Лабораторна робота №1

Тема: Складання програм лінійної структури на мові С++  

Мета: набуття практичних навичок у складанні програм лінійної структури

Робоче місце – учбове місце в кабінеті 314   (комп’ютерний клас);

Тривалість заняття – 90 хв; Матеріально – технічне оснащення: 1. індивідуальні завдання;

2. комп’ютер.

Хід роботи:

І. Вхідний контроль:

1.      Які команди можливо використовувати в програмах лінійної структури?

2.      Формати команди введення даних. 

3.      Формати команди виведення результатів виконання програми. 

4.      Типи даних

ІІ. Основні поняття

1) Загальна структура програми.  

Суттєвою особливістю мови C++ порівняно з іншими мовами є те, що програми складаються з функцій, які відіграють роль підпрограм в інших мовах. Головна функція, яка має бути у кожній програмі, - це функція вигляду main(void)

{

тіло функції з командою return 0;

}

де main() - заголовок функції. Ключове слово void означає, що функція не залежить від

параметрів, його записувати не обов'язково. Функцію з параметрами розглядатимемо нижче. У тілі функції містяться команди та виклики інших функцій. Команди одну від одної відокремлюють символом ";" (крапка з комою). Текст функції закінчується командою повернення return. Тіло функції (усі команди після заголовка) записується у фігурних дужках { }.

2) Сталі та змінні.  

Змінна чи стала — це пойменована ділянка оперативної пам'яті комп'ютера, де зберігається значення деякої величини.

Змінні і сталі (їх прийнято називати даними) мають такі властивості: назву (ім'я), значення, тип. Назву дає програміст.

Для роботи з даними слід зарезервувати певний обсяг оперативної пам'яті комп'ютера, де зберігатимуться їхні значення. Тому всі дані, які використовуються у програмі, потрібно заздалегідь описати (оголосити), оскільки компілятор розподіляє пам'ять згідно з описами.

Якщо значення деякої величини (даного) не змінюватиметься протягом виконання усієї програми, то таке дане варто задати як сталу (константу, const). Це можна зробити так:

const <назва сталої 1> = <значення сталої 1>; або так:

const <тип> <назва сталої 2> = <значення сталої 2>;

3) Типи даних. 

Усі дані, які беруть участь у розв'язуванні задачі, ретельно класифікують за типами. Тип визначає допустимі значення даного, операції, які можна над ним виконувати, й обсяг оперативної пам'яті, який резервується для нього. Числові дані поділяють на цілочисельні (цілі) та дійсні.

Приклад 1. Оголосимо три змінні цілого типу: int x, у; short int z;

На етапі компіляції для змінних х, у, z буде надано певний обсяг оперативної пам'яті.

Надати значення цим змінним можна на етапі виконання програми за допомогою команд присвоєння, наприклад, так: х = 157; у = -68; z = 15;. 

Приклад 3. Розглянемо фрагмент програми float h, pi = 3.1415926; double v = 365.976; const float w = -12, h = 23.4;

Тут оголошено дві змінні (h, pi) типу float і змінну v типу double, а також сталі w = -12; h = 23.4 типу float.

4)                 Арифметичні операції над даними 

Розглянемо операції порівняння. Операція == означає дорівнює, != - не дорівнює, <= - менше або дорівнює, >= - більше або дорівнює.

Виконання кожної операції здійснюється з урахуванням їхніх пріоритетів (тут 1 - найвищий). Для зміни звичайного порядку виконання операцій використовують круглі дужки.

5)                 Математичні функції. 

Усі стандартні математичні функції у C++ описані у бібліотеці math.h. Тому, якщо вони використовуються, на початку програми необхідно записати рядок під'єднання потрібного файлу заголовків

#include <math h>

Аргументи функцій записують у круглих дужках.

Таблиця 4. Математичні функції

Усі наведені функції, крім abs(x) і pow10(x), мають тип аргументу і результату double. Для функцій abs(x) та pow10(x) типом аргументу і результату є int.

Послідовність виконання операцій у виразах така ж, як у математиці, й визначається правилом пріоритетів:

1) обчислюються значення всіх функцій, які входять у вираз;

2) виконуються операції присвоєння знака, множення, ділення та остачі від ділення; 3) виконуються операції додавання та віднімання.

Операції одного рівня виконуються послідовно зліва направо. Для зміни порядку виконання операцій використовують круглі дужки. Спочатку обчислюються вирази у дужках - найперше у внутрішніх, пізніше - у зовнішніх. Кількість відкритих і закритих дужок у виразі повинна бути однаковою.

Усі елементи виразів (дроби, показник степеня, індекси) записують у горизонтальному рядку. У багатьох випадках їх беруть у дужки. Вирази можна записувати у декількох рядках. "Розривати" вирази можна, наприклад, після символу арифметичної операції. Власне символ дублювати не потрібно. 

Приклад:

А=abs((pow(cos(pow(x,2))-8.5*pow(sin(x),3),(1/3)))/(2/sqrt(3)*exp(x+pow(x,2))+2))

Приклади лінійних програм:

1)

#include <iostream.h>

#include <conio.h> #include <math.h>

void main()

 {

  const x=1.43,y=3.12,z=0.32;   float А;

А=abs((pow(cos(pow(x,2))-8.5*pow(sin(y),3),(1/3)))/(2/sqrt(3)*exp(x+pow(z,2))+2)) cout <<"А="<<А;   getch();

 }

2)

#include <iostream.h> #include <conio.h>

#include <math.h>         //Бібліотека математичних функцій void main()

 {

             clrscr();                                                         // Очищаємо екран

                                                                                     // Обчислюємо значення А

А=abs((pow(cos(pow(x,2))-8.5*pow(sin(y),3),(1/3)))/(2/sqrt(3)*exp(x+pow(z,2))+2))

             cout <<"А="<<А;                                         //виводимо значення А

             getch();                                                         //затримуємо результат на екрані

 }

ІІІ. Практичні завдання до лабораторної роботи:

IV. Висновки.

Лабораторна робота №2

Тема: Складання програми з використанням розгалуження 

Мета: набуття практичних навичок у складанні програм з використанням операторів розгалуження .

Робоче місце – учбове місце в кабінеті    (комп’ютерний клас);

Тривалість заняття – 90 хв; Матеріально – технічне оснащення: 3. індивідуальні завдання;

4.       комп’ютер.

Хід роботи: І. Вхідний контроль:

5.       Що називається логічними виразами? На які два типи вони поділяються?

6.       Назвіть логічні операції. Поясніть використання логічних операцій за таблицями істинності.

7.       Чим відрізняються повна та скорочена форми  оператора умовного переходу?

8.       Намалюйте схеми алгоритмів обох варіантів розгалуження.

9.       Що називається складеним оператором? Які правила його запису?

10.   Запишіть загальний вигляд та схему алгоритму повної форми оператора вибору. 

11.   Запишіть загальний вигляд та схему алгоритму скороченої форми оператора вибору.

ІІ. Основні поняття

                                                                                     1.         Складена команда.

Під час написання програми може виникнути потреба трактувати декілька команд як одну. Така команда називається складеною. Складена команда - це конструкція такого вигляду:

{

<команда 1 >;

...

<команда N>;

}

Перед закриваючою дужкою ";" ставити обов'язково. Після дужки символ ";" записувати не обов'язково.

Надалі під командою будемо розуміти порожню, просту або складену команду.

Кома як команда.

Кому як команду використовують тоді, коли необхідно інтерпретувати декілька виразів або команд як одне ціле. Вона має вигляд вираз 1, вираз 2

або команда 1, команда 2

Дія команди. Послідовно обчислюються значення виразу 1 (виконується команда 1) та виразу 2 (команда 2).

Цю команду зручно використовувати у командах циклу, умовних командах тощо. Наприклад, if (k+=2, k<7)...

Тут спочатку значення змінної k буде збільшено на 2, а потім це значення порівнюватиметься із

числом 7. Результат команди - true, якщо значення змінної k менше, ніж 7, у протилежному випадку - false.

2. Логічні вирази та логічні операції.

 Логічний вираз - це засіб записування умов у задачах відшукання даних, що задовольняють деякий критерій. Логічний вираз може набувати значення true (істинність) або false (хибність). Логічні вирази бувають прості та складені. Простий - це два арифметичні вирази, з'єднані символом відношення, а складений - це прості логічні вирази, з'єднані логічними операціями:

1)   ! - не,

2)   &&         - і,

3)   || - або.

Логічні вирази обчислюються з урахуванням пріоритету логічних операцій (1 - найвищий). Однакові логічні операції виконуються послідовно зліва направо. Для зміни порядку виконання логічних операцій, як і для звичайних арифметичних, використовують круглі дужки.

У табл. 7 наведені означення логічних операцій.

Таблиця 7. Логічні операції

виразу - true, якщо це число 0 -  false.

Приклад 1. Розглянемо деякі логічні вирази та їхні значення. Нехай а = 1, b = 7, тоді:

3. Команда розгалуження if (якщо).

Команда розгалуження if має дві форми: повну та коротку. Повна така:

if (< логічний вираз>) <команда 1>; else <команда 2>;

Дія команди. Обчислюється значення логічного виразу. Якщо це значення істинне, то виконується команда 1, у протилежному випадку - команда 2. Команда 1 та команда 2 можуть бути порожніми, простими або складеними.

Приклад 3. Нехай х = 9. Унаслідок виконання команд

if (х > 7) у = pow(x, 2); else у = sqrt(x); if (x <= 5) z = ехр(х); else z = ++х;

отримаємо у = 81, z = 10, х = 10.

Коротка команда розгалуження if має вигляд  if (<логічний вираз>) <команда 1 >;

Дія команди. Обчислюється значення логічного виразу. Якщо воно істинне, то виконується команда 1, інакше виконується команда, яка записана після команди if.

Приклад 5. Нехай а = 7. Розглянемо команди if (a > 7) { у = а++; z = а + 5;

} if (а <= 9) 2= ++а /2; у = z + а;

Оскільки значення виразу а > 7 - false, то відразу виконуватиметься друга команда if. Значення виразу а <= 9 - true, тому z = (а + 1) / 2 = (7 + 1) / 2 = 4, а значення а = 7 + 1 = 8, отже, у = 4 + 8 = 12, а = 8.

Приклад  розгалуженої програми:

// Обчислення виразу

 #include <iostream.h> 

#include <math.h>  #include <conio.h>  void main()

{ clrscr(); float  z=4.35,y=3.78, A,B; cout<< "Vvedit x \n";  cin >> x;

if(x>=z) A =4*pow(y,2)*exp(3*sin(x))/(3*pow(z,3)+log10(x)); else   

B=(pow(x,2)+4)/(x/2*pow(sin(z),3));

 cout<<"\n"<<"A="<<А; cout<<"\n"<<"B="<<B;

getch();

}

ВІДПОВІДЬ:

Vvedit  x=6.07

A=0.0989868

Vvedit x=2.14

B=-18.4985

ІІІ. Практичні завдання до лабораторної роботи:

IV. Висновки.

Лабораторна робота №3

Тема: Побудова програм з використанням циклічної структури

Мета: набуття практичних навичок у складанні програм з використанням циклів .

Робоче місце – учбове місце в кабінеті    (комп’ютерний клас);

Тривалість заняття – 90 хв; Матеріально – технічне оснащення: 5. індивідуальні завдання;

6. комп’ютер.

Хід роботи: І. Вхідний контроль:

1.  Цикл. Види циклів.

2.  Коли краще використовувати цикл "з післяумовою"

3.  Загальний вигляд циклу "з післяумовою"

4.  Коли краще використовувати цикл "з передумовою"

ІІ. Основні поняття

4. Команда циклу з лічильником for. 

Цикл (повторення) - це процес виконання певного набору команд деяку кількість разів. У мові C++ є три команди циклу - for, while та do-while.

Команда циклу з лічильником for. Команда for має вигляд for (<вираз 1>; <логічний вираз 2>; <вираз 3>) <команда 1>;

Вираз 1 призначений для підготовки циклу і виконується один раз. Переважно тут задають початкові значення змінних циклу (підготовляють цикл). У виразі 2 записують умову виходу із циклу. У виразі 3 - команди зміни параметрів циклу. Якщо за допомогою одного із виразів необхідно виконати декілька дій, то використовують команду "кома". Вирази 1 і 3 або один із них у команді for можуть бути відсутні. У цьому випадку опускати символ ";" не можна. Наприклад, for(; і<10 ;) і++;. Дія команди.

1)      Обчислюються значення виразів 1 і 2.

2)      Якщо значення виразу 2 істине - виконується команда 1. Якщо хибне - виконавець програми переходить до наступної після for команди.

3)      Обчислюються значення виразів 3 та 2 і перевіряється пункт 2).

5. Команда циклу з передумовою (while)

Команда має вигляд while (<вираз>) <команда 1>;

Дія команди.

1)  Обчислюється значення виразу. Якщо воно істинне, то переходимо до пункту 2), якщо хибне - до пункту 3).

2)  Виконується команда 1 і відбувається перехід до пункту 1).

3)  Відбувається перехід до наступної після while команди.

Виразом може бути довільний логічний вираз, стала або змінна цілого типу. Якщо треба перевірити декілька умов, то застосовують команду "кома". Команда 1 може бути порожньою, простою або складеною.

Команда while може бути виконана один раз, декілька разів або не бути виконана жодного разу.

6. Команда циклу з післяумовою do-while

Команда має вигляд

do <команда 1 >; while (<вираз>);

Дія команди.

1)   Виконується команда 1 і обчислюється значення виразу.

2)   Якщо значення виразу істинне, то див. пункт 1), якщо значення виразу хибне - відбувається перехід до наступної після do-while команди.

Команда 1 у циклі do-while, на відміну від циклу while, буде виконуватись хоча б один раз завжди.

Приклад

1. 

// Табулювання функції #include <iostream.h>

#include <conio.h> #include <math.h> void main()

{

clrscr();     // Очищаємо екран float x,h=0.1,A,xmax=2; for(x=1;x<=xmax;x+=h)

{

         A=sqrt(x)*exp(x+pow(x,2));      // Обчислюємо А

cout<<x<<"\t"<<A<< "\n";

} getch();

}

Відповідь

1              7.38906

1.1          10.5661

1.2          15.3507

1.3          22.6732

1.4          34.0638

1.5          52.0775

1.6          81.0448

1.7          128.421

1.8          207.243

1.9          340.675

2              570.535

2.

// Табулювання функції

#include <iostream.h>

#include <conio.h> #include <math.h> void main()

{

clrscr();     // Очищаємо екран float x=1,h=0.1,A,xmax=2; while (x<=xmax)

{

         A=sqrt(x)*exp(x+pow(x,2));      // Обчислюємо А

cout<<x<<"\t"<<A<< "\n"; x+=h; } getch();

}

Відповідь

1              7.38906

1.1          10.5661

1.2          15.3507

1.3          22.6732

1.4          34.0638

1.5          52.0775

1.6          81.0448

1.7          128.421

1.8          207.243

1.9          340.675

3.

#include <iostream.h>

#include <conio.h> #include <math.h> void main() {

clrscr();     // Очищаємо екран float x=1,h=0.1,A,xmax=2; do

{

         A=sqrt(x)*exp(x+pow(x,2));      // Обчислюємо А

cout<<x<<"\t"<<A<< "\n"; x+=h; } while (x<=xmax); getch();

}

Відповідь

1              7.38906

1.1          10.5661

1.2          15.3507

1.3          22.6732

1.4          34.0638

1.5          52.0775

1.6          81.0448

1.7          128.421

1.8          207.243

1.9          340.675

ІІІ. Практичні завдання до лабораторної роботи:

Обчислити значення функції в залежності від умови. Значення Y i Z довільні

IV. Висновки.

Лабораторна робота №4 Тема: Обробка одномірних масивів 

Мета: Набути практичних навичок написання програм обробки одномірних та двомірних масивів.

Робоче місце: учбове місце в кабінеті (комп’ютерний клас) Тривалість заняття: 90 хв.

Матеріально-технічне оснащення:

1.      методичні вказівки

2.      комп’ютер

1.        Вхідний контроль.

1.        Що таке масив?

2.        Як проводиться опис масиву констант?

3.        Як проводиться опис масиву змінних?

4.        Як вводяться значення у масив змінних?

5.        Який вигляд має запис елементу масиву?

6.        Який вид циклу використовують для завдання та дій над масивом?

7.  

Хід роботи. 

2.        Основні поняття.

1. Масиви

Масив - це впорядкований скінчений набір даних одного типу, які зберігаються в послідовно розташованих комірках оперативної пам'яті і мають спільну назву. Назву масиву надає користувач.

Масив складається з елементів. Кожен елемент має індекси, за якими його можна знайти у масиві. Кількість індексів визначає розмірність масиву. Розрізняють одно - та багатовимірні масиви. Наприклад, двовимірний масив даних - це таблиця, що складається з декількох рядків і стовпців. У математиці поняттю масив відповідають поняття вектора та матриці.

Загальний вигляд конструкції опису одномірного масиву такий:

<тип> <ім'я масиву>[<розмір>]

Розмір - це кількість елементів масиву. Розмір масиву необхідно знати і задавати заздалегідь, оскільки компілятор має зарезервувати для нього необхідний обсяг пам'яті. Розміром може бути лише стала величина (не змінна).

Ім'я масиву у програмі змінювати не можна - це стала величина, яка містить адресу першого

елемента. Отже, назва масиву є вказівником на перший елемент.

2. Багатовимірні масиви.

Якщо елемент масиву має не один, а декілька індексів, то такі масиви називаються багатовимірними. Прикладами багатовимірних масивів можуть бути різноманітні табличні дані: річний табель учня, сторінка в шкільному журналі, таблиця результатів футбольних змагань тощо. Це двовимірні таблиці, яким у математиці відповідає поняття матриці.

Загальний вигляд конструкції опису багатовимірного (N-вимірного) масиву такий:

<тип> <ім'я масиву>[<рі>][<рг>]... [<Pn>] , де рі, р2, ..., pN задають розміри для кожного виміру.

Кількість індексів визначає вимірність масиву: двовимірні масиви мають два індекси, тривимірні - три і т.д.

Приклади:

1.

#include <iostream.h>

#include <conio.h> #include <math.h> void main()

            {

clrscr();    int i;

float max,x[13]={1.2,3.4,5,10,9.3,-8,5,4.9,12.8,6,-4.5,78,-9.7};

max=x[1]; for (i=0;i<13;i++) if(x[i]>max)

max=x[i];    cout<<"max="<<max ;

getch();

}

Відповідь:

max=78

2.

#include <iostream.h>

#include <conio.h> #include <math.h>

void main()

            {

clrscr();

int i,j;

   float sum,x[3][3]={{1.2,3.4,5},{10,9.3,-8},{5,4.9,12.8}};    for (i=0;i<3;i++)

            {

sum=0;

             for (j=0;j<3;j++)

if(x[i][j]<5)    sum=sum+x[i][j];

cout<<"sum_"<<i<<"="<<sum <<"\n";

}

getch();

}

Відповідь: sum_0=4.6 sum_1=-8

sum_2=4.9

3.

#include <iostream.h>

#include <conio.h> #include <math.h>

void main()

            {

clrscr();    int i,j;

float min,x[3][3]={{-1.2,3.4,5},{-10,9.3,-8},{5,-4.9,-12.8}};    for (j=0;j<3;j++)

            {

min=x[1][j];

            for (i=0;i<3;i++)    if(x[i][j]<min)    min=x[i][j];

cout<<"min_"<<j<<"="<<min <<"\n";

}

getch();

}

Відповідь: min_0=-10 min_1=-4.9

min_2=-12.8

Практичне завдання. 

Скласти програму для оброки масиву чисел x[i] [0,76;22;-15;221,23;0,32;17;-21; 23,1;0,34;12;117,23;-23,65;0;-1,1;7,4] згідно завдання при А=2 і В=-3. На печать вивести відповідь зазначену у варіанті завдання. Вважати масив чисел константою, що задається.

8.      Висновок.

9.      Література.

1.     Информатика В.А. Острейковский.

2.     А. Ставровский «Турбо Паскаль 7.0».