Zadania z Programowania C++ M z dnia 5 stycznia 2007 Środowisko pracy. Program make. Debugger ddd. Zad. 1. Dokonaj kompilacji pliku źródlowego hello.cc 1 do pliku z pro- gramem binarnym hello. Uruchom program. Zad. 2. Dokonaj kompilacji pliku żródlowego hello.cc do pliku hello.o, a następnie do pliku hello. Uruchom program. Zad. 3. Dokonaj kompilacji plików źródlowych hellobis.cc i pisz.cc w celu otrzymania programu hellobis. Uruchom program. Zad. 4. Przygotuj wersje binarne programów hello i hellobis a) z wykorzystaniem bibliotek dynamicznych, b) w wersji statycznej. Zad. 5. Napisz plik Makefile z jawnymi zasadami kompilacji programów hello i hellobis. Dodatkowo zdefiniuj regulę clean usuwającą wszystkie pliki pośrednie .o oraz wynikowe (hello i hellobis). Zad. 6. Napisz plik Makefile z domyślnymi zasadami kompilacji progra- mów w językach C i C++. Następnie korzystając z tych zasad dopisz reguly związane z przygotowaniem programów hello i hellobis. Zad. 7. Wykorzystując predefiniowane reguly kompilacji napisz plik Ma- kefile przygotowujący programy hello i hellobis w sposób wymagany dla śledzenia ich pracy debuggerem. Zad. 8. Korzystając z jawnych poleceń napisz plik Makefile, który dla pliku sprawozdanie.tex będzie umożliwial utworzenie wersji .dvi (make sprawozdanie.dvi), .ps i .pdf. Zadbaj aby proces L A T E Xowania wykonać dwukrotnie. Następnie stwórz kolejny plik Makefile z domyślnymi zasadami L A T E Xowania dla plików źródlowych o nazwach zakończonych na .tex. Zad. 9. Na przykladzie programów hello, hellobis i pierwsze porównaj jakość kodu (rozmiar, szybkość wykonania) wygenerowanego przez kompila- tor z opcją -O0 i -O2. Dla pomiaru czasu skorzystaj z polecenia time. Zad. 10. Dokonaj kompilacji programów hello, hellobis i pierwsze z poziomu edytora (np. Emacs w systemie Linux, Scintilla w systemie MS Windows). 1 Wersje źródlowe programów dostępne są w katalogu ~pablo/progs. 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Zadania z Programowania C++ Mz dnia 5 stycznia 2007
Środowisko pracy. Program make. Debugger ddd.
Zad. 1. Dokonaj kompilacji pliku źródłowego hello.cc1 do pliku z pro-gramem binarnym hello. Uruchom program.Zad. 2. Dokonaj kompilacji pliku żródłowego hello.cc do pliku hello.o,a następnie do pliku hello. Uruchom program.Zad. 3. Dokonaj kompilacji plików źródłowych hellobis.cc i pisz.cc wcelu otrzymania programu hellobis. Uruchom program.Zad. 4. Przygotuj wersje binarne programów hello i hellobis
a) z wykorzystaniem bibliotek dynamicznych,
b) w wersji statycznej.
Zad. 5. Napisz plik Makefile z jawnymi zasadami kompilacji programówhello i hellobis. Dodatkowo zdefiniuj regułę clean usuwającą wszystkiepliki pośrednie .o oraz wynikowe (hello i hellobis).Zad. 6. Napisz plik Makefile z domyślnymi zasadami kompilacji progra-mów w językach C i C++. Następnie korzystając z tych zasad dopisz regułyzwiązane z przygotowaniem programów hello i hellobis.Zad. 7. Wykorzystując predefiniowane reguły kompilacji napisz plik Ma-kefile przygotowujący programy hello i hellobis w sposób wymagany dlaśledzenia ich pracy debuggerem.Zad. 8. Korzystając z jawnych poleceń napisz plik Makefile, który dlapliku sprawozdanie.tex będzie umożliwiał utworzenie wersji .dvi (makesprawozdanie.dvi), .ps i .pdf. Zadbaj aby proces LATEXowania wykonaćdwukrotnie. Następnie stwórz kolejny plik Makefile z domyślnymi zasadamiLATEXowania dla plików źródłowych o nazwach zakończonych na .tex.Zad. 9. Na przykładzie programów hello, hellobis i pierwsze porównajjakość kodu (rozmiar, szybkość wykonania) wygenerowanego przez kompila-tor z opcją -O0 i -O2. Dla pomiaru czasu skorzystaj z polecenia time.Zad. 10. Dokonaj kompilacji programów hello, hellobis i pierwsze zpoziomu edytora (np. Emacs w systemie Linux, Scintilla w systemie MSWindows).
1Wersje źródłowe programów dostępne są w katalogu ~pablo/progs.
1
Zad. 11. Przy pomocy debuggera (ddd w systemie Linux, td32 w systemieMS Windows) prześledź wykonanie programów hello, hellobis i pierwsze.W programie pierwsze obserwuj wartości zmiennych i i j oraz zmień war-tość zmiennej i. Następnie poleceniem strip usuń z pliku binarnego danepotrzebne do śledzenia pracy programu.
Operacje wejścia/wyjścia
Zad. 12. Korzystając ze stałej M_PI zdefiniowanej w pliku nagłówkowymcmath napisz program pi wypisujący do standardowego strumienia wyjścio-wego 5 kolejnych potęg liczby π z dokładnością liczby cyfr po przecinku równąwykładnikowi potęgi
Przygotuj dwie werjse rozwiązania: pierwszą w oparciu o funkcję printfcharakterystyczną dla języka C i drugą korzystającą z biblioteki iostreamjęzyka C++.Zad. 13. Napisz program liczby odczytujący ze standardowego stru-mienia wejściowego dwie liczby całkowite (int) i zapisujący do standardo-wego strumienia wyjściowego wartości odczytanych liczb, ich iloraz i sumę.Sprawdź działanie programu dla następujących danych wejściowych
• 1, 3
• 2, 0
• 3, 1.5
• 7, a
Następnie dokonaj zmiany odczytywanych liczb na rzeczywiste (double) iponownie sprawdź działanie programu.Zad. 14. Począwszy od bieżącego semestru nasz wydziałowy barek wpro-wadził nowy sposób obsługi dla klientów będących studentami zapisanymiw systemie USOS. Barek udziela kredytu, pod warunkiem, że osoba zamówidokładnie 3 rzeczy. W celu rozliczenia przesyła następnie studentowi mailaz rachunkiem, np. w pliku rachunek.txt
2
kanapka: 2.50szarlotka: 1.50woda mineralna: 1.50
Treść listu składa się zawsze z 3 wierszy. Każdy wiersz zawiera nazwę towaru,dwukropek, cenę w złotych. Nazwa towaru może się składać z dowolnej liczbysłów oddzielonych odstępami, a słowa wyłącznie z liter.
Napisz program suma obliczający całkowitą należność do zapłaty. Podajdwa rozwiązania: pierwsze charakterystyczne dla języka C, drugie dla językaC++.
% ./suma < rachunek.txt2.50+1.50+1.50=5.50
Zad. 15. Plik 2pi.txt zawiera dwa wiersze. W każdym wierszu zapisanajest wyłącznie wartość liczby π z losowo wybraną liczbą cyfr po przecinku∈ 〈100,∞). Napisz program zamiana, który zamieni kolejność tych liczbw pliku. Podaj dwa rozwiązania: pierwsze charakterystyczne dla języka C,drugie dla języka C++.Zad. 16. Korzystając z operatora sizeof sprawdź rozmiary następującychtypów danych w wykorzystywanym przez siebie kompilatorze.
• char
• short int
• int
• long int
• float
• double
• bool
• enum
• char*
Instrukcje warunkowe i iteracje
3
Zad. 17. Napisz program znaczace sprawdzajacy liczbę cyfr znaczącychtypów float i double.Wskazówka: obliczaj sumę
∑i=0
110i
.Zad. 18. Napisz program kwadraty obliczający sumę
100 000 000∑i=1
1
i2
Dokonaj sumowania w kolejności
1
12+
1
22+
1
32+ . . .+
1
100 000 0002
oraz w kolejności odwrotnej
1
100 000 0002+
1
99 999 9992+ . . .
1
12
Obliczenia przeprowadź posługując się zmiennymi typu
• float
• double
Wytłumacz różnice. Który z wyników jest najbliższy prawdzie?Wskazówka:
∑∞i=1
1i2
= π2
6
Zad. 19. Napisz program anagram, który odczytuję nazwę pliku podanąprzez użytkownika, a następnie odwraca kolejność bajtów w tym pliku.
% ./anagramPodaj nazwę plikua.txt%
Zad. 20. Korzystając z instrukcji iteracyjnych napisz program pi3 wypi-sujący w kolejnych wierszach wartość π z dokładnością do i miejsc po prze-cinku.
3.13.143.1413.14153.14159
Zad. 21. Korzystając z instrukcji iteracyjnych napisz program pi4 wy-pisujący w kolejnych wierszach wartość πi z dokładnością do i miejsc poprzecinku.
Zad. 23. Napisz program slowa odczytujący liczbę słów ze strumieniawejściowego i wypisujący ich liczbę oraz średnią długość. Obliczenia przepro-wadź dla tekstów Pana Tadeusza i Hamleta.2
Zad. 24. Napisz program licz będące odpowiednikiem systemowego po-lecenia wc, zliczającego liczbę znaków, słów i wierszy w standardowym stru-mieniu wejściowym. Działanie programu sprawdź na jego pliku źródłowymlicz.cc i porównaj z programem wc.Zad. 25. Napisz program rzeczywista, który liczbę a podaną jako argu-ment wypisuje w postaci
p · 2w
Skorzystaj z operacji na bitach i funkcji frexp, ldexp.2Teksty utworów dostępne są w plikach ~pablo/pt.txt i ~pablo/h.txt.
5
% ./rzeczywista 20050.9790039062500000*2^11
Nie uwzględniaj szczególnej reprezentacji wartości 0.Zad. 26. Mając daną zmienną typu rzeczywistego double i wiedząc, żejest postaci
p · 2w
oraz posługując się operacjami bitowymi i funkcjami frexp, ldexp skonstruujliczbę
p · 2bw2c
Nie uwzgędniaj szczególnej reprezentacji wartości 0.Zad. 27. Napisz program pierwiastek, który oblicza pierwiastek kwa-dratowy zadanej liczby. Nie korzystaj z istniejącej funkcji sqrt lecz zaimple-mentuj wzór Newtona, dla którego
√x = lim
n→∞an ,
gdzie (an) jest ciągiem zadanym rekurencyjnie an+1 = 12(an + x
an). Wykonaj
10 iteracji przez kopiowanie fragmentu programu. Zwróć uwagę, na
a) szybkość zbiegania w zależności od początkowej wartości a0,
b) zachowanie dla ujemnych x.
Dla ustalenia wartości a0 skorzystaj z poprzedniego zadania.Zad. 28. Korzystając ze wzoru Gaussa napisz program dzien, który ob-licza dzień tygodnia na podstawie daty.
Numer dnia określony jest następującym wzorem
r/4− r/100 + r/400 + 367m/12 + d+ 365r ,
gdzie d ∈ {1, . . . } jest dniem miesiąca, m ∈ {1, . . . , 12} – miesiącem, r –rokiem. Dzielenie jest typu całkowitego. Ponadto za początek roku należyprzyjąć dzień 1 marca.Zad. 29. Napisz program podatki obliczający wysokość podatku docho-dowego w 2003 roku. Przyjmij następujące dane: skala 19 % dla dochodówponiżej 37024 zł, 30 % dla dochodów poniżej 74048 zł, 40 % dla dochodówponiżej 600000 zł, 50 % dla pozostałych. Kwota wolna od podatku to 530.08zł.
6
Dane dotyczące wysokości kwot i podatku odpowiadające poszczególnymprogom zapisz w tablicy.Zad. 30. Napisz program dziennik, który oblicza ile dni upłynęło od po-danej daty do dnia uruchomienia programu. Skorzystaj z doświadczeń pro-gramu dzien i funkcji time przekazującej liczbę sekund jakie upłynęły odgodziny 000 dnia 1 stycznia 1970 roku.
W zależności od wprowadzonych danych wynikiem działania programupowinno być wypisanie jednego sposród poniższych komunikatów:
a) Dziś masz mały jubileusz!
b) Jutro masz mały jubileusz!
c) Pojutrze masz mały jubileusz!
d) Do najbliższej 1000-nicy zostało Ci n dni.
e) Czy na pewno się już urodziłeś?
Zad. 31. Korzystając z liczb całkowitych typu int napisz program silniaobliczający silnię zadanej liczby oraz liczbę wystąpień cyfry 7 w jej zapisiedziesiętnym. Silnie jakiej największej liczby możemy policzyć tym progra-mem?Zad. 32. Napisz program podzielne znajdujący wszystkie liczby z za-kresu od 1 do 1000, które są podzielne przez sumę swoich cyfr.Zad. 33. Napisz program podzielne2 znajdujący wszystkie liczby z za-kresu od 1 do 1000, które są jednocześnie podzielne przez sumy swoich pa-rzystych i nieparzystych cyfr.Zad. 34. Napisz program cezar, który czyta bajty ze standardowego stru-mienia wejściowego (funkcja cin.get) i przepisuje do standardowego stru-mienia wyjściowego (cout.put) zastępując litery alfabetu łacińskiego lite-rami znajdującymi się w alfabecie o n pozycji dalej. Wartość n odczytaj zparametru uruchomienia programu.Zad. 35. Napisz program wielomian obliczający wartość wielomianu
zapisz w postaci osobnych funkcji w1, w2, w3. Porównaj wyniki obliczeń zre-alizowanych różnymi sposobami.
Następnie zapisując na kartce wyniki i traktując program jako programo-walny kalkulator, dzięki któremu mamy łatwość liczenia wartości wielomianuw poszczególnych punktach, znajdź metodą bisekcji miejsca zerowe.Zad. 36. Napisz program bisekcja – rozwinięcie programu wielomian –umożliwiający obliczanie miejsc zerowych wielomianu
w(x) = 100x3 − 625x2 + 1183.19x− 660.489
metodą bisekcji.Uzyskane wyniki porównaj z dokładnymi wartościami miejsc zerowych
wielomianu.Zad. 37. Napisz program styczne będący modyfikacją programu bisek-cja, znajdujący metodą stycznych, w której „kandydata” xn na miejsce ze-rowe funkcji f(x) zastępujemy „kandydatem lepszym”
xn+1 = xn −f(xn)
f ′(xn)
Zad. 38. Napisz program rekurencja porównujący rekurencyjne i itera-cyjne obliczanie
a) silni,
b) liczb Fibonacciego.
Liczby Fibonacciego zadane są rekurencyjnie fn+2 = fn+1 + fn oraz f0 =f1 = 1.
Następnie oblicz 10!, 20!, 50!, f10, f20, f50. Skomentuj uzyskane wyniki.Zad. 39. Napisz program euklides znajdujący największy wspólny dziel-nik korzystając z algorytmu Euklidesa: znalezienie NWD(a, b), gdzie a > bsprowadza się do (poza przypadkiem kiedy a jest wielokrotnością b) do zna-lezienia NWD(b, reszta z dzielenia a przez b). Rozwiązanie zapisz na dwasposoby: iteracyjnie i rekurencyjnie.
8
Zad. 40. Napisz program newton znajdujący dla zadanego punktu x0
miejsce zerowe wielomianu w(x) = (x − 1)(x − 2)(x − 3)(x − 4) przy po-mocy metody Newtona (stycznych; polegającej na „zastąpieniu” kandydataxi na miejsce zerowe na ogół „lepszym” kandydatem xi+1 = xi− w(xi)
w′(xi)). Obli-
czenia wykonaj w dziedzinie zespolonej. Następnie oblicz miejsca zerowe dlanastępujących wartości początkowych x0:
a) 1.05, 2.1, 2.9, 4.1,
b) 2.5,
c) 2.4, 2.6.
Poniżej przedstawiono działanie przykładowego rozwiązania.
Zad. 41. Plik meteo.txt3 zawiera wyniki pomiarów stacji meteorologicz-nej działającej w budynku na ul. Pasteura. Pomiary zapisane są w kolejnychwierszach. Każdy wiersz zawiera 11 liczb całkowitych oddzielonych spacjami,których znaczenie jest następujące.
• 32-bitowa liczba całkowita bez znaku, czas pomiaru w konwencji sys-temu UNIX, tzn. liczba sekund jakie upłynęły od północy 1 stycznia1970 roku według czasu UTC (ang. Universal Time Coordinate).
• 16-bitowa liczba całkowita ze znakiem, temperatura powietrza w 116
◦C.
Wartości 10000 i 10001 oznaczają błąd podczas pomiaru.
• Osiem kolejnych 12-bitowych liczb całkowitych bez znaku to napię-cia zmierzone na ośmiu wejściach przetwornika A/C wyrażone w mV .Aktualnie do pierwszego wejścia przetwornika podłączony jest czujnikwilgotności, a do piątego ciśnienia.
3Plik znajduje się w katalogu ~pablo.
9
• 8-bitowa liczba całkowita bez znaku numerująca restart stacji (np. pochwilowym braku zasilania).
Napisz program, który
a) Przetworzy dane w taki sposób, że jego rezultatem będą wiersze zawie-rające tylko dwie liczby: czas pomiaru i temperaturę.
b) Dodatkowo pominie wiersze zawierające błędny pomiar (wartość 10000lub 10001).
c) W każdym wierszu dokona sprawdzenia czy składa się on z 11 liczb iwypisze informacje o błędnych wierszach.
Wskazówka. Dla odczytania całego wiersza skorzystaj z funkcji getline.Zad. 42. Wyniki pomiarów pewnego eksperymentu składają się z par liczb(U, I), gdzie U jest wartością napięcia, a I wartością prądu. Pary (U, I) zapi-sywane są w kolejnych wierszach po 12 znaków w każdym. Pierwszy symbolwiersza + lub - określa znak wartości napięcia U . Drugi symbol wiersza + lub- określa znak wartości prądu I. Kolejne 6 symboli to cyfry przedstawiającewartość napięcia U wyrażoną w mV . Ostatnie 4 cyfry przedstawiają wartośćprądu I wyrażoną w 10 mA. Napisz program, który przepisze tak zapisanedane do postaci dwóch liczb rzeczywistych odpowiadających U wyrażonemuw V i I wyrażonemu w A oddzielonych spacją.
Wskazówka. Dla odczytania fragmentu napisu ze zmiennej string sko-rzystaj z metody substr.
Tworzenie rysunków przy wykorzystaniu programu gnuplot
Zad. 43. Korzystając z doświadczeń programu cezar napisz program litery1obliczający częstość występowania poszczególnych znaków (spacji i małychliter alfabetu łacińskiego) oraz przygotowujący plik z danymi dla programugnuplot. Następnie korzystając z tego programu przygotuj wykres słupkowy.
Zad. 44. Rozbuduj program litery1 do programu litery2 aby przykła-dowe obliczenia
% ./litery2 pt.txt h.txt
przygotowały dane (pliki pt.txt.dat, h.txt.dat oraz skrypt.gp) dla otrzy-mania rysunku programem gnuplot:
% gnuplot -persist skrypt.gp
10
Zad. 45. Napisz program kopiuj kopiujący maksymalnie n znaków pomię-dzy standardowym strumieniem wejściowym, a standardowym strumieniemwyjściowym. Następnie korzystając z tego programu stwórz pliki pt100.txt,pt1000.txt i pt10000.txt zawierające odpowiednio 100, 1000 i 10000 pierw-szych znaków Pana Tadeusza i przy pomocy programu litery2 stwórz wy-kres porównawczy częstotliwości występowania liter.Program gnuplot (w wersji 4) umożliwia kolorowanie płaszczyzny. Dane wpliku składają się z trójek (x, y, z) gdzie x, y są współrzędnymi punktu zaśwartości z zostanie przyporządkowany kolor. Ciągi trójek (x, y, z) wyznaczająizolinie (w terminologii gnuplotowo–fizycznej scan’y), a ciągi izolinii rysunek.Poszczególne izolinie rozdzielają puste wiersze.
Program test przygotowuje dane kolorujące kwadrat o współrzędnychprzeciwległych wierzchołków (−50,−50) i (50, 50) kolorem w zależności ododległości od środka układu współrzędnych.
// Program przygotowuje dane dla programu gnuplot kolorujące punkty kwadratu// w funkcji odległości od środka układu współrzędnych.//// Paweł Klimczewski, 27 listopada 2005
#include <iostream>#include <cmath>
using namespace std;
int main(){for ( int y = -50; y <= 50; ++y ){for ( int x = -50; x <= 50; ++x ){double r = sqrt( x * x + y * y );cout << x << ’ ’ << y << ’ ’ << r << endl;
}cout << endl;
}return 0;
}
Dokonując obliczeń i wczytując dane do programu gnuplot
% ./test > test.dat% gnuplot
G N U P L O TVersion 4.0 patchlevel 0
11
last modified Thu Apr 15 14:44:22 CEST 2004System: Linux 2.4.26
> set pm3d map> splot "test.dat"
otrzymujemy rysunek
Zad. 46. Napisz program newton2 przygotowujący dane dla pokolorawa-nia prostokątnego obszaru płaszczyzny w następujący sposób. Dla każdegopunktu (x, y) wyznaczonego przez podział siatką N na N oczek staraj sięznaleźć (metodą Newtona) miejsce zerowe wielomianu zn = 1 wykonując niewięcej niż maxcnt iteracji. Jeżeli po wykonaniu i-tej iteracji znajdziemy sięnie dalej niż ε od j-tego miejsca zerowego to przerywamy iteracje i jako war-tość z (odpowiadającą kolorowi punktu) przyjmujemy j. Jeżeli po maxcntiteracjach nie znajdziemy się odpowiednio blisko żadnego z miejsc zerowychjako wartość z przyjmujemy 0. Program powinien pytać o współrzędne ob-szaru xmin, ymin, xmax, ymax, stopień wielomianu n, maksymalną liczbęiteracji maxcnt i liczbę oczek siatki N .Zad. 47. Napisz program mandelbrot rysujący bodajże najsłynniejszegofraktala jakim jest zbiór Mandelbrota. Punkt P (x, y) płaszczyzny należy dozbioru Mandelbrota jeżeli ciąg (ak) : ak ∈ Z, a0 = 0, ak+1 = ak
2 + x+ iy jestograniczony. Okazuje się, że jeżeli ∃k, |ak| > 2 to ciąg nie jest ograniczony.W programie obliczenia są skończone, zatem generowany rysunek będzie od-powiednim przybliżeniem.
Dla każdego punktu zbadaj nie więcej niż n wyrazów ciągu (ak). Jeżeliwszystkie wyrazy spełniają warunek |ak| ≤ ε to przyjmij, że punkt należy dozbioru Mandelbrota i pokoloruj go wartością 0. Pozostałe punkty pokoloruj wzależności od szybkości rozbiegania (najmniejszej liczbie i, dla której |ai| > ε).
Jako parametry początkowe przyjmij środek kwadratu x = −0.5, y = 0,długość boku a = 3, n = 100, ε = 2.
Biblioteka STL
Zad. 48. Napisz program filtr odczytujący ze standardowego strumieniawejściowego liczby rzeczywiste xi i wypisujący do standardowego strumieniawyjściowego, te które należą do przedziału (x̄− σ, x̄+ σ). Skorzystaj z klasyvector.
σ =
√∑ni=1(x̄− xi)2
n− 1
12
jest średnim odchyleniem standardowym, a
x̄ =x1 + . . .+ xn
n
jest średnią arytmetyczną.Zad. 49. Napisz program pierwsze obliczający wszystkie liczby pierw-sze mniejsze od 1 000 000. Sprawdzenie czy i jest liczbą pierwszą wykonajprzez obliczanie reszt z dzielenia i przez kolejne liczby całkowite z przedziału〈2, b√ic〉. Następnie zmodyfikuj program tak, aby zapamiętywał obliczane
liczby pierwsze na liście (klasa list) i sprawdzał jedynie reszty z dzielenia iprzez liczby pierwsze nie większe od b
√ic. Porównaj szybkość obliczeń obu
wersji. (bxc oznacza największą liczbę całkowitą nie większą od x.)Zad. 50. Napisz program totolotek losujący 6 różnych liczb z 49 i wy-pisujący je do standardowego strumienia wyjściowego w sposób uporządko-wany. Skorzystaj z klasy set. Dla wylosowania liczby skorzystaj z funkcjirand i srand. Ograniczenie zakresu do przedziału 1, . . . , 49 wykonaj przypomocy reszty z dzielenia.Zad. 51. Wprowadzając słownik (klasa map) dla zapamiętywana już ob-liczonych wartości wyrazów ciągu Fibonacciego popraw efektywność liczenian–tego wyrazu tego ciągu metodą rekurencyjną.
int fibonacci( int n ){return n > 1 ? fibonacci( n - 1 ) + fibonacci( n - 2 ) ? 1;
}
Zad. 52. Napisz program lustro odczytujący ze standardowego strumie-nia wejściowego wiersze i wypisujący je w kolejności odwrotnej, a każdy wierszod końca do początku. Zadbaj o „wyrównanie” do prawego marginesu takaby dla danych
123456
otrzymać następujący wynik
654321
Zad. 53. Napisz program ciagi obliczający liczbę, parami różnych, n–elementowych ciągów znaków w standardowym strumieniu wejściowym. Do-konaj obliczeń dla tekstów Pana Tadeusza i Hamleta.
13
Zad. 54. Napisz program najczestsze odczytujący ze standardowegostrumienia wejściowego słowa i wypisujący pierwszą dziesiątkę najczęściejpowtarzających się słów wraz z odpowiadającymi liczbami powtórzeń. Do-konaj obliczeń dla tekstów Pana Tadeusza i Hamleta.Zad. 55. Poszczególnym literom alfabetu łacińskiego przyporządkowujemyliczby w następujący sposób: a 7→ 17, . . . , j 7→ 26, k 7→ 1, l 7→ 2, . . . , z 7→ 16.Każdemu słowu przyporządkowujemy liczbę równą iloczynowi liczb odpo-wiadających literom. Napisz program milion odczytujący słowa (składającesię wyłącznie z małych liter alfabetu łacińskiego) i znajdujący te o warto-ściach najbliższych 1000000. Dokonaj obliczeń dla tekstów Pana Tadeusza iHamleta.Zad. 56. Na półce ustawiono obok siebie w sposób losowy 4 zielone, 5czerwonych i 8 niebieskich książek. Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia,że losowo wybrana książka posiada z każdej strony po n bezpośrednich sąsia-dów tego samego koloru. Kolory książek sąsiadujących ze strony lewej mogąbyć różne od książek ze strony prawej. Przykładowo zaznaczona nawiasamikwadratowymi książka
n c z z n [ c ] c c c z c c n z
posiada bezpośrednio ze strony lewej jednego sąsiada w kolorze niebieskim, aze strony prawej trzech sąsiadów w kolorze czerwonym. Skorzystaj z funkcjinext_permutation i prev_permutation.Zad. 57. Napisz program kalkulator będący kalkulatorem liczącym wOdwrotnej Notacji Polskiej. Program powinien czytać dane ze standardo-wego strumienia wejściowego. Jeżeli wprowadzona dana jest liczbą programdopisuje ją na wierzchołku stosu. Jeżeli jest jednym z symboli działań arytme-tycznych (+,-,*,/) program odczytuje i usuwa z wierzchołka stosu dwie liczby,które traktuje jak argumenty działania, oblicza wynik działania i umieszczana wierzchołku stosu. Po każdej operacji wypisuje na ekranie wartość ele-mentu z wierzchołka stosu. Skorzystaj z klasy stack.Zad. 58. Napisz program odleglosci odczytujący ze standardowego stru-mienia wejściowego liczby zespolone zi i przepisujący je do plików:
a) do pliku z1.txt uporządkowane względem odległości od początku układuwspółrzędnych (najpierw liczby bliższe potem dalsze),
b) do pliku z2.txt uporządkowane względem odległości od prostej y = x(najpierw liczby dalsze potem bliższe).
Zad. 59. Napisz program poeta dopisujący kontynuację zadanego tekstu.Program uruchomiony w sposób
14
% ./poeta n < pt.txt
powinien odczytać ze standardowego strumienia wejściowego wszystkie k zna-ków zi obliczając statystykę Sn(k) częstości wystąpień n–elementowych pod-ciągów znaków. Następnie program powinien obliczyć taki znak zk+1, dlaktórego odległość d(Sn(k), Sn(k + 1)) będzie najmniejsza. I kolejno obliczaćdalsze znaki zk+2, zk+3 itd.
Statystyka Sn jest n! składnikowym wektorem. Odległość d jest zwykłąodległością kartezjańską w przestrzeni n! wymiarowej unormowanych wekto-rów Sn. (Jako miarę identyczności statystyk można także przyjąć euklidesowyiloczyn skalarny 〈Sn(k), Sn(k + 1)〉 unormowanych wektorów Sn.)
Klasy
Zad. 60. Napisz klasę A składającą się z
1. konstruktora domyślnego wypisującego komunikat Tworzę i–ty obiektklasy A,
2. konstruktora kopiującego wypisującego komunikat Tworzę i–ty obiektklasy A na podstawie j–go obiektu,
3. destruktora wypisującego komunikat Niszczę i-ty obiekt klasy A.
Następnie sprawdź działanie programu
int main(){A a;for ( int i = 0; i < 2; ++i ){
A b;for ( int j = 0; j < 2; ++j ){A c( b );
}A d;
}return 0;
}
Ostatecznie deklarację klasy zapisz w pliku nagłówkowym a.h, definicję wpliku a.cc a program w pliku main.cc.Zad. 61. Napisz klasę Z100, która reprezentuje liczbę całkowitą będącąresztą z dzielenia przez 100. W klasie zdefiniuj
15
1. konstruktor z argumentem typu int umożliwiający utworzenie obiektui nadanie mu wartości początkowej,
2. operator przypisania (operator=) umożliwiający przypisanie nowej war-tości z innego obiektu klasy Z100,
3. operator konwersji do liczby całkowitej (operator int) umożliwiającyposługiwanie się obiektami klasy Z100 w wyrażeniach matematycznych.
Działanie klasy sprawdź przy pomocy programu
int main(){Z100 a = 2006;cout << "a = " << a << endl;a = a * a * a;cout << "a * a * a = " << a << endl;return 0;
}
Ostatecznie cały program zapisz w trzech plikach z100.h, z100.cc i main.cc.
Zad. 62. Napisz klasę Tablica reprezentującą nieskończoną tablicę liczbcałkowitych int o indeksach z zakresu 0 . . .∞ i początkowych wartościachkomórek równych 0. W klasie zdefiniuj jedynie operator indeksowania (intoperator[]). Deklarację zapisz w pliku tablica.h, a definicję w tablica.cc.
Wskazówka. W celu zapamiętania wartości komórek skorzystaj z klasyvector.Zad. 63. Napisz klasę Tablica2 analogiczną do Tablica o zakresie indek-sów −∞ . . .∞.Zad. 64. Napisz klasę Rysunek służącą do tworzenia wykresów programemgnuplot. Zdefiniuj następujące metody
1. void punkt( double x, double y ) — dodaje do rysunku punkt owspółrzędnych (x, y),
2. void rysuj() — przygotowuje pliki z danymi, poleceniami oraz uru-chamia program gnuplot,
3. void zeruj() — usuwa wszystkie zapamiętane punkty wykresu.
Zad. 65. Korzystając z podanego poniżej schematu napisz klasę Wektorreprezentującą wektor o współrzędnych (x, y) w przestrzeni R2 o początku wpunkcie (0, 0). Następnie korzystając z tej klasy napisz program obliczający
16
i wypisujący wartości wyrażeń ~a +~b, ~b · ~c, ~a +~b + ~c gdzie ~a, ~b i ~c są danymiwektorami o współrzędnych równych odpowiednio ~a = (5, 1), ~b = (3,−2),~c = (−8, 1).class Wektor{public:// Konstruktor tworzy obiekt reprezentujący wektor o współrzędnych (x,y).Wektor( double x, double y );// Operator + oblicza wektor vs=(x1+x2,y1+y2) będący sumą dwóch wektorów// u=(x1,y1) i v=(x2,y2).Wektor operator+( Wektor v );// Operator * oblicza iloczyn skalarny x1*x2+y1*y2.double operator*( Wektor v );// Funkcja wypisz wypisuje do standardowego strumienia cout współrzędne// wektora w nawiasach i rozdzielone przecinkiem, np. (2,3).void wypisz();
// Ewentualne dalsze składowe klasy potrzebne do konstrukcji.// ...
};
Zad. 66. Korzystając z podanego poniżej schematu napisz klasę Punktreprezentującą punkt o współrzędnych (x, y) na płaszczyźnie R2 i realizującąoperację przesunięcia o zadany wektor. Następnie korzystając z tej klasynapisz program obliczający i wypisujący współrzędne punktów P = (0, 0),R = (3, 10), Q = (1, 2) przesuniętych o wektor ~v = (vx, vy), gdzie o wartościvx i vy należy spytać użytkownika programu.class Punkt{public:// Konstruktor tworzy obiekt reprezentujący punkt o współrzędnych (x,y).Punkt( double x, double y );// Funkcja translacja przesuwa punkt o zadany wektor (x,y).void translacja( double x, double y );// Funkcja oblicza odległość pomiędzy dwoma punktami.double odleglosc( const Punkt& p );// Funkcja wypisz wypisuje do standardowego strumienia cout współrzędne// punktu w nawiasach i rozdzielone przecinkiem, np. (2,3).void wypisz();
// Ewentualne dalsze składowe klasy potrzebne do konstrukcji.// ...
};
Zad. 67. Korzystając z podanego poniżej schematu napisz klasę Sredniasłużącą do obliczania średniej arytmetycznej. W tym celu klasa powinna zli-czać ilość oraz całkowitą sumę kolejno podawanych liczb. Korzystając z tej
17
klasy napisz program obliczający średnią arytmetyczną ciągu liczb zmienno-pozycyjnych wczytanych ze standardowego strumienia wejściowego.
class Srednia{public:// Konstruktor przygotowuje obiekt do obliczania średniej.Srednia();// Funkcja dodaj_liczbe uwzględnia podany argument w obliczeniach.void dodaj_liczbe( double x );// Funkcja wypisz wypisuje do standardowego strumienia cout średnią// arytmetyczną wszystkich liczb podanych przy pomocy dodaj_liczbe.void wypisz();
// Ewentualne dalsze składowe klasy potrzebne do konstrukcji.// ...
};
Zad. 68. Korzystając z podanego poniżej schematu napisz klasę Sigmasłużącą do obliczania średniego odchylenia standardowego σ. W tym celuklasa powinna zliczać ilość, całkowitą sumę i sumę kwadratów kolejno po-dawanych liczb. Korzystając z tej klasy napisz program obliczający średnieodchylenie standardowe ciągu liczb zmiennopozycyjnych wczytanych ze stan-dardowego strumienia wejściowego.Wskazówka:
x̄ =1
n
n∑i=1
xi , σ =
√∑ni=1(xi − x̄)2
n− 1=
√√√√(∑ni=1 x
2i + nx̄2 − 2x̄
∑ni=1 xi
)n− 1
class Sigma{public:// Konstruktor przygotowuje obiekt do obliczania średniej.Sigma();// Funkcja dodaj_liczbe uwzględnia podany argument w obliczeniach.void dodaj_liczbe( double x );// Funkcja wypisz wypisuje do standardowego strumienia cout średnie// odchylenie standardowe wszystkich liczb podanych przy pomocy// dodaj_liczbe.void wypisz();
// Ewentualne dalsze składowe klasy potrzebne do konstrukcji.// ...
};
18
Zad. 69. Korzystając z podanego poniżej schematu napisz klasę NWD repre-zentującą liczbę całkowitą dodatnią. Klasę wyposaż w operację / odpowia-dającą obliczeniu największego wspólnego dzielnika według algorytmu Eukli-desa. Następnie zastosuj ją do obliczenia największego wspólnego dzielnikadla ciągu liczb całkowitych dodatnich odczytanych ze standardowego stru-mienia wejściowego.
class NWD{public:// Konstruktor nadaje obiektowi początkową wartość.NWD( int i );// Operator / oblicza największy wspólny dzielnik swoich argumentów.NWD operator/( const NWD& i );// Funkcja wypisz wypisuje do standardowego strumienia cout// liczbę będącą wartością obiektu.void wypisz();
// Ewentualne dalsze składowe klasy potrzebne do konstrukcji.// ...
};
// Wskazówka: funkcja oblicza nwd( a, b ) algorytmem Euklidesa.int nwd( int a, int b ){if ( a < b ){
return nwd( b, a );}while ( b > 0 ){
int r = a % b;a = b;b = r;
}return a;
}
Zad. 70. Korzystając z podanego poniżej schematu napisz klasę Z17 re-prezentującą liczby całkowite będące resztami z dzielenia przez 17, tzn. nale-żące do zbioru {0, 1, 2, . . . , 15, 16}. Zdefiniuj operator * odpowiadający mno-żeniu w tym zbiorze. Dla a i b ∈ {0, . . . , 16} wartością mnożenia * jest(a·b) mod 17. Korzystając z tej klasy napisz program kalkulator obliczającyiloczyn dwóch liczb o wartościach odczytanych w czasie działania programu.
class Z17{
19
public:// Konstruktor nadaje obiektowi początkową wartość równą reszcie// z dzielenia i przez 17. Dla jednoznaczności przyjmujemy, że reszta// jest nieujemna.Z17( int i );// Operator * oblicza iloczyn dwóch swoich argumentów.Z17 operator*( const Z17& i );// Funkcja wypisz wypisuje do standardowego strumienia cout// liczbę będącą wartością obiektu.void wypisz();
// Ewentualne dalsze składowe klasy potrzebne do konstrukcji.// ...
};
Zad. 71. Napisz klasę Figura reprezentującą abstrakcyjną figurę geome-tryczną i umożliwiającą obliczenie jej obwodu i pola powierzchni
class Figura{public:virtual double obwod()=0;virtual double pole()=0;virtual string nazwa()=0;
};
a następnie zdefiniuj klasy pochodne Trojkat, Kwadrat i Kolo odpowiadająceodpowiednio trójkątowi równobocznemu i kwadratowi o długości boku x orazkołu o średnicy długości x. Wartość x powinna być argumentem konstruktora.
Następnie napisz funkcję
void suma( vector< Figura* > v );
obliczającą i wypisującą na ekranie sumę obwodów i pól powierzchni wszyst-kich figur będących elementami wektora v.
Wykonaj obliczenia dla 10 losowo utworzonych figur geometrycznych.
20
Rozwiązania zadań
Zad. 1.
% g++ -o hello hello.cc% ./helloProgramowanie w C++ jest proste i przyjemne!%
Zad. 2.
% g++ -c hello.cc% g++ -o hello hello.o% ./helloProgramowanie w C++ jest proste i przyjemne!%
int main(){cout<<"potęga wartość"<<endl;cout<<"-----------------"<<endl<<fixed;cout<<"1 "<<setw(5)<<setprecision(1)<<M_PI<<endl;cout<<"2 "<<setw(6)<<setprecision(2)<<M_PI*M_PI<<endl;cout<<"3 "<<setw(7)<<setprecision(3)<<M_PI*M_PI*M_PI<<endl;cout<<"4 "<<setw(8)<<setprecision(4)<<M_PI*M_PI*M_PI*M_PI<<endl;cout<<"5 " <<setprecision(5)<<M_PI*M_PI*M_PI*M_PI*M_PI<<endl;return 0;
}
Zad. 13.
// Program odczytuje dwie liczby i wypisuje ich iloraz i sumę.// Wersja w stylu C++.//// Paweł Klimczewski, 10 października 2005
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){cout<<"Podaj pierwszą liczbę"<<endl;int i;cin>>i;cout<<"Podaj drugą liczbę"<<endl;int j;cin>>j;cout<<"Pierwsza odczytana liczba "<<i<<endl;
24
cout<<"Druga odczytana liczba "<<j<<endl;cout<<"Iloraz "<<i/j<<endl;cout<<"Suma "<<i+j<<endl;return 0;
}
// Program odczytuje dwie liczby i wypisuje ich iloraz i sumę.// Wersja w stylu C.//// Paweł Klimczewski, 10 października 2005
#include <cstdio>
int main(){printf("Podaj pierwszą liczbę\n");int i;scanf("%d",&i);printf("Podaj drugą liczbę\n");int j;scanf("%d",&j);printf("Pierwsza odczytana liczba %d\n",i);printf("Druga odczytana liczba %d\n",j);printf("Iloraz %d\n",i/j);printf("Suma %d\n",i+j);return 0;
}
Zad. 14.
a) // Program oblicza zadłużenie wobec barku wydziałowego na podstawie rachunku// nadesłanego w pliku;)//// Paweł Klimczewski, 10 października 2005
#include <cstdio>
int main(){double cena1;scanf("%*[A-Za-z ]:%lf\n",&cena1);double cena2;scanf("%*[A-Za-z ]:%lf\n",&cena2);double cena3;scanf("%*[A-Za-z ]:%lf\n",&cena3);printf("%.2f+%.2f+%.2f=%.2f\n",cena1,cena2,cena3,cena1+cena2+cena3);return 0;
}
25
b) // Program oblicza zadłużenie wobec barku wydziałowego na podstawie rachunku// nadesłanego w pliku;)//// Paweł Klimczewski, 23 października 2006
int main(){cout << "Podaj nazwę pliku" << endl;string nazwa;cin >> nazwa;fstream f( nazwa.c_str() );f.seekg( 0, ios::end );int n = f.tellg();for ( int i = 0; i < n / 2; ++i ){f.seekg( i, ios::beg );char c1 = f.get();f.seekg( -( i + 1 ), ios::end );
30
char c2 = f.get();f.seekp( i, ios::beg );f.put( c2 );f.seekp( -( i + 1 ), ios::end );f.put( c1 );
}return 0;
}
Zad. 20.
// Program wypisuje w kolejnych wierszach coraz dokładniejszą wartość// liczby pi.//// Paweł Klimczewski, 4 listopada 2005
// Odczytanie wartości na podstawie napisu p wraz ze sprawdzeniem// zapisuję w osobnej funkcji.template <class T>void czytaj_z_napisu( T& x, const char* p ){if ( !p ){cerr << "Należy podać liczbę!" << endl;exit( 1 );
}istringstream is( p );is >> x;if ( !is ){cerr << "To nie jest liczba!" << endl;exit( 1 );
}int i = is.tellg();is.seekg( 0, ios::end );int j = is.tellg();if ( i != j ){// np. 1x lub 1.2.3 itd.cerr << "W danej jest coś więcej niż liczba!" << endl;exit( 1 );
}}
int main( int argc, char* argv[] ){double x;czytaj_z_napisu( x, argc < 2 ? NULL : argv[ 1 ] );
35
int m;double c = frexp( x, &m );cout << fixed << setprecision( 16 ) << c << "*2^" << m << endl;return 0;
}
Zad. 26.
// Program odczytuje podaną wartość x=c*2^m, a następnie konstruuje liczbę// c*2^(m/2).//// Paweł Klimczewski, 11 listopada 2005
int main( int argc, char* argv[] ){// Dla odczytania wartości podanej przez użytkownika korzystam// z funkcji czytaj_double z programu rzeczywista.double x;czytaj_z_napisu( x, argc < 2 ? NULL : argv[ 1 ] );int m;double c = frexp( x, &m );m >>= 1;x = ldexp( c, m );cout << fixed << setprecision( 16 ) << x << endl;return 0;
}
Zad. 27.
// Program oblicza pierwiastek zadanej liczby metodą Newtona.//// Paweł Klimczewski, 11 listopada 2005
// Zadaniem funkcji jest odczytanie ze strumienia cin liczby// i odpowiednie reagowanie na ewentualne błędy. System operacyjny przesyła// do programu całe wprowadzone wiersze w momencie naciśnięcia klawisza Enter.template <class T>void czytaj_z_wejscia( T& x, const char* p = "Podaj liczbę" ){while ( true ){cout << p << endl;
37
string s;getline( cin, s );if ( !cin ){
if ( cin.eof() ){cerr << "Koniec danych?! Kończę pracę programu!" << endl;exit( 1 );
}cerr << "Błąd przy czytaniu wiersza!" << endl;cin.clear();continue;
int main(){int r;czytaj_z_wejscia( r, "Podaj rok" );int m;czytaj_z_wejscia( m, "Podaj miesiąc" );int d;czytaj_z_wejscia( d, "Podaj dzień" );// Konwersja podanej daty do postaci wymaganej we wzorze Gaussa, czyli// rok zaczyna się w marcu.if ( m > 2 ){
m = m - 2;}else{
m = m + 10;r = r - 1;
}
// Obliczamy numer podanego dnia ze wzoru Gaussa.int t = r / 4 - r / 100 + r / 400 + 367 * m / 12 + d + r * 365;
// 1 stycznia 1970 odpowiada we wzorze Gaussa dacie 1 listopada 1969.// Obliczamy numer tego dnia.int t0 = 1969 / 4 - 1969 / 100 + 1969 / 400 + 367 * 11 / 12 + 1 + 1969 * 365;
// Zatem od 1 stycznia 1970 do podanego dnia upłynelo t - t0 dni.// Z drugiej strony funkcja time podaje liczbę sekund jakie upłynęły// od 1 stycznia 1970 roku od godziny 0.00 do chwili obecnej.// Razem upłynęło:int n = t0 - t + time( NULL ) / 3600 / 24;
if ( n > 0 ){
cout << "Żyjesz już " << n << " dni." << endl;
40
if ( n % 1000 == 0 ){
cout << "Dziś masz mały jubileusz!" << endl;}else{
long p = 1000 - n % 1000;if ( p == 1 ){cout << "Jutro masz mały jubileusz!" << endl;
}else if ( p == 2 ){cout << "Pojutrze masz mały jubileusz!" << endl;
}else{cout << "Do najblizszej 1000-nicy zostalo Ci " << p << " dni." << endl;
}}
}else{cout << "Na pewno już się urodziłeś?" << endl;
}return 0;
}
Zad. 31.
// Program oblicza silnię zadanej liczby oraz ilość cyfr 7 w jej zapisie.//// Paweł Klimczewski, 11 listopada 2005
int silnia( int n ){return n > 1 ? n * silnia( n - 1 ) : 1;
}
int main(){// Dla odczytania wartości podanej przez użytkownika korzystam
41
// z funkcji czytaj_z_wejscia z programu rzeczywista.int x;czytaj_z_wejscia( x );int s = silnia( x );ostringstream os;os << s;string t = os.str();int n = 0;for ( int i = 0; i < t.size(); ++i ){if ( t[ i ] == ’7’ ) ++n;
}cout << x << "!=" << s << endl;cout << "Liczba siódemek w zapisie = " << n << endl;return 0;
}
Zad. 32.
// Program znajduje wszystkie liczby całkowite z zakresu 1..1000 podzielne// przez sumę swoich cyfr.//// Paweł Klimczewski, 13 listopada 2005
#include <iostream>#include <sstream>
using namespace std;
int main(){for ( int i = 1; i <= 1000; ++i ){ostringstream os;os << i;const string& s = os.str();int suma = 0;for ( int j = 0; j < s.size(); ++j ){
suma += s[ j ] - ’0’;}if ( i % suma == 0 ) cout << i << " ";
}cout << endl;return 0;
}
42
Zad. 33.
// Program znajduje wszystkie liczby całkowite z zakresu 1..1000 podzielne// jednocześnie przez sumy swoich parzystych i nieparzystych cyfr.//// Paweł Klimczewski, 13 listopada 2005
// Program szyfruje dane stosując szyfr cezara.//// Paweł Klimczewski, 13 listopada 2005
#include <iostream>#include "czytaj.h"
using namespace std;
int main( int argc, char* argv[] ){int n;czytaj_z_napisu( n, argc < 2 ? NULL : argv[ 1 ] );if ( n < 0 || n >= 26 )
43
{cerr << "Wartość parametru powinna należeć do zakresu 0..25!" << endl;return 1;
}while ( true ){int znak = cin.get();if ( znak < 0 ) break; // koniec danychif ( znak >= ’a’ && znak <= ’z’ )
znak = ( znak - ’a’ + n ) % 26 + ’a’;else if ( znak >= ’A’ && znak <= ’Z’ )
znak = ( znak - ’A’ + n ) % 26 + ’A’;cout.put( znak );
}return 0;
}
Zad. 35.
// Program oblicza wartość wielomianu//// w( x ) = 100 x^3 - 625 x^2 + 1183.19 x - 660.489//// w zadanym punkcie.//// Paweł Klimczewski, 13 listopada 2005
int main( int argc, char* argv[] ){double x;czytaj_z_napisu( x, argc < 2 ? NULL : argv[ 1 ] );cout
<< scientific << setprecision( 16 )<< "w(" << x << ")=" << endl<< w1( x ) << endl<< w2( x ) << endl<< w3( x ) << endl;
return 0;}
Zad. 36.
// Program oblicza miejsca zerowe wielomianu//// w( x ) = 100 x^3 - 625 x^2 + 1183.19 x - 660.489//// metodą bisekcji.//// Paweł Klimczewski, 13 listopada 2005
// Program oblicza miejsca zerowe wielomianu//// w( x ) = 100 x^3 - 625 x^2 + 1183.19 x - 660.489//// metodą stycznych.//// Paweł Klimczewski, 13 listopada 2005
int main(){// Dla odczytania wartości podanej przez użytkownika korzystam// z funkcji czytaj_z_wejscia z programu rzeczywista.int x;czytaj_z_wejscia( x );
cout << "Silnia iteracyjnie" << endl;unsigned int t0 = t();int i = silnia_i( x );unsigned int t1 = t();cout << i << ", " << t1 - t0 << endl;
cout << "w(" << x << ") = " << w( x ) << endl;complex<double> lepsze_x = x - w( x ) / dw( x );if ( norm( x - lepsze_x ) < EPSILON )break;
x = lepsze_x;}return 0;
}
Zad. 41.
a) // Program przetwarza wyniki pomiarow meteorologicznych przepisujac dla// kazdego pomiaru jedynie czas i temperature.//// Pawel Klimczewski, 22 pazdziernika 2006
b) // Program przetwarza wyniki pomiarow meteorologicznych przepisujac dla// kazdego pomiaru jedynie czas i temperature oraz pomijajac wiersze// z blednymi wynikami pomiarow.//// Pawel Klimczewski, 22 pazdziernika 2006
int main(){for ( int i = 1; ; ++i ){string wiersz;getline( cin, wiersz );if ( !cin ) break;istringstream is( wiersz );
// Obecnie rozmiar typu int wynosi 4 bajty. Mozemy zatem wykorzystac// int do zapamietywania wynikow.unsigned int czas;is >> czas;int temp;is >> temp;unsigned int u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8;is >> u1 >> u2 >> u3 >> u4 >> u5 >> u6 >> u7 >> u8;unsigned int id;is >> id;
if ( !is ){cout<< "Bledny wiersz nr " << i<< " - nie udalo sie odczytac 11 liczb: " << wiersz << endl;
continue;}is >> ws;if ( int( is.tellg() ) != wiersz.size() ){cout<< "Bledny wiersz nr " << i<< " - po 11 liczbach wystepuja dodatkowe dane: " << wiersz << endl;
continue;}if ( temp >= 0 && temp & ~0xffffu ||
temp < 0 && -temp & ~0xffffu ){cout<< "Bledny wiersz nr " << i<< " - temperatura nie jest liczba 16 bitowa: " << wiersz << endl;
// Program oblicza częstotliwość występowania liter w tekście odczytanym// ze standardowego strumienia danych//// Paweł Klimczewski, 25 listopada 2005
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){int liter = 0; // licznik wszystkich znaków// Wystąpienia poszczególnych znaków zliczam w komórkach tablicy.// Pierwsza komórka (indeks 0) odpowiada spacji, druga literze ’a’,...,// dwudziesta siódma literze ’z’.int tab[ 27 ];for ( int i = 0; i < 27; ++i ){tab[ i ] = 0;
}// Odczytuję dane ze strumieniawhile ( true ){int z = cin.get();if ( z == -1 )
break; // koniec danych w strumieniuif ( z == ’ ’ || ( z >= ’a’ && z <= ’z’ ) ){
tab[ z == ’ ’ ? 0 : z - ’a’ + 1 ]++;liter++;
}}// Wyniki zapisuję w na ekranie w formacie "dwukolumnowym"for ( int i = 0; i < 27; ++i )
55
{cout << i << " " << 1. * tab[ i ] / liter << endl;
}return 0;
}
Przy pomocy przekierowań strumieni dokonuję obliczeń (np. dla tekstuPana Tadeusza)
% ./litery1 < pt.txt > pt.dat
Następnie przy pomocy programu gnuplot tworzę wykres
% gnuplot
G N U P L O TVersion 4.0 patchlevel 0last modified Thu Apr 15 14:44:22 CEST 2004System: Linux 2.4.26
> plot "pt.dat" with boxes
Przy pomocy poleceń set xrange, set xtics itd. możemy ustalić zakreszmiennych, opisać osie itd.
% gnuplot
G N U P L O TVersion 4.0 patchlevel 0last modified Thu Apr 15 14:44:22 CEST 2004System: Linux 2.4.26
> set xrange [-0.5:26.5]> set style fill solid> set boxwidth 0.8> set xtics ("_" 0,"a" 1,"b" 2,"c" 3,"d" 4,"e" 5,"f" 6,"g" 7,"h" 8,"i" 9,"j" 10,"k" 11,"l" 12,"m" 13,"n" 14,"o" 15,"p" 16,"q" 17,"r" 18,"s" 19,"t" 20,"u" 21,"v" 22,"w" 23,"x" 24,"y" 25,"z" 26)> plot "pt.dat" with boxes
Zad. 44.
// Program oblicza częstotliwość występowania liter w tekście// i przygotowuje pliki z danymi oraz poleceniami dla programu gnuplot.//// Paweł Klimczewski, 26 listopada 2005
#include <iostream>
56
#include <fstream>
using namespace std;
int n; // liczba wszystkich wykresówdouble mx=0; // największa z obliczonych częstości
// Policzenie znaków zapisuję w postaci osobnej funkcji.int policz( const string& nazwa_pliku, int numer_pliku ){int liter = 0; // licznik wszystkich znakówint tab[ 27 ]; // licznik poszczególnych znakówfor ( int i = 0; i < 27; ++i ){
tab[ i ] = 0;}ifstream is( nazwa_pliku.c_str() );// Czytam znaki z pliku.while ( true ){
int z = is.get();if ( z == -1 )break; // koniec danych
if ( z == ’ ’ || ( z >= ’a’ && z <= ’z’ ) ){tab[ z == ’ ’ ? 0 : z - ’a’ + 1 ]++;liter++;
}}// Tworzę plik z danymi dla programu gnuplot.ofstream os( ( nazwa_pliku + ".dat" ).c_str() );for ( int i = 0; i < 27; ++i ){
double x = i + 0.05 + 0.9 / n * ( numer_pliku + 0.5 );double y = 1. * tab[ i ] / liter;if ( y > mx )mx = y;
os << x << " " << y << endl;}
}
int main( int argc, char* argv[] ){n = argc - 1;if ( n < 1 ){
cerr << "Podaj nazwy plików z danymi!" << endl;return 0;
57
}for ( int i = 1; i < argc; ++i ){policz( argv[ i ], i - 1 );
const int n=100; // maksymalna liczba iteracji dla pojedynczego punktuconst double eps = 2;
int zbadaj_punkt( double x, double y, int n, double eps){double eps2 = eps * eps;complex< double > z( 0, 0 );for ( int i = 0; i < n; ++i ){
// z = z^2 + x + i * y;z = z * z + complex< double >( x, y );// if ( |z| > eps )if ( norm(z) > eps2 ){// Ciąg jest rozbieżny. Kolor punktu będzie odpowiadał szybkości// rozbiegania.return 1 + i;
// Znalezione liczby pierwszę będę zapisywał na liście.list< int > primes;
// Funkcja oblicza czy liczba i jest pierwsza.void is_prime( int i ){int p = int( sqrt( i ) );list< int >::const_iterator it;for ( it = primes.begin(); it != primes.end() && *it <= p; ++it ){if ( i % *it == 0 ) return;
// Funkcja porównuje dwa napisy względem ich długości. Skorzystam z niej// dla znalezienia najdłuższego wiersza.bool f( const string& l, const string& r ){return l.size() < r.size();
}
int main(){// Wiersze będę pamiętał w wektorze.vector< string > v;// Czytam kolejne wiersze ze strumienia wejściowego.while ( true ){string s;getline( cin, s );if ( !cin ) break;v.push_back( s );
}if ( v.size() > 0 ){// Znajduje rozmiar najdłuższego wiersza.int mx = max_element( v.begin(), v.end(), f )->size();// Wyrównuję rozmiar wszystkich wierszy dopisując końcowe spacje// i odwracam kolejność znaków.
65
vector< string >::iterator it;for ( it = v.begin(); it != v.end(); ++it ){
}// Obiekt d służy do konstruowania n-elementowego podciągu.deque< char > d;// Podciągi wpisuję do zbioru s.set< deque< char > > s;while ( true ){// Czytam kolejne znaki.int i = cin.get();if ( i == -1 ) break; // Koniec danych.char c = i;d.push_back( c ); // Dopisuję kolejny znak do podciągu.if ( d.size() < n ) continue; // Ciąg jest jeszcze za krótki.
66
s.insert( d ); // Dopisuję podciąg do zbioru.d.pop_front(); // Usuwam początkowy znak podciągu.
}cout << "liczba różych " << n << "-elementowych podciągów wynosi "
<< s.size() << endl;return 0;
}
Zad. 54.
#include <iostream>#include <map>#include <set>
using namespace std;
int main(){// W słowniku będę zliczał wystąpienia poszczególnych słów.map< string, int > m;// Odczytuje kolejne słowa i zapisuję w słowniku.while ( true ){string s;cin >> s;if ( !cin ) break;m[ s ]++;
}// Na podstawie zawartości słownika tworzę zbiór, którego elementy są// uporządkowane względem liczby występień słów.set< pair< int, string > > s;map< string, int >::iterator it;for ( it = m.begin(); it != m.end(); ++it ){s.insert( make_pair( it->second, it->first ) );
// Literze przyporządkowujemy liczbę.int c2i( char c ){return 1 + ( c - ’a’ + 16 ) % 26;
}
// Całemu słowu przyporządkowujemy iloczyn liczb odpowiadających literom.int s2i( const string& s ){int i = 1;for ( string::const_iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it )
i *= c2i( *it );return i;
}
int main(){// Słowa zapamiętuję w zbiorze jako pary { wartość bezwzględna różnicy// liczby przyporządkowanej danemu słowu minus 1000000, dane słowo }.// ,,Najlepsze’’ słowa będą znajdowały się na początku.set< pair< int, string > > m;// Odczytuję słowa.while ( true ){
string s;cin>>s;if (!cin) break;m.insert( make_pair( abs( s2i( s ) - 1000000 ), s ) );
}// Wypisuję 10 najlepszych wartości.int n = 10;set< pair< int, string > >::const_iterator it;for ( it = m.begin(); n && it != m.end(); ++it, --n ){
// Sprawdzam czy n-ta ksiązka ma taką samą liczbę sąsiadów z każdej strony.bool sprzyjajace( const vector<int>& v, int n ){// Zliczam sąsiadów po lewej stronie.int l = 0;if ( n > 0 ){
l = 1;for ( int i = n - 2; i >= 0; --i ){if ( v[ i ] != v[ n - 1 ] ) break;++l;
}}// Zliczam sąsiadów po prawej stronie.int p = 0;if ( n + 1 < v.size() ){
p = 1;for ( int i = n + 2; i < v.size(); ++i ){if ( v[ i ] != v[ n + 1 ] ) break;++p;
}}return l == p;
}
int main(){int z = 4; // liczba książek zielonychint c = 5; // czerwonychint n = 8; // niebieskichint a = 0, omega = 0; // liczba zdarzeń sprzyjających i wszystkich.// Poszczególne ustawienia zapamiętuję w wektorze.vector< int > v;for ( int i = 0; i < z; ++i ) v.push_back( 1 );for ( int i = 0; i < c; ++i ) v.push_back( 2 );for ( int i = 0; i < n; ++i ) v.push_back( 3 );
int main(){// Liczby zapamiętuję na stosie.stack< double > stos;// W pętli odczytuje dane wprowadzone przez użytkownika: liczby i symbole// operacji arytmetycznych.while ( true ){// Wypisuję wartość liczby ze szczytu stosu.if ( !stos.empty() ){
cout << "[" << stos.top() << "]" << endl;}// Odczytuję dane.string s;cin >> s;if ( s != "+" && s != "-" && s != "*" && s != "/" ){
// Skoro nie jest to symbol operacji arytmetycznej to powinna być// to liczba.istringstream is( s );double d;if ( is >> d ){stos.push( d );
70
}else{cout << "Błędne dane!" << endl;
}continue;
}// Dla każdej operacji potrzebuję dwóch liczb na stosie.if ( stos.size() < 2 ){cout << "Za mało danych na stosie!" << endl;continue;
}// Obliczam wynik działania i zapamiętuję na stosie.if ( s == "+" ){double suma = stos.top();stos.pop();suma += stos.top();stos.pop();stos.push( suma );
}else if ( s == "-" ){double roznica = stos.top();stos.pop();roznica -= stos.top();stos.pop();stos.push( roznica );
}else if ( s == "*" ){double iloczyn = stos.top();stos.pop();iloczyn *= stos.top();stos.pop();stos.push( iloczyn );
}else if ( s == "/" ){double iloraz = stos.top();stos.pop();iloraz = stos.top() / iloraz;stos.pop();stos.push( iloraz );
// Funkcje f i g służą do zadania relacji porządkującej wymaganej dla funkcji// sort.
bool f( const complex< double >& l, const complex< double >& r ){return abs( l ) < abs( r );
}
bool g( const complex< double >& l, const complex< double >& r ){// odległość punktu (x1,y1) od prostej y=x wynosi// abs( x1 - y1 ) / sqrt( 2 )return abs( l.real() - l.imag() ) / sqrt( 2 ) >
abs( r.real() - r.imag() ) / sqrt( 2 );}
int main(){// Liczby zapamiętuję w wektorze.vector< complex< double > > v;// Odczytuję je ze strumienia wejściowego.copy( istream_iterator< complex< double > >( cin ),
// Porządkuje względem odległości od początku układu.sort( v.begin(), v.end(), f );// Zapisuję do pliku z1.txt.fstream f1( "z1.txt" );copy( v.begin(), v.end(),
ostream_iterator< complex< double > >( f1, "\n" ) );// Porządkuję względem odległości od prostej y=x.sort( v.begin(), v.end(), g );// Zapisuję do pliku z2.txt.fstream f2( "z2.txt" );copy( v.begin(), v.end(),
// Elementy słownika możemy traktować jako współrzędne wektora w przestrzeni// 27^n wymiarowej. Funkcja oblicza długość takiego wektora.double d( const map< deque< char >, int >& v ){double s = 0;map< deque< char >, int >::const_iterator it;for ( it = v.begin(); it != v.end(); ++it ){
s += pow( double( it->second ), 2 );}return sqrt( s );
}
// Dzieląc współrzędne wektora przez jego długość otrzymujemy wektor jednostkowy,// którego koniec leży na jednostkowej sferze. Funkcja oblicza odległość pomiędzy// dwoma punktami sfery odpowiadającymi wektorom u i v. du i dv są odpowiednio// długościami u i v.double odleglosc( const map< deque< char >, int >& u, double du,
const map< deque< char >, int >& v, double dv ){
73
double s = 0;map< deque< char >, int >::const_iterator iu = u.begin(), iv = v.begin();
while ( iu != u.end() && iv != v.end() ){if ( iu->first < iv->first ){
// Odczytuję tekst wzorcowy i tworzę jego statystykę.void czytaj_dane(){int zn = 0;while ( true ){int i = cin.get();if ( i == -1 ) break; // koniec danych++zn;p.push_back( char( i ) );
74
if ( p.size() < n ) continue;st0[ p ]++;p.pop_front();
int main( int argc, char* argv[] ){n = czytaj_n( argc, argv );czytaj_dane();// Długość wektora odpowiadającego statystyce tekstu wzorcowego.double d0 = d( st0 );// Słownik st1 odpowiada statystyce ,,przedłużanego’’ tekstu.map< deque< char >, int > st1( st0 );// W pętli obliczam kolejne znaki.while ( true ){// W zbiorze będę pamiętał pary { odległość pomiędzy statystyką tekstu// wzorcowego a tekstu przedłużonego o dopisany znak, dopisany znak }.// Biorąc pod uwagę uporządkowanie elementów zbioru względem wartości// elementów znak pierwszej pary będzie najlepszym wyborem.set< pair< double, char > > mn;// Obliczam odległości dla dopisania każdej litery i spacji.for ( char idx = ’a’ - 1; idx <= ’z’; ++idx ){
char c = idx < ’a’ ? ’ ’ : idx;p.push_back( c );st1[ p ]++;double d1 = d( st1 );mn.insert( make_pair( odleglosc( st0, d0, st1, d1 ), c ) );st1[ p ]--;p.pop_back();
}char naj = mn.begin()->second;cout << naj << flush;p.push_back( naj );st1[ p ]++;p.pop_front();
}return 0;
}
Zad. 60.
• a.h
75
#ifndef __A_H#define __A_H
class A{private:int i; // kolejny numer obiektustatic int n; // licznik utworzonych obiektówpublic:A();A( const A& a );~A();
};
#endif // __A_H
• a.cc
#include <iostream>#include "a.h"
using namespace std;
int A::n = 0;
A::A() : i( ++n ){cout << "Tworzę " << i << "-ty obiekt klasy A." << endl;
}
A::A( const A& a ) : i( ++n ){cout<< "Tworzę " << i << "-ty obiekt klasy A, na podstawie "<< a.i << "-go obiektu." << endl;
}
A::~A(){cout << "Usuwam " << i << "-ty obiekt klasy A." << endl;
}
• main.cc
#include "a.h"
using namespace std;
int main()
76
{A a;for ( int i = 0; i < 2; ++i ){A b;for ( int j = 0; j < 2; ++j ){A c( b );
}A d;
}return 0;
}
Zad. 61.
• z100.h
#ifndef __Z100_H#define __Z100_H
class Z100{private:int i;public:Z100( int _i );Z100& operator=( const Z100& z );operator int() const;
};
#endif // __Z100_H
• z100.cc
#include "z100.h"
Z100::Z100( int _i ) : i( _i % 100 ){}
Z100& Z100::operator=( const Z100& z ){i = z.i;return *this;
}
Z100::operator int() const
77
{return i;
}
• main.cc
#include <iostream>#include "z100.h"
using namespace std;
int main(){Z100 a = 2006;cout << "a = " << a << endl;a = a * a * a;cout << "a * a * a = " << a << endl;return 0;
}
Zad. 62.
• tablica.h
#ifndef __TABLICA_H#define __TABLICA_H
#include <vector>
using namespace std;
class Tablica{private:vector< int > v;public:int& operator[]( int idx );
};
#endif // __TABLICA_H
• tablica.cc
#include "tablica.h"
using namespace std;
int& Tablica::operator[]( int idx )
78
{while ( v.size() < idx + 1 ){v.push_back( 0 );
}return v[ idx ];
}
Zad. 63.
• tablica2.h
#ifndef __TABLICA2_H#define __TABLICA2_H
#include <vector>
using namespace std;
class Tablica2{private:vector< int > v1, v2;public:int& operator[]( int idx );