Тема 1.3. Лабораторная работа                                          «Структура программы на C # и функции. Средства программирования алгоритмов линейной структуры»

Тема 1.3. Лабораторная работа                                          «Структура программы на C # и функции. Средства программирования алгоритмов линейной структуры»

 

Цель выполнения данной лабораторной работы состоит в освоении формализации при решении задач на компьютере, в изучении средств и приемов, а также в получении практических навыков разработки, написания и отладки последовательных программ с использованием процедур.

 

Вопросы, подлежащие изучению

1. Средства процедурного программирования в C #.

2. Средства описания процедур в C #.

3. Преимущества программ, имеющих процедуры.

4. Обмен данными между процедурами.

5. Фактические и формальные параметры.

6. Способы передачи параметров по значению и адресу.

7. Отличия в передаче значения результата выполнения функций и подпрограмм.

8. Средства реализации алгоритмов линейной структуры.

9. Особенности составления схем алгоритмов, использующих процедуры.

 

Задание

1. Выбрать вариант задания из таблицы 1.3-1 по усмотрению преподавателя.

2. Записать заданные или полученные в процессе формализации математические формулы в виде арифметических выражений.

3. Разработать алгоритм решения заданной задачи и представить его в виде схем алгоритмов, реализованных на MS Visio.

1. Создать проект, использующий модуль формы, процедуры пользователя, решающие предписанные задачи, процедуры ввода исходных данных и     процедуру вывода результата. Обмен данными между процедурами должен осуществляться через параметры, без использования глобальных переменных. Событийная процедура должна содержать только операторы вызова пользовательских (общих) процедур.

5. Подготовить тесты для контрольного решения задачи.

6. Выполнить проект и получить результаты.

7. Доказать, что результат правильный.

 

1.3.3. Варианты задания

                                                                                                                                                                   Таблица 1.3-1 

1)	Определить периметры правильных n – угольников (10 – угольника, 50 – угольника, 100 – угольника), вписанных в окружность заданного радиуса R.  Назначение процедуры: Вычисление стороны правильного n-угольника  вычисление периметра n- угольника
2)	Определить длины всех медиан треугольника, заданного длинами сторон a,b,c. Назначение процедуры: Вычисление медианы, проведенной к стороне a:
3)	Определить углы между тремя векторами, направленными из общей начальной точки с координатами (0,0) в конечные точки: точку (2;5); точку (7;6); точку (9;3). Назначение процедуры: Вычисление угла между 2-мя векторами, проведенными из точки (0, 0) в точки (x1, y1) и (x2, y2) по формуле
4)	Вычислить и вывести площадь пятиугольника, заданного прямоугольными координатами своих вершин: A1(3;2), A2(9;6), A3(14;2), A4(10;-3), A5(7;-2) Использовать формулу площади треугольника: . Назначение процедуры: Вычисление площади треугольника по заданным координатам его вершин: (x1;y1), (x2;y2), (x3;y3).
5)	Определить длины всех биссектрис треугольника, заданного длинами сторон   a, b, c. Назначение процедуры: Вычисление биссектрисы угла
6)	Вычислить и вывести R - расстояние между двумя точками A и B, заданными сферическими координатами. Соотношение между сферическими координатами и декартовыми   . Назначение процедуры: Вычисление декартовых координат точки по заданным сферическим координатам.
7)	Вычислить значение площади полной поверхности треугольной пирамиды, если известны длины всех ребер: |AB| = 3; |AD| = 5; |DB| = 4; |DC| = ; |BC| = ; |AC| = 5. Для вычисления площади треугольника использовать формулу Герона: , где a, b, c - длины сторон Назначение процедуры: Вычисление площади треугольника.
8)	Определить высоту, на которой будет мяч, подброшенный вертикально вверх с высоты y0=1м и начальной скоростью V0=20м/сек через t=1сек, 3сек и 4сек Назначение процедуры: Вычисление высоты в момент t:  , где g м/сек.
9)	Определить площади правильных n - угольников (10-угольника; 50-угольника; 100-угольника), вписанных в окружность радиуса R Назначение процедуры: Вычисление стороны правильного n-угольника   - радиус вписанной окружности;  площадь n-угольника
10)	Определить площадь кольца, внутренний радиус которого равен R1, а внешний R2 (R2>R1). Назначение процедуры: Вычисление площади круга радиуса R: .
11)	Вычислить и вывести полярные координаты 3-х точек, заданных прямоугольными координатами в правой полуплоскости. Формулы преобразования координат: . Назначение процедуры: Вычисление полярных координат по заданным прямоугольным координатам точки правой полуплоскости.
12)	Определить площадь каждого из 3-х секторов с радиусами R1, R2, R3 и с центральными углами Назначение процедуры: Площадь сектора радиуса R c центральным углом (в градусах) равна .
1 3)	Вычислить . Назначение процедуры: Вычисление .
14)	Определить стороны треугольника, заданного величинами своих углов и радиусом описанной окружности. Назначение процедуры: Применить теорему синусов
15)	Определить площадь каждого из 3-х кругов, ограниченных тремя окружностями, длины которых L1,L2,L3 известны. Назначение процедуры: Вычислить площадь круга  предварительно вычислив R по формуле
16)	Определить углы треугольника, длины сторон которого a, b, c заданы. Назначение процедуры: Применить теорему половинного угла  где угол, противолежащий стороне с.
17)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
18)	Определить общую  длину дуги, образованной полуокружностями 3 2 2.5 1 Назначение процедуры: Вычисление длины половины окружности.
19)	Вычислить  стороны треугольника A и B при условии, что заданы сторона C и углы треугольника и . Назначение процедуры: Вычисление стороны треугольника по формуле где  - угол, противолежащий стороне A,  - угол, противолежащий стороне C.
20)	Вычислить значения медиан треугольника, сторонами которого являются медианы исходного треугольника со сторонами a, b, c. Назначение процедуры: Вычисление длины медианы, проведенной к стороне a: .
21)	Вычислить   Назначение процедуры: Вычисление .
22)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
23)	Определить длину дуги каждого из трех секторов с радиусами R1, R2, R3 и с центральными углами Назначение процедуры: Длина дуги сектора радиуса R c центральным углом (в градусах) равна .
24)	Вычислить координаты точки пересечения двух прямых: , вычисляемые по формулам: , где . Назначение процедуры: Вычисление определителя второго порядка.
25)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление .
26)	Определить все углы треугольника при заданных значениях сторон a, b, c. Назначение процедуры: Вычисление угла по теореме косинусов:
27)	Вычислить определенный интеграл  для функции
28)	Вычислить площадь трех кругов S1, S2 и S3 с заданными диаметрами d1, d2 и d3. Назначение процедуры: Вычисление .
29)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
30)	Определить общую площадь фигуры, образованной полукругами 3 2 2.5 1 Назначение процедуры: Вычисление площади полукруга .
31)	Вычислить и вывести значения:g(1.2,s)+g(t,s)-g(2s-1,s+t), где s и t –действительные числа. Назначение процедуры: Вычисление .
32)	Вычислить   и . Назначение процедуры: Вычисление
33)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
34)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
35)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление .

 

Содержание отчета

 

1. Тема и название работы.

2. Задание на разработку проекта и вариант задания.

3. Формализация и уточнение задания.

4. Разработка проекта:

4.1. Графический интерфейс пользователя;

4.2. Таблица свойств объектов;

4.3. Схемы алгоритмов процедур пользователя;

4.4. Программный код с использованием процедур.

5. Результаты выполнения проекта.

6. Доказательство правильности работы программы.

 

1.3.5. Пример выполнения задания

Тема и название работы

Структура C # -программ и процедуры. Средства программирования алгоритмов линейной структуры – Вычисление периметра и площади треугольника по заданным координатам трех его вершин.

2. Задание на разработку проекта и вариант задания

Создать приложение с именем Проект-4-3-Лаб, для вычисления периметра и площади треугольника по заданным координатам трех его вершин. То есть,

  Задано: x 1, y 1; x 2, y 2; x 3, y 3 – координаты вершин.

  Требуется определить:     Р – периметр треугольника,

                                                S – площадь треугольника. 

  Ограничения на значения исходных данных и их соотношения:

                                           А>0, В>0, C >0, А+В>С, А+ C >В, В+ C >А одновременно.

3. Формализация и уточнение задания

Для решения задачи существуют известные формулы:

Р = А + В + С;

S =     (формула Герона),

A = ;

B = ;

C = ,

где Рр = Р/2 – полупериметр;          A, B, C – стороны треугольника.

В соответствии с требованиями задания разобьем решение задачи на несколько отдельных задач и создадим процедуры-функции пользователя, реализующие эти задачи:

· процедуру-функцию double storona(),вычисляющую длину отрезка по координатам двух точек;

· процедуру- функцию double PS(),  вычисляющую периметр и площадь треугольника;

· процедуру-функцию double vvod) для ввода действительного числа из объекта типа TextBox;

· процедуру- функцию void vivod() для вывода действительного числа в объект типа TextBox.

4. Разработка приложения:

Установка свойств объектов

   Свойства всех объектов сведем в таблицу 1.3-2.

                                                                                                               Таблица 1.3-2

Объект	Имя объекта	Свойство	Значение свойства
	Form1	Name	Form1
		Text	Тема 1.3.Вычисление периметра и площади треугольника.
		BackColor	Светло-зеленый
Метка	label1	Text	Введите значения …
Метка	label2	Text	X1
Метка	label3	Text	Y1
Метка	label4	Text	X2
Метка	label7	Text	Y2
Метка	labe l 8	Text	X3
Метка	label9	Text	Y3
Выделить метки Label2 – Label4, Label7– Label9 (клавиша <Shift> + мышь) и установить одинаковые для всехметок свойства		Alignment	2 - Center
		BackStyle	0 - Transparent
		Font	Arial, жирный, 12
		ForeColor	Красный
Метка	Label5	Text	Периметр
Метка	Label6	Text	Площадь
Выделить метки Label1, Label5, Label6 и установить одинаковые для всех меток свойства		BackColor (Palette)	Светло-серый
		Font	A r ial, жирный курсив, 12
		ForeColor	Ч

Текстовое поле

TextBox1

Name TextBox1 Text Пусто (стереть значение, установленное “по умолчанию”). умолчанию")

Текстовое поле

TextBox2

Name TextBox2 Text Пусто

Текстовое поле

TextBox3

Name TextBox3 Text Пусто

Текстовое поле

TextBox4

Name TextBox4 Text Пусто

Текстовое поле

TextBox5

Name TextBox5 Text Пусто

Выделить текстовые поля TextBox1- TextBox8 и установитьь одинаковые св.

 

 

свойствасвойства. свойства

Text Alig n Center Font Arial, обычный, 12

Кнопка

Button1

Name Button1 Text ВЫЧИСЛИТЬ

Кнопка

Button2

Name Button2 Text ЗАВЕРШИТЬ

Выделить кнопки Button1 и Button2 и установить одинаковые свойства

Свойства

Font Arial, жирный, 12

Разработка схемы алгоритма

Рис. 1.3-2

Рис. 1.3.3

 

Тема 1.3. Лабораторная работа                                          «Структура программы на C # и функции. Средства программирования алгоритмов линейной структуры»

 

Цель выполнения данной лабораторной работы состоит в освоении формализации при решении задач на компьютере, в изучении средств и приемов, а также в получении практических навыков разработки, написания и отладки последовательных программ с использованием процедур.

 

Вопросы, подлежащие изучению

1. Средства процедурного программирования в C #.

2. Средства описания процедур в C #.

3. Преимущества программ, имеющих процедуры.

4. Обмен данными между процедурами.

5. Фактические и формальные параметры.

6. Способы передачи параметров по значению и адресу.

7. Отличия в передаче значения результата выполнения функций и подпрограмм.

8. Средства реализации алгоритмов линейной структуры.

9. Особенности составления схем алгоритмов, использующих процедуры.

 

Задание

1. Выбрать вариант задания из таблицы 1.3-1 по усмотрению преподавателя.

2. Записать заданные или полученные в процессе формализации математические формулы в виде арифметических выражений.

3. Разработать алгоритм решения заданной задачи и представить его в виде схем алгоритмов, реализованных на MS Visio.

1. Создать проект, использующий модуль формы, процедуры пользователя, решающие предписанные задачи, процедуры ввода исходных данных и     процедуру вывода результата. Обмен данными между процедурами должен осуществляться через параметры, без использования глобальных переменных. Событийная процедура должна содержать только операторы вызова пользовательских (общих) процедур.

5. Подготовить тесты для контрольного решения задачи.

6. Выполнить проект и получить результаты.

7. Доказать, что результат правильный.

 

1.3.3. Варианты задания

                                                                                                                                                                   Таблица 1.3-1 

1)	Определить периметры правильных n – угольников (10 – угольника, 50 – угольника, 100 – угольника), вписанных в окружность заданного радиуса R.  Назначение процедуры: Вычисление стороны правильного n-угольника  вычисление периметра n- угольника
2)	Определить длины всех медиан треугольника, заданного длинами сторон a,b,c. Назначение процедуры: Вычисление медианы, проведенной к стороне a:
3)	Определить углы между тремя векторами, направленными из общей начальной точки с координатами (0,0) в конечные точки: точку (2;5); точку (7;6); точку (9;3). Назначение процедуры: Вычисление угла между 2-мя векторами, проведенными из точки (0, 0) в точки (x1, y1) и (x2, y2) по формуле
4)	Вычислить и вывести площадь пятиугольника, заданного прямоугольными координатами своих вершин: A1(3;2), A2(9;6), A3(14;2), A4(10;-3), A5(7;-2) Использовать формулу площади треугольника: . Назначение процедуры: Вычисление площади треугольника по заданным координатам его вершин: (x1;y1), (x2;y2), (x3;y3).
5)	Определить длины всех биссектрис треугольника, заданного длинами сторон   a, b, c. Назначение процедуры: Вычисление биссектрисы угла
6)	Вычислить и вывести R - расстояние между двумя точками A и B, заданными сферическими координатами. Соотношение между сферическими координатами и декартовыми   . Назначение процедуры: Вычисление декартовых координат точки по заданным сферическим координатам.
7)	Вычислить значение площади полной поверхности треугольной пирамиды, если известны длины всех ребер: |AB| = 3; |AD| = 5; |DB| = 4; |DC| = ; |BC| = ; |AC| = 5. Для вычисления площади треугольника использовать формулу Герона: , где a, b, c - длины сторон Назначение процедуры: Вычисление площади треугольника.
8)	Определить высоту, на которой будет мяч, подброшенный вертикально вверх с высоты y0=1м и начальной скоростью V0=20м/сек через t=1сек, 3сек и 4сек Назначение процедуры: Вычисление высоты в момент t:  , где g м/сек.
9)	Определить площади правильных n - угольников (10-угольника; 50-угольника; 100-угольника), вписанных в окружность радиуса R Назначение процедуры: Вычисление стороны правильного n-угольника   - радиус вписанной окружности;  площадь n-угольника
10)	Определить площадь кольца, внутренний радиус которого равен R1, а внешний R2 (R2>R1). Назначение процедуры: Вычисление площади круга радиуса R: .
11)	Вычислить и вывести полярные координаты 3-х точек, заданных прямоугольными координатами в правой полуплоскости. Формулы преобразования координат: . Назначение процедуры: Вычисление полярных координат по заданным прямоугольным координатам точки правой полуплоскости.
12)	Определить площадь каждого из 3-х секторов с радиусами R1, R2, R3 и с центральными углами Назначение процедуры: Площадь сектора радиуса R c центральным углом (в градусах) равна .
1 3)	Вычислить . Назначение процедуры: Вычисление .
14)	Определить стороны треугольника, заданного величинами своих углов и радиусом описанной окружности. Назначение процедуры: Применить теорему синусов
15)	Определить площадь каждого из 3-х кругов, ограниченных тремя окружностями, длины которых L1,L2,L3 известны. Назначение процедуры: Вычислить площадь круга  предварительно вычислив R по формуле
16)	Определить углы треугольника, длины сторон которого a, b, c заданы. Назначение процедуры: Применить теорему половинного угла  где угол, противолежащий стороне с.
17)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
18)	Определить общую  длину дуги, образованной полуокружностями 3 2 2.5 1 Назначение процедуры: Вычисление длины половины окружности.
19)	Вычислить  стороны треугольника A и B при условии, что заданы сторона C и углы треугольника и . Назначение процедуры: Вычисление стороны треугольника по формуле где  - угол, противолежащий стороне A,  - угол, противолежащий стороне C.
20)	Вычислить значения медиан треугольника, сторонами которого являются медианы исходного треугольника со сторонами a, b, c. Назначение процедуры: Вычисление длины медианы, проведенной к стороне a: .
21)	Вычислить   Назначение процедуры: Вычисление .
22)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
23)	Определить длину дуги каждого из трех секторов с радиусами R1, R2, R3 и с центральными углами Назначение процедуры: Длина дуги сектора радиуса R c центральным углом (в градусах) равна .
24)	Вычислить координаты точки пересечения двух прямых: , вычисляемые по формулам: , где . Назначение процедуры: Вычисление определителя второго порядка.
25)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление .
26)	Определить все углы треугольника при заданных значениях сторон a, b, c. Назначение процедуры: Вычисление угла по теореме косинусов:
27)	Вычислить определенный интеграл  для функции
28)	Вычислить площадь трех кругов S1, S2 и S3 с заданными диаметрами d1, d2 и d3. Назначение процедуры: Вычисление .
29)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
30)	Определить общую площадь фигуры, образованной полукругами 3 2 2.5 1 Назначение процедуры: Вычисление площади полукруга .
31)	Вычислить и вывести значения:g(1.2,s)+g(t,s)-g(2s-1,s+t), где s и t –действительные числа. Назначение процедуры: Вычисление .
32)	Вычислить   и . Назначение процедуры: Вычисление
33)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
34)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление
35)	Вычислить Назначение процедуры: Вычисление .

 

Содержание отчета

 

1. Тема и название работы.

2. Задание на разработку проекта и вариант задания.

3. Формализация и уточнение задания.

4. Разработка проекта:

4.1. Графический интерфейс пользователя;

4.2. Таблица свойств объектов;

4.3. Схемы алгоритмов процедур пользователя;

4.4. Программный код с использованием процедур.

5. Результаты выполнения проекта.

6. Доказательство правильности работы программы.

 

1.3.5. Пример выполнения задания

Тема и название работы

Структура C # -программ и процедуры. Средства программирования алгоритмов линейной структуры – Вычисление периметра и площади треугольника по заданным координатам трех его вершин.

2. Задание на разработку проекта и вариант задания

Создать приложение с именем Проект-4-3-Лаб, для вычисления периметра и площади треугольника по заданным координатам трех его вершин. То есть,

  Задано: x 1, y 1; x 2, y 2; x 3, y 3 – координаты вершин.

  Требуется определить:     Р – периметр треугольника,

                                                S – площадь треугольника. 

  Ограничения на значения исходных данных и их соотношения:

                                           А>0, В>0, C >0, А+В>С, А+ C >В, В+ C >А одновременно.

3. Формализация и уточнение задания

Для решения задачи существуют известные формулы:

Р = А + В + С;

S =     (формула Герона),

A = ;

B = ;

C = ,

где Рр = Р/2 – полупериметр;          A, B, C – стороны треугольника.

В соответствии с требованиями задания разобьем решение задачи на несколько отдельных задач и создадим процедуры-функции пользователя, реализующие эти задачи:

· процедуру-функцию double storona(),вычисляющую длину отрезка по координатам двух точек;

· процедуру- функцию double PS(),  вычисляющую периметр и площадь треугольника;

· процедуру-функцию double vvod) для ввода действительного числа из объекта типа TextBox;

· процедуру- функцию void vivod() для вывода действительного числа в объект типа TextBox.

4. Разработка приложения: