Matikár

Opäť sa na nás obrátili kolegovia so žiadosťou o pomoc - teraz z katedry matematiky. Sú zavalení prácou s množstvom písomiek z aritmetiky, ktoré musia opraviť a oznámkovať.

Jeden príklad sa nachádza na jednom riadku vo formáte:

ČÍSLO OPERÁCIA ČÍSLO = VÝSLEDOK

Medzi čislami a operátormi sa môže nachádzať ľubovoľný počet medzier (aj nula).

Číslo je zadané na max. 2 desatinné miesta. Operácie sú sčítanie (+), odčítanie (-), súčin (*) a podiel (/).

Vytvorte program na kontrolu správnosti zapísaného výsledku. Výsledok je správny v prípade, že sa nelíši viac ako +/- 0.001 od skutočného výsledku.

• V prípade, že je príklad správny, vypíšte OK.
• V prípade, že príklad nie je správny, vypíšte ZLE.
• V prípade, že je príklad zle zapísaný alebo delíme nulou, vypíšte CHYBA.
• V prípade, že nájdete prázdny riadok, ukončite program a napíšte KONIEC.

Naštudujte si

• Načítanie riadku zo štandardného vstupu alebo zo súboru: fgets
• Premena reťazca na reálne číslo strtof

Pri štúdiu dokumentácie hľadajte odpovede na tieto otázky:

• Čo robí táto funkcia?
• Akého typu sú argumenty funkcie a čo znamenajú?
• Akého typu je návratová hodnota a aký má význam?
• Ako funkcia signalizuje, že neprebehla úspešne?

Smerníková aritmetika

• Smerník je začiatok poľa.
• Reťazec je pole znakov.
• Reťazec je zakončený nulou.
• Každé pamäťové miesto v poli má svoju adresu a leží blízko iného miesta v poli.

Adresa v pamäti je celé číslo. S celým číslom je možné vykonávať operácie - sčítavanie, odčítavanie alebo porovnávanie.

Vďaka tomu ľahko vieme vypočítať adresu vedľajšieho miesta v pamäti.

Operácia sčítavania a odčítavania smerníkovej premennej berie do úvahy veľkosť typu, na ktorý daná premenná odkazuje. Pripočítanie jednotky nastaví smerník na vedľajšie miesto v poli.

int pole = {1,2,3,4};
int* zaciatok = pole;
int* adresa_druheho_prvku = zaciatok + 1;
int hodnota_druheho_prvku = *adresa_druheho_prvku;
int hodnota_stvrteho_prvku = adresa_druheho_prvku[2];

if (pole[0] == *pole){
    puts("Je to to isté\n");
}

Operátor [] a *

Operátor * (dereferencia, zistenie hodnoty) je to isté ako operátor [0] (hodnota prvého prvku v poli).

int pole = {1,2,3,4};
if (pole[0] == *pole){
    puts("Je to to isté\n");
}

Aritmetické operácie so smerníkmi nám umožňujú sa pozrieť na vedľajšie pamäťové miesta v poli. Fungujú podobne ako operátor [].

Napríklad:

int pole = {1,2,3,4};
int* druhy_prvok = pole + 1;
printf("Druhy prvok je %d\n",*druhy_prvok);
printf("Treti prvok je %d\n",*(druhy_prvok + 1));
printf("Stvrty prvok je %d\n",druhy_prvok[2]);

Smerník na smerník

Pomocou smerníkových premenných sme schopní uložiť výsledok do zadanej vstupnej premennej. Pomocou funkcie s argumentom typu int* vieme výsledok zapísať priamo do premennej typu int:

void zapis_do_premennej_int(int* vysledok){
    *vysledok = 2;
}

Takúto funkciu potom môžme volať, adresu zistíme pomocou operátora &:

int premenna = 1;
zapis_do_premennej(&premenna);

Výsledkom bude to, že v premennej typu int sa nachádza hodnota 2.

Podobným spôsobom môžme zapísať aj funkciu, ktorej výsledok nebude priamo celé číslo, ale adresa celého čísla. Použijeme typ ktorý vieme opísať ako "adresa smerníkovej premennej".

void posun_o_dva(int* zaciatok, int** druhy_prvok){
    *druhy_prvok = zaciatok + 2;
}

Táto funkcia zvýši hodnotu smerníka o dva. Voláme ju podobne:

int pole = {1,2,3};
int* zaciatok = pole;
int* treti_prvok= 0;
posun_o_dva(zaciatok,&treti_prvok);

To je to isté, ako keby sme zapísali:

int pole = {1,2,3};
int* zaciatok = pole;
int* treti_prvok = pole + 2;

Podobne voláme aj funkciu strtof. Pri každom volaní vieme okrem konverzie reťazca na reálne číslo aj zistiť, kde sa číslo končí.

Funkcia strtof(char* zaciatok, char** koniec) má dva argumenty. Prvý argument je začiatok reťazca z ktorého sa má vykonať konverzia. Do druhého argumentu sa uloží adresa prvého znaku po rozpoznanom čísle (adresu prvého znaku, čo nepatrí do čísla).

float value = 0;
char znaky[10] = "1.1";
char* koniec_znakov = 0;
value = strtof(znaky,&koniec_znakov);
if (value != 0){
// Konverzia sa nepodarila
}

To vieme využiť ak chceme premeniť viacero čísel oddelených medzerou.

float value = 0;
char znaky[13] = "1.1 2.2 3.3";
char* koniec_pola = znaky + strlen(znaky);
char* koniec_cisla = NULL;
char* zaciatok_cisla = znaky;
while (zaciatok_cisla < koniec_pola){
    value = strtof(zaciatok_cisla,&koniec_cisla);
    if (value == 0){
        break;
    }
    printf("Nasiel som cislo %f",value);
    zaciatok_cisla = koniec_cisla + 1;
}

Porovnávanie dvoch reálnych čísel

Nie je reálne číslo ako reálne číslo. Vďaka spôsobu, akým sú reprezentované reálne čísla sa výsledok nejakej operácie nemusí zhodovať s tým čo očakávame: Ak napíšem:

float a = 10;
float b = 3;
float c = a / b;

Je jasné, že výsledok sa určite nebude rovnať 3.333. A rovnosť nemusí platiť ani v prípade čísel s ukončeným desiatkovým zápisom, napr. 6.0 / 2.0 nemusí byť úplne presne 3.0000000.

Ak chceme overiť výsledok, musíme absolútnu hodnotu rozdielu predpokladanej a skutočnej hodnoty porovnať s nejakou malou konštantou:

float vysledok = 10.0 / 3.0;
vysledok -= 3.3333333;
if (vysledok < 0.000001 && vysledok > -0.000001){
    printf("Je to spravne\n");
}

Analýza riešenia

Najprv si vyskúšajte príklady uvedené vyššie. Skúste riešenie rozdeliť na viaceré čiastkové úlohy.

Najprv sa sústreďte na načítanie všetkých riadkov zo štandardného vstupu. Keď sa Vám to podarí, skúste každý riadok spracovať, a povedať či obsahuje správny matematický príklad alebo nie.

Na to, aby ste si to vedeli overiť, musíte sa postupne pokúsiť rozpoznať všetky významové jednotky z reťazca - čísla a operátory. Pri správnom zápise sa na riadku nachádzajú práve tri čísla oddelené medzerami a operátormi.

Na to, aby ste vedeli rozpoznať číslo pomocou funkcie strtof() musíte vedieť adresu jeho začiatku. Ako vedľajší produkt sa pri úspešnom rozpoznaní dozviete aj adresu konca zápisu reálneho čísla. Adresu konca čísla môžete využiť pri hľadaní začiatku operátora a ďalšieho čísla ako to je uvedené v príklade.

Aktuálne spracovávanú časť reťazca si môžete uložiť do smerníkovej premennej a nastaviť ju najprv na začiatok.

char* zaciatok = riadok;

Potom postupne aplikujte funkciu strtof() na rozpoznanie reálneho čísla a jeho konca. Ak si trúfate, môže vymyslieť aj vlastnú funkciu na konverziu reťazca na reálne číslo.

Pri riešení možno využijete aj algoritmus, ktorý preskočí všetky medzery a smerník nastaví na ďalší znak, ktorý nie je medzera:

while(*zaciatok == ' '){
    zaciatok+= 1;
}

Za číslom sa nachádza operátor, čo je jeden znak a overíme ho jednoducho:

if (*zaciatok == '+'){
    // Na prvom mieste je +
}

Smerník vieme nastaviť na ďalšiu pozíciu pomocou aritmetických operácií, napr. pripočítanie jedna ho posunie na ďalší znak:

zaciatok += 1;

Odovzdanie

Domácu úlohu odovzdávate pomocou systému GIT a Traktor do vášho repozitára do adresára du3 do súboru program.c do 14.3.2025, 10:00 ráno.

Previous Post Next Post