‫מבוא למדעי המחשב‬ ‫ושפת ‪Java‬‬ ‫מפגש שביעי‬ ‫• לולאות מקוננות‬ ‫• מערכים דו מימדיים‬ ‫• תוים ומחרוזות‬ ‫לולאות מקוננות‬ ‫מזכיר את עיקרון ה‪ if -‬המקונן‬ ‫שימוש בלולאות שלמדנו בצורה מקוננת‬ ‫{ )‪for (int i = 1; i <= 10; i++‬‬ ‫)‪for (int j = 1; j <= 10; j++‬‬ ‫;)”‪System.out.print(i * j + “\t‬‬ ‫;)(‪System.out.println‬‬ ‫}‬ ‫טבלאות מעקב‬ for (int i = 1; i <= 3; i++) { i j 1 1 1 2 1 3 2 1 2 2 2 4 6 2 3 3 6 9 3 1 3 2 3 3 for (int j = 1; j <= 3; j++) System.out.print(i * j + “\t”); System.out.println(); } 1 2 3 ‫דוגמא – הדפסת תפריט שבועי‬ ‫תוכנית שמדפיסה כמות קלוריות מקסימלית‬ ‫לתפריט דיאטטי שבועי‬ ‫‪Sat‬‬ ‫‪Fri‬‬ ‫‪Thu‬‬ ‫‪Wed‬‬ ‫‪Tue‬‬ ‫‪Mon‬‬ ‫‪Sun‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪250‬‬ ‫‪250‬‬ ‫‪250‬‬ ‫‪250‬‬ ‫‪250‬‬ ‫‪Breakfast‬‬ ‫‪1200‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪Lunch‬‬ ‫‪250‬‬ ‫‪800‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪Dinner‬‬ public class DietTable { public static void main () { CaloriesCalculator slimMe = new CaloriesCalculator(); String[] days = {“Sun”, “Mon”, “Tue”, “Wed”, “Thu”, “Fri”, “Sat”}; String[] meal = {“Breakfast”, “Lunch”, “Dinner”}; System.out.print(“The new and improved diet table – success guaranteed!!!"); for (int i = 0; i < days.length; i++) System.out.print(days[i] + “\t”); System.out.println(); for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.print(meal[i] + “\t”); for (int j = 0; j < 7; j++) System.out.print(slimMe.calculateCalories(meal[i], days[j]) + “\t”); } } } System.out.println(); ‫דוגמא נוספת‬ ‫תרגיל‪ :‬כתבו תוכנית שמקבלת מהמשתמש‬ ‫מספר ומדפיסה את כל המספרים הראשוניים בין‬ ‫‪ 2‬למספר שנקלט מהמשתמש (כולל)‬ ‫;‪int i‬‬ ‫)‪for (i = 2; i < number; i++‬‬ ‫)‪if (number % i == 0‬‬ ‫;‪break‬‬ ‫)‪if (i == number‬‬ ‫;)"‪System.out.println("Prime‬‬ ‫‪else‬‬ ‫;)"‪System.out.println("Not Prime‬‬ ‫פתרון‬ public class Prime { public static void main () { int number, i; Scanner scan = new Scanner(System.in); System.out.print("Please enter a number: "); number = scan.nextInt(); for (int j = 2; j <= number; j++) { for (i = 2; i < j; i++) if (j % i == 0) break; if (i == j) System.out.print(j + “ ”); } } } ‫מספר לולאות מקוננות‬ ‫שאלה‪ :‬כמה כוכביות יודפסו על המסך אחרי‬ ‫הרצת הקוד הבא‪:‬‬ ‫)‪for (int i = 0 ; i < 10; i++‬‬ ‫)‪for (int j = 5; j <= 14; j++‬‬ ‫)‪for (int k = -12; k < -2; k++‬‬ ‫;)"*"(‪System.out.print‬‬ )‫מספר לולאות מקוננות (המשך‬ ?‫ועכשיו‬ for (int i = 0; i < 10; i++) { for (int j = 0; j < 10; j++) System.out.print("*"); for (int k = 0; k < 10; k++) System.out.print("*"); } ‫דוגמא נוספת‬ ‫תרגיל‪ :‬כתבו תוכנית שמדפיסה משולש הפוך‬ ‫שמורכב מכוכביות (השורה העליונה בנוייה מ‪11 -‬‬ ‫כוכביות וכל שורה קטנה ב‪ 2 -‬כוכביות מקודמתה)‬ ‫סה"כ ‪ 6‬שורות‬ ‫***********‬ ‫*********‬ ‫*******‬ ‫*****‬ ‫***‬ ‫*‬ ‫הפתרון‬ int maxStars = 11; int maxSpaces = maxStars / 2 + 1; for (int i = 0; i <= maxSpaces ; i++) { for (int j = 0; j < i; j++) // print spaces System.out.print(" "); for (int j = 0; j < maxStars - i * 2; j++) //print * System.out.print("*"); System.out.println(); // new line } ‫שכלול התרגיל‬ ‫שכללו את התרגיל כך שניתן יהיה להגדיר את‬ ‫גודל המשולש – מספר השורות ממנו הוא מורכב‬ ‫(בדוגמא מספר השורות הינו ‪)6‬‬ ‫;)(‪• int lines = scan.nextInt‬‬ ‫= ‪• maxSpaces‬‬ ‫= ‪• maxStars‬‬ ‫שכלול נוסף של התרגיל‬ ‫שכללו את התרגיל כך שיודפסו שני משולשים‬ ‫הפוכים‪ ,‬הנוגעים ראש בראש‬ ‫*********‬ ‫*******‬ ‫*****‬ ‫***‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫***‬ ‫*****‬ ‫*******‬ ‫*********‬ ‫מערך דו מימדי‬ ‫בלוק דו מימדי של תאי זיכרון שמחזיקים‬ ‫משתנים מאותו טיפוס (פשוטים או אובייקטים)‬ ‫מאפשר לאחסן ערכים רבים (ללא צורך במשתנים‬ ‫רבים) ובסדר מסויים‬ ‫גודלו של המערך הדו מימדי נקבע עם יצירתו ולא‬ ‫ניתן לשינוי‬ ‫מערך דו מימדי ‪ -‬דוגמא‬ ‫מערך דו מימדי של ‪ int‬בגודל ‪( 4X5‬סה"כ ‪20‬‬ ‫תאים המכילים משתנים מסוג ‪)int‬‬ ‫עמודות‬ ‫שורות‬ ‫;]‪int[][] numArray = new int[4][5‬‬ ‫גישה לתא בשורה ‪ 1‬בעמודה ‪ 3‬תעשה ע"י‪:‬‬ ‫;]‪int number = numArray[1][3‬‬ ‫מערכים דו מימדיים ולולאות מקוננות‬ ‫הדפסת מערך דו מימדי שמכיל מספרים ממשיים‬ final int ROWS = 6; final int COLUMNS = 9; double[][] numbers = new double[ROWS][COLUMNS]; for (int i = 0; i < ROWS; i++) { for (int j = 0; j < COLUMNS; j++) System.out.print(numbers[i][j] + " "); System.out.println(); } ‫גודל של מערך דו מימדי‬ :‫נתון הקוד הבא‬ Scanner scan = new Scanner(System.in); System.out.print(“Please enter 2 integers for the size of the 2-dimentional array: “); int row = scan.nextInt(); int col = scan.nextInt(); double[][] numbers = new double[row][col]; … ‫גודל של מערך דו מימדי‬ ‫במיקום אחר בקוד אני נדרש להדפיס את המערך‬ for (int i = 0; i < numbers.length; i++) { int rowLength = numbers[i].length; for (int j = 0; j < rowLength ; j++) System.out.print(numbers[i][j] + " "); System.out.println(); } )‫מערכים דו מימדיים ולולאות מקוננות (המשך‬ ‫ כתבו תוכנית שמייצרת מערך דו מימדי‬:‫תרגיל‬ ‫שמכיל את לוח הכפל‬ final int SIZE = 10; int[][] multiBoard = new int[SIZE][SIZE]; int i, j; for (i = 0; i < multiBoard.length; i++) { for (j = 0; j < multiBoard[i].length; j++) multiBoard[i][j] = ((i + 1) * (j + 1)); } ‫הצהרה‪ ,‬יצירה והשמה‬ ‫בדומה למערך חד מימדי ניתן לאתחל את המערך‬ ‫בערכים בזמן ההצהרה והיצירה שלו‬ ‫{ = ‪int[][] grades‬‬ ‫‪{77, 98, 80, 100},‬‬ ‫‪{89, 65, 99},‬‬ ‫}‪{87, 90, 66, 95‬‬ ‫;}‬ ‫ההצהרה וההשמה חייבים להופיע בפקודה אחת‬ ‫יצירת מערך דו מימדי – חלוקה לשלבים‬ :‫כשאנחנו כותבים את הפקודה הבאה‬ double[][] numbers = new double[ROWS][COLUMNS]; :‫ בעצם מבצעת עבורנו את הפקודות הבאות‬java double[ ][ ] numbers; numbers = new double[ROWS][ ]; for (int i = 0; i < ROWS; i++) numbers[i] = new double[COLUMNS]; !‫מערך דו מימדי זה גם אובייקט‬ heap -‫מערך דו מימדי הוא גם אובייקט שממוקם ב‬ int[][] numArray; undefined undefined undefined undefined undefined undefined numArray Heap Memory !‫מערך דו מימדי זה גם אובייקט‬ heap -‫מערך דו מימדי הוא גם אובייקט שממוקם ב‬ int[][] numArray = new int[4][5]; 0 1 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 undefined undefined undefined 2 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 3 34866 undefined Heap undefined 34866 Memory numArray !‫מערך דו מימדי זה גם אובייקט‬ heap -‫מערך דו מימדי הוא גם אובייקט שממוקם ב‬ numArray[2][4] = 6; 0 1 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 undefined 6 undefined 2 0 1 2 3 0 1 2 3 4 3 34866 undefined Heap 4 undefined undefined 34866 Memory numArray ‫מערך דו מימדי עם שורות בגדלים שונים‬ ‫כאמור מערך דו מימדי הינו מערך של מערכים‪,‬‬ ‫לכן ניתן להגדיר מערך דו מימדי שגודל כל שורה‬ ‫בו שונה‬ ‫;][]‪int[][] example = new int[4‬‬ ‫;]‪example[0] = new int[5‬‬ ‫;]‪example[1] = new int[4‬‬ ‫;]‪example[2] = new int[3‬‬ ‫;]‪example[3] = new int[5‬‬ ‫מערך דו מימדי עם שורות בגדלים שונים‬ :‫כך זה ייראה בזיכרון‬ 0 1 0 1 2 3 0 1 2 3 4 undefined undefined undefined 2 0 1 2 0 1 2 undefined 3 34866 undefined Heap 3 4 34866 Memory example ‫מערך דו מימדי עם שורות בגדלים שונים‬ ?example.length ‫למה שווה עכשיו‬ ?example[1].length = example[2].length ‫האם‬ 0 1 0 1 2 3 0 1 2 3 4 undefined undefined undefined 2 0 1 2 0 1 2 undefined 3 34866 undefined Heap 3 4 34866 Memory example ‫מערך תלת מימדי ו‪...‬‬ ‫ניתן גם להגדיר מערך תלת מימדי‪:‬‬ ‫;]‪int[][][] array3D = new int[5][5][5‬‬ ‫וגם ארבע מימדי‪:‬‬ ‫;]‪int[][][][] array4D = new int[5][5][5][5‬‬ ‫והשמיים הם הגבול‪...‬‬ ‫תרגיל נוסף‬ ‫כתבו מחלקה בשם ‪GradesStatistics‬‬ ‫שמייצגת מאגר ציונים של תלמידים בחמישה‬ ‫מקצועות שונים (לכל תלמיד נשמרים הציונים‬ ‫בכל אחד מ‪ 5 -‬המקצועות)‬ ‫תרגיל נוסף‬ :‫המחלקה צריכה לכלול את המתודות הבאות‬ public GradesStatistics(int maxStudentNum) public int addGradesPerStudent(int[] grades) public double calculateAverageByStudent(int studentId) public double calculateAverageByCourse(int courseNumber) public void printGradesByStudent(int studentId) public void printGradesByCourse(int courseNumber) public String toString() public class GradesStatisticsTester { public static void main(String[] args) { GradesStatistics statistics = new GradesStatistics(10); int int int int int [] [] [] [] [] grades1 grades2 grades3 grades4 grades5 int int int int int studentId1 studentId2 studentId3 studentId4 studentId5 = = = = = = = = = = {100, 100, 89, 98, 78}; {56, 80, 67, 98, 100}; {80, 80, 80, 80, 80}; {100, 100, 80, 80, 90}; {55, 40, 61, 12, 66}; statistics.addGradesPerStudent(grades1); statistics.addGradesPerStudent(grades2); statistics.addGradesPerStudent(grades3); statistics.addGradesPerStudent(grades4); statistics.addGradesPerStudent(grades5); double averageForStudent3 = statistics.calculateAverageByStudent(studentId3); statistics.printGradesByStudent(studentId3); System.out.println("The average of student 3 is: " + averageForStudent3); double averageForCourse2 = statistics.calculateAverageByCourse(2); statistics.printGradesByCourse(2); System.out.println("The average of course 2 is: " + averageForCourse2); } } System.out.println(statistics); GradesStatistics public class GradesStatistics { // instance variables - replace the example below with your own private final int NUMBER_OF_COURSES = 5; private int[][] _grades; private int _actualStudentNum; public GradesStatistics(int maxStudentNum) { // initialise instance variables _grades = new int[maxStudentNum][NUMBER_OF_COURSES]; _actualStudentNum = 0; } GradesStatistics public int addGradesPerStudent(int[] grades) { if (_actualStudentNum < _grades.length) { for (int i =0; i < grades.length; i++) { _grades[_actualStudentNum][i] = grades[i]; } return ++_actualStudentNum; } else return -1; } GradesStatistics public double calculateAverageByCourse(int courseNumber) { double sum = 0; for (int i =0; i < _actualStudentNum; i++) sum += _grades[i][courseNumber - 1] ; return (sum/_actualStudentNum); } public double calculateAverageByStudent(int studentId) { double sum = 0; for (int i =0; i < NUMBER_OF_COURSES; i++) sum += _grades[studentId][i] ; return (sum/NUMBER_OF_COURSES); } GradesStatistics public void printGradesByStudent(int studentId) { String output = "Student id: " + studentId + "\n"; for (int i =0; i < NUMBER_OF_COURSES; i++) output += ("Course Number: " + i + " Grade: " +_grades[studentId][i] +"\n"); System.out.print(output); } public void printGradesByCourse(int courseNumber) { String output = "Course number: " + courseNumber + "\n"; for (int i =0; i < _actualStudentNum; i++) output += ("Student Id: "+ i+" Grade: " +_grades[i][courseNumber-1] +"\n"); System.out.print(output); } GradesStatistics public String toString() { String output = ""; for (int i =0; i < _actualStudentNum; i++) { output += ("Student id: " + i + " "); for (int j =0; j < NUMBER_OF_COURSES; j++) output += ("Course Number: " + j +" Grade: " +_grades[i][j]+" "); output += "\n"; } return output; } } ‫מחרוזות ותוים‬ ‫מייצג תו בודד – אות – ‪char‬‬ ‫;’‪char c = ‘a‬‬ ‫המשתנה ‪ c‬מכיל את התו ’‪ ‘a‬שזהו בעצם ערך‬ ‫מספרי לפי טבלת ‪ASCII‬‬ ‫‪American Standard Code for Information Interchange‬‬ ‫לכל תו יש ערך מספרי בטבלת ‪ ASCII‬למשל‬ ‫הערך של ‪ a‬הינו ‪.97‬‬ ‫כתוב תוכנית המקבלת תו מהמשתמש ומדפיסה‬ ‫את הערך ה‪ ASCII -‬שלו‬ ASCII ‫טבלת‬ ‫תוים‬ char c1 = a; ?‫חוקי‬ char c1 = ‘a’, c2 = ‘b’; if (c1 < c2) System.out.print( “YES”(; abc -‫• הדפס את כל תוי ה‬ for (char c = ‘a’; c<= ‘z’; c++) System.out.print(c(; ‫תוים‬ ‫שיטה שבודקת האם תו שהוקלד ע"י המשתמש הינו תו‬ ‫ גדולות או קטנות‬,abc-‫ב‬ boolean isInAbc(char c) { if ((‘a’ <= c && c <= ‘z’) || (‘A’ <= c && c <= ‘Z’)) return true; return false; } ‫תוים‬ ‫שיטה המקבלת תו מהמשתמש‪ ,‬אם הוא אות קטנה‪ ,‬היא‬ ‫הופכת אותו לאות גדולה‪ .‬למשל את ‪ a‬ל‪A -‬‬ ‫{ )‪char low2High(char c‬‬ ‫{ )’‪if (‘a’ <= c && c <= ‘z‬‬ ‫;)’‪c -= (‘a’ – ‘A‬‬ ‫}‬ ‫;‪return c‬‬ ‫}‬ ‫מחרוזות‬ ‫• מחרוזת היא רצף של תוים‬ String ‫ מחרוזת מוגדרת כמחלקה‬Java – ‫• ב‬ • String str = “Hello World”; • String str1 = new String (“Hello World”); if (str == str1) System.out.println(“YES”); else System.out.println(“NO”); ‫ השוואה‬- ‫מחרוזות‬ ‫ של‬equals ‫• על מנת להשוות בין מחרוזות נשתמש בשיטה‬ .‫ השיטה עוברת תו תו ומשווה‬,String ‫המחלקה‬ String s1 = new String (“Hello”); String s2 = new String (“Hello”); if (s1.equals(s2)) System.out.println(“YES”); else System.out.println(“NO”); equalsIgnoreCase - ‫• השוואה ללא תלות בגודל האות‬ ‫מחרוזות – קבלת תו‬ ‫• על מנת לקבל תו מסויים במחרוזת נשתמש בשיטה‬ ‫)‪ charAt(int index‬של ‪String‬‬ ‫• אפשר להתייחס אל מחרוזת כאל מערך של תוים‪ ,‬לכן‬ ‫)‪ charAt(0‬יחזיר את התו הראשון של המחרוזת‪.‬‬ ‫;)”‪String s1 = new String (“Hello World‬‬ ‫;)‪char c = s1.charAt(2‬‬ ‫;)‪c = s1.charAt(10‬‬ ‫;)‪c = s1.charAt(22‬‬ ‫• בצורה כזו אפשר לבדוק את ערכו של כל תו במחרוזת‬ ‫מחרוזות – חיפוש אינדקס של תו‬ ‫• על מנת לקבל את האינדקס בו נמצא תו מסויים במחרוזת‬ ‫נשתמש בשיטה )‪ indexOf(char c‬של ‪String‬‬ ‫;)”‪String s1 = new String (“Hello‬‬ ‫;)’‪int i = s1.indexOf(‘e‬‬ ‫;)’‪i = s1.indexOf(‘l‬‬ ‫מחזיר את האינדקס של התו הראשון שנמצא מתאים‬ ‫)‪indexOf(char c, int fromIndex‬‬ ‫התחל האינדקס ‪i = s1.indexOf(‘l’, 3); // 3‬‬ ‫מחרוזות – תת מחרוזת‬ ‫• על מנת לקבל מחרוזת חלקית של מחרוזת נתונה נשתמש‬ ‫בשיטה )‪ substring(int beginIndx‬של ‪ String‬המחזירה‬ ‫תת מחרוזת המתחילה באינדקס הנתון‬ ‫;)”‪String s1 = new String (“Hello‬‬ ‫;)‪String s2 = s1.substring(1‬‬ ‫• ניתן לקבל תת מחרוזת המתחילה באינדקס מסויים ונגמרת‬ ‫באינדקס מסויים‬ ‫)‪substring(int beginIndx, int endIndx‬‬ ‫;)‪s2 = s1.substring(2, 4‬‬ ‫מחרוזות – תרגול‬ ‫• שיטה המחזירה את האינדקס האחרון של תו מסויים‬ lastIndexOf(string s, char c) • String s = “abccabccca”; • int i = lastIndexOf(s, ‘b’); ‫• שיטה המחזירה את מספר האותיות במחרוזת‬ numOfLetters(string s) • string s = “as#$ fd !@?”; • int num = numOfLetters(s); ‫תרגיל‬ ‫נגדיר שפה חדשה‪ ,‬שהמילים בה מצייתות לכללים‬ ‫הבאים‪:‬‬ ‫האותיות החוקיות היחידות בשפה הן‪.a, b, c :‬‬ ‫כל תו אחר אסור לשימוש‬ ‫כל מילה חייבת להתחיל באות ‪a‬‬ ‫מספר ה‪ b -‬במילה חייב להיות זוגי‬ ‫אחרי כל אות ‪ c‬במילה חייבות לבוא שתי‬ ‫אותיות ‪a‬‬ ‫תרגיל (המשך)‬ ‫דוגמאות למילים חוקיות‪:‬‬ ‫‪a, abba, acaabcaab, abbabbababcaa‬‬ ‫המילים הבאות אינן חוקיות‪:‬‬ ‫‪ – abbb‬מספר ה‪ b-‬אינו זוגי‬ ‫‪ – bb‬מילה חייבת להתחיל באות ‪a‬‬ ‫‪ – abcab‬אחרי כל ‪ c‬חייבות לבוא שתי ‪a‬‬ ‫‪ – abdfb‬האותיות ‪ d‬ו‪ f-‬אינן שייכות לשפה‬ )‫תרגיל (המשך‬ ‫ אם‬true ‫כתבו מתודה שמקבלת מילה ומחזירה‬ ‫ אחרת‬false -‫המילה חוקית בשפה ו‬ public class WordValidator { public boolean isValid(String word) { … } } import java.util.Scanner; public class Tester { public static void main() { driver class Scanner scan = new Scanner(System.in); WordValidator wordValid = new WordValidator(); String word; System.out.println("Welcom to the words validator!!!"); System.out.print("Please enter a word to validate: "); word = scan.next(); while( !word.equals("quit")) { if(wordValid.isValid(word)) System.out.println(word + " is a valid word"); else System.out.println(word + " is not a valid word"); System.out.print("Another word? (type quit to exit): "); } } } word = scan.next(); System.out.println("Thank you for using Word Validator!"); public boolean isValid(String word) { boolean valid = true; // flag to indicate if the word is valid or not int i, bCount = 0; char temp; // not starting with 'a' if (word.charAt(0) != A) valid = false; // run over the rest of the word, stop in the end, or if some rule was broken for (i = 1 ; i < word.length() && valid ; i++) { // save the current letter temp = word.charAt(i); // if 'b' found = count it if (temp == B) bCount++; // if 'c' was found: else if (temp == C) { // first check that it's not the last or one before last. If yes - there can't be two 'a' after it, and the rule is broken if (i == word.length() - 1 || i == word.length() - 2) valid = false; // if not - check the next two characters, looking for 'a' else if(word.charAt(i+1) != A || word.charAt(i+2) != A) valid = false; } // if the current character is not 'a', 'b' or 'c' - illegal word else if (temp != A) valid = false; } // for // check if the number of 'b' is even if (bCount % 2 != 0) valid = false; // valid contains true if the word is legal, and false otherwise. return valid; } ‫עבודה עם ה‪debugger -‬‬ ‫באג (‪ – (bug‬שגיאה שאנחנו עושים במהלך‬ ‫כתיבת הקוד של התוכנית‬ ‫‪ BlueJ‬נותנת לנו כלי לאיתור שגיאות וטיפול בהן‬ ‫הכלי‪ – debugger :‬מאפשר לנו לקבוע נקודות‬ ‫עצירה לאורך הקוד ולעקוב בפירוט על ביצוע‬ ‫הפקודות‬