Лабораторная работа №2 Java Барлита. Алгоритм решения

• Название: Алгоритм решения
• Дата: 28.09.2021
• Размер: 197.05 Kb.
• Имя файла: Лабораторная работа №2 Java Барлита.docx
• Тип: Документы; #238444

Алгоритм решения

Создадим абстрактный класс Number, который будет содержать закрытые поля с числом и с его текстовым представлением. Также определим в нём абстрактные методы для умножения, сложения, вычитания и деления.

Классы NumberBit / NumberHex наследуют класс Number. Определим для каждого из производных классов закрытые статические поля: с шаблоном для проверки входной строки на корректность и с основанием системы счисления. Проверка на корректность производится при создании объекта класса. Входная строка после проверки преобразовывается в число, а если формат неверный, выбрасывается исключение.

В консоли создадим цикл, в котором будет предлагаться ввести простое арифметическое выражение. Числа hex и binary определяются по префиксу 0x или 0b соответственно.

Спецификация классов

Класс Number

public abstract Number Add(Number x) – для сложения

public abstract Number Sub(Number x) – для вычитания

public abstract Number Mul(Number x) – для умножения

public abstract Number Div(Number x) – для деления

public String toString() – вывод числа в исходной системе счисления

Классы NumberBit / NumberHex

public Number Add(Number x) – для сложения

public Number Sub(Number x) – для вычитания

public Number Mul(Number x) – для умножения

public Number Div(Number x) – для деления

public String Prefix() – вывод префикса системы счисления

Диаграмма классов

Диаграмма представлена на рисунке 1:



Рисунок 1 - Диаграмма классов

Листинг программы

Main.java

package lab2;

import java.util.Scanner;
public class Main {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Hello world!");

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

char[] operands = new char[] {'+', '-', '*', '/' };

while (true) {

System.out.println("Введите простое арифметическое выражение (q - выход):");

System.out.println("Формат ввода: [0x или 0b]число, операнды: [+-*/]");

String response = scanner.nextLine();

if (response.equalsIgnoreCase("q")) {

scanner.close();

return;

}

int operandPos = -1;

char operand = '?';

//Ищем операнд в строке

for (int j = 0; j < operands.length; j++) {

operand = operands[j];

operandPos = response.indexOf(operand);

if (operandPos != -1)

break;

}

if (operandPos < 1) {

System.out.println("Операнд не найден или не поддерживается");

continue;

}

//Копируем числа в две переменные

String s1 = response.substring(0, operandPos).trim();

String s2 = response.substring(operandPos + 1, response.length()).trim();

Number a, b, x = null;

//Преобразовываем строки в объекты, если это возможно

try {

if (s1.startsWith(NumberBit.Prefix()))

a = new NumberBit(s1.substring(NumberBit.Prefix().length()));

else if (s1.startsWith(NumberHex.Prefix()))

a = new NumberHex(s1.substring(NumberHex.Prefix().length()));

else {

System.out.println("Неизвестный формат первого числа");

continue;

}

if (s2.startsWith(NumberBit.Prefix()))

b = new NumberBit(s2.substring(NumberBit.Prefix().length()));

else if (s2.startsWith(NumberHex.Prefix()))

b = new NumberHex(s2.substring(NumberHex.Prefix().length()));

else {

System.out.println("Неизвестный формат второго числа");

continue;

}

} catch (NumberFormatException ex) {

System.out.println(ex.getMessage());

continue;

}

//Выполняем заданную операцию

switch (operand) {

case '+':

x = a.Add(b);

break;

case '-':

x = a.Sub(b);

break;

case '*':

x = a.Mul(b);

break;

case '/':

try {

x = a.Div(b);

} catch (ArithmeticException ex) {

System.out.println(ex.getMessage());

continue;

}

break;

}

//Выводим результат

if (x != null) {

if (x instanceof NumberBit)

System.out.print(NumberBit.Prefix());

else if (x instanceof NumberHex)

System.out.print(NumberHex.Prefix());

System.out.println(x);

}

}

}
}

Number.java

package lab2;
public abstract class Number {

protected String value;

protected int vInt;

protected final static String divExc = "Деление на ноль";

public Number(String value) {

this.value = value;

}

public abstract Number Add(Number x);

public abstract Number Sub(Number x);

public abstract Number Mul(Number x);

public abstract Number Div(Number x);

@Override

public String toString() {

return value;

}

}
NumberBit.java

package lab2;

import java.util.regex.Pattern;
public class NumberBit extends Number {

private final static Pattern regex = Pattern.compile("[^01]+");

private final static String errorMsg = "Представлено не двоичное число";

private final static int radix = 2;

public NumberBit(String value) throws NumberFormatException {

super(value);

if (regex.matcher(value).find() || value.length() == 0)

throw new NumberFormatException(errorMsg);

vInt = Integer.parseInt(value, radix);

}
@Override

public Number Add(Number x) {

int v = vInt + x.vInt;

return new NumberBit(Integer.toBinaryString(v));

}
@Override

public Number Sub(Number x) {

int v = vInt - x.vInt;

return new NumberBit(Integer.toBinaryString(v));

}
@Override

public Number Mul(Number x) {

int v = vInt * x.vInt;

return new NumberBit(Integer.toBinaryString(v));

}
@Override

public Number Div(Number x) throws ArithmeticException {

if (x.vInt == 0)

throw new ArithmeticException(divExc);

int v = vInt / x.vInt;

return new NumberBit(Integer.toBinaryString(v));

}
public static String Prefix() {

return "0b";

}
}

NumberHex.java

package lab2;

import java.util.regex.Pattern;
public class NumberHex extends Number {

private final static Pattern regex = Pattern.compile("[^\\da-fA-F]+");

private final static String errorMsg = "Представлено не шестнадцатиричное число";

private final static int radix = 16;

public NumberHex(String value) throws NumberFormatException {

super(value);

if (regex.matcher(value).find() || value.length() == 0)

throw new NumberFormatException(errorMsg);

vInt = Integer.parseInt(value, radix);

}
@Override

public Number Add(Number x) {

int v = vInt + x.vInt;

return new NumberHex(Integer.toHexString(v));

}
@Override

public Number Sub(Number x) {

int v = vInt - x.vInt;

return new NumberHex(Integer.toHexString(v));

}
@Override

public Number Mul(Number x) {

int v = vInt * x.vInt;

return new NumberHex(Integer.toHexString(v));

}
@Override

public Number Div(Number x) throws ArithmeticException {

if (x.vInt == 0)

throw new ArithmeticException(divExc);

int v = vInt / x.vInt;

return new NumberHex(Integer.toHexString(v));

}
public static String Prefix() {

return "0x";

}

}

Результаты тестирования

Пример сложения и вычитания показан на рисунке 2:



Рисунок 2 – Сложение и вычитание

Пример умножения чисел показан на рисунке 3:



Рисунок 3 – Умножение

Пример деления показан на рисунке 4:



Рисунок 4 – Деление чисел

Проверка на некорректный ввод продемонстрирована на рисунке 5:



Рисунок 5 – Некорректный ввод