 |
Задание на лабораторную работу
|
|
|
|
Лабораторная работа №2
Разработать набор классов для работы с функциями одной переменной, заданными в табличной форме.
В данной работе можно не делать проверки корректности параметров методов, если только задание не требует этого в явной форме. Необходимые для этого модификации будут выполняться в следующей работе.
В ходе выполнения работы запрещено использовать классы из пакета java.util.
Задание 1 (0,1 балла)
Создать пакет functions, в котором далее будут создаваться классы программы.
Задание 2 (0,7 балла)
В пакете functions создать класс FunctionPoint, объект которого должен описывать одну точку табулированной функции.
Состояние объектов должно содержать два аспекта: координату точки по оси абсцисс и координату точки по оси ординат. При написании класса следует учесть особенности инкапсуляции.
В классе должны быть описаны следующие конструкторы:
· FunctionPoint(double x, double y) – создаёт объект точки с заданными координатами;
· FunctionPoint(FunctionPoint point) – создаёт объект точки с теми же координатами, что у указанной точки;
· FunctionPoint() – создаёт точку с координатами (0; 0).
Задание 3 (0,7 балла)
В пакете functions создать класс TabulatedFunction, объект которого должен описывать табулированную функцию.
Для хранения данных о точках должен использоваться массив типа FunctionPoint. При этом разумно организовать работу с массивом так, чтобы точки в нём были всегда упорядочены по значению координаты x.
В классе должны быть описаны следующие конструкторы:
TabulatedFunction(double leftX, double rightX, int pointsCount) – создаёт объект табулированной функции по заданным левой и правой границе области определения, а также количеству точек для табулирования (значения функции в точках при этом следует считать равными 0);
|
|
|
TabulatedFunction(double leftX, double rightX, double[] values) – аналогичен предыдущему конструктору, но вместо количества точек получает значения функции в виде массива.
В обоих случаях точки должны создаваться через равные интервалы по x.
Задание 4 (0,6 балла)
В классе TabulatedFunction описать методы, необходимые для работы с функцией.
Метод double getLeftDomainBorder() должен возвращать значение левой границы области определения табулированной функции. Очевидно, что оно совпадает с абсциссой самой левой точки в описывающей функцию таблице.
Аналогично, метод double getRightDomainBorder() должен возвращать значение правой границы области определения табулированной функции.
Метод double getFunctionValue(double x) должен возвращать значение функции в точке x, если эта точка лежит в области определения функции. В противном случае метод должен возвращать значение неопределённости (оно хранится, например, в поле NaN класса Double). При расчёте значения функции следует использовать линейную интерполяцию, т.е. считать, что на интервале между заданными в таблице точками функция является прямой линией. Для написания кода метода рекомендуется воспользоваться уравнением прямой, проходящей через две заданные различающиеся точки.
Задание 5 (1,5 балла)
В классе TabulatedFunction описать методы, необходимые для работы с точками табулированной функции. Считать, что нумерация точек начинается с ноля.
Метод int getPointsCount() должен возвращать количество точек.
Метод FunctionPoint getPoint(int index) должен возвращать ссылку на объект, описывающий точку, имеющую указанный номер. При написании метода обеспечьте корректную инкапсуляцию.
Метод void setPoint(int index, FunctionPoint point) должен заменять указанную точку табулированной функции на заданную. При написании метода обеспечьте корректную инкапсуляцию. В случае если координата x задаваемой точки лежит вне интервала, определяемого значениями соседних точек табулированной функции, то замену точки проводить не следует. Например, для функции, определяемой точками {(0; 0), (1; 1), (2; 4)}, точку с индексом 1 нельзя заменить точкой (-1; 5).
|
|
|
Метод double getPointX(int index) должен возвращать значение абсциссы точки с указанным номером.
Метод void setPointX(int index, double x) должен изменять значение абсциссы точки с указанным номером. Аналогично методу setPoint(), данные метод не должен изменять точку, если новое значение попадает в другой интервал табулирования.
Метод double getPointY(int index) должен возвращать значение ординаты точки с указанным номером.
Метод void setPointY(int index, double y) должен изменять значение ординаты точки с указанным номером.
Задание 6 (1 балл)
В классе TabulatedFunction описать методы, изменяющие количество точек табулированной функции.
Метод void deletePoint(int index) должен удалять заданную точку табулированной функции.
Метод void addPoint(FunctionPoint point) должен добавлять новую точку табулированной функции. При написании метода обеспечьте корректную инкапсуляцию.
При написании методов следует учитывать, что точки в массиве должны быть упорядочены по значению координаты x.
Для копирования участков массивов следует воспользоваться методом arraycopy() класса System.
Также следует понимать, что создание нового массива каждый раз при выполнении операций удаления и вставки точки является расточительством по отношению к памяти и скорости работы программы. Поэтому длина массива в общем случае не должна совпадать с количеством точек в табулированной функции, а замена массива на массив большей длины должна производиться только в некоторых случаях.
Задание 7 (0,4 балла)
Проверить работу написанных классов.
В пакете по умолчанию (вне пакета functions) нужно создать класс Main, содержащий точку входа программы.
В методе main() создайте экземпляр класса TabulatedFunction и задайте для него табулированные значения какой-нибудь известной вам функции.
Выведите в консоль значения функции на ряде точек. Рекомендуется использовать такой шаг (или такие точки), чтобы среди них оказались точки вне области определения функции, а также чтобы несколько точек попали в один интервал табулированной функции.
Проверьте, как изменяется результат работы программы после изменения точек, добавления и удаления точек.
|
|
|
