Programmeringsteknik för D

Transkript

1 Programmeringsteknik för D LÖSNINGSFÖRSLAG TILL ÖVNINGAR EDA /2016

2 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning 1 1. int sum = ; System.out.println("Summan är: " + sum); Alternativt kan man t.ex. lagra termerna i varsin variabel, för att sedan räkna ut resultatet. Vilket kan vara en fördel om man i framtiden vill bygga ut programmet för att t.ex. låta värdena bero av andra saker eller använda samma termer i en annan uträkning. //Alternativ lösning: int a = 3; int b = 8; int c = 12; int sum2 = a + b + c; System.out.println("Summan är: " + sum2); Det är även möjligt att ha uträkningen direkt i utskriften (om man inte behöver använda summan till något annat än just att skriva ut den en gång). Tänk på att ett plustecken i en utskrift normalt anger att en text läggs till i utskriften. Vid uträkning i en utskrift skulle det krävas extra parenteser: System.out.println("Summan är: " + (a+b+c)); 2. Följande variabler finns efter de två första tilldelningssatserna: nbra 2 nbrb 5 och efter tredje, fjärde respektive femte tilldelningssatsen: nbra nbrb nbrc nbra nbrb nbrc nbra nbrb nbrc a) Parentesen runt c + d i tilldelningssatsen int e =... är onödig. Om den utelämnas görs ändå c + d först, eftersom den additionen står först. b) c) Man måste använda en variabel (här kallar vi den temp) för att mellanlagra det ena värdet. Satser: int temp = a; a = b; b = temp; 2

3 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning 2 Följ punkterna och gör som det står; döp filerna till samma namn som klassen.java och lägg i katalog med samma namn som paketet. Nedan finns koden som är given, i mer klipp-ochklistra-vänlig form utan radnummer: package greeting; public class Hello { public static void main(string[] args) { String name = javax.swing.joptionpane.showinputdialog("what name?"); javax.swing.joptionpane.showmessagedialog(null, "Hello " + name); package greeting; import se.lth.cs.pt.window.simplewindow; public class WindowApp { public static void main(string[] args) { SimpleWindow w = new SimpleWindow(200, 200, "App"); w.setlinecolor(java.awt.color.pink); w.moveto(100,100); w.writetext("hello Pink Panter!"); while (true) { w.waitformouseclick(); w.lineto(w.getmousex(), w.getmousey()); w.writetext("hello Pink Panter!"); package greeting; import se.lth.cs.pt.window.simplewindow; import java.awt.color; /** * A collection of greeting methods. */ public class Greet { /** * Asks for a name and then greets politely. */ public static void swinggreeting(){ String name = javax.swing.joptionpane.showinputdialog("what name?"); javax.swing.joptionpane.showmessagedialog(null, "Hello " + name); /** * Greeting of pink creature. Allows user to spam click but not too far down. * Each click is awarded one point. * color the color of the greeting the number of points earned */ public static int pantergreeting(color color){ SimpleWindow w = new SimpleWindow(200, 200, "App"); w.setlinecolor(color); w.moveto(100,100); w.writetext("hello Pink Panter!"); int points = 0; while (w.getmousey() < 180) { w.waitformouseclick(); points = points + 1; //earn a point for each click w.lineto(w.getmousex(), w.getmousey()); w.writetext("your hello-points: " + points); return points; 3

4 4 package greeting; /** A polite Greetings App. */ public class GreetApp { /** Starts the App. */ public static void main(string[] args) { Greet.swingGreeting(); int pts = Greet.panterGreeting(java.awt.Color.PINK); System.out.println("You earned " + pts + " points!");

5 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning 3 1. public class TimeDifference { public static void main(string[] args) { System.out.println("Skriv starttid och sluttid (timmar och minuter):"); Scanner scan = new Scanner(System.in); int starthour = scan.nextint(); int startmin = scan.nextint(); int stophour = scan.nextint(); int stopmin = scan.nextint(); int minutes = 60 * (stophour - starthour) + (stopmin - startmin); System.out.println("Tidsavstånd i minuter: " + minutes); 2. För att skriva ut tidsavståndet i timmar och minuter subtraherar vi timmarna för sig, minuterna för sig. Vi måste ta hänsyn till att minutskillnaden kan bli negativ och i så fall korrigera det. Nya satser (efter inläsningssatserna): int diffhour = stophour - starthour; int diffmin = stopmin - startmin; if (diffmin < 0) { diffmin = diffmin + 60; diffhour = diffhour - 1; System.out.println("Tidsavstånd: " + diffhour + " timmar, " + diffmin + " minuter"); Den andra varianten, med heltalsdivision: int minutes = 60 * (stophour - starthour) + (stopmin - startmin); int diffhour = minutes / 60; int diffmin = minutes % 60; System.out.println("Tidsavstånd: " + diffhour + " timmar, " + diffmin + " minuter"); 3. Följande ritas: 5

6 6 4. public class ErrorTest { public static void main(string[] args) { SimpleWindow w = new SimpleWindow(600, 600, "ErrorTest"); Square sq = new Square(100, 200, 50); // deklaration while (sq.getx() < 300) { // parentes sq.draw(w); sq.move(10, 10); // parameter 5. a) Efter satsen sq2 = sq1 refererar båda referensvariablerna till samma objekt: sq1 sq2 x y side b) Satsen sq1 = null sätter referensvariabeln till null objektet som variabeln refererar till påverkas inte: sq1 sq2 null x y side Variablerna sq1 och sq2 innehåller samma värde efter andra tilldelninssatsen: sq1 sq2 x y side

7 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning 4 1. a) public class Max { public static void main(string[] args) { int max = Integer.MIN_VALUE; System.out.println("Skriv talen:"); Scanner scan = new Scanner(System.in); while (scan.hasnextint()) { int nbr = scan.nextint(); if (nbr > max) { max = nbr; System.out.println("Största talet = " + max); b) Byt namn på variabeln max till (det nu lämpligare) namnet min och tilldela den ett stort startvärde: int min = Integer.MAX_VALUE; Vänd på jämförelsen i if-satsen: if (nbr < min)... min = nbr; a) y = Math.sin(20 * Math.PI / 180); b) z = a * Math.exp(x) + b * Math.exp(-Math.cos(x)); c) hyp = Math.hypot(a, b); // eller: hyp = Math.sqrt(a * a + b * b); 3. (int) Math.round(x) 4. a) if (n % 2 == 0)... b) if (n % 10 == 0)... c) digit1 = number / 100; digit2 = (number % 100) / 10; // eller: digit2 = (number / 10) % 10; digit3 = number % 10; 5. public class AverageTemperature { public static void main (String[] args) { double sum = 0; Scanner scan = new Scanner(System.in); for (int i = 0; i < 30; i++) { double temperature = scan.nextdouble(); sum = sum + temperature; double averagetemperature = sum / 30; System.out.println("Medeltemperatur: " + averagetemperature + " grader"); 7

8 8 6. Scanner scan = new Scanner(System.in); double limit = scan.nextdouble(); double smallsum = 0; double largesum = 0; for (int i = 0; i < 100; i++) { double nbr = scan.nextdouble(); if (nbr < limit) { smallsum = smallsum + nbr; else if (nbr > limit) { largesum = largesum + nbr; System.out.println("Summan av tal < " + limit + " = " + smallsum); System.out.println("Summan av tal > " + limit + " = " + largesum); 7. public class HugeSalary { public static void main (String[] args) { int daysalary = 1; int totalsalary = 0; int days = 0; while (totalsalary < ) { totalsalary = totalsalary + daysalary; days = days + 1; daysalary = 2 * daysalary; System.out.println("Man måste arbeta " + days + " dagar."); 8. a) a > 5 b) a > 2 c) a <= 2 d) a <= 2 a >= 9 e) a >= 0 && a <= 10 f) ready g)!ready

9 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning 5 1. public class Car { private String nbr; private Person owner; // registreringnummer // ägare /** Skapar en bil med registreringsnummer licensenbr som ägs av personen owner. */ public Car(String licensenbr, Person owner) { nbr = licensenbr; this.owner = owner; /** Tar reda på bilens registreringsnummer. */ public String getlicensenbr() { return nbr; /** Tar reda på bilens ägare. */ public Person getowner() { return owner; /** Sätter bilens ägare till newowner. */ public void changeowner(person newowner) { owner = newowner; 2. Minnessituation: p c1 c2 nbr owner "ABC123" name "Bo Ek" owner "XYZ789" name "Eva Alm" 3. public class RailwayCoach { private int seats; // antalet platser i vagnen private int free; // antalet lediga platser /** Skapar en vagn med nbrseats platser. */ public RailwayCoach(int nbrseats) { seats = nbrseats; free = nbrseats; 9

10 10 /** Tar reda på antalet platser i vagnen. */ public int getnbrseats() { return seats; /** Tar reda på antalet lediga platser. */ public int getnbrfreeseats() { return free; /** Bokar n platser i vagnen. Det får förutsättas att n är <= antalet lediga platser. */ public void makereservation(int n) { free = free - n; 4. public class Person { private int age; /** Skapar en person med åldern age. */ public Person(int age) { this.age = age; /** Undersöker om denna person är äldre än personen p. Returnerar då true, annars false. */ public boolean isolderthan(person p) { return age > p.age; Observera att det går bra att nå den andra personens (p) attribut age direkt med punktnotation. Det beror på att p har typen Person och den kod vi skriver finns i klassen Person. Ett attribut deklarerat private är privat för klassen (och inte för ett specifikt objekt). 5. Här visas två möjliga lösningar. De skiljer sig i hur man säkerställer att de två slumptalen är olika. I den första lösningen används en while-sats för att dra nya slumptal tills de två är olika: public class TwoRandomNumbers { public static void main(string[] args) { Random rand = new Random(); int nbr1 = rand.nextint(100) + 1; int nbr2 = rand.nextint(100) + 1; while (nbr2 == nbr1) { nbr2 = rand.nextint(100) + 1; System.out.print("Två slumptal: "); if (nbr1 < nbr2) { System.out.println(nbr1 + ", " + nbr2); else { System.out.println(nbr2 + ", " + nbr1);

11 11 While-satsen ovan kan potentiellt behöva köras flera gånger (även om det är rätt osannolikt). Man kan därför utgå från att det andra slumptalet bara ska ha 99 utfall: public class TwoRandomNumbers { public static void main(string[] args) { Random rand = new Random(); int nbr1 = rand.nextint(100) + 1; int nbr2 = rand.nextint(99) + 1; if (nbr2 >= nbr1) { nbr2++; System.out.print("Två slumptal: "); if (nbr1 < nbr2) { System.out.println(nbr1 + ", " + nbr2); else { System.out.println(nbr2 + ", " + nbr1); 6. public class CollatzSequence { public static void main(string[] args) { System.out.println("Skriv startvärdet i talföljden (a0)"); Scanner scan = new Scanner(System.in); int a = scan.nextint(); System.out.println(a); int length = 1; while (a!= 1) { if (a % 2 == 0) { a = a / 2; else { a = 3 * a + 1; System.out.println(a); length = length + 1; System.out.println("Antal tal = " + length);

12 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning 6 1. a) /** Hittar minsta talet i vektorn v. */ public static int min(int[] v) { int minnbr = Integer.MAX_VALUE; for (int i = 0; i < v.length; i++) { if (v[i] < minnbr) { minnbr = v[i]; return minnbr; b) /** Undersöker om talen är sorterade i växande ordning. */ public static boolean issorted(int[] v) { for (int i = 0; i < v.length - 1; i++) { if (v[i] > v[i + 1]) { return false; return true; c) /** Undersöker om vektorerna v1 och v2 är lika, dvs. om de är lika långa och alla v1[i] == v2[i]. */ public static boolean equal(int[] v1, int[] v2) { if (v1.length!= v2.length) { return false; for (int i = 0; i < v1.length; i++) { if ( v1[i]!= v2[i]) { return false; return true; 2. a) 33 b) 100 c) 1 3. I remove flyttas det sista elementet i apartments-vektorn till hålet där det borttagna elementet fanns. Det går bra att göra så, eftersom ordningen mellan elementen inte har någon betydelse. I countapartments görs två genomgångar av vektorn: först en för att hitta det maximala antalet rum, sedan en för att registrera antalet rum. 12

13 13 public class Register { private Apartment[] apartments; private int n; public Register(int maxsize) { apartments = new Apartment[maxSize]; n = 0; public void add(apartment a) { apartments[n] = a; n++; public void remove(int id) { int i = 0; while (i < n && apartments[i].getid()!= id) { i++; if (i < n) { apartments[i] = apartments[n - 1]; n--; public int[] countapartments() { int max = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (apartments[i].getnbrofrooms() > max) { max = apartments[i].getnbrofrooms(); int[] count = new int[max]; for (int i = 0; i < n; i++) { int rooms = apartments[i].getnbrofrooms(); if (rooms > 0) { count[rooms - 1]++; return count;

14 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning 7 1. public class Experiment { private Die die1; private Die die2; /** Skapar ett experiment där tärningarna d1 och d2 kastas */ public Experiment(Die d1, Die d2) { die1 = d1; die2 = d2; /** Kastar tärningarna n gånger, räknar antalet gånger summan blev 2, 3, 4,..., 11, 12. Returnerar antalen i en vektor */ public int[] makeexperiment(int n) { int[] result = new int[11]; for (int i = 0; i < n; i++) { int index = die1.roll() + die2.roll() - 2; result[index]++; return result; 2. /** Returnerar en vektor med antal olika siffror av varje sort som behövs för nummer mellan start och stop där intervallet mellan numren är interval. */ public int[] nbrdigits(int start, int stop, int interval) { int[] digits = new int[10]; for (int i = start; i <= stop; i = i + interval) { int nbr = i; while (nbr!= 0){ digits[nbr % 10]++; nbr = nbr / 10; return digits; 14

15 15 3. /** Skriver ut namnet på de städer som besöks, i tur och ordning, när man påbörjar en resa i staden med namnet starttown (det förutsätts att det finns en stad med det namnet). */ public void printtour(string starttown) { for (int i = 0; i < towns.length; i++) { towns[i].setvisited(false); int startpos = 0; while (!towns[startpos].getname().equals[starttown)) { startpos++; Town current = towns[startpos]; System.out.println(current.getName()); current.setvisited(true); for (int i = 1; i < towns.length; i++) { current = getnearest(current); System.out.println(current.getName()); current.setvisited(true); /* Tar reda på den obesökta stad som ligger närmast staden t. */ private Town getnearest(town t) { double mindist = Double.MAX_VALUE; Town nearest = null; for (int i = 0; i < towns.length; i++) { if (towns[i]!= t &&!towns[i].isvisited() && towns[i].getdistanceto(t) < mindist) { mindist = towns[i].getdistanceto(t); nearest = towns[i]; return nearest;

16 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning 8 1. /** Tar reda på elementet med index i, k. */ public double get(int i, int k) { return a[i][k]; /** Adderar matrisen m till denna matris (matriserna förutsätts vara lika stora). */ public void add(matrix m) { for (int i = 0; i < a.length; i++) { for (int k = 0; k < a[i].length; k++) { a[i][k] += m.a[i][k]; /** Beräknar spåret av matrisen, dvs summan av diagonalelementen från övre vänstra hörnet till nedre högra hörnet. */ public double trace() { double sum = 0; for (int i = 0; i < a.length; i++) { sum += a[i][i]; return sum; 2. /** Undersöker om strängarna s1 och s2 är lika långa och alla tecknen i s1 är lika med motsvarande tecken i s2. */ public static boolean equals(string s1, String s2) { if (s1.length()!= s2.length()) { return false; for (int i = 0; i < s1.length(); i++) { if (s1.charat(i)!= s2.charat(i)) { return false; return true; 3. /** Bildar en sträng som innehåller tecknen i s i omvänd ordning. */ public String reverse(string s) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = s.length() - 1; i >= 0; i--) { sb.append(s.charat(i)); return sb.tostring(); 16

17 17 4. /** Krypterar strängen plaintext med krypteringsnyckeln key. */ public static String encrypt(string plaintext, long key) { Random rand = new Random(key); StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < plaintext.length(); i++) { char plainchar = plaintext.charat(i); int codenbr = plainchar + rand.nextint(256); if (codenbr >= 256) { codenbr = codenbr - 256; char codechar = (char) codenbr; sb.append(codechar); return sb.tostring(); Beräkningen av det krypterade tecknet har för tydlighets skull delats upp i flera steg. Man kan också göra så här: char codechar = (char) ((plaintext.charat(i) + rand.nextint(256)) % 256);

18 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning 9 1. a) int sum = 0; for (int i = 0; i < cards.size(); i++) { sum += cards.get(i).getrank(); b) int pos = 0; while (pos < cards.size() &&!(cards.get(pos).getsuit() == Card.SPADES && cards.get(pos).getrank() == 12)) { pos++; if (pos >= cards.size()) { pos = -1; Alternativ lösning: int pos = -1; for (int i = 0; i < cards.size(); i++ { if (cards.get(i).getsuit() == Card.SPADES && cards.get(i).getrank() == 12) { pos = i; break; c) Card acard = new Card(s, r); int pos = 0; while (pos < cards.size() && cards.get(pos).getrank() < acard.getrank()) { pos++; cards.add(pos, acard); 2. public class PhoneDirectory { private ArrayList<Person> persons; // personerna i katalogen /** Skapar en tom telefonkatalog. */ public PhoneDirectory() { persons = new ArrayList<Person>(); /* Tar reda på personen med namnet name. Returnerar null om ingen sådan person finns. */ private Person findperson(string name) { for (int i = 0; i < persons.size(); i++) { if (persons.get(i).getname().equals(name)) { return persons.get(i); 18

19 19 return null; /** Lägger in en person med namnet name och telefonnumret nbr (om personen inte redan finns i katalogen). Om personen lagts in ska true returneras, annars false. */ public boolean insert(string name, String nbr) { if (findperson(name) == null) { persons.add(new Person(name, nbr)); return true; else { return false; /** Tar bort personen med namnet name ur registret. */ public void delete(string name) { for (int i = 0; i < persons.size(); i++) { if (persons.get(i).getname().equals(name)) { persons.remove(i); /** Tar reda på telefonnumret till personen med namnet name. Om personen inte finns i katalogen returneras null. */ public String findnbr(string name) { Person p = findperson(name); if (p!= null) { return p.getphonenbr(); else { return null; /** Returnerar en lista med namnen på de personer vars namn börjar med strängen s. */ ArrayList<String> startswith(string s) { ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); for (int i = 0; i < persons.size(); i++) { if (persons.get(i).getname().startswith(s)) { list.add(persons.get(i).getname()); return list; /** Returnerar en sträng som representerar telefonkatalogen. Strängen innehåller personens namn och telefonnummer med radslutstecken mellan de olika personernas uppgifter. Om telefonkatalogen är tom ska en tom sträng returneras. */ public String tostring() { if (persons.size() == 0) { return ""; StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(persons.get(0).getname()); sb.append( ); sb.append(persons.get(0).getphonenbr()); for (int i = 1; i < persons.size(); i++) {

20 20 sb.append( \n ); sb.append(persons.get(i).getname()); sb.append( ); sb.append(persons.get(i).getphonenbr()); return sb.tostring();

21 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning a) Man anger arv med extends och anropar superklassens konstruktor med super: public class Person { private String name; public Person(String name) { this.name = name; public class Student extends Person { private String program; public Student(String name, String program) { super(name); this.program = program; b) Observera Student- och Teacher-objekten: attributet name har ärvts från Person, men det syns inte på objekten. Nils Nilsson Bo Ek D Eva Alm CS c) 1) p = s är korrekt p får referera till Student-objekt eftersom Student är en subklass till Person, och s refererar garanterat till ett Student-objekt; 2) s = p är felaktigt p kan ju referera till andra slags objekt än Student-objekt; 3) s = t är felaktigt s får inte referera till Teacher-objekt; 4) s = (Student) p är korrekt referensen konverteras explicit till Student (men det kan bli fel under exekvering). d) s = (Student) p ger ClassCastException om p under exekvering inte refererar till ett Student-objekt (eller till ett objekt av en subklass till Student). e) super.tostring() betyder att tostring-metoden i superklassen anropas. Utskrift: Nils Nilsson Bo Ek, D Bo Ek, D Notera att samma sats, System.out.println(p.toString()), ger två olika resultat. Det beror på att Java använder dynamisk bindning för metodanrop: första gången refererar p till ett Person-objekt och Person.toString() anropas, andra gången refererar p till ett Student-objekt och Student.toString() anropas. Anmärkning: tostring anropas automatiskt när man ger ett objekt som parameter till print eller println. I stället för System.out.println(p.toString()) kan man alltså skriva System.out.println(p). 21

22 22 2. public static void partition(int[] v, Condition cond) { int first = 0; while (first < v.length && cond.evaluate(v[first])) { first++; for (int i = first + 1; i < v.length; i++) { if (cond.evaluate(v[i])) { int temp = v[i]; v[i] = v[first]; v[first] = temp; first++; Anmärkning: metoden fungerar även utan den inledande while-satsen.

23 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA EDA016 Programmeringsteknik Institutionen för datavetenskap 2015/2016 Övning Metoden behöver två parametrar: vektorn som ska sorteras och antalet tal. Metoden för alla sina indata via parametrarna och bör därför vara en statisk metod. public static void sort(int[] sequence, int n) { for (int i = 1; i < n; i++) { int nbr = sequence[i]; int k = i - 1; while (k >= 0 && sequence[k] > nbr) { sequence[k + 1] = sequence[k]; k--; sequence[k + 1] = nbr; 2. När referenser förs över som parametrar används värdeanrop, precis som för alla typer av parametrar. Men det är värdet av referensen som kopieras till metoden det skapas inte någon kopia av objektet. I metoden use kommer alltså variabeln pa att referera till samma objekt som a, och när man utför pa.set(10) så ändras innehållet i objektet. Utskrift (kommentarerna inom parentes skrivs inte ut): value = 5 (före anropet av use) value = 5 (första print i use) value = 10 (andra print i use) value = 10 (efter anropet av use) 3. Satsen pa = new A(10) i use medför att den formella parametern pa sätts att referera till ett nytt objekt. Variabeln a påverkas inte. När man lämnar use så försvinner alla parametrar och lokala variabler det medför att objektet med value = 10 inte längre kan nås och att det kommer att tas bort av skräpsamlaren. Utskrift: value = 5 value = 5 value = 10 value = 5 23