att hantera strängar av längd 1. String har en metod som kan vara bra att komma ihåg: char charat(int index); Lösningsförslag: public static char[] starstring(string s) int w = 3 * s.length(); char[] c = new char[w * (w + 1)]; // w hög, w+1 bred for(int y = 0; y < w; ++y) for(int x = 0; x < w; ++x) if(x % 2 == y % 2) // båda jämna eller båda udda? c[y*(w+1)+x] = * ; else c[y*(w+1)+x] = ; c[y*(w+1)+w] = \n ; for(int i = 0; i < s.length(); ++i) // Börja på (w+1) * s.length() + s.length() och lägg till // (w+1) + 1 för varje ny bokstav. c[(w+1 + 1) * (s.length() + i)] = s.charat(i); return c;