INF1000 - H?st 2010

L?sningsforslag ukeoppg. 4:  20. - 24. sep (INF1000 - H?st 2010)

Teori for Oblig 2: Mer om l?kker og arrayer (kap. 4 - 5); og metoder (kap. 7.1 - 7.9)
NB! Disse er bare forslag til l?sninger, dine svar kan v?re like gode eller bedre selv om de ser annerledes ut.

M?l
F? ?velse i teorien som trengs for ? l?se Oblig 2.  Hovedtema i obligen er l?kker, arrayer, og metoder uten parametre, og f?lgende oppgaver gir nyttig trening i dette slik at du blir bedre i stand til ? l?se obligen.

Oppgaver til teoritimen

  1. Enkle l?kker med tall:
    (a) Nedtelling: Lag et program med en l?kke som teller ned fra 10 til 0.  Bruk en teller-variabel med startverdi 10 og redusér den med 1 i hver gjennomgang av l?kka.  Utskriften skal bli: 
     ...10 ...9 ...8 ...7 ...6 ...5 ...4 ...3 ...2 ...1 ...0

    class Bombe {
   public static void main(String[] args) {

       for (int teller = 10; teller >= 0; teller--) {
	   System.out.print(" ..." + teller);
       }
       System.out.println();
   }
}

    Java-nedtelling: (kun for spesielt interesserte)  Hvis du vil legge inn 1-sekunds pause f?r hvert tall skrives ut kan du skrive "Thread.sleep(1000); // Vent 1000 millisek." inne i for-l?kka og endre "(String[] args)" til "(String[] args) throws Exception".  Exceptions er ikke pensum men omtales i kap. 18.  Bare kap. 1 - 9 (og litt av 12) er pensum.

    (b) Dobling: Lag en l?kke som starter med ? skrive ut tallet 2, og deretter dobler tallet, skriver det ut, og gjentar prosessen helt til 10 tall er skrevet ut.  Bruk en teller-variabel "i" som teller de 10 gangene, og en annen variabel for tallet som ganges med 2 i hver omgang av l?kka og skrives ut.  Utskriften skal bli: 
    2  4  8  16  32  64  128  256  512  1024

    class PowersOf2 {
   public static void main(String[] args) {

       int potens2 = 1;
       for (int i = 0; i < 10; i++) {
	   potens2 = potens2 * 2;
	   System.out.print(potens2 + "  ");
       }
       System.out.println();
   }
}

    (c) Tabell: Lag to nestede for-l?kker som gir f?lgende utskrift.  Det skal bare skrives ut ett tall av gangen, som skal v?re verdien til telleren i den ytre l?kka (som g?r fra 1 til 3 og skal hete rad) ganget med telleren i den indre l?kka. 
    1  2  3  4
2  4  6  8
3  6  9  12

    class DobbelLoop {
   public static void main(String[] args) {

       int produkt = 1;
       for (int i = 1; i <= 3; i++) {
	   for (int j = 1; j <= 4; j++) {
	       produkt = i * j;
	       System.out.print(produkt + "  ");
	   }
	   System.out.println();
       }
   }
}


  2. 2D-array (to-dimensjonal array) med tall:
    (a) Utskrift: Lag to nestede for-l?kker som setter inn f?lgende verdier i en 2D-array og skriver de ut.  Arrayen skal deklareres slik: int[][] tabell = new int[3][4];. Se oppgave nr. 1 (c) over for tips om disse verdiene.  Husk at indeksene i arrayen starter fra 0, ikke 1.  Verdien i tabell[2][3] skal v?re 12. 
    1  2  3  4
2  4  6  8
3  6  9  12

    class Array2D {
   public static void main(String[] args) {

       int[][] tabell = new int[3][4];

       for (int i = 0; i < 3; i++) {
	   for (int j = 0; j < 4; j++) {
	       tabell[i][j] = (i + 1) * (j + 1);
	       System.out.print(tabell[i][j] + "  ");
	   }
	   System.out.println();
       }
   }
}

    (b) Sum av kolonne: Skriv programkode som beregner summen av verdiene i hver kolonne i ovennevnte array og skriver summene ut.  Dette ligner p? en deloppgave i oblig 2! 
    6 12 18 24
           System.out.println("Sum av kolonner:");
       for (int kol = 0; kol < 4; kol++) {
           int sumkol = 0;
           for (int rad = 0; rad < 3; rad++) {
               sumkol += tabell[rad][kol];
           }
           System.out.print(sumkol + " ");
       }
       System.out.println();

    (c) S?k etter tall: Utvid programmet slik at det ber bruker taste inn et tall og deretter ser om tallet finnes i arrayen.  Hvis tallet finnes skal alle array-indeksene der det ligger skrives ut, hvis ikke skal det gis beskjed om at tallet ikke finnes.  
    Hvilket tall s?ker du: 8
Tallet finnes i tabell[1][3]
    class Array2D {
   public static void main(String[] args) {

       int[][] tabell = new int[3][4];

       // (a)
       for (int i = 0; i < 3; i++) {
           for (int j = 0; j < 4; j++) {
               tabell[i][j] = (i + 1) * (j + 1);
               System.out.print(tabell[i][j] + "  ");
           }
           System.out.println();
       }

       // (b)
       System.out.println("\n (b) Sum av kolonner:");
       for (int kol = 0; kol < 4; kol++) {
           int sumkol = 0;
           for (int rad = 0; rad < 3; rad++) {
               sumkol += tabell[rad][kol];
           }
           System.out.print(sumkol + " ");
       }
       System.out.println();

       // (c)
       System.out.print("\n(c) Hvilket tall s?ker du: ");
       int tall = new easyIO.In().inInt();
       for (int rad = 0; rad < 3; rad++) {
           for (int kol = 0; kol < 4; kol++) {
               if (tall == tabell[rad][kol]) {
                   System.out.println("Tallet finnes i tabell["
                                      + rad + "][" + kol + "]");
               }
           }
       }
   }
}

KJ?REEKSEMPEL:
> java Array2D
1  2  3  4  
2  4  6  8  
3  6  9  12  

(b) Sum av kolonner:
6 12 18 24 

(c) Hvilket tall s?ker du: 4
Tallet finnes i tabell[0][3]
Tallet finnes i tabell[1][1]


  3. Blokker og skop:
    Hvilke av disse programmene er lovlige? 
    class Prog1 {
    public static void main(String[] args) {
        int k = 0;
        if (k >= 0) {
            int n = k + 1;
        }
        System.out.println(n);
    }
}

class Prog2 {
    public static void main(String[] args) {
        int k = 0;
        if (k >= 0) {
            int n = k + 1;
        }
        if (k < 0) {
            System.out.println(n);
        }
    }
}

class Prog3 {
    public static void main(String[] args) {
        int k = 0;
        if (k >= 0) {
            k++;
            System.out.println(k);
        }
    }
}

    Prog1 og Prog2 er ulovlige, mens Prog3 er ok.


  4. inLine(), inChar(), og ordrel?kke:
    Lag et program som sp?r bruker etter et navn.  Programmet leser navnet inn vha. inLine();, og "fyller" s? skjermen med navnet ved ? skrive det ut 100 ganger.  Videre skal programmet sp?rre bruker om hun vil gi et nytt navn (j/n).  Svaret leses n? med .inChar("\n\r"), og hvis det er 'j' gjentas hele prosessen; hvis svaret er 'n' avsluttes programmet.  Kj?reeksempel: 
    Skriv et navn: Ola Nordmann
Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann O
la Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ol
a Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola Nordmann Ola  ...osv...
Gi nytt navn? (j/n): j
Skriv et navn:

    import easyIO.*;
class Navn100 {
   public static void main(String[] args) {
       In tast = new In();
       Out skjerm = new Out();

       char svar = 'j'; // Startverdi
       while (svar != 'n') {

	   skjerm.out("Skriv et navn: ");
	   String navn = tast.inLine();

	   for (int i = 0; i < 100; i++) {
	       skjerm.out(navn + " ");
	   }
	   skjerm.outln();

	   skjerm.out("Gi nytt navn? (j/n): ");
	   svar = tast.inChar("\n\r");
       }
   }
}
    Tips til Oblig 2: Legg merke til det som st?r i parentesene til .inChar("\n\r") ovenfor.  Dette angir at inChar skal hoppe over evt. linjeskift (\n) eller vognretur (\r) som bruker har tastet inn, og i stedet lese inn en vanlig bokstav fra tastatur, f.eks. 'j'.  Det samme b?r du gj?re i deloppgave 1 (c) i oblig 2.


  5. Metoder:
    (a) Endre strukturen til programmet ditt fra oppgave nr. 4 over slik at det f?lger malen fra oblig 2 (vist i skissen nedenfor), dvs. med en liten kontrollklasse ?verst, etterfulgt av en egen klasse for metodene.  Hele programmet med begge klassene lagres i én fil, kalt Navn100.java (dvs. navnet til klassen med metoden main()).  Lag bare én metode i hjelpeklassen, kalt ordrel?kke(), som gj?r alt som st?r i nr. 4 ovenfor. 
    import easyIO.*;

class Navn100 {
    public static void main(String[] args) {
        Hjelpeklasse hj = new Hjelpeklasse();
        hj.ordrel?kke(); // Kj?rer metoden ordrel?kke() i hjelpeklassen
    }
}

class Hjelpeklasse {
    // Klargj?ring for innlesing/utskrift, gjelder for hele klassen:
    In tast = new In();
    Out skjerm = new Out();

    String navn;

    void ordrel?kke() {
        char giNyttNavn = 'j'; // Startverdi

        while (giNyttNavn != 'n') {
            // - Be bruker taste et navn og les det inn med .inLine();
            // - Utskrift av navn 100 ganger.
            // - Sp?r om bruker vil "Gi nytt navn? (j/n):", og .inChar("\n\r"):


        }
    }
}
    Mer info: Grunnen til at vi skriver programmet p? denne m?ten med to klasser vil bli klarere n?r vi kommer til kapittel 8, men har sammenheng med at vi ?nsker ? lage gode "objektorienterte" program der vi jobber med "objekter".  I denne skissen er det fem pekere til objekter: args[], hj, tast, skjerm, og navn. 
    import easyIO.*;

class Navn100 {
    public static void main(String[] args) {
        Hjelpeklasse hj = new Hjelpeklasse();
        hj.ordrel?kke(); // Kj?rer metoden ordrel?kke() i hjelpeklassen
    }
}
class Hjelpeklasse {
    // Klargj?ring for innlesing/utskrift, gjelder for hele klassen:
    In tast = new In();
    Out skjerm = new Out();

    String navn;

    void ordrel?kke() {
        char svar = 'j'; // Startverdi

        while (svar != 'n') {
            // - Be bruker taste et navn og les det inn med .inLine();
	    skjerm.out("Skriv et navn: ");
	    navn = tast.inLine();

            // - Utskrift av navn 100 ganger.
	    for (int i = 0; i < 100; i++) {
		skjerm.out(navn + " ");
	    }
	    skjerm.outln();

            // - Sp?r om bruker vil "Gi nytt navn? (j/n):", og .inChar("\n\r"):
	    skjerm.out("Gi nytt navn? (j/n): ");
	    svar = tast.inChar("\n\r");
        }
    }
}

    (b) Flere metoder: Endre programmet slik at koden som skriver ut navnet 100 ganger flyttes til en egen metode kalt utskrift().  Husk ? legge inn et kall p? metoden p? det stedet i programmet du flyttet koden fra. 
    import easyIO.*;
class Navn100 {
    public static void main(String[] args) {
        Hjelpeklasse hj = new Hjelpeklasse();
        hj.ordrel?kke();
    }
}
class Hjelpeklasse {
    In tast = new In();
    Out skjerm = new Out();

    String navn;

    void ordrel?kke() {
        char svar = 'j';
        while (svar != 'n') {
	    // Be bruker taste et navn og les det inn med .inLine():
	    skjerm.out("Skriv et navn: ");
	    navn = tast.inLine();

            // Kaller metoden utskrift():
	    utskrift();

            // - Sp?r om bruker vil "Gi nytt navn? (j/n):"
	    skjerm.out("Gi nytt navn? (j/n): ");
	    svar = tast.inChar("\n\r");
        }
    }
    void utskrift() {
	for (int i = 0; i < 100; i++) {
	    skjerm.out(navn + " ");
	}
	skjerm.outln();
    }
}

    (c) Inn-parameter: Endre programmet slik at det ogs? sp?r bruker hvor mange ganger navnet skal skrives ut.  Verdien som bruker taster skal overf?res som parameter til metoden utskrift() som du lagde i del (b).  Endre ogs? metoden utskrift(..) slik at den tar imot argumentet vha. parameteren int antall, slik:  void utskrift(int antall) { 
    import easyIO.*;
class Navn100 {
    public static void main(String[] args) {
        Hjelpeklasse hj = new Hjelpeklasse();
        hj.ordrel?kke();
    }
}
class Hjelpeklasse {
    In tast = new In();
    Out skjerm = new Out();

    void ordrel?kke() {
        char svar = 'j';
        while (svar != 'n') {
	    // Be bruker taste et navn og les det inn med .inLine():
	    skjerm.out("Skriv et navn: ");
	    String navn = tast.inLine();

            // Kaller metoden utskrift():
	    utskrift(navn);

            // - Sp?r om bruker vil "Gi nytt navn? (j/n):"
	    skjerm.out("Gi nytt navn? (j/n): ");
	    svar = tast.inChar("\n\r");
        }
    }
    void utskrift(String navn) {
	for (int i = 0; i < 100; i++) {
	    skjerm.out(navn + " ");
	}
	skjerm.outln();
    }
}

Oppgaver til terminaltimen

  1. L?kker: Gangetabell
    (a) Lag et program som ber bruker taste inn et tall, og skriver ut gangetabellen for det tallet, ganget med 1, 2, osv. til 12.  Hvis bruker taster inn 5 skal resultatet se slik ut: 
    5 x 1 = 5
5 x 2 = 10
5 x 3 = 15
5 x 4 = 20
5 x 5 = 25
5 x 6 = 30
...osv...
           L?sningsforslag kommer...

    (b) Endre programmet slik at utskriften av gangetabellen lages i en egen metode.  Sett opp programmet med to klasser som vist i nr. 5 ovenfor. 
           L?sningsforslag kommer...


  2. L?kker: Fibonacci-tallene
    Lag et program som skriver ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen.  F?lgen er definert ved at de to f?rste tall er 0 og 1, og hvert neste tall er summen av de to foreg?ende.  Utskriften skal bli: 
    0  1  1  2  3  5  8  13  21  34  55  89  144  233  377

    class Fibonacci {
    public static void main(String[] args) {

	int nestSiste = 0;
	int siste = 1;
	// Skriver ut de to f?rste tall:
	System.out.print(nestSiste + "  ");
	System.out.print(siste + "  ");

	// Skriver ut 3. til 15. tall i f?lgen:
	for (int i = 3; i <= 15; i++) {
	    int tmp = siste; // Midlertidig variabel
	    siste = siste + nestSiste;
	    nestSiste = tmp;
	    System.out.print(siste + "  ");
	}
	System.out.println();
    }
}


  3. Arrayer, inLine(), inChar(), og enkle metoder:
    (Samme oppgaver som i nr. 2, 4, og 5 for teoritimen.) 


  4. Fortsett med Oblig 2:
    Tips: Begynn med ? l?se foreg?ende oppgave (?Arrayer, inLine(), ...?).  Der vil du finne problemstillinger som ligner mye p? det som skal gj?res i Oblig 2, men litt enklere slik at obligen blir lettere ? gj?re etter at du har l?st disse oppgavene.


  5. Ekstraoppgave:
    (a) Endre strukturen i Fibonacci-programmet du lagde ovenfor slik at det f?lger malen fra oblig 2 (vist ogs? ovenfor i oppgave nr. 5 for teoritimen), med en kontrollklasse ?verst, etterfulgt av en hjelpeklasse for metodene.  Bruk tre metoder i hjelpeklassen: en ordrel?kke som skriver ut f?lgende meny, og en metode for hvert av de 2 menyvalgene:
    1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen
2. Test om et tall h?rer til f?lgen
    Metoden for ordre 2 ber bruker taste inn et tall, og g?r s? i en l?kke som genererer Fibonacci-tallene frem til det bruker-inntastede tallet.  Deretter gis det melding til bruker om tallet h?rte til f?lgen eller ikke.  Mer info: Fibonacci-tallene forekommer mye i naturen, bl.a. i tregrener, blomster, kongler og kaniner. 
    import easyIO.*;

class Fibonacci {
    public static void main(String[] args) {
        FibonacciMetoder fib = new FibonacciMetoder();
        fib.ordrel?kke();
    }
}

class FibonacciMetoder {
    In tast = new In();
    Out skjerm = new Out();

    void ordrel?kke() {
        int ordre = 0;

        while (ordre != 3) {
	    // Meny:
            skjerm.outln("1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen");
            skjerm.outln("2. Test om et tall h?rer til f?lgen");

	    // Leser kommando fra bruker:
            skjerm.out("Velg kommando (3=Avslutt): ");
            ordre = tast.inInt();

            switch (ordre) {
                case 1: skriv15Fib(); break;
                case 2: testFibTall(); break;
                default: break;
            }
	    System.out.println();
        }
    }

    void skriv15Fib() {
	int nestSiste = 0;
	int siste = 1;
	System.out.print(nestSiste + "  ");
	System.out.print(siste + "  ");

	for (int i = 3; i <= 15; i++) {
	    int tmp = siste; // Midlertidig variabel
	    siste = siste + nestSiste;
	    nestSiste = tmp;
	    System.out.print(siste + "  ");
	}
	System.out.println();
    }

    void testFibTall() {
	skjerm.outln();
	skjerm.out("Skriv et tall for ? teste om det er Fibonacci-tall: ");
	int inntastet = tast.inInt();

	int nestSiste = 0;
	int siste = 1;
	int i = 2; // i: Plass i Fib.f?lgen til n?v?rende "siste"
        // S? lenge "siste" er < enn inntastet generér neste Fib.-tall:
	for ( ; siste < inntastet; i++) {
	    int tmp = siste;
	    siste = siste + nestSiste;
	    nestSiste = tmp;
	}
	if (siste == inntastet) {
	    System.out.println(inntastet + " er Fibonacci-tall nr. " + i);
	} else if (inntastet == 0) {
	    System.out.println(inntastet + " er Fibonacci-tall nr. 1");
	} else {
	    System.out.println(inntastet + " er IKKE et Fibonacci-tall.");
	}
    }
}

KJ?REEKSEMPEL:
> java Fibonacci
1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen
2. Test om et tall h?rer til f?lgen
Velg kommando (3=Avslutt): 1
0  1  1  2  3  5  8  13  21  34  55  89  144  233  377  

1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen
2. Test om et tall h?rer til f?lgen
Velg kommando (3=Avslutt): 2

Skriv et tall for ? teste om det er Fibonacci-tall: 233
233 er Fibonacci-tall nr. 14

1. Skriv ut de 15 f?rste tall i Fibonaccif?lgen
2. Test om et tall h?rer til f?lgen
Velg kommando (3=Avslutt): 2

Skriv et tall for ? teste om det er Fibonacci-tall: 234
234 er IKKE et Fibonacci-tall.

    (b) (middels vanskelig)  Utvid ordre 2 slik at den ogs? sier hvilket Fibonacci-tall er n?rmest det bruker-inntastede tallet.
    Send gjerne l?sningsforslaget ditt til josek [at] ifi.uio.no, s? legger jeg det ut her.


  6. Ukens n?tt: (veldig vanskelig!)
    Lag en metode som skriver ut alle anagrammer av et ord p? 4 bokstaver som ligger i en char-array.  Anagrammene skal ha de samme 4 bokstavene, i alle mulige rekkef?lger og uten ? gjenta noen bokstav.  For eksempel, hvis ordet er deklarert som f?lger, er 4 av anagrammene som vist under, og totalt 24. 
    char[] ord = { 'A', 'R', 'N', 'E' };

 Kj?reeksempel:
 ARNE
 AREN
 ANRE
 ANER
 ...20 ord til...
    Tips: En m?te ? l?se dette p? er med nestede l?kker som i utgangspunktet kan g? innom alle mulige kombinasjoner, inkludert AAAA, AAAE, osv. men slik at det bare blir utskrift av de med 4 forskjellige bokstaver.  Bruk den tomme strengen "" og + i utskriftssetningen for ? konvertere char-ene til tekst: System.out.println("" + ord[3] + ord[2] ···
    Send gjerne l?sningsforslaget ditt til josek [at] ifi.uio.no, s? legger jeg det ut her.
    L?sningsforslag laget av Viktor F. Andersen i gruppe 16: 

    class VeldigVanskeligNott {
    public static void main (String args[]) {

        char[] ord = {'A', 'R', 'N', 'E'};
        int antall = 1; // for ? nummerere og telle ordene
        String kolon = ":  "; // for avansert estetikk

        // f?lgende g?r gjennom hvert tegn i arrayen, og s?rger for at
        // ingen like tegn blir skrevet ut likt
        for (int i = 0; ord.length > i; i++) {
            for (int j = 0; ord.length > j; j++) {
                for (int k = 0; ord.length > k; k++) {
                    for (int l = 0; ord.length > l; l++) {
                        if (ord[l] != ord[i] && ord[l] != ord[j]
                            && ord[l] != ord[k] && ord[k] != ord[j]
                            && ord[k] != ord[i] && ord[j] != ord[i]) {
                            System.out.println(antall + kolon + ord[i]
                                               + ord[j] + ord[k] + ord[l]);
                            antall++;
                            if (antall >= 10) { // dette gj?r at kolonnen
                                kolon = ": ";   // med tall g?r rett
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }

    }
}
Tibakemelding om dette oppgavesettet kan du skrive i bloggen eller sende p? mail til josek [a] ifi.uio.no