Основная часть

Рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Рекомендуются следующее содержание аудиторных лабораторных работ:

1. Знакомство с используемой средой программирования. Простейшее консольное приложение. Консольный ввод-вывод.

Студент знакомится со средой программирования C++, выполняя:

• создание проекта приложения;

• работу с редактором кода;

• сборку и запуск приложения.

Результатом работы является запускаемое приложение осуществляющее вывод на консоль и ввод с консоли с помощью функций scanf и printf.

2. Объявление и инициализация переменных стандартных типов. Запись констант. Внутреннее представление и доменные области. Операции с битами. Преобразования типов

Акцентируются следующие вопросы:

• выбор имен переменных. ;

• диапазоны значений;

• восьмеричные и шестнадцатеричные константы;

• последовательность байт в представлении целых чисел;

• тривиальные и нетривиальные действия с битами;

• сдвиги;

• потеря данных;

• пример int k= (3223/100.)*100.

3. Статические массивы, структуры, объединения, перечисления. Определение длины данных. Преобразования типов и арифметика указателей.

Создание структур данных с использованием статических массивов и перечисляемых типов.

Студент разрабатывает описание сложного объекта, представимого как многоуровневая комбинация массивов структур и структур, содержащих массивы.

Результатом работы является описание информационного объекта (группа студентов, библиотечное собрание книг, штатное расписание и т.п.).

Акцентируются следующие вопросы:

• битовых структур;

• наложение данных в объединении на примере сложения целых чисел в 16 байт;

• результат оператора sizeof над массивами и структурами.

4. Вычисление арифметических и логических выражений. Циклы. Условные операторы.

Студенту предлагается сделать один из вариантов действий над двумерным массивом (матрицей):

• транспонировать;

• отсортировать по столбцам;

• отсортировать по строкам;

• умножения матрицы на вектор.

Результатом работы является запускаемое консольное приложение с формой осуществляющей ввод/вывод с помощью функций fscanf и fprintf.

5. Функции. Определение и описание. Рекурсивный вызов функций. Указатели на функции

Студенту предлагается реализовать один из следующих вариантов:

• передачу параметров функции main в командной строке;

• реализация простейшей функции с переменным числом параметров;

• реализация путем рекурсивного вызова функций работы с деревом или сортировки.

Результатом работы является запускаемое консольное приложение с выводом результатов на экран и файловым потоком ввода/вывода.

6. Псевдослучайные числа функции моделирующие законы распределения

Студент на основе стандартных функций srand и rand должен реализовать по заданию преподавателя:

• получение псевдослучайного целого числа в заданном диапазоне;

• получение псевдослучайного дробного числа в заданном интервале;

• проверку равномерности распределения;

• получение псевдослучайного числа распределенного по нормальному закону с заданными характеристиками.

Результатом работы является запускаемое приложение с файловым хранением последовательности сгенерированных псевдослучайных чисел.

7. Обработка файловых структур данных. Форматированный текстовый ввод/вывод. Ввод/вывод для двоичных файлов и использование стандартных функций времени на примере реализации регистрации событий.

Студент реализует запись и чтение из текстового файла записей выбранной структуры по заданию преподавателя.

Студент реализует запись в двоичный файл сообщений введенных с клавиатуры с метками времени и поиск по времени сообщений в полученном файле.

Акцентируются следующие вопросы:

• режимы открытия файла;

• позиционирование для ввода и вывода;

• спецификаторы форматирования.

Результатом работы является запускаемое консольное приложение.

8. Проектирование иерархий классов. Создание объектов с использованием конструкторов разных семантических типов. Конструкторы при наследовании.

Студенту предлагается создать наследуемые классы с обращением внимания на следующие вопросы:

• множественное наследование;

• инкапсуляция членов классов при наследовании;

• последовательность вызова конструкторов;

• динамическое выделение памяти в конструкторах;

• конструктор копирования;

• виртуальный деструктор.

9. Реализация методов классов с использованием механизма перегрузки операций.

Студенту предлагается создать класс векторов с перегруженными операциями сложения и вычитания и скалярного умножения, а также ввода из потока и вывода в поток.

10. Массив указателей типа абстрактного класса и полиморфное поведение объектов классов потомков.

Студенту предлагается создать наследование от абстрактного класса классов с несколькими виртуальными функциями.

Например, от класса абстрактного банковского вклада унаследовать классы вкладов до востребования, срочного, депозита с перегруженными методами ведения вклада.

11. Определение, генерация и обработка исключений.

Предполагается разработка типа исключения обеспечивающего для операций с файлами формирование:

• кода ошибки;

• сообщения об ошибке;

• вектора параметров ошибки.

12. Реализация шаблонного контейнерного класса.

Студент реализует по выбору преподавателя контейнерный класс типа:

• динамический массив;

• список двунаправленный;

• список однонаправленный;

• список циклический;

• очередь;

• очередь c выбыванием

• стек

• двусторонний стек;

• сетка (двумерный массив).

Класс предполагает размещение контейнеров в оперативной памяти.

13. Реализация алгоритма сортировки на примере массивов.

Студент реализует по выбору преподавателя функцию для сортировки массивов методами:

• перестановки;

• вставки;

• слияния;

• кучи;

• быстрой сортировки

Передача параметров функции должна включать указатель на пользовательскую функцию сравнения. В реализации функции используется наличие оператора индексации для массива.

14. Реализация алгоритма сортировки на примере списков и ассоциативных массивов.

Студент реализует по выбору преподавателя функцию для сортировки контейнеров данных типов методами:

• слияния;

• перестановки.

Функция должна работать для каждого типа контейнера. Передача параметров функции должна включать указатель на пользовательскую функцию сравнения. В реализации функции используется наличие итератора для стандартного контейнера.

15. Поиск в файле, отсортированном по ключу поиска и с использованием таблицы индексов.

Студент реализует формирование индексного файла методом свертки ключа для записей исходного файла. Структура записи определяется по выбору преподавателя.

Реализация должна быть представлена в виде шаблонного класса с указанием структуры записи в шаблоне.

16. Балансировка двоичного дерева.

Реализация помимо балансировки должна обеспечивать редактирование структуры дерева и данных, ассоциированных с вершинами и весами ребер. Реализация должна выполняться в виде класса, где тип данных должен определяться в шаблоне.

Проверка выполняется по высоте сбалансированного дерева.

17. Реализация алгоритма Крускала для поиска минимального остовного дерева неориентированного графа.

Реализация помимо собственно алгоритма должна обеспечивать редактирование структуры графа и весов, ассоциированных с ребрами. Реализация должна выполняться в виде класса.

Дерево должно представляться в классе предыдущего задания.

18. Моделирование равномерного и нормального распределения псевдослучайной величины.

Студент реализует по выбору преподавателя функцию возвращающую псевдослучайную величину:

• типа double равномерно распределенную на [0,1];

• типа int равномерно распределенную на [-N,N];;

• типа рациональное число равномерно распределенную на [0,1];

• типа int нормального распределения с заданной дисперсией и матожиданием;

• типа double нормального распределения с заданной дисперсией и матожиданием;

• типа double нормального распределения с заданным средним квадратичным отклонением и матожиданием;

Функция должна работать режиме вывода заданного количества значений псевдослучайной величины в поток.

Требования к отчетным материалам по лабораторным работам

Рекомендуемая структура отчета по лабораторной работе:

• Введение

• Постановка задачи

• Проектная часть

• Описание программы

• Руководство пользователя

• Заключение

• Список литературы

• Приложения

Оформление работы необходимо выполнять с учетом требований к выполнению лабораторных, курсовых и дипломных работ основанных на рекомендациях сборника 34 ГОСТ по оформлению текстовых документов.

Во введении дается формулировка задачи, оговариваются средства ее решения, указываются цели, которые студент ставит перед собой в процессе разработки.

В постановке задачи студент проводит анализ поставленной задачи, выбор методов ее реализации.

В проектной части студентом разрабатывается алгоритм решения задачи, выбор и обоснование средств реализации проекта.

В описании программы приводятся перечни модулей, классов, структур, функций с комментариями к их назначению.

В руководстве пользователя содержится информация по подготовке входных данных, запуску, процессу выполнения и анализу результатов программы.

В заключении подводятся основные итоги курсового проекта, делаются выводы по всей работе.

Список литературы в работе является обязательным и выполняется в соответствии с ГОСТом.

Раздел с приложениями, содержит материалы второстепенного характера (распечатки форм документов, листинги программ, и другая информация подобного рода).