Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине Программирование и алгоритмизация

на тему Программирование математических задач



Содержание

• Нормативные ссылки
• Введение
• 1. Задание №1
• 1.1 Формулировка задачи
• 1.2 Спецификации задачи
• 1.3 Математическая постановка задачи
• 1.4 Схема алгоритма. Описание
• 1.5 Текст программы и схема алгоритма
• 1.6 Результат машинного тестирования программы
• 2. Задание №2
• 2.1 Формулировка задачи
• 2.2 Спецификация задачи
• 2.3 Математическая постановка задачи
• 2.4 Схема алгоритма. Описание
• 2.5 Текст программы и схема алгоритма
• 2.6 Результат машинного тестирования программы
• Заключение
• Список рекомендуемой литературы

задача алгоритм программа язык



Нормативные ссылки

В настоящей пояснительной записке используются ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 7.32-2001 "Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления".

ГОСТ 2.105-95 "Общие требования к текстовым документам"

ГОСТ Р 7.0.5-2008 "Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления"

ГОСТ 7.1-2003 "Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления"

ГОСТ 7.80-2000. "Библиографическая запись. Заголовок. Общие требования и правила составления"

ГОСТ 19.701-80 - ЕСПД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем.



Введение

Класс является основой языка С#, так как все действия в любой программе на этом языке происходят внутри класса. Реализация механизма подпрограмм в C# возложена на функциональный член класса, который именуется методом и реализует вычисления или другие действия, выполняемые классом или экземпляром. Методы определяют поведение класса.

Данная курсовая работа направлена на подробное изучение классов и методов языка C#. С этой целью будет реализовано программирование математических задач. Также данная курсовая работа способствует закреплению полученных на занятиях навыков алгоритмизации и программирования задач на языке высокого уровня C#.



1. Задание №1

1.1 Формулировка задачи

Получить все четырехзначные натуральные числа, в записи которых нет одинаковых цифр. Вывести последнее число в виде гистограммы.

1.2 Спецификации задачи

Входные данные:

- четырехзначные натуральные числа.

Выходные данные:

- Получить все четырехзначные натуральные числа, в записи которых нет одинаковых цифр;

- Вывести последнее число в виде гистограммы.

1.3 Математическая постановка задачи

Таблица 1- Характеристика переменных.

Характеристика переменных
Имя переменной	Смысл переменной	Назначение переменной	Ограничения
T	Переменная, в которой останется последнее число	Исходная
А1	первая цифра числа	Результат
А2	вторая цифра числа	Результат
А3	третья цифра числа	Результат
А4	четвертая цифра числа	Результат
p	Вспомогательная	Промежуточная	1000
w	Переменная, в которой останется последняя цифра	Результат



В таблице 1 приведен ряд переменных, представляющих исходные данные и результаты работы программы. Этот ряд может быть дополнен на стадии разработки алгоритма.

После запуска программы она ищет первую цифру А1, вторую А2, третью А3 и четвертую А4 . Затем программа сравнивает все эти цифры, нет ли там повторений и записывает все полученные цифры в одно число, в переменную T.

1.4 Схема алгоритма. Описание

Схема алгоритма содержит следующие типовые структурные элементы: внутренний цикл, ветвление, внешний цикл. При выполнении внешнего цикла, мы последовательно, начиная с 1000 элемента, сравниваем их с 10000 элементом. В этом же цикле находим первую цифру и записываем её в а1, затем ищем вторую цифру и записываем в а2, третью в а3 и четвертую в а4. Затем проверяем на сходство цифры если первая цифра не равна второй и если первая цифра не равна третьей и если первая цифра не равна четвертой и если вторая цифра не равна третьей и если вторая цифра не равна четвертой и если третья цифра не равна четвёртой, то записываем её в переменную T.



1.5 Текст программы и схема алгоритма

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

namespace ConsoleApplication1

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Console.BufferHeight = 5000;

Console.WriteLine("Натуральные числа:");

int t = 0;//переменная в которой останется последнее число

for (int i = 1000; i < 10000; i++)

{

int a1 = i / 1000;//первая цифра числа

int a2 = (i % 1000) / 100;//вторая цифра числа

int a3 = (i % 100) / 10;//третья цифра числа

int a4 = i % 10;//четвертая цифра числа

//проверяем на сходство цифры

if (

a1 != a2 &&//если первая цифра не равна второй И

a1 != a3 &&//если первая цифра не равна третьей И

a1 != a4 &&//если первая цифра не равна четвертой И

a2 != a3 &&//если вторая цифра не равна третьей И

a2 != a4 &&//если вторая цифра не равна четвертой И

a3 != a4//если третья цифра не равна четвёртой

)

{

Console.WriteLine();

Console.Write(i);//выводим число на экран

t = i;

}

}

Console.WriteLine();

//строим гистограмму

Console.WriteLine("Вывод последнего числа в виде гистограммы");

int p = 1000, w;

for (int j = 0; j < 4; j++)

{

w = t / p;

for (int jj = 0; jj < w; jj++)

Console.Write("*");

t = t % p;

p = p / 10;

Console.WriteLine(+w);

}

Console.ReadKey();

}

}

}

1.6 Результат машинного тестирования программы

Вывод всех четырехзначных натуральных чисел, в записи которых нет одинаковых цифр. Вывод последнего числа в виде гистограмы



Рисунок 1- Результат программы № 1.



2. Задание №2

2.1 Формулировка задачи

Даны четыре матрицы размера m*n. Если элементы, стоящие на одинаковых позициях в этих матрицах, равны - поместить их в новую матрицу на соответствующие позиции. Остальные элементы новой матрицы приравнять к нулю. Нормализовать новой матрицы.

2.2 Спецификация задачи.

Входные данные:

- число m;

- число n;

Выходные данные:

- новая матрицы mnew[i, j];

- наибольший элемент в матрице max;

- нормализованная матрица mnew1[i, j];

2.3 Математическая постановка задачи

В таблице 2 приведен ряд переменных, представляющих исходные данные и результаты работы программы. Этот ряд будет дополнен на стадии разработки алгоритма. Переменная M - двумерный массив (матрица), элементы которого будут менять индексы по ходу работы программы, т.е. положение элементов в матрице будет меняться.

Общее описание алгоритма. Пользователь вводит с клавиатуры 4 матрицы размерностью строк n и столбцов m. Затем массив M1, M2, M1, M4 (матрицы) размером mxn заполняется случайным образом. Если элементы, стоящие на одинаковых позициях в этих матрицах, равны - поместить их в новую матрицу (Mnew) на соответствующие позиции. Остальные элементы новой матрицы приравнять к нулю. Для нормализации матрицы необходимо найти наибольший элемент (max) в новой матрице (Mnew) и разделить его на каждый элемент в новой матрице.

Таблица 2 - Характеристика переменных

Имя	Смысл переменной	Назначение	Ограничения
n	Размер матрицы	Исходная	Целый тип данных
m	Размер матрицы	Исходная	Целый тип данных
m1	Исходный массив	Результат
m2	Исходный массив	Результат
m3	Исходный массив	Результат
m4	Исходный массив	Результат
Mnew	Новая матрица	Результат
max	Наибольший элемент в новой матрице	Результат
Mnew1	Нормализованная матрица	Результат
i	Счётчик цикла	Промежуточная
j	Счётчик цикла	Промежуточная
r	Счётчик цикла	Промежуточная

2.4 Схема алгоритма. Описание

Схема алгоритма содержит следующие типовые структурные элементы: внешний цикл и вложенные друг в друга структуры ветвления.

В первую очередь пользователь вводит с клавиатуры четыре матрицы с m столбцов и n строк. Затем при помощи метода Next объекта r - экземпляра класса Random массив M1, M2, M1, M4 заполняется случайным образом во вложенном цикле.

Далее над матрицами производится следующие действие:

Если элементы, стоящие на одинаковых позициях в этих матрицах, равны - поместить их в новую матрицу (Mnew) на соответствующие позиции. Остальные элементы новой матрицы приравнять к нулю.

Для того чтобы нормализовать матрицу Нам необходимо найти наибольший элемент в новой матрице. Для этого мы создаем еще один цикл, где выполняется условие: если элемент массива больше max, то записываем это значение в max. Затем мы каждый элемент новой матрицы (Mnew) делим на наибольший элемент в матрице (max). Результат выводим на экран.



2.5 Текст программы и схема алгоритма

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

namespace ConsoleApplication2

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Console.WriteLine("Ввод матрица 1");//вывод строки

Random r = new Random();//объявление переменной для генерации значений элементов массивов

int m = 10, n = 10;//максимальное количество строк и столбцов в масииве

int[,] m1 = new int[m, n];//объявление первого массива

Console.WriteLine("Введите значение m1 (строк) < 10:");//выводим запрос на ввод размерности строк первого массива

m = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());//считываем количество строк в первом массиве

Console.WriteLine("Введите значение n1 (столбцов) < 10:");//выводим запрос на ввод размерности столбцов первого массива

n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());//считываем количество столбцов в первом массиве

Console.WriteLine("матрица 1");//выводим соответствующую надпись

for (int i = 0; i < m; ++i)// проходим по всем строкам

{

for (int j = 0; j < n; ++j)//проходим по всем столбцам

{

m1[i, j] = r.Next(1, 3);//заполняем первый массив случайными числами

Console.Write(" " + m1[i, j]);//выводим элемент массива на экран

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

Console.WriteLine("Ввод матрица 2");//вывод строки

int[,] m2 = new int[m, n];//объявление второго массива

Console.WriteLine("Введите значение m2 (строк) < 10:");//выводим запрос на ввод размерности строк второго массива

m = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());//считываем количество строк во втором массиве

Console.WriteLine("Введите значение n2 (столбцов) < 10:");//выводим запрос на ввод размерности столбцов второго массива

n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());//считываем количество столбцов во втором массиве

Console.WriteLine("матрица 2");

for (int i = 0; i < m; ++i)// проходим по всем строкам

{

for (int j = 0; j < n; ++j)//проходим по всем столбцам

{

m2[i, j] = r.Next(1, 3);//заполняем второй массив случайными числами

Console.Write(" " + m2[i, j]);//выводим элемент массива на экран

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

Console.WriteLine("Ввод матрица 3");//вывод строки

int[,] m3 = new int[m, n];//объявление третьего массива

Console.WriteLine("Введите значение m3 (строк) < 10:");//выводим запрос на ввод размерности строк третьего массива

m = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());//считываем количество строк в третьем массиве

Console.WriteLine("Введите значение n3 (столбцов) < 10:");//выводим запрос на ввод размерности столбцов третьего массива

n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());//считываем количество столбцов в третьем массиве

Console.WriteLine("матрица 3");//вывод строки

for (int i = 0; i < m; ++i)// проходим по всем строкам

{

for (int j = 0; j < n; ++j)//проходим по всем столбцам

{

m3[i, j] = r.Next(1, 3);//заполняем третий массив случайными числами

Console.Write(" " + m3[i, j]);//выводим элемент массива на экран

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

Console.WriteLine("Ввод матрица 4");//вывод строки

int[,] m4 = new int[m, n];//объявление четвертого массива

Console.WriteLine("Введите значение m4 (строк) < 10:");//выводим запрос на ввод размерности строк четвертого массива

m = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());//считываем количество строк в четвертом массиве

Console.WriteLine("Введите значение n4 (столбцов) < 10:");//выводим запрос на ввод размерности столбцов четвертого массива

n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());//считываем количество столбцов в четвертом массиве

Console.WriteLine("матрица 4");//вывод строки

for (int i = 0; i < m; ++i)// проходим по всем строкам

{

for (int j = 0; j < n; ++j)//проходим по всем столбцам

{

m4[i, j] = r.Next(1, 3);//заполняем четвертый массив случайными числами

Console.Write(" " + m4[i, j]);//выводим элемент массива на экран

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

int[,] mnew = new int[m, n];//объявление вспомогательного массива

for (int i = 0; i < m; i++)// проходим по всем строкам

{

for (int j = 0; j < n; j++)//проходим по всем столбцам

{

if ((m1[i, j] == m2[i, j]) && (m2[i,j] == m3[i, j]) && (m3[i,j]== m4[i, j]))//если элементы стоящие на одном и том же месте в четырех массивах равны

{//то этот элемент заносим в вспомогательный массив

mnew[i, j] = m1[i, j];

}

else

{//иначе в вспомогательный массив вносим 0

mnew[i, j] = 0;

}

}

}

Console.WriteLine("Новая матрица");//вывод строки

for (int i = 0; i < m; i++)// проходим по всем строкам

{

for (int j = 0; j < n; j++)//проходим по всем столбцам

Console.Write(" " + mnew[i, j]);//выводим элемент вспомогательного массива

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

int max = mnew[0, 0];//объявлям переменную max

for (int i = 0; i < m; ++i)// проходим по всем строкам

{

for (int j = 0; j < n; ++j)//проходим по всем столбцам

if (mnew[i, j] > max) max = mnew[i, j];//если текущий элемент массива больше max, то записываем это значение в max

}

Console.WriteLine("Наибольший элемент в матрице " + max);//выводим Наибольший элемент в матрице

Console.Read();//ждем от пользователя нажатия на Enter

int[,] mnew1 = new int[m, n];//объявляем массив в которм будет находиься нормированный вспомогательный массив

for (int i = 0; i < m; ++i)// проходим по всем строкам

{

for (int j = 0; j < n; ++j)//проходим по всем столбцам

{

mnew1[i, j] = mnew[i, j] / max;//нормируем вспомогательный массив и заносим в массив значение

Console.Write(" " + mnew1[i,j]);//выводим на элемент нормированного массива на экран

}

Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

} Console.WriteLine();//перейти на строчку ниже

Console.ReadLine();

}

}

}

2.6 Результат машинного тестирования программы

Вводит с клавиатуры 4 матрицы размерностью строк n и столбцов m. Затем массив M1, M2, M1, M4 (матрицы) заполняется случайным образом. Если элементы, стоящие на одинаковых позициях в этих матрицах, равны - поместить их в новую матрицу (Mnew) на соответствующие позиции. Остальные элементы новой матрицы приравнять к нулю. Вывод наибольшего элемента матрицы. Затем вывод нормализованной матрицы.

Рисунок 2- Результат программы №2



Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были реализованы алгоритмы решения поставленных задач и написаны соответствующие коды программ. Программы были написаны с использованием методов, что позволило значительно сократить и оптимизировать коды.

В результате были созданы две работоспособные программы по решению математических задач. Первая получить все четырехзначные натуральные числа, в записи которых нет одинаковых цифр. Выводит последнее число в виде гистограммы. Вторая создает четыре матрицы размера m*n. Если элементы, стоящие на одинаковых позициях в этих матрицах, равны - поместить их в новую матрицу на соответствующие позиции. Остальные элементы новой матрицы приравнивает к нулю. Нормализует новую матрицу.



Список рекомендуемой литературы

Павловская Т.А. C#. Программирование на языке высокого уровня: учебник для вузов. - СПб.: Питер, 2012. - 432 с.

Шилдт Г. C#. Серия "Полное руководство". Пер. с англ. - М.: ЭКОМ Паблишерз, 2009. - 976 с.

Фаронов В.В. Создание приложений с помощью C#. Руководство программиста. - М.: Эксмо, 2008. - 576 с.

Малыхина М.П. Программирование на языке высокого уровня: учеб. пособие. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006.

Фролов А.В., Фролов Г.В. Язык C#. Самоучитель. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2012.

Шильд Г. Полный справочник по C#. Пер. с англ. - М.: Вильямс, 2009.

Размещено на Allbest.ru