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.