实验2Scala编程初级实践题目

1. 计算级数

请用脚本的方式编程计算并输出下列级数的前 n 项之和 Sn，直到 Sn 刚好大于或等于 q 为止，其中 q 为大于 0 的整数，其值通过键盘输入。

例如，若 q 的值为 50.0 ，则输出应为： Sn=50.416695 。请将源文件保存为 exercise2-1.scala，在REPL模式下测试运行，

测试样例：q=1时，Sn=2；q=30时，Sn=30.891459； q=50 时，Sn=50.416695。

import scala.io.StdIn

object sy1 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    var p = StdIn.readInt()
    var s: Float = 0
    var n: Float = 1
    while (s<p){
      s=s+(n+1)/n
      n=n+1
    }
    println(s"Sn=${s}")
  }
}

在命令行终端运行，先在下面画出的文件夹下创建sy2.scala文件，将上述代码复制到文件中，然后直接在Windows cmd下或者linux终端下输入scala sy2.scala即可运行

2. 模拟图形绘制

对于一个图形绘制程序，用下面的层次对各种实体进行抽象。定义一个 Drawable 的特质，其包括一个 draw 方法，默认实现为输出对象的字符串表示。定义一个 Point 类表示点，其混入了 Drawable 特质，并包含一个 shift 方法，用于移动点。所有图形实体的抽象类为Shape，其构造函数包括一个 Point 类型，表示图形的具体位置（具体意义对不同的具体图形不一样）。Shape 类有一个具体方法 moveTo 和一个抽象方法 zoom，其中 moveTo 将图形从当前位置移动到新的位置，各种具体图形的 moveTo 可能会有不一样的地方。zoom 方法实现对图形的放缩，接受一个浮点型的放缩倍数参数，不同具体图形放缩实现不一样。继承 Shape 类的具体图形类型包括直线类 Line 和圆类 Circle。Line 类的第一个参数表示其位置，第二个参数表示另一个端点，Line 放缩的时候，其中点位置不变，长度按倍数放缩（注意，缩放时，其两个端点信息也改变了），另外，Line 的 move 行为影响了另一个端点，需要对 move 方法进行重载。Circle 类第一个参数表示其圆心，也是其位置，另一个参数表示其半径，Circle 缩放的时候，位置参数不变，半径按倍数缩放。另外直线类 Line 和圆类 Circle 都混入了 Drawable 特质，要求对 draw 进行重载实现，其中类 Line 的 draw 输出的信息样式为“Line:第一个端点的坐标--第二个端点的坐标)”，类 Circle 的 draw 输出的信息样式为 “Circle center:圆心坐标,R=半径”。如下的代码已经给出了 Drawable 和 Point 的定义，同时也给出了程序入口 main 函数的实现，请完成 Shape 类、Line 类和 Circle 类的定义。

//特质
trait Drawable {
  def draw(): Unit ={
    println(this.toString)
  }
}

//Shape类
abstract class Shape(var point:Point) {
  def moveTo(changePoint: Point)= {
    point = changePoint
  }

  def zoom(float: Float)
}


//Point类
case class Point(var x:Double,var y:Double) extends Drawable {
  def shift(deltaX:Double,deltaY:Double): Unit ={
    x+=deltaX
    y+=deltaY
  }
}


//Circle类
//为什么子类的的参数不能与父类的名称相同，在这里如果将下面的两个point1都修改成point则会出现意想不到的结果
class Circle( point1: Point, var r:Float) extends Shape(point1) with Drawable {
  override def zoom(float: Float) {
    r = r*float
  }

  override def draw(): Unit = {
    println(s"Circle center:(${point.x},${point.y}),R=$r")
  }
}


//Line类
class Line(var startPoint:Point,var endPoint:Point) extends Shape(startPoint) with Drawable {
  override def moveTo(changePoint: Point){
    val changeX = changePoint.x - startPoint.x
    val changeY = changePoint.y - startPoint.y
    startPoint = changePoint
    endPoint.x = endPoint.x+changeX
    endPoint.y = endPoint.y+changeY
  }

  def zoom(float: Float): Unit ={
    var centerX = (startPoint.x+endPoint.x)/2
    var centerY = (startPoint.y+endPoint.y)/2
    var absXDiv2 = (startPoint.x-endPoint.x).abs/2
    var absYDiv2 = (startPoint.y-endPoint.y).abs/2

    if((startPoint.x-endPoint.x)>0){
      startPoint.x = centerX+ float*absXDiv2
      endPoint.x = centerX - float*absXDiv2
    }else{
      endPoint.x = centerX + float*absXDiv2
      startPoint.x = centerX - float*absXDiv2
    }
    if((startPoint.y - endPoint.y)>0){
      startPoint.y = centerY+float*absYDiv2
      endPoint.y = centerY-float*absYDiv2
    }else{
      endPoint.y = centerY+float*absYDiv2
      startPoint.y = centerY - float*absYDiv2
    }
  }

  override def draw(): Unit ={
    println(s"Line:$startPoint--$endPoint")
  }

}


//测试类
object MyDraw {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p=new Point(10,30)
    p.draw;
    val line1 = new Line(Point(0,0),Point(20,20))
    line1.draw
    line1.moveTo(Point(5,5)) //移动到一个新的点
    line1.draw
    line1.zoom(2) //放大两倍
    line1.draw
    val cir= new Circle(Point(10,10),5)
    cir.draw
    cir.moveTo(Point(30,20))
    cir.draw
    cir.zoom(0.5f)
    cir.draw
  }
}

运行结果：

3. 统计学生成绩

感觉这道题目比较难，没有完全理解下面的程序

object test2 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val inputFile = Source.fromFile("test/test1.txt")
    //"\\s+"是字符串正则表达式。将每行按空白符(包括空格/制表符)分开
    //由于可能涉及多次遍历，同tolist将Iterator装为List
    val originalData = inputFile.getLines().map{_.split("\\s+")}.toList
    val courseNames = originalData.head.drop(2)//获取第一行中的课程名
    println(courseNames.toList)
    val allStudents = originalData.tail//去除第一行数据
    val courseNum = courseNames.length
    //统计函数，参数为需要常用的统计行
    //用到了外部变量courseNum,属于闭包函数
    def statistc(lines:List[Array[String]]) ={
      //for推导式，对每门课程生成一个三元组，分别表示总分，最低分，最高分
      (for(i<-2 to courseNum+1) yield{
        //取出需要统计的列
        val temp = lines map { elem => elem(i).toDouble }
        (temp.sum,temp.min,temp.max)
        }) map{case (total,min,max) => (total/lines.length,min,max)
      }//最后一个map对for的结果进行修改，将总分转为平均分
    }
    //输出结果
    def printResult(theresult:Seq[(Double,Double,Double)]): Unit ={
      //遍历前调用zip方法将课程名容器和结果容器合并，合并结果为二元容器
      (courseNames zip theresult) foreach{
        case (course,result)=>
          println(f"${course+":s"}%-10s${result._1}%5.2f${result._2}%8.2f${result._3}%8.2f")
      }
    }
    //分别调用两个函数统计全体学生并输出结果
    val allResult = statistc(allStudents)
    println("course average min max")
    printResult(allResult)

    //按性别划分为两个容器
    val (maleLines,femaleLines) = allStudents partition
    {_(1)=="male"}
    //分别调用两个函数统计男同学并输出结果
    val maleResult = statistc(maleLines)
    println("course average min max")
    printResult(maleResult)
    // 分别调用两个函数统计男学生并输出结果
    val femaleResult = statistc(femaleLines)
    println("course average min max")
    printResult(femaleResult)
  }
}

运行结果：