 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ДЛЯ ЭВМ
Министерство образования и науки Российской федерации
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
Подлежит возврату № 0000
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ДЛЯ ЭВМ Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов, обучающихся по направлению 231300
(бакалавры) Часть 2
МОСКВА 2012
Составитель: Л.П. Андреева Редактор: В.В. Чердынцев
Методические указания содержат задания по лабораторным работам, примеры программ на языке С++, а также справочный материал по операциям языка и функциям стандартной библиотеки. Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Прикладная математика», изучающих курс «Программирование для ЭВМ».
Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.
Рецензенты: А.В. Сетуха Н.Я. Петрова
© МИРЭА, 2012
Оформление лабораторной работы Для каждой лабораторной работы должен быть составлен отчет. Отчет должен включать следующие разделы: 1. название лабораторной работы; 2. постановка задачи для конкретного варианта; 3. тесты для программы в виде таблицы тестов; 4. текст программы с комментариями. В комментариях надо указать назначение функций и сементику объявленных переменных Лабораторная работа № 1 Обработка символьной информации
Постановка задачи Разработать программу, которая вводит адрес электронной почты и проверяет синтаксис введенного адреса. Результат проверки выводится в виде сообщения на экран. Примеры правильной записи адресов электронной почты: la2010@mail.ru, anton@cs.mcgill.ca, sedek.agro@mtu-shet.info, Варианты заданий приведены в табл. 1.
Таблица 1 Варианты заданий
Пример программы // Подсчет гласных латинского алфавита в слове. # include <iostream.h> #include <conio.h> void main() { char s[21]; //строка без пробельных символов char glas[]=”aeyouiAEYOUI”; int i; //номер символа в слове int j; //номер символа в массиве гласных int, k; //счетчик гласных cout<<”s ? ”; cin>>s; k=0; //Проверка всех s[i] символов на принадлежность к гласным i=0; // Цикл по символам слова while (s[i]!=’\0’) //можно =0 { //Поиск вхождения s[i] в гласные j=0; while (glas[j]!=0 && glas[j]!=s[i]) j++; //Анализ выхода из цикла if (glas[j]!=’\0’) // выход из цикла до конца массива гласных k++; i++; } cout<<”k=”<<k; getch(); }
Пример программы // Удаление пробелов из текста # include <iostream.h> #include <conio.h> void main() { char s[81]; //текст с пробелами int i; //номер символа в тексте int j; //количество символов в измененной строке cout<<”s ? ”; cin.getline(s,81); //ввод строки с пробелами // Инициализация цикла j=0; i=0; // Цикл по символам текста while (s[i]!=’\0’) if (s[i]==' ') { s[j]=s[i]; //перемещение символа в начало строки в j-позицию j++; } s[j]=’\0’; //завершение строки cout<<”s=”<<s; getch(); } Лабораторная работа № 2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИБЛИОТЕЧНЫХ ФУНКЦИЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕКСТА
Постановка задачи. Дан текст, состоящий из слов, которые разделены пробелами и (или) знаками препинания: точкой, запятой, точкой с запятой, тире, двоеточием, кавычками, вопросительным знаком, восклицательным знаком, круглыми скобками. Реализовать операцию обработки текста. Варианты заданий приведены в табл. 2. Основные библиотечные функции для работы со строками и символами приведены в табл. 3.
Таблица 2 Варианты заданий
Таблица 3 Функции для работы со строками и символами
Пример программы Дан текст, слова в котором разделены знаками: пробелом, точкой, запятой, точкой с запятой, тире, двоеточием, вопросительным знаком и восклицательным знаком. Вывести все слова текста через один пробел. #include <conio.h> #include <iostream.h> #include <string.h> int main() { char raz[]=" ,.!?:;-"; //массив разделителей char s[81]; //исходный текст char *slovo; //указатель на очередное слово cout<<”s: “; cin.getline(s,81); //ввод текста с пробелами slovo=strtok(s,raz); // выделение первой лексемы while(slovo!=0) { cout<<slovo<<" "; slovo=strtok(0,raz); // выделение следующих лексем } getch(); } Лабораторная работа № 3 МОДУЛЬНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИе Постановка задачи Разработать программу, выполняющую операции над целочисленным динамическим массивом из n элементов (n<=100): · ввод массива; · вывод массива на экран; · дополнительные операции. Алгоритмы выполнения операций оформить в виде функций. В алгоритмах выполнения операций добавления и удаления элементов предусмотреть проверку возможности выполнения операций. Программа должна выводить текстовое меню для тестирования операций. Варианты заданий приведены в табл. 4.
Таблица 4 Варианты заданий
Методические указания 1. На первом этапе разработки программы включите в исходный код: · директивы препроцессора #include; · прототипы разрабатываемых функций; · функцию main, выводящую текстовое меню и вызывающую функции, выполняющие операции над массивом; · заглушки разрабатываемых функций. 2. Протестируйте и отладьте функцию main. 3. На втором этапе разработки программы замените одну из заглушек, например, заглушку функции ввода данных кодом, выполняющим заданную операцию. Протестируйте программу и при наличии ошибок в добавленном в программу коде функции устраните их. 4. На следующих этапах разработки программы последовательно заменяйте очередную заглушку кодом, выполняющим задачу функции, и выполняйте тестирование и отладку измененной программы. Пример программы Программа вычисления суммы и произведения элементов целочисленного статического массива. Программа выводит текстовое меню и выполняет выбранную пользователем операцию. Функции ввода и вывода массива, вычисления суммы и произведения элементов массива в программе заменены заглушками. Программа содержит функцию rus, использование которой позволяет выводить меню на русском языке. #include <iostream.h> #include <conio.h> #include <string.h> string rus(char s[]); //перевод кодировки Windows в Dos void input(int a[], int n); //ввод массива void output(int a[], int n); //вывод массива int sum(int a[], int n); //вычисление суммы элементов int mult(int a[], int n); //вычисление произведения элементов void main( ) { int p; //номер пункта меню, вводимый пользователем int n; //количество элементов int a[100]; cout<< rus(“Введите количество элементов<100 ”; cin>>n; do { // Вывод на экран меню для выбора операций clrscr(); cout<< rus("1. Ввод массива")<<endl; cout<< rus("2. Вывод массива")<<endl; cout<< rus("3. Сумма элементов")<<endl; cout<< rus("4. Произведение элементов")<<endl; cout<< rus("5. Завершение работы")<<endl<<endl; cout<<rus("Укажите пункт меню: "); cin>>p; switch (p) //выполнение выбранной операции { case 1: cout<<rus("Введите массив " ); input(a,n); break; case 2: cout<<rus("Массив: " )<<endl; output(a,n); break; case 3: cout<<rus("Сумма= " )<<sum(a,n) <<endl; break; case 4: cout<<rus("Произведение= " )<<mult(a,n) <<endl; break; case 5: return; } getch(); }while (true); } //Заглушки функций void input(int a[], int n) { cout<<”input: ”<<endl;
} void output(int a[], int n) {cout<<”output” <<endl;} int sum(int a[], int n) {return 1;} int mult(int a[], int n) {return 1;} // Перевод кодировки Windows в Dos string rus(char s[]) { string t; t=s; int i=0; while (s[i]!=0) { if(s[i]>='А'&& s[i]<='п' ) t[i]-=64; if(s[i]>='р'&& s[i]<='я' ) t[i]-=16; if(s[i]=='Ё' ) t[i]=240; if(s[i]=='ё' ) t[i]=241; i++; } return t; } Лабораторная работа № 4 МЕТОДЫ ПРИБЛИЖЕННОГО ВЫЧИСЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛОВ Постановка задачи Разработать функцию вычисления определенного интеграла с заданной точностью. Использовать разработанную функцию при вычислении заданного интеграла. Вычисление подынтегральной функции оформить в виде функции C++. Результаты вычисления интеграла для заданных значений параметра представить в виде таблицы. Для вариантов 1, 2, 3, 5, 7, 12, 13, 14 включить в таблицу с результатами дополнительный столбец с количеством элементарных отрезков, используемом для получения значений интеграла с заданной точностью. Варианты заданий приведены в табл. 5. Таблица 5 Варианты заданий
Методические указания 1. Формулы численного интегрирования Метод левых прямоугольников
где n – количество элементарных отрезков, на которые разделяется отрезок интегрирования [a,b], h=(b-a)/n, х1=a, хi=хi-1+h, i=2, 3, …,n Метод правых прямоугольников
где n – количество элементарных отрезков, на которые разделяется отрезок интегрирования [a,b], h=(b-a)/n, х1=a+h, хi=хi-1+h, i=2, 3, …,n Метод средних
где n – количество элементарных отрезков, на которые разделяется отрезок интегрирования [a,b], h=(b-a)/n, х1=a+h/2, хi=хi-1+h, i=2, 3, …,n Метод трапеций
где n – количество элементарных отрезков, на которые разделяется отрезок интегрирования [a,b], h=(b-a)/n, х1=a+h, хi=хi-1+h, i=1, 3, …,n-1 Метод Симпсона
где n (четное)– количество элементарных отрезков, на которые разделяется отрезок интегрирования [a,b], h=(b-a)/n Метод Веддля Метод базируется на применении к каждому из n элементарных отрезков длиной h=(b-a)/n формулы
где z=h/6, x1 – левая граница элементарного отрезка, х7 – правая граница элементарного отрезка, xi=xi-1+z, i=2, 3, 4, 5, 6, 7 Метод Ньютона-Котеса (для m=3) Метод базируется на применении к каждому из n элементарных отрезков длиной h=(b-a)/n формулы
где z=h/3, x1 – левая граница элементарного отрезка, х4 – правая граница элементарного отрезка, xi=xi-1+z, i=2, 3, 4 Метод Ньютона-Котеса (для m=4) Метод базируется на применении к каждому из n элементарных отрезков длиной h=(b-a)/n формулы
где z=h/4, x1 – левая граница элементарного отрезка, х5 – правая граница элементарного отрезка, xi=xi-1+z, i=2, 3, 4, 5 Метод Ньютона-Котеса (для m=5) Метод базируется на применении к каждому из n элементарных отрезков длиной h=(b-a)/n формулы
где z=h/5, x1 – левая граница элементарного отрезка, х6 – правая граница элементарного отрезка, xi=xi-1+z, i=2, 3, 4, 5, 6 Метод Ньютона-Котеса (для m=6) Метод базируется на применении к каждому из n элементарных отрезков длиной h=(b-a)/n формулы
где z=h/6, x1 – левая граница элементарного отрезка, х7 – правая граница элементарного отрезка, xi=xi-1+z, i=2, 3, 4, 5, 6, 7 Метод Бодэ Метод базируется на применении к каждому из n элементарных отрезков длиной h=(b-a)/n формулы
где z=h/4, x1 – левая граница элементарного отрезка, х5 – правая граница элементарного отрезка, xi=xi-1+z, i=2, 3, 4, 5 2. Для достижения заданной точности вычисления интеграла использовать алгоритм последовательного удвоения количества элементарных отрезков. Алгоритм состоит в вычислении приближения выбранным методом с шагом h, а затем с шагом h/2, и сравнением разности двух приближений с заданной точностью вычисления интеграла. 3. Для отладки алгоритма использовать простую подынтегральную функцию, для которой интеграл можно вычислить аналитически, например, f(x)=x или f(x)=x2. После отладки эту функцию заменить на функцию Вашего варианта. Пример программы Программа вычисления корня нелинейного уравнения f(x)=0 на интервале (a, b), на котором функция f(x) меняет знак. В программе используется функция float metod (float a, float b, float eps, float(* f)(float x)) Функция вычисляет корень уравнения с точностью eps методом деления отрезка пополам. Программа использует функцию metod для примера f(x)=x3-2x-5 Эта функция имеет корень, который находится между 2 и 3. #include <iostream.h> #include <conio.h> float metod (float a, float b, float eps, float(* f)(float x)); //функция вычисления корня float f(float x); //функция задает нелинейное уравнение void main( ) { float a=2, b=3; //левая и правая границы корня float eps; //точность вычисления корня cout<<”eps? “; cin>>eps; cout<<metod(a,b,eps,f); getch(); } float metod (float a, float b, float eps, float(* f)(float x)) { float x; //приближение корня float u,v;//значение функции f(x) на левой и правой границах интервала u=f(a); do { x=(a+b)/2; v=f(x); if (u*v<0) //функция имеет разные знаки на интервале [a,x] b=x; //выбирается левый интервал [a, x] для поиска корня else //выбирается правый интервал [x, b] для поиска корня {a=x; u=v;} } while (b-a>eps); return x; } float f(float x) { return x*x*x-2*x-5; } Лабораторная работа № 5 Перегрузка функций Постановка задачи Разработать программу, которая вводит матрицу из n строк и m столбцов (n<=100, m<=50) и упорядочивает элементы матрицы. Правило упорядочивания определяется вариантом. Программа должна предоставлять пользователю выбор типа элементов матрицы: целого или строкового. Операции ввода, вывода и упорядочивания элементов матрицы должны быть реализованы в виде перегруженных функций. Варианты заданий приведены в табл. 6.
Таблица 6 Варианты заданий
Лабораторная работа № 6
шаблонЫ функций
Постановка задачи Создать шаблоны функций, выполняющих упорядочивание, ввод и вывод матрицы. Протестировать шаблоны для матрицы с элементами различных типов: int, float и char. Варианты заданий приведены в лабораторной работе № 5.
Пример программы // Шаблон функции перестановки значений двух переменных. template <class t> void change (t a, t b) { t c; c=a; a=b; b=c; }
Лабораторная работа № 7
рекурсивные функции
Постановка задачи Разработать программу, использующую рекурсивную функцию для выполнения задачи. Варианты заданий приведены в табл. 7.
Таблица 7 Варианты заданий
Пример программы вычисления n-го числа Фибоначчи Последовательность чисел Фибоначчи: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21,… начинается с 0 и 1, а каждое последующее число является суммой двух предыдущих чисел. Числа этой последовательности обозначаются через Fn и формально определяются следующим образом: F0=0, F1=1, Fn=Fn-1+Fn-2, n>=2 #include <iostream.h> #include <conio.h> int fib(int n);//рекурсивная функция вычисления числа Фибоначчи void main() { int n; cout<<"n? "; cin>>n; cout<<"fib="<<fib(n); getch(); } // Рекурсивная функция вычисления n-го числа Фибоначчи int fib(int n) { if (n==0 || n==1) // условие выхода из рекурсии return n; return fib(n-1)+fib(n-2); // рекурсивный вызов функции }
Лабораторная работа № 8
ФАЙЛЫ
Постановка задачи Разработать программу, выполняющую следующие функции: · ввод данных об n объектах из текстового файла в массив структур (0<n<=50); · сортировку массива структур по возрастанию значений одного из полей структуры; · вывод данных об объектах на экран в упорядоченном по возрастанию виде; · поиск объекта по значению одного из полей; · запись упорядоченных данных об объектах в двоичный файл; · чтение двоичного файла. Алгоритмы чтения файла, сортировки, поиска, вывода данных об объектах и записи данных в файл оформить в виде функций. Для поиска элемента в упорядоченном массиве использовать бинарный поиск. Текстовый файл создать с помощью любого текстового редактора. Варианты заданий приведены в табл. 8. В табл. 9 содержатся описания функций классов библиотеки fstream для работы с файлами, в табл. 10 – список режимов открытия файлов.
Таблица 8 Варианты заданий
Таблица 9 Функции классов-потоков ввода-вывода
Таблица 10 Режимы открытия файла
Пример программы //Создание текстового файла с данными о работниках #include <fstream.h> #include <iostream.h> struct worker //тип «Работник» { long number; //номер char fam[25]; //фамилия char name[15]; //имя int salary; //зарплата }; void output_file(char file_name[30]); //создание файла void main( ) { char file_name[30]; //имя файла cout<<"file_name_file? "; cin>>file_name; output_file(file_name); } void output_file(char file_name[30]) { worker r; //работник ofstream f; //файловая переменная f.open(name); //открытие текстового файла // Запись в файл данных о 3 работниках for(int i=1;i<=3;i++) { cout<<"number? "; cin>>r.nom; cout<<”fam? “; cin>>r.fam; cout<<”name? “; cin>>r.name; cout<<”salary? “; cin>>r.salary; f<<r.number<<" "<<r.fam<<" "<<r.name<<" "<<r.salary<<endl; } f.close( ); //закрытие файла }
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Павловская Т.А., Щупак Ю.А. С/С++. Структурное программирование. Практикум. – СПб.: Питер, 2002. – 240 с. 2. Подбельский В.В. Язык С++; Учебное пособие. М.: Финансы и статистика, 1996. – 560 с. 3. Павловская Т.А. С/С++. Программирование на языке высокого уровня. – СПб.: Питер, 2002. – 464 с.
Поиск по сайту: |
