题目集4、5以及期中考试的总结性Blog

前言：这两次的pta题目也是多边形系列的，题目要求复杂，测试点多，难度高，虽然题目数量少了，但所需时间更多。知识点涉及的其实主要还是类的运用，只是为实现功能所需的各种算法难度较大，需要借鉴网上的方法。由于之前就没能跟上，这两次作业很完成度都低。相比之下期中考试就简单很多了，主要考察的是基础知识，题目不仅给出了类图，还有部分所需代码可以使用。

7-1 sdut-String-2 识蛟龙号载人深潜，立科技报国志（II）（正则表达式）

输入格式:

读入关于蛟龙号载人潜水器探测数据的多行字符串，每行字符不超过80个字符。

以"end"结束。

输出格式:

与输入行相对应的各个整数之和。

代码：

　　这题还是很简单的，就是熟悉一下正则表达式的用法。还有就是while（flag）实现循坏输入。

采坑心得：String需要进行类型强制转换用来计算。

改进建议：暂无

7-3 设计一个银行业务类

编写一个银行业务类BankBusiness，具有以下属性和方法：
（1）公有、静态的属性：银行名称bankName，初始值为“中国银行”。
（2）私有属性：账户名name、密码password、账户余额balance。
（3）银行对用户到来的欢迎（welcome）动作（静态、公有方法），显示“中国银行欢迎您的到来！”，其中“中国银行”自动使用bankName的值。
（4）银行对用户离开的提醒（welcomeNext）动作（静态、公有方法），显示“请收好您的证件和物品，欢迎您下次光临！”
（5）带参数的构造方法，完成开户操作。需要账户名name、密码password信息，同时让账户余额为0。
（6）用户的存款（deposit）操作（公有方法，需要密码和交易额信息），密码不对时无法存款且提示“您的密码错误！”；密码正确、完成用户存款操作后，要提示用户的账户余额，例如“您的余额有1000.0元。”。
（7）用户的取款（withdraw）操作（公有方法，需要密码和交易额信息）。密码不对时无法取款且提示“您的密码错误！”；密码正确但余额不足时提示“您的余额不足！”；密码正确且余额充足时扣除交易额并提示用户的账户余额，例如“请取走钞票，您的余额还有500.0元。”。

编写一个测试类Main，在main方法中，先后执行以下操作：
（1）调用BankBusiness类的welcome()方法。
（2）接收键盘输入的用户名、密码信息作为参数，调用BankBusiness类带参数的构造方法，从而创建一个BankBusiness类的对象account。
（3）调用account的存款方法，输入正确的密码，存入若干元。密码及存款金额从键盘输入。
（4）调用account的取款方法，输入错误的密码，试图取款若干元。密码及取款金额从键盘输入。
（5）调用account的取款方法，输入正确的密码，试图取款若干元（取款金额大于余额）。密码及取款金额从键盘输入。
（6）调用account的取款方法，输入正确的密码，试图取款若干元（取款金额小于余额）。密码及取款金额从键盘输入。
（7）调用BankBusiness类的welcomeNext()方法。

 

 

部分代码：

　　这题考察的是类与方法的运用，将所需要完成的功能放在银行类里封装成方法，再用主函数调用，实现问题的要求。

采坑心得：不熟悉this的含义，理解错误导致部分使用的地方出错

改进建议：暂无

 

7-2 点线形系列4-凸四边形的计算

用户输入一组选项和数据，进行与四边形有关的计算。
以下四边形顶点的坐标要求按顺序依次输入，连续输入的两个顶点是相邻顶点，第一个和最后一个输入的顶点相邻。
选项包括：
1：输入四个点坐标，判断是否是四边形、平行四边形，判断结果输出true/false，结果之间以一个英文空格符分隔。
2：输入四个点坐标，判断是否是菱形、矩形、正方形，判断结果输出true/false，结果之间以一个英文空格符分隔。 若四个点坐标无法构成四边形，输出"not a quadrilateral"
3：输入四个点坐标，判断是凹四边形（false）还是凸四边形(true)，输出四边形周长、面积，结果之间以一个英文空格符分隔。 若四个点坐标无法构成四边形，输出"not a quadrilateral"
4：输入六个点坐标，前两个点构成一条直线，后四个点构成一个四边形或三角形，输出直线与四边形（也可能是三角形）相交的交点数量。如果交点有两个，再按面积从小到大输出四边形(或三角形)被直线分割成两部分的面积（不换行）。若直线与四边形或三角形的一条边线重合，输出"The line is coincide with one of the lines"。若后四个点不符合四边形或三角形的输入，输出"not a quadrilateral or triangle"。
后四个点构成三角形的情况：假设三角形一条边上两个端点分别是x、y，边线中间有一点z，另一顶点s：
1）符合要求的输入：顶点重复或者z与xy都相邻，如x x y s、x z y s、x y x s、s x y y。此时去除冗余点，保留一个x、一个y。
2) 不符合要求的输入：z 不与xy都相邻，如z x y s、x z s y、x s z y
5：输入五个点坐标，输出第一个是否在后四个点所构成的四边形（限定为凸四边形，不考虑凹四边形）或三角形（判定方法见选项4）的内部（若是四边形输出in the quadrilateral/outof the quadrilateral，若是三角形输出in the triangle/outof the triangle）。如果点在多边形的某条边上，输出"on the triangle或者on the quadrilateral"。若后四个点不符合四边形或三角形，输出"not a quadrilateral or triangle"。

输入格式:
基本格式：选项+":"+坐标x+","+坐标y+" "+坐标x+","+坐标y。点的x、y坐标之间以英文","分隔，点与点之间以一个英文空格分隔。

输出格式:
基本输出格式见每种选项的描述。
异常情况输出：
如果不符合基本格式，输出"Wrong Format"。
如果符合基本格式，但输入点的数量不符合要求，输出"wrong number of points"。
注意：输出的数据若小数点后超过3位，只保留小数点后3位，多余部分采用四舍五入规则进到最低位。小数点后若不足3位，按原始位数显示，不必补齐。例如：1/3的结果按格式输出为 0.333，1.0按格式输出为1.0

选项1、2、3中，若四边形四个点中有重合点，输出"points coincide"。
选项4中，若前两个输入线的点重合，输出"points coincide"。

 

设计与分析：用变量存点坐标，创建线类和四边形类，由于对类的操作不熟悉，将各种功能实现放在四边形类的方法中。

 

　　

改进建议：功能四和五没能实现，后续需要补完。可以构造更多的类，将部分的方法放在类中，减少单个类的复杂度。

 

7-1 点线形系列5-凸五边形的计算-1
用户输入一组选项和数据，进行与五边形有关的计算。
以下五边形顶点的坐标要求按顺序依次输入，连续输入的两个顶点是相邻顶点，第一个和最后一个输入的顶点相邻。
选项包括：
1：输入五个点坐标，判断是否是五边形，判断结果输出true/false。
2：输入五个点坐标，判断是凹五边形（false）还是凸五边形(true)，如果是凸五边形，则再输出五边形周长、面积，结果之间以一个英文空格符分隔。 若五个点坐标无法构成五边形，输出"not a pentagon"
3：输入七个点坐标，前两个点构成一条直线，后五个点构成一个凸五边形、凸四边形或凸三角形，输出直线与五边形、四边形或三角形相交的交点数量。如果交点有两个，再按面积从小到大输出被直线分割成两部分的面积（不换行）。若直线与多边形形的一条边线重合，输出"The line is coincide with one of the lines"。若后五个点不符合五边形输入，若前两点重合，输出"points coincide"。

以上3选项中，若输入的点无法构成多边形，则输出"not a polygon"。输入的五个点坐标可能存在冗余，假设多边形一条边上两个端点分别是x、y，边线中间有一点z，另一顶点s：
1）符合要求的输入：顶点重复或者z与xy都相邻，如：x x y s、x z y s、x y x s、s x y y。此时去除冗余点，保留一个x、一个y。
2) 不符合要求的输入：z不与xy都相邻，如：z x y s、x z s y、x s z y

输入格式:
基本格式：选项+":"+坐标x+","+坐标y+" "+坐标x+","+坐标y。点的x、y坐标之间以英文","分隔，点与点之间以一个英文空格分隔。

输出格式:
基本输出格式见每种选项的描述。
异常情况输出：
如果不符合基本格式，输出"Wrong Format"。
如果符合基本格式，但输入点的数量不符合要求，输出"wrong number of points"。
注意：输出的数据若小数点后超过3位，只保留小数点后3位，多余部分采用四舍五入规则进到最低位。小数点后若不足3位，按原始位数显示，不必补齐。例如：1/3的结果按格式输出为 0.333，1.0按格式输出为1.0

输入样例1:
选项1，点重合。例如：

1:-1,-1 1,2 -1,1 1,0
输出样例:
在这里给出相应的输出。例如：

wrong number of points
设计与分析：构造点线类，主要判断直接放在主函数中，调用类方法实现功能。

　　

采坑心得：功能判断的算法太难了想不出来，只好借鉴网上代码了。
改进建议：功能未实现完，后续需要补足。还是添加更多的类，减少单个类的复杂度，后续水平增强后优化代码


7-2 点线形系列5-凸五边形的计算-2
用户输入一组选项和数据，进行与五边形有关的计算。
以下五边形顶点的坐标要求按顺序依次输入，连续输入的两个顶点是相邻顶点，第一个和最后一个输入的顶点相邻。
选项包括：
4：输入十个点坐标，前、后五个点分别构成一个凸多边形（三角形、四边形、五边形），判断它们两个之间是否存在包含关系（一个多边形有一条或多条边与另一个多边形重合，其他部分都包含在另一个多边形内部，也算包含）。
两者存在六种关系：1、分离（完全无重合点） 2、连接（只有一个点或一条边重合） 3、完全重合 4、被包含（前一个多边形在后一个多边形的内部）5、交错 6、包含（后一个多边形在前一个多边形的内部）。
各种关系的输出格式如下：
1、no overlapping area between the previous triangle/quadrilateral/ pentagon and the following triangle/quadrilateral/ pentagon
2、the previous triangle/quadrilateral/ pentagon is connected to the following triangle/quadrilateral/ pentagon
3、the previous triangle/quadrilateral/ pentagon coincides with the following triangle/quadrilateral/ pentagon
4、the previous triangle/quadrilateral/ pentagon is inside the following triangle/quadrilateral/ pentagon
5、the previous triangle/quadrilateral/ pentagon is interlaced with the following triangle/quadrilateral/ pentagon
6、the previous triangle/quadrilateral/ pentagon contains the following triangle/quadrilateral/ pentagon

5：输入十个点坐标，前、后五个点分别构成一个凸多边形（三角形、四边形、五边形），输出两个多边形公共区域的面积。注：只考虑每个多边形被另一个多边形分割成最多两个部分的情况，不考虑一个多边形将另一个分割成超过两个区域的情况。
6：输入六个点坐标，输出第一个是否在后五个点所构成的多边形（限定为凸多边形，不考虑凹多边形），的内部（若是五边形输出in the pentagon/outof the pentagon，若是四边形输出in the quadrilateral/outof the quadrilateral，若是三角形输出in the triangle/outof the triangle）。输入入错存在冗余点要排除，冗余点的判定方法见选项5。如果点在多边形的某条边上，输出"on the triangle/on the quadrilateral/on the pentagon"。
以上4、5、6选项输入的五个点坐标可能存在冗余，假设多边形一条边上两个端点分别是x、y，边线中间有一点z，另一顶点s：
1）符合要求的输入：顶点重复或者z与xy都相邻，如：x x y s、x z y s、x y x s、s x y y。此时去除冗余点，保留一个x、一个y。
2) 不符合要求的输入：z不与xy都相邻，如：z x y s、x z s y、x s z y

 

设计与分析：这题难度太大，时间不够，没能完成，后续有时间再写吧。

期中考试
7-1 点与线（类设计）

  • 设计一个类表示平面直角坐标系上的点Point，私有属性分别为横坐标x与纵坐标y，数据类型均为实型数，除构造方法以及属性的getter与setter方法外，定义一个用于显示信息的方法display(),用来输出该坐标点的坐标信息，格式如下：(x,y)，数值保留两位小数。为简化题目，其中，坐标点的取值范围设定为(0,200]。若输入有误，系统则直接输出Wrong Format

  • 设计一个类表示平面直角坐标系上的线Line，私有属性除了标识线段两端的点point1、point2外，还有一个字符串类型的color，用于表示该线段的颜色，同样，除构造方法以及属性的getter与setter方法外，定义一个用于计算该线段长度的方法getDistance(),还有一个用于显示信息的方法display(),用来输出线段的相关信息，输出格式如下：

      ```
      The line's color is:颜色值
      The line's begin point's Coordinate is:
      (x1,y1)
      The line's end point's Coordinate is:
      (x2,y2)
      The line's length is:长度值
  ```
     

    其中，所有数值均保留两位小数，建议可用String.format("%.2f", data)方法。

      设计类图如下图所示。


设计与分析：

 

 

根据题目中已给出类图，根据类图设计类、变量和方法即可。重点在于用getDistance()的算法计算长度和display()方法的构造和使用。

部分代码（点类和线类）：

　　

采坑心得：仔细审题，注意输入范围的判断（其实是别人踩的坑，借用一下）

改进建议：暂无

7-2 点线面问题重构（继承与多态）

在“点与线（类设计）”题目基础上，对题目的类设计进行重构，以实现继承与多态的技术性需求。

在“点与线（类设计）”题目基础上，对题目的类设计进行重构，以实现继承与多态的技术性需求。

  • 对题目中的点Point类和线Line类进行进一步抽象，定义一个两个类的共同父类Element（抽象类），将display()方法在该方法中进行声明（抽象方法），将Point类和Line类作为该类的子类。
  • 再定义一个Element类的子类面Plane，该类只有一个私有属性颜色color，除了构造方法和属性的getter、setter方法外，display()方法用于输出面的颜色，输出格式如下：The Plane's color is:颜色

在主方法内，定义两个Point（线段的起点和终点）对象、一个Line对象和一个Plane对象，依次从键盘输入两个Point对象的起点、终点坐标和颜色值（Line对象和Plane对象颜色相同），然后定义一个Element类的引用，分别使用该引用调用以上四个对象的display()方法，从而实现多态特性。示例代码如下：

      element = p1;//起点Point
      element.display();
      
      element = p2;//终点Point
      element.display();
      
      element = line;//线段
      element.display();
      
      element = plane;//面
      element.display();

设计与分析：

 

这题就是在第一题基础上加上继承，所需的类方法也都已给出，主类中所需修改的代码题目也已经给出，按类图修改就行啦。

部分代码（主类和新建的两个类）

　　

　　

采坑心得：用题目给的代码注意变量名统一
改进建议：暂无

7-3 点线面问题再重构（容器类）

在“点与线（继承与多态）”题目基础上，对题目的类设计进行重构，增加容器类保存点、线、面对象，并对该容器进行相应增、删、遍历操作。

  • 在原有类设计的基础上，增加一个GeometryObject容器类，其属性为ArrayList<Element>类型的对象（若不了解泛型，可以不使用<Element>）
  • 增加该类的add()方法及remove(int index)方法，其功能分别为向容器中增加对象及删除第index - 1（ArrayList中index>=0）个对象
  • 在主方法中，用户循环输入要进行的操作（choice∈[0,4]），其含义如下：
    • 1：向容器中增加Point对象
    • 2：向容器中增加Line对象
    • 3：向容器中增加Plane对象
    • 4：删除容器中第index - 1个数据，若index数据非法，则无视此操作
    • 0：输入结束
    示例代码如下： 
       choice = input.nextInt();
    while(choice != 0) {
        switch(choice) {
        case 1://insert Point object into list 
          ...
            break;
        case 2://insert Line object into list
            ...
            break;
        case 3://insert Plane object into list
            ...
            break;
        case 4://delete index - 1 object from list
            int index = input.nextInt();
            ...
        }
        choice = input.nextInt();
    }

由于在补前面的知识，容器没有学好，这题也没拿什么分。

总结：这几周的学习状态一直都不好，再加之要补前面落下的知识，作业的完成情况不太好。类和方法的知识有了一定的进步，但仍需写一些练习题完善。继承只后的知识还没怎么学，需要加快进度了。在算法方面遇到了很多困难，要多加练习，多学习网上的算法来提高自己。正则表达式也是用的网上的，需要更深入的学习才能自己写出需要的正则表达式解决问题。不会就多问，多看网课多练习，上课不能再划水摸鱼了，努力追上进度。

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