Algoritmy a datové struktury

Transkript

1 Algoritmy a datové struktury 1 / 34

2 Obsah přednášky Základní řídící struktury posloupnost příkazů podmínka cyklus s podmínkou na začátku cyklus s podmínkou na konci cyklus s pevným počtem opakování Jednoduchá proměnná Struktury (třídy) Pole Matice 2 / 34

3 Posloupnost příkazů Nejjednodušší konstrukce Sled postupně prováděných příkazů, bez možnosti změny Příklad 1. Vezmi konvici 2. Napusť vodu 3. Dej vařit Ve většině jazyků se bloky nějak oddělují složené závorky klíčová slova Pro lepší orientaci se většinou odsazují o několik znaků 3 / 34

4 Posloupnost příkazů Java { } x=z; z=x; Horní zápis ve většině případů neudělá to co jsme si představovali { } pomoc =x; x=z; z= pomoc ; 4 / 34

5 Podmínka Umožňuje provádět některý z bloků příkazů v závislosti na splnění podmínky větvení programu Příklad 1. Vezmi konvici 2. Jestliže je prázdná, pak napusť vodu jinak si dej pauzu 3. Dej vařit Podmínka může být úplná či neúplná (chybí větev jinak) Ve většině jazyků se podmínka uvádí klíčovým slovem IF Větev jinak (ELSE) se vztahuje k nejbližšímu IF 5 / 34

6 Podmínka Java if(znamka >1) { System. out. println (" Prosel skvele "); } else if( znamka >2) { System. out. println (" Prosel jen taktak "); } else { System. out.. println (" Neprosel "); } 6 / 34

7 Přepínač Přepínač je podobný podmínce umožňuje vícenásobné větvení většinou dost omezený switch ( mesic ) { case 1 : System. out. println (" leden "); break ; case 2 : System. out. println (" unor "); break ;... case 12 : System. out. println (" prosinec "); break ; default : System. out. println (" asi mate spatny kalendar " } 7 / 34

8 Cyklus s podmínkou na začátku Dokud není splněna podmínka, umožňuje vykonávat činnost Příklad 1. Vezmi konvici 2. Dokud není voda pro tři lidi 2.1 přidej 1 hrneček vody 3. Dej vařit Pokud je podmínka splněna hned na začátku, příkazy v cyklu se neprovedou Ve většině jazyků se uvádí slovem WHILE 8 / 34

9 Cyklus s podmínkou na začátku Java pocitadlo = 3; while ( pocitadlo <3) { pocitadlo ++; } 9 / 34

10 Cyklus s podmínkou na konci Umožňuje vykonávat činnost, dokud není splněna podmínka Příklad 1. Vezmi konvici 2. Přidej 1 hrneček vody 3. Pokud není voda pro tři lidi, opakuj 2 4. Dej vařit Pokud je podmínka splněna hned na začátku, příkazy v cyklu se stejně provedou 10 / 34

11 Cyklus s podmínkou na konci Java pocitadlo = 3; do { pocitadlo ++; } while ( pocitadlo <3); 11 / 34

12 Cyklus s pevným počtem opakování Umožňuje vykonávat činnost, po předem daný počet opakování Příklad 1. Vezmi konvici 2. Pro počet hrnečků 1 až Přidej hrneček vody 3. Dej vařit Ve většině jazyků se používá klíčové slovo FOR Cyklus nemusí proběhnout ani jednou 12 / 34

13 Cyklus s pevným počtem opakování Java V javě (a ostatních C příbuzných jazycích) trochu divoký zápis for ( int i =0; i <5; i ++) { System. out. println ("i je menší než 5"); } 13 / 34

14 Sudé číslo Zjistěte zda dané číslo A je sudé 14 / 34

15 Sudé číslo vstup : číslo A výstup : ANO pokud je sudé, jinak NE jestliže a modulo 2 = 0, pak vrať ANO jinak vrať NE 15 / 34

16 Dělitelné dvěma nebo třema Zjistěte zda dané číslo A je dělitelné dvěma nebo třema 16 / 34

17 Dělitelné dvěma nebo třema vstup : číslo A výstup : ANO pokud je dělitelné dvěma nebo třema, jinak NE jestliže A modulo 2 = 0, pak vrať ANO jinak jestliže A modulo 3 = 0, pak vrať ANO jinak vrať NE nebo vstup : číslo A výstup : ANO pokud je dělitelné dvěma nebo třema, jinak NE jestliže ( A modulo 2 = 0) nebo ( A modulo 3 = 0), pak vrať ANO jinak vrať NE 17 / 34

18 Dělitelné dvěma a třema Zjistěte zda dané číslo A je dělitelné dvěma a třema 18 / 34

19 Dělitelné dvěma a třema vstup : číslo A výstup : ANO pokud je dělitelné dvěma a třema, jinak NE jestliže A modulo 2 = 0, pak jestliže A modulo 3 = 0, pak vrať ANO jinak vrať NE jinak vrať NE nebo vstup : číslo A výstup : ANO pokud je dělitelné dvěma a třema, jinak NE jestliže ( A modulo 2 = 0) a ( A modulo 3 = 0), pak jinak vrať NE 19 / 34

20 Dělitelné něčím prvočíslo Zjistěte zda dané číslo A je prvočíslo Číslo je prvočíslo, pokud je dělitelné pouze samo sebou a jedničkou 20 / 34

21 Dělitelné něčím prvočíslo Zjistěte zda dané číslo A je prvočíslo Číslo je prvočíslo, pokud je dělitelné pouze samo sebou a jedničkou Musíme zjistit dělitelnost každým z čísel 2,3,4,... A-1 Cyklus s pevným počtem opakování Pokud je dělitelné jedním z nich, pak není prvočíslo 20 / 34

22 Dělitelné něčím prvočíslo vstup : číslo A výstup : ANO pokud je prvočíslo, jinak NE pro I od 2 do A -1 jestliže A modulo I = 0, pak vrať NE vrať ANO 21 / 34

23 Dělitelné něčím prvočíslo Nelze to vylepšit? 22 / 34

24 Dělitelné něčím prvočíslo Nelze to vylepšit? Stačí testovat jen do odmocniny, pokud je dělitelné nějakým vyšším, muselo být dělitelné i nižším 22 / 34

25 Struktury Data je lepší sdružovat do logických celků popisujících nějakou entitu např. vozidlo má kola Ke strukturám lze přidávat i funkčnost např. vozidlo se pohybuje V objektově orientovaném programování (např. Java) lze od obecných entit dědit entity specializované specializovaným případem vozidla je motorové vozidlo má navíc motor 23 / 34

26 Geometrický bod Navrhněte strukturu (třídu), která bude popisovat bod na čtverečkovaném papíře 24 / 34

27 Geometrický bod třída Bod řádek sloupec 25 / 34

28 Vzdálenost bodů Napište algoritmus, který vypočte vzdálenost dvou bodů 26 / 34

29 Geometrický bod vstup : bod A a B výstup : vzdálenost A a B řádky = B. řádek - A. řádek sloupce = B. sloupec - A. sloupec vrať odmocnina z ( řádky * řádky + sloupce * sloupce ) 27 / 34

30 Nejvzdálenější body Napište algoritmus, který načte 10 dvojic bodů a určí dvojici s největší vzdáleností 28 / 34

31 Nejvzdálenější body vstup : dvojice bodů výstup : body C a D s největší vzdáleností největší vzdálenost <- 0 pro i od 1 do 10 načti dvojici bodů A a B vypočítej vdálenost bodů A a B jesltiže je vzdálenost > největší vzdálenost, pak největší vzdálenost <- vzdálenost C <- A D <- B vrať C a D 29 / 34

32 Pole Pole je posloupnost dat stejného typu je uložena v souvislém bloku paměti k prvkům lze přistupovat pomocí indexu Díky přímému přístupu k prvkům je pole velmi rychlé jedna z nejzákladnějších struktur přístupné ve většině jazyků Nevýhodou je omezená velikost 30 / 34

33 Vkládání prvku do pole Napište algoritmus, který bude načítat čísla a ukládat je do pole velikosti 10. Pokud zaplní celé pole, začne nejstarší hodnoty přepisovat novými. Algoritmus se ukonči když uživatel zadá / 34

34 Vkládání prvku do pole vstup : čísla z klávesnice, pole A velikosti n výstup : v poli posledních n načtených hodnot velikost <- n pozice <- 0 opakuj načti i A[ pozice ] <- i pozice <- pozice + 1 jestliže pozice = velikost, pak pozice <- 0 dokud i různé od / 34

35 Najděte a překopírujte Najděte v poli A všechna sudá čísla a zkopírujte je do pole B 33 / 34

36 Najděte a překopírujte Najděte v poli A všechna sudá čísla a zkopírujte je do pole B Doma vyzkoušejte 33 / 34

37 Konec 34 / 34