Глава 6.2. Вложени цикли – изпитни задачи
В предходната глава разгледахме вложените цикли и как да ги използване за рисуване на различни фигури на конзолата. Научихме се как да отпечатваме фигури с различни размери, измисляйки подходяща логика на конструиране с използване на единични и вложени for
цикли в комбинация с различни изчисления и програмна логика:
for (int row = 1; row <= 5; row++) {
System.out.print("*");
for (int col = 1; col < 5; col++) {
System.out.print(" *");
}
System.out.println();
}
Декларирахме си и собствен метод repeatStr(…)
, който ни помага да печатаме даден символ (или поредица от символи) определен от нас брой пъти:
Изпитни задачи
Сега нека решим заедно няколко изпитни задачи, за да затвърдим наученото и да развием още алгоритмичното си мислене.
Задача: чертане на крепост
Да се напише програма, която прочита от конзолата цяло число n и чертае крепост с ширина 2 * n колони и височина n реда като в примерите по-долу. Лявата и дясната колона във вътрешността си са широки n / 2.
Входни данни
Входът е цяло число n в интервала [3 … 1000].
Изходни данни
Да се отпечатат на конзолата n текстови реда, изобразяващи крепостта, точно както в примерите.
Примерен вход и изход
Вход | Изход | Вход | Изход |
---|---|---|---|
3 | /^\/^\ | | \_/\_/ |
4 | /^^\/^^\ | | | | \__/\__/ |
Вход | Изход | Вход | Изход |
---|---|---|---|
5 | /^^\__/^^\ | | | | | __ | \__/ \__/ |
8 | /^^^^\____/^^^^\ | | | | | | | | | | | ____ | \____/ \____/ |
Насоки и подсказки
От условието на задачата виждаме, че входните данни ще се състоят само от един ред, който ще съдържа в себе си едно цяло число в интервала [3 … 1000]. По тази причина ще използваме променлива от тип int
.
След като вече сме декларирали и инициализирали входните данни, трябва да разделим крепостта на три части:
- покрив
- тяло
- основа
От примерите можем да разберем, че покривът е съставен от две кули и междинна част. Всяка кула се състои от начало /
, среда ^
и край \
.
\ е специален символ в езика Java и използвайки само него в метода System.out.println(…) , конзолата няма да го разпечата, затова с \\ показваме на конзолата, че искаме да отпечатаме точно този символ, без да се интерпретира като специален (екранираме го, на английски се нарича “character escaping”). |
Средата е с размер, равен на n / 2
, следователно можем да отделим тази стойност в отделна променлива. Тя ще пази големината на средата на кулата.
Декларираме си и втора променлива, в която ще пазим стойността на частта между двете кули. Междинната част на покрива е с размер 2 * n - 2 * colSize - 4
.
За да отпечатаме на конзолата покрива, ще използваме нашия метод repeatStr(…)
, който приема два параметъра (string, int)
и съединява даден символ (или поредица от символи) n на брой пъти.
Тялото на крепостта се състои от начало |
, среда (празно място)
и край |
. Средата от празно място е с големина 2 * n - 2
. Броят на редовете за стени, можем да определим от дадените ни примери - n - 3
.
За да нарисуваме предпоследния ред, който е част от основата, трябва да отпечатаме начало |
, среда (празно място)_(празно място)
и край |
. За да направим това, можем да използваме отново вече декларираните от нас променливи colSize
и midSize
, защото от примерите виждаме, че са равни на броя _
в покрива.
Добавяме към стойността на празните места + 1
, защото в примерите имаме едно празно място повече.
Структурата на основата на крепостта е еднаква с тази на покрива. Съставена е от две кули и междинна част. Всяка една кула има начало \
, среда _
и край /
.
Тестване в Judge системата
Тествайте решението си тук: https://judge.softuni.org/Contests/Practice/Index/658#0.
Задача: пеперуда
Да се напише програма, която прочита от конзолата цяло число n и чертае пеперуда с ширина 2 * n - 1 колони и височина 2 * (n - 2) + 1 реда като в примерите по-долу. Лявата и дясната ѝ част са широки n - 1.
Входни данни
Входът е цяло число n в интервала [3 … 1000].
Изходни данни
Да се отпечатат на конзолата 2 * (n - 2) + 1 текстови реда, изобразяващи пеперудата, точно както в примерите.
Примерен вход и изход
Вход | Изход | Вход | Изход |
---|---|---|---|
3 | *\ /* @ */ \* |
5 | ***\ /*** ---\ /--- ***\ /*** @ ***/ \*** ---/ \--- ***/ \*** |
Вход | Изход |
---|---|
7 | *****\ /***** -----\ /----- *****\ /***** -----\ /----- *****\ /***** @ *****/ \***** -----/ \----- *****/ \***** -----/ \----- *****/ \***** |
Насоки и подсказки
От условието на задачата виждаме, че входните данни ще бъдат прочетени само от един ред, който ще съдържа в себе си едно цяло число в интервала [3 … 1000]. По тази причина ще използваме променлива от тип int
.
Можем да разделим фигурата на 3 части - горно крило, тяло и долно крило. За да начертаем горното крило на пеперудата, трябва да го разделим на части - начало *
, среда \ /
и край *
. След разглеждане на примерите можем да кажем, че началото е с големина n - 2
.
Виждаме също така, че горното крило на пеперудата е с размер n - 2
, затова можем да направим цикъл, който да се повтаря halfRowSize
пъти.
От примерите можем да забележим, че на четен ред имаме начало -
, среда \ /
и край *
, а на нечетен - начало *
, среда \ /
и край -
. Следователно, трябва да направим if-else
проверка дали е четен или нечетен редът и съответно да отпечатаме един от двата типа редове.
За да направим тялото на пеперудата, можем отново да използваме променливата halfRowSize
и да отпечатаме на конзолата точно един ред. Структурата на тялото е с начало (празно място)
, среда @
и край (празно място)
.
Остава да отпечатаме на конзолата и долното крило, което е идентично с горното крило.
Тестване в Judge системата
Тествайте решението си тук: https://judge.softuni.org/Contests/Practice/Index/658#1.
Задача: знак "Стоп"
Да се напише програма, която прочита от конзолата цяло число n и чертае предупредителен знак STOP с размери като в примерите по-долу.
Входни данни
Входът е цяло число N в интервала [3 … 1000].
Изходни данни
Да се отпечатат на конзолата текстови редове, изобразяващи предупредителния знак STOP, точно както в примерите.
Примерен вход и изход
Вход | Изход | Вход | Изход |
---|---|---|---|
3 | ...._______.... ...//_____\\... ..//_______\\.. .//_________\\. //___STOP!___\\ \\___________// .\\_________//. ..\\_______//.. |
6 | ......._____________....... ......//___________\\...... .....//_____________\\..... ....//_______________\\.... ...//_________________\\... ..//___________________\\.. .//_____________________\\. //_________STOP!_________\\ \\_______________________// .\\_____________________//. ..\\___________________//.. ...\\_________________//... ....\\_______________//.... .....\\\___________//..... |
Вход | Изход |
---|---|
7 | ........_______________........ .......//_____________\\....... ......//_______________\\...... .....//_________________\\..... ....//___________________\\.... ...//_____________________\\... ..//_______________________\\.. .//_________________________\\. //___________STOP!___________\\ \\___________________________// .\\_________________________//. ..\\_______________________//.. ...\\_____________________//... ....\\___________________//.... .....\\_________________//..... ......\\_______________//...... |
Насоки и подсказки
От условието на задачата виждаме, че входните данни ще бъдат прочетени само от един ред, който ще съдържа в себе си едно цяло число в интервала [3 … 1000]. По тази причина ще използваме променлива от тип int
.
Можем да разделим фигурата на 3 части - горна, средна и долна. Горната част се състои от две подчасти - начален ред и редове, в които знака се разширява. Началния ред е съставен от начало .
, среда _
и край .
. След разглеждане на примерите можем да кажем, че началото е с големина n + 1
и е добре да отделим тази стойност в отделна променлива.
Трябва да създадем и втора променлива, в която ще пазим стойността на средата на началния ред и е с големина 2 * n + 1
.
След като вече сме декларирали и инициализирали двете променливи, можем да отпечатаме на конзолата началния ред. Нека не забравяме преминаването на нов ред на конзолата със System.out.println(…)
.
За да начертаем редовете, в които знака се "разширява", трябва да създадем цикъл, който да се завърти n
брой пъти. Структурата на един ред се състои от начало .
, //
+ среда _
+ \\
и край .
. За да можем да използваме отново създадените променливи, трябва да намалим dots
с 1 и underscores
с 2, защото ние вече сме отпечатали първия ред, а точките и долните черти в следващия ред от фигурата намаляват.
На всяка следваща итерация началото и краят намаляват с 1, а средата се увеличава с 2.
Средната част от фигурата има начало //
+ _
, среда STOP!
и край _
+ \\
. Броят на долните черти _
е (underscores - 5) / 2
.
Долната част на фигурата, в която знакът се смалява, можем да направим като отново създадем цикъл, който да се завърти n
брой пъти. Структурата на един ред е начало .
+ \\
, среда _
и край //
+ .
. Броят на точките при първата итерация на цикъла трябва да е 0 и на всяка следваща да се увеличава с едно. Следователно можем да кажем, че големината на точките в долната част от фигурата е равна на i
.
За да работи нашата програма правилно, трябва на всяка итерация от цикъла да намаляваме броя на _
с 2.
Тестване в Judge системата
Тествайте решението си тук: https://judge.softuni.org/Contests/Practice/Index/658#2.
Задача: стрелка
Да се напише програма, която прочита от конзолата цяло нечетно число n и чертае вертикална стрелка с размери като в примерите по-долу.
Входни данни
Входът е цяло нечетно число n в интервала [3 … 79].
Изходни данни
Да се отпечата на конзолата вертикална стрелка, при която "#
" (диез) очертава стрелката, а ".
" - останалото.
Примерен вход и изход
Вход | Изход | Вход | Изход |
---|---|---|---|
3 | .###. .#.#. ##.## .#.#. ..#.. |
5 | ..#####.. ..#...#.. ..#...#.. ..#...#.. ###...### .#.....#. ..#...#.. ...#.#... ....#.... |
Вход | Изход |
---|---|
9 | ....#########.... ....#.......#.... ....#.......#.... ....#.......#.... ....#.......#.... ....#.......#.... ....#.......#.... ....#.......#.... #####.......##### .#.............#. ..#...........#.. ...#.........#... ....#.......#.... .....#.....#..... ......#...#...... .......#.#....... ........#........ |
Насоки и подсказки
От условието на задачата виждаме, че входните данни ще бъдат прочетени само от един ред, който ще съдържа в себе си едно цяло число в интервала [3 … 79]. По тази причина ще използваме променлива от тип int
.
Можем да разделим фигурата на 3 части - горна, средна и долна. Горната част се състои от две подчасти - начален ред и тяло на стрелката. От примерите виждаме, че броят на външните точки в началния ред и в тялото на стрелката са (n - 1) / 2
. Тази стойност можем да запишем в променлива outerDots
.
Броят на вътрешните точки в тялото на стрелката е (n - 2)
. Трябва да създадем променлива с име innerDots
, която ще пази тази стойност.
От примерите можем да видим структурата на началния ред. Трябва да използваме декларираните и инициализирани от нас променливи outerDots
и n
, за да отпечатаме началния ред. Не трябва да забравяме, че трябва да отидем на нов ред със System.out.println();
.
За да нарисуваме на конзолата тялото на стрелката, трябва да създадем цикъл, който да се повтори n - 2
пъти.
Средата на фигурата е съставена от начало #
, среда .
и край #
. От примерите виждаме, че броят на #
е равен на outerDots
, увеличен с 1 и за това можем да използваме отново същата променлива.
За да начертаем долната част на стрелката, трябва да зададем нови стойности на двете променливи outerDots
и innerDots
.
Цикъла, който ще направим, трябва да се завърти n - 2
пъти и отделно ще отпечатаме последния ред от фигурата. На всяка итерация outerDots
се увеличава с 1, а innerDots
намалява с 2.
Последният ред от нашата фигура е съставен от начало .
, среда #
и край .
. Броят на .
е равен на outerDots
.
Тестване в Judge системата
Тествайте решението си тук: https://judge.softuni.org/Contests/Practice/Index/658#3.
Задача: брадва
Да се напише програма, която прочита цяло число n и чертае брадва с размери, показани по-долу.
Ширината на брадвата е 5 * N
колони.
Входни данни
Входът е цяло число n в интервала [2..42].
Изходни данни
Да се отпечата на конзолата брадва, точно както е в примерите.
Примерен вход и изход
Вход | Изход | Вход | Изход |
---|---|---|---|
2 | ------**-- ------*-*- *******-*- ------***- |
5 | ---------------**-------- ---------------*-*------- ---------------*--*------ ---------------*---*----- ---------------*----*---- ****************----*---- ****************----*---- ---------------*----*---- --------------********--- |
Вход | Изход |
---|---|
8 | ------------------------**-------------- ------------------------*-*------------- ------------------------*--*------------ ------------------------*---*----------- ------------------------*----*---------- ------------------------*-----*--------- ------------------------*------*-------- ------------------------*-------*------- *************************-------*------- *************************-------*------- *************************-------*------- *************************-------*------- ------------------------*-------*------- -----------------------*---------*------ ----------------------*-----------*----- ---------------------***************---- |
Насоки и подсказки
За решението на задачата е нужно първо да изчислим големината на тиретата от ляво, средните тирета, тиретата от дясно и цялата дължина на фигурата.
След като сме декларирали и инициализирали променливите, можем да започнем да изчертаваме фигурата като започнем с горната част. От примерите можем да разберем каква е структурата на първия ред и да създадем цикъл, който се повтаря n
брой пъти. На всяка итерация от цикъла средните тирета се увеличават с 1, а тиретата от дясно се намаляват с 1.
За да можем да използваме отново създадените променливи при чертането на дръжката на брадвата, трябва да намалим средните тирета с 1,а тиретата от дясно да увеличим с 1.
Дръжката на брадвата можем да нарисуваме, като завъртим цикъл, който се повтаря n - 2
пъти. От примерите можем да разберем, каква е нейната структура.
Долната част на фигурата, трябва да разделим на две подчасти - глава на брадвата и последния ред от фигурата. Главата на брадвата ще отпечатаме на конзолата, като направим цикъл, който да се повтаря n / 2 - 1
пъти. На всяка итерация тиретата от ляво и тиретата от дясно намаляват с 1, а средните тирета се увеличават с 2.
За последния ред от фигурата, можем отново да използваме трите, вече декларирани и инициализирани променливи leftDashes
, middleDashes
, rightDashes
.
Тестване в Judge системата
Тествайте решението си тук: https://judge.softuni.org/Contests/Practice/Index/658#4.