ЗБІРНИК ЗАДАЧ З ПРОГРАМУВАННЯ

НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК

Посібник написаний на базі програми курсу “Програмування та алгоритмічні мови” для студентів технологічних спеціальностей з урахуванням багаторічного досвіду викладання в Івано-Франківському Національному університеті нафти і газу.

Посібник складається з 18 розділів, пов’язаних між собою за принципом “з низу до гори”. Кожний розділ складається з набору задач, прикладу розв’язування задачі, контрольних запитань. Розв’язуючи задачі з кожного розділу, студенти набувають практичних навичок з алгоритмізації та складання програм. Для ілюстрації в кінці розділу наведено алгоритм розв’язання задачі, програми мовами GW-BASIC, PASCAL, C, DELPHI, VISUAL BASIC і пояснення до них.

У перших дев’яти розділах наведено задачі, розв’язування яких сприяє засвоєнню простих алгоритмічних структур, що застосовуються як складові частини при розв’язуванні складніших інженерних задач.

Окремі розділи містять задачі, розв’язання яких вимагає застосування процедур, функцій користувача, вміння працювати з файлами даних послідовного і безпосереднього доступу.

В останніх п’ятьох розділах наведено задачі розв’язування систем лінійних алгебраїчних рівнянь, числового інтегрування та інтерполяції функцій.

Посібник може бути корисним студентам, які вивчають курси “Програмування”, “Інформатика”, “Програмування і математичні методи”, "Програмування і алгоритмічні мови".

Посилання на використану літературу в тексті відсутнє, бо це ускладнило б роботу з посібником. Список використаної літератури наведено в кінці посібника.

ЗМІСТ

1 Лінійні програми................................................................... 5

2 Програми з розгалуженням................................................. 22

3 Циклічні програми з регулярною зміною аргумента.......... 37

Циклічні програми з регулярною зміною аргумента,

які містять розгалуження......................................................... 53

5 Ітераційні циклічні процеси.................................................. 71

6 Одновимірні масиви.............................................................. 82

7 Циклічні програми з накопиченням суми або добутку....... 104

8 Вкладені цикли...................................................................... 119

9 Двовимірні масиви, сортування масивів.............................. 137

10 Процедури........................................................................... 156

11 Підпрограми-функції.......................................................... 173

12 Обробка текстів................................................................... 194

13 Файли................................................................................... 208

14 Розв’язання системи лінійних алгебраїчних

рівнянь методом Гауса............................................................ 238

15 Розв’язання системи лінійних алгебраїчних рівнянь

методом простої ітерації або методом Зейля........................ 239

16 Числове інтегрування......................................................... 242

17 Розв’язання диференційних рівнянь................................... 243

18 Інтерполяція функцій.......................................................... 243

19 Перелік використаних джерел............................................ 246

ЛІНІЙНІ ПРОГРАМИ

Структура лінійної програми складається з введення аргумента чи аргументів, присвоєння сталим їх числових значень, обчислення значень функції за заданими залежностями і виведення результатів обчислень.

При складанні лінійних програм для прикладів, які наведені в таблиці 1.1, необхідно виконати такий обсяг роботи:

- скласти графічний алгоритм;

- виконати ідентифікацію змінних;

- скласти програму однією або двома мовами, передбачивши введення аргумента і виведення проміжних результатів обчислень, значення аргумента та функції;

- налагодити програму;

- розв’язати задачу на ЕОМ в діалоговому режимі.

Таблиця1.1 –Варіанти завдань

	; ; R=4.21; g=3; a=11.6; Q=89.52	x	2.456
	; ; j=4.215; a=286.35; C=6.28; dk=8.351; b= -12.6	x	2.456
	; f=21.85; x=31.3; y=9.06; T=161.58	t	1.362
	; A=18.365; j=2.1; w=6.28; b=6.31	t	2.035
	; ; U1=120;U2=63.5;b=1.86;R1=15;R3=4.8;U3=45	Rz	8.75
	; n=12; g=22.68	x	2.863
	; ; x=3.141	a	p/10
	; ; e=1.48; x=3.685	p	1.46
	; N=8; L=4206.5; Qn=6250; Dt`=2.83; k=0.82	Dt	1.59
	; g=1.25; Q=0.762; L=405; C=13.856; b=83	B1	4.35
	; I=0.36; q=9.81; G=35.68	w
	; a=3.65; z=4.83; j=11.862	r	24.5
	; U1=12.3; T2=3.856; n0=840; n1=610	k	1.485
	; ; b=150; x=2.8 рад.	q
	; ; C=161.5; j=550	k	1.65
Продовження таблиці 1.1 16	; a=465;sx=1.6. 105; t=0.15	n
	w=700; L=0.1; R=32.5; Um=320.4	t	0.225
	T=20.86; a=0.015; w=20	Z	321.8
	P1=8.564; P2=4.116; a=0.156; d=4.5; g=9.81; g=1.262	g	1.21
	p=1.1.105; S=2.6; f=285.1; r=0.328; =12.86	l	362.5
	;t=1.63; c1=15.65; c2=8.21; T1=1.265; T2=2.035 x	x	0.65
	x=-0.355; t=2.608; a=p/4	k
Продовження таблиці 1.1 23	D=0.865; d=0.532; g=9.81; a=1230; g=1.63	h	245.6
	f=1863.4; r1=61.4; r2=4.51; Q=2.1.105	DP	4.173
	d=-1.735; j=3.06; B=10.5	A	6.35.103

Приклад. Скласти графічний алгоритм і програму для обчислення

Значення сталих величин:

Значення аргумента: U_m=360.6.

1. Графічний алгоритм наведений на рис. 1. 1

2. Ідетинфікація змінних

Змінна	Ідентифікатор
Z R1 R2 p Um j U	Z R1 R2 R3 R4 P U1 F U

3. Програма мовою GW Basic і результати обчислень мають вигляд

10 REM ЛІНІЙНА ПРОГРАМА

20 REM МОВОЮ GW BASIC

30 DATA 20.5, 31.6, 18.95, 3.142

40 READ R3, R4, R2, P

50 INPUT U1

60 F=P/16: R1=R3+R4

70 U=SQR(U1)*SIN(F)

80 Z=(R1^2+R2^2)/(R1+R2)*U

90 PRINT “F=”;F,”R1=”;R1,”U=”;U

100 PRINT “Z=”;Z,”U1=”;U1

110 END

F=.196375 R1= 52.1 U= 3.705136

Z= 160.2784 U1=360.6

4. Програма мовою С

/*лінійна програма*/

#include <math.h>

#include <stdio.h>

#define Pi 3.14

main()

{

float r1,u,f,z,

r2=18.95,

r3=20.5,

r4=31.6,

u1=360.6;

f=Pi/16;

r1=r3+r4;

u=sqrt(u1)*sin(f);

z=(r1*r1+r2*r2)/(r1+r2)*u;

printf(“\nF=%f R1=%f U=%f \ nZ=%f U1=%f”, f, r1, u, z, u1);

}

F= 0.196250 R1= 52.099998 U= 3.702808

Z= 160.278399 U1= 360.600006

5. Програма мовою Pascal

{Лінійна програма}

program lab1(input,output);

var r1,r2,r3,r4,z,f,u,u1,p: real;

begin

r2:=18.95;r3:=20.5;r4:=31.6;p:=3.142;

write(‘Введіть аргумент>’);

read(u1);

f:=p/16; r1:=r3+r4;

u=sqrt(u1)*sin(f);

z:=(r1*r1+r2*r2)/(r1+r2)*u;

writeln(‘f=‘,f:11,’ r1=‘,r1:11,’ u=‘,u:11);

writeln(‘z=‘,z:11,’ u1=‘,u1:11);

end.

f= 1.9638E - 01 r1= 5.2100E+01 u= 3.7051E+00

z= 1.6028E+02 u1= 3.6060E+02

Завдання:

Скласти програму для обчислення ; ;

Значення сталих величин: = 20.5; = 18.95; = π/16; = 31.6.

Значення аргумента: = 360.6.

Опис форми.

Відкриваємо нову форму і на цій формі створюємо такі елементи(Таблиця 1.2):

Таблиця 1.2 - Елементи керування і їх властивості

R2 = 18.95

P = 3.142

U1 = Val(Text1.Text)

F = P / 16: R1 = R3 + R4

U = Sqr(U1) * Sin(F)

Z = (R1 ^ 2 + R2 ^ 2) / (R1 + R2) * U

Label8.Caption = F

Label9.Caption = R1

Label10.Caption = U

Label11.Caption = Z

End Sub

Тепер програмуємо кнопки „Скинути” і „Вихід”:

Private Sub Command2_Click()

Text1.Text = ""

Label8.Caption = ""

Label9.Caption = ""

Label10.Caption = ""

Label11.Caption = ""

End Sub

Private Sub Command3_Click()

End

End Sub

Результати:

F = 0.196375

R1 = 52.1

U = 3.705136

Z = 160.2784

Програма мовою Delphi

Опис форми.

Відкриваємо нову форму і на цій формі створюємо такі елементи:

Таблиця 1.3 - Елементи керування і їх властивості

Рисунок 1. 3– Інтерфейс програми.

Тепер почнемо програмувати.

Коли ми двічі клацнемо на кнопці „Обчислити” з’явиться вікно, в якому набираємо таку програму:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

Label 1;

begin

r2:=18.95;

r3:=20.5;

r4:=31.6;

p:=3.142;

if Edit1.Text<>'' then u1:=StrToFloat(Edit1.Text)

else

Begin ShowMessage(‘Введіть будь ласка аргумент');

Goto 1;

end;

f:=p/16;

r1:=r3+r4;

u:=sqrt(u1)*sin(f);

z:=(r1*r1+r2*r2)/(r1+r2)*u;

Label3.Caption:='f='+format('%2.6s',[FloatToStr(f)]);

Label4.Caption:='r1='+format('%2.6s',[FloatToStr(r1)]);

Label5.Caption:='u='+format('%2.6s',[FloatToStr(u)]);

Label6.Caption:='z='+format('%2.6s',[FloatToStr(z)]);

Label7.Caption:='u1='+format('%2.6s',[FloatToStr(u1)]);

1:end;

Тепер запрограмовуємо кнопку „Вихід”.

Її код наступний:

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

begin

close;

end;

Нижче поданий код вСєї програми.

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,

StdCtrls;{оголошення модулів}

type

TForm1 = class(TForm)

Button1: TButton;

Button2: TButton;

Edit1: TEdit;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

Label4: TLabel;

Label5: TLabel;

Label6: TLabel;

Label7: TLabel;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

procedure Button2Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var {оголошення змінних}

Form1: TForm1;

r1,r2,r3,r4,z,f,u,u1,p:real;

implementation

{$R *.DFM}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);{Код програми першої кнопки}

Label 1;

begin

r2:=18.95;

r3:=20.5;

r4:=31.6;

p:=3.142;

{обробка ситуації коли користувач не ввів аргумент}

if Edit1.Text<>'' then u1:=StrToFloat(Edit1.Text)

else

Begin ShowMessage(‘Введіть будь ласка аргумент');

Goto 1;

end;

{Обчислення і виведення результатів}

f:=p/16;

r1:=r3+r4;

u:=sqrt(u1)*sin(f);

z:=(r1*r1+r2*r2)/(r1+r2)*u;

Label3.Caption:='f='+format('%2.6s',[FloatToStr(f)]);

Label4.Caption:='r1='+format('%2.6s',[FloatToStr(r1)]);

Label5.Caption:='u='+format('%2.6s',[FloatToStr(u)]);

Label6.Caption:='z='+format('%2.6s',[FloatToStr(z)]);

Label7.Caption:='u1='+format('%2.6s',[FloatToStr(u1)]);

1:end;

{Код кнопки для виходу із програми}

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

begin

close;

end;

end.

Рисунок 1.4 – Результат виконання програми.

Пояснення до програм.

В програмі мовою GW- Basic сталим величинам їх числові значення задають за допомогою операторів DATA і READ, в програмах іншими мовами за допомогою операторів присвоєння. Після введення аргумента U1 обчислюються і виводяться проміжні значення F, R1, U і значення функції Z, а також значення аргумента.

Питання для самоперевірки.

1. Що таке ідентифікатор? Які правила побудови ідентифікаторів?

2. Які основні оператори введення-виведення даних?

3. Як виконується введення-виведення даних мовами Pascal і С, Visual Basic, Delphi?

4. Який порядок дій в арифметичному виразі?

5. Як задається аргумент стандартної тригонометричної функції?

6. Що таке програма лінійної структури?

7. Якою командою запускається на виконання?

8. Типи даних та їх оголошення?

ПРОГРАМИ З РОЗГАЛУЖЕННЯМ

Структура розгалуженої програми складається з введення аргумента, формування умови розгалуження, розрахунку в кожній вітці значення функції відповідно до умови задачі, виведення значення аргумента і обчислення значення функції.

При складанні програм з розгалуженням (таблиця 2.1) необхідно:

- скласти графічний алгоритм;

- ідентифікувати змінні;

- скласти однією або двома мовами програму, в якій передбачити введення аргумента і виведення значення обчисленої функції в кожній вітці алгоритму;

- розв’язати задачу на ЕОМ в діалоговому режимі.

Задачу слід розв’язати для двох значень аргумента, які вказані в умові задачі, що дає можливість тестувати алгоритм.

Таблиця 2.1- Варіанти завдань

		x	1.62 1.41	1.62	-1.25
		y	2.86 3.98	3.463	4.215
		g	4.751 1.17	6.435	1.87
			1.321 2.65	3.65	1.321
		x	11.68 3.86	4.63	0.68
		l	2.38 7.6	1.361	-
		x	4.26 7.29	8.3	6.8
		h	0.21 1.65	0.261	1.658
		q	9.477 4.35	4.652	3.825
		x	3.2 6.856	1.5	10.638
		o	1.651 0.581	12.83	0.863
		p	3.271 4.956	3.651	5.82
		r	8.269 2.892	6.347	21.4
		s	1.326 3.906	0.854	3.625
		t	0.365	1.265	3.126
		y	0.375 0.506	0.265	-0.883
		l	2.685 7.21	4.735	8.216
			3.656 8.350	2.876	12.393
		c	18.106 28.318	6.208	23.575
		x	1.627 0.291	1.326	0.967
			1.36 2.314	2.128	0.366
			8.272 3.214	16.283	2.283
		y	2.225 7.093	2.703	12.385
		i	-5.5 -2.638	-2	-8

Приклад. Скласти графічний алгоритм і програми для обчислення функції

a=6.6; b=2.95.

Задачу розв’язати для двох значень аргумента х=2.46 і х=4.1.

Розв’язок задачі.

1. Графічний алгоритм показаний на рис.2.1

2. Ідентифікація змінних

3. Програма і результати обчислень мовою GW- Basic

10 REM РОЗГАЛУЖЕНА ПРГРАМА

20 A=6.6: B=2.95

30 INPUT X

40 IF X>A/2 THEN 70

50 IF X>A/3 AND X<B THEN 100

60 GOTO 130

70 Y=A*X^2+B*SIN(A/2)^2

80 PRINT “Y=“;Y,”X=“;X

90 GOTO 120

100 Y=(B+1)/2+A*COS(A^3)

110 PRINT “Y=“;Y,”X=“;X

120 END

Y=2.240538 X=2.46

Y=111.0194 X=4.1

4. Програма мовою С

#include <math.h>

#include <stdio.h>

#define A 6.6

#define B 2.95

main()

{

float x,y;

scanf(“f”,&x);

if(x>a/2.)

{

y=A*pow(x,2.)+B*pow(sin(a/2.).2.);

printf(“\ny=%f x=%f”,y,x);

}

else

if((x<B)&(x>a/3.))

{

y=(B+1)/2.+A*cos(pow(A.3.));

printf(“\ny=%f x=%f”,y,x);

}

}

Y=2.240538 X=2.460000

Y=111.0194 X=4.100000

5. Програма мовою Pascal

program lab2(input,output);

const a=6.6; b=2.95;

var x,y: real;

begin

write(‘Введіть x>‘);

read(x);

if x>a/2 then y:=a*x*x+b*sin(a/2)*sin(a/2)

else if (x>=a/3) and (x<b)

then y:=(b+1)/2+a*cos(a*a*a);

writeln(‘y= ‘,y,’x= ‘,x);

end.

Y=2.2407E+00 X=2.4600E+00

Y=1.1102E+02 X=4.1000E+00

Завдання:

Скласти програму для обчислення функції:

Задачу розв’язати для двох значень аргументу x = 2.46 i x = 4.1.

Опис форми.

Відкриваємо нову форму і на цій формі створюємо такі елементи (таблиця 2.1):

Таблиця 2.2- Елементи керування і їх властивості

Рисунок 2.2- Інтерфейс програми.

Програма з оператором If…Then:

Private Sub Command1_Click()

Dim A, B, X As DoubleA = 6.6: B = 2.95

X = Val(Text1.Text)

If X > A / 2 Then

Y = A * X ^ 2 + B * Sin(A / 2) ^ 2

Else If X > A / 3 And X < B Then

Y = (B + 1) / 2 + A * Cos(A ^ 3)

Else

Y = "Функція не існує"

End If

Label3.Caption = Y

End Sub

Private Sub Command2_Click()

Text1.Text = ""

Label3.Caption = ""

End Sub

Private Sub Command3_Click()

End

End Sub

Програма з оператором Case:

Private Sub Command1_Click()

Dim A, B, X As Single A = 6.6: B = 2.95

X = Val(Text1.Text)

Select Case X

Case Is > A / 2

Y = A * X ^ 2 + B * Sin(A / 2) ^ 2

Case Is > A / 3 And X < B

Y = (B + 1) / 2 + A * Cos(A ^ 3)

Case Else

Y = "Функція не існує"

End Select

Label3.Caption = Y

End Sub

Private Sub Command2_Click()

Text1.Text = ""

Label3.Caption = ""

End Sub

Private Sub Command3_Click()

End

End Sub

Результати:

Рисунок 2.3 – Результат виконання програми.

Програма мовою Delphi

Опис форми.

Відкриваємо нову форму і на цій формі створюємо такі елементи (таблиця 2.2):

Таблиця 2.3 - Елементи керування і їх властивості

Рисунок 2.4- Інтерфейс програми.

Код програми з оператором IF…

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,

StdCtrls;

type

TForm1 = class(TForm)

Button1: TButton;

Button2: TButton;

Edit1: TEdit;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

Button3: TButton;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

procedure Button2Click(Sender: TObject);

procedure Button3Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

const a=6.6; b=2.95;

var

Form1: TForm1;

x,y: real;

implementation

{$R *.DFM}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

begin

x:=StrToFloat(Edit1.Text);

if x>a/2 then y:=a*x*x+b*sin(a/2)*sin(a/2)

else if (x>=a/3) and (x<b)

then y:=(b+1)/2+a*cos(a*a*a);

Label3.Caption:='y='+format('%2.7s',[FloatToStr(y)]);

end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

begin

close;

end;

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);

begin

Label3.Caption:='';

end;

end.

Рисунок 2.5 – Результат виконання програми.

Пояснення до програм

Щоб позбутися зайвих операторів при програмуванні розгалужених процесів, необхідно слідкувати за тим, щоб обхід здійснювався по вітці ТАК. Кількість умов у графічному алгоритмі повинна бути на одиницю меншою за кількість віток.

В приведених програмах обчислення у вітказ організовані за допомогою логічних умовних операторів if … then … else …

Питання для самоперевірки

1. Як працює умовний оператор?

2. Як працює безумовний оператор за обчисленням?

3. Яка різниця між арифметичним і логічним умовними операторами?

4. Чим визначається кількість умовних операторів у програмі?

5. Які логічні фунуції можуть бути використані в умовних операторах?

6. Чим визначається кількість операторів у тілі умовного оператора?

7. Як уникнути надлишкового застосування безумовного оператора?

8. Як отримуються дані логічного типу?

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: