OAP/articles/lab8-oop1.md

Задачи по теме «Объектно-ориентированное программирование»

В тех задачах, где нужно выполнять операции сложения, вычитания и т.п. имеется в виду операции с созданными вами типами данных, например:

HexNumber one = new HexNumber("ab10");
HexNumber two = new HexNumber("cd05");
Console.WriteLine(one + two);

Для реализации операции сложения, как в примере выше, в вашем классе нужно сделать Перегрузку операторов. (На лекциях этого не было, но ничего сложного там нет)

1. Построить систему классов для описания плоских геометри­ческих фигур: круга, квадрата, прямоугольника. Предусмотреть методы для создания объектов, перемещения на плоскости, из­менения размеров и поворота на заданный угол.

2. Построить описание класса, содержащего информацию о почтовом адресе организации. Предусмотреть возможность раздель­ного изменения составных частей адреса, создания и уничтоже­ния объектов этого класса.

3. Составить описание класса для представления комплексных чисел с возможностью задания вещественной и мнимой частей как числами типов double, так и целыми числами. Обеспечить выполнение операций сложения, вычитания и умножения комп­лексных чисел.

4. Составить описание класса для работы с цепными списками строк (строки произвольной длины) с операциями включения в список, удаления из списка элемента с заданным значением дан­ного, удаления всего списка или конца списка, начиная с задан­ного элемента.

5. Составить описание класса для объектов-векторов, задавае­мых координатами концов в трехмерном пространстве. Обеспе­чить операции сложения и вычитания векторов с получением нового вектора (суммы или разности), вычисления скалярного произведения двух векторов, длины вектора, косинуса угла меж­ду векторами.

6. Составить описание класса прямоугольников со сторонами, параллельными осям координат. Предусмотреть возможность пе­ ремещения прямоугольников на плоскости, изменения размеров, построения наименьшего прямоугольника, содержащего два заданных прямоугольника, и прямоугольника, являющегося общей частью (пересечением) двух прямоугольников.

7. Составить описание класса для определения одномерных мас­сивов целых чисел (векторов). Предусмотреть возможность обра­щения к отдельному элементу массива с контролем выхода за пределы индексов, возможность задания произвольных границ индексов при создании объекта и выполнения операций поэле­ментного сложения и вычитания массивов с одинаковыми грани­цами индексов, умножения и деления всех элементов массива на скаляр, печати (вывода на экран) элементов массива по индексам и всего массива.

8. Составить описание класса для определения одномерных массивов строк фиксированной длины. Предусмотреть возмож­ность обращения к отдельным строкам массива по индексам, контроль выхода за пределы индексов, выполнения операций поэлементного сцепления двух массивов с образованием ново­го массива, слияния двух массивов с исключением повторяю­щихся элементов, печать (вывод на экран) элементов массива и всего массива.

9. Составить описание класса многочленов от одной перемен­ной, задаваемых степенью многочлена и массивом коэффициен­тов. Предусмотреть методы для вычисления значения многочлена для заданного аргумента, операции сложения, вычитания и ум­ножения многочленов с получением нового объекта-многочлена, печать (вывод на экран) описания многочлена.

10. Составить описание класса одномерных массивов строк, каждая строка которых задается длиной и указателем на выделен­ную для нее память. Предусмотреть возможность обращения к от­дельным строкам массива по индексам, контроль выхода за пре­делы индексов, выполнения операций поэлементного сцепления двух массивов с образованием нового массива, слияния двух мас­сивов с исключением повторяющихся элементов, печать (вывод на экран) элементов массива и всего массива.

11. Составить описание объектного типа TMatrix, обеспечиваю­щего размещение матрицы произвольного размера с возможнос­тью изменения числа строк и столбцов, вывода на экран подмат­рицы любого размера и всей матрицы.

12. Простые и иерархические меню.

    1. Спроектировать простое меню в одной строке экрана. Меню обеспечивает перебор пунктов в результате нажатия на клавишу Пробел, позволяет зафиксировать выбор нажатием на клавишу Enter или отказаться от выбора нажатием на клавишу Esc. После выбора одного из пунктов в программу возвращается какое-то значение, связанное с выбранным пунктом, например символ. При отказе от выбора в программу возвращается #27.

       Перед началом работы меню ему надо передать названия пун­ктов и возвращаемые символы (ими могут быть первые буквы пун­ктов или какие-то специальные символы). Все это можно сделать в форме строки вида «Первое Второе Третье» или «Первое (а) Второе (о) Третье (с)» (здесь за названием пункта следует в скобках возвращаемый символ).

       Состояние меню характеризуется координатами меню на экра­не, номером отмеченного пункта, общим количеством пунктов, перечнем названий пунктов и возвращаемых символов (во втором варианте представления).

       Методами объекта являются:

       • init — заполняет поле названий пунктов, подсчитывает ко­личество пунктов, делает выбранным первый пункт;
       • select — позволяет выбрать пункт меню и возвращает символ выбранного пункта, при отказе от выбора возвращает #27;
       • draw — рисует меню, выделяя выбранный пункт цветом;
       • leftBoard — возвращает начало названия данного пункта;
       • len — возвращает длину названия пункта;
       • whatSel — возвращает символ выбранного пункта.

    2. Создать новый объект TNeatMenu, наследующий TMenu, ко­торый, в отличие от своего предка, будет восстанавливать вид экра­на. Для этого нужно добавить новое поле store, где будет храниться прежний экран во время действия меню, перекрыть метод init и добавить метод done, который восстанавливает состояние экрана.

    3. Создать меню, которое изображает себя в форме столбца. Для этого рационально воспользоваться виртуальными методами. Достаточно изменить метод draw объекта TNeatMenu и объявить одноименные методы виртуальными.

    4. Разместить объекты в динамической памяти, для этого дос­таточно описать указатели на них.

    5. Построить сложное иерархическое меню: пробел будет от­крывать главное меню, последовательное нажатие на клавиши Enter и Пробел будет разворачивать подсвеченный пункт в под­меню или, если пункт находится на нижнем уровне, клавиша Enter будет сворачивать подменю. Нажатие на клавишу Esc закан­ чивает работу программы.

    6. Построить иерархическое меню: пробел будет открывать глав­ное меню, нажатие на клавишу Enter будет разворачивать подсве­ченный пункт в меню или, если пункт находится на самом нижнем уровне, клавиша Enter сворачивает подменю. Нажатие на клавишу Esc заканчивает работу программы. Нижний уровень — вертикаль­ный.

13. Составить программу, работающую со связанными списками. Мы будем рассматривать связанный список как объект, содер­жащий связанный список данных и операций (методов), которые вы можете с ними выполнять.

    Связанный список данных состоит из указателей на начало («голову») и конец («хвост») связанного списка (в нашем примере из-за его гибкости используется дву­ направленный связанный список). Каждый элемент связанного списка представляет собой реализацию отдельного объекта. Воз­можности, необходимые для использования связанного списка, предоставляют следующие операции:

    • инициализация связанного списка;
    • деинициализация связанного списка;
    • вставка элемента в середину списка перед существующим элементом;
    • присоединение элемента к концу связанного списка;
    • удаление элемента из связанного списка;
    • возвращение первого элемента связанного списка;
    • возвращение последнего элемента связанного списка.

    Вы можете видеть, как объект связанного списка наследуется объектами стека или очереди, по­скольку очередь и стек можно реализовать как связанный список с ограниченным числом операций. Например, можно реализовать очередь в виде связанного списка, в котором элементы могут до­бавляться к концу и извлекаться из начала. Если вы таким обра­зом реализуете очередь, то нужно запретить наследуемые методы связанного списка, которые для очереди недопустимы (напри­мер, вставку в середину списка).

14. Определить объект TFish — аквариумная рыбка. Рыбка имеет координаты, скорость, размер, цвет, направление движения. Ме­тодами объекта являются:

    • init — устанавливает значения полей объекта и рисует рыбу на экране методом draw.
    • draw — рисует рыбу в виде уголка с острием в точке coord и направленного острием по ходу движения рыбы.
    • look — проверяет несколько точек на линии движения рыбы. Если хоть одна из них отличается по цвету от воды, возвращаются ее цвет и расстояние до рыбы.
    • run — перемещает рыбу в текущем направлении на рассто­яние, зависящее от текущей скорости рыбы. Иногда случайным образом меняет направление движения рыбы. Если рыба видит препятствие, направление движения меняется, пока препятствие не исчезнет из поля зрения рыбы.

15. Определить объект TAquarium, который является местом обитания рыб (см. задачу 14 данного раздела). Он представляет со­бой область экрана, наполненную водой. Рыбы живут в аквариу­ме, поэтому экземпляры объекта TFish должны быть полями объекта TAquarium.

    Методы:

    • init — включает графический режим, заполняет аквариум водой, камнями и рыбами.
    • run — организует бесконечный цикл, в котором выполняет­ ся метод run всех обитателей аквариума.
    • done — выключает графический режим.

16. Определить два объекта TPike и ТКагр, которые наследуют объект TFish (см. задачу 14). Оба они отличаются от TFish тем, что по-разному изображают себя на экране: TPike — в виде зеленой стрелки, а ТКагр — в виде красного треугольника. Воспользуйтесь виртуальными методами. Для этого вернитесь к определению TFish и откорректируйте его, сделав метод draw пустым и виртуальным.

17. Объединить карпов и щук (см. задачу 16) в две стаи. Стая — это связанный список рыб. Для связи до­бавьте в объекты TPike и ТКагр поле next — указатель на следу­ющую рыбу в стае (связанный список). Сделайте аквариум владельцем не отдельных рыб, а двух стай и позвольте пользователю пополнять стаи, вводя рыб с клавиатуры.

18. Позволить щукам (см. задачу 16) проявить свой дурной ха­рактер и поедать карпов, как только они их увидят. Здесь возник­нет проблема — установить, какого именно карпа видит щука. Она решается путем просмотра всей стаи карпов и поиска того, чьи координаты близки к координатам данной шуки. Найденный карп удаляется из стаи.

19. Составить программу для игры в шашки. Шашка каждого нового цвета выступает в качестве отдельного объекта. Характеристики шашки — цвет и позиция на доске. Методы — перемещение. Не забудьте о таких объектах, как «дамки».

20. Составить программу для игры в домино. В качестве объектов выступают кости домино. Методы — способы выставления той или иной кости.

21. Составить программу для игры в шахматы. Каждая уникаль­ ная шахматная фигура выступает в качестве отдельного объекта. Она характеризуется цветом, положением на доске, способом перемещения. Предусмотреть возможность превращения пешки в ферзя.

22. Реализовать в виде класса набор методов для выполне­ния следующих операций над комплексными числами:

    • сложения;
    • вычитания;
    • умножения;
    • деления;
    • модуля комплексного числа;
    • возведения комплексного числа в степень п (п — натураль­ное).

23. Реализовать в виде класса набор методов для выполнения следующих операций над обыкновенными дробями вида ^ (Р — целое, Q — натуральное):

    • сложения;
    • вычитания;
    • умножения;
    • деления;
    • сокращения дроби;
    • возведения дроби в степень п (п — натуральное);
    • функций, реализующих операции отношения (равно, неравно, больше или равно, меньше или равно, больше, меньше).

24. Реализовать в виде класса набор методов для выпол­нения следующих операций с квадратными матрицами:

    • сложения двух матриц;
    • умножения одной матрицы на другую;
    • нахождения транспонированной матрицы;
    • вычисления определителя матрицы.

25. Реализовать в виде класса набор методов для выпол­нения следующих операций над векторами:

    • сложения;
    • вычитания;
    • скалярнго умножения векторов;
    • умножения вектора на число;
    • нахождения длины вектора.

26. Реализовать в класс для выполне­ния следующих операций над натуральными числами в Р-ичной системе счисления (2 < Р < 9):

    • сложения;
    • вычитания;
    • умножения;
    • деления;
    • перевода из десятичной системы счисления в Р-ичную;
    • перевода из Р-ичной системы счисления в десятичную;
    • функции проверки правильности записи числа в Р-ичной системе счисления;
    • функций, реализующих операции отношения (равно, неравно, больше или равно, меньше или равно, больше, меньше).

27. Реализовать класс для выпол­нения следующих операций над натуральными числами в шест­надцатеричной системе счисления:

    • сложения;
    • вычитания;
    • умножения;
    • деления;
    • перевода из двоичной системы счисления в шестнадцатеричную;
    • перевода из шестнадцатеричной системы счисления в деся­тичную;
    • функции проверки правильности записи числа в шестнад­цатеричной системе счисления;
    • функций, реализующих операции отношения (равно, неравно, больше или равно, меньше или равно, больше, меньше).

28. Реализовать класс для выпол­нения следующих операций над длинными числами:

    • сложения;
    • вычитания;
    • умножения;
    • нахождения частного и остатка от деления одного числа на Другое;
    • функций, реализующих операции отношения (равно, неравно, больше или равно, меньше или равно, больше, меньше).

29. Реализовать класс для выпол­нения операций с многочленами от одной переменной (первый многочлен степени т, второй — степени п):

    • сложения;
    • вычитания;
    • умножения;
    • деления с остатком;
    • операций отношения (равно, не равно);
    • возведения в натуральную степень к;
    • вычисления производной от многочлена;
    • вычисления значения в точке х0.

30. Разработать способ представления множеств, содержащих более 255 элементов (до 2000). Создать модуль, позволяющий вы­ полнять следующие операции над элементами таких множеств:

    • объединение;
    • пересечение;
    • разность;
    • функция проверки принадлежности элемента множеству;
    • функция проверки, является ли данное множество подмно­жеством (надмножеством) другого.