Alfonso Jiménez

Programación

Problemas del tema 8

Definición y diseño de clases.

Alfonso Jiménez

PROBLEMA 1:Se pretende realizar un programa que sea capaz de operar con números complejos o imaginarios. Cada número complejo estará compuesto por una parte real y una parte imaginaria (ambos de tipo real o doble precisión). En cuanto al comportamiento u operaciones que pueden sufrir tendremos:

Creación de un nuevo número complejo. Se podrá crear de dos maneras diferentes: dando la parte real y la parte imaginaria del número complejo directamente o no dando ningún valor y entonces se creará el numero complejo (0,0).Consulta de los valores de la parte real y la parte imaginaria.Suma de dos números complejos.Resta de números complejos.Multiplicación de complejos.División de complejos (teniendo el cuenta el conjugado del denominador).Módulo de un número complejo.Conversión a cadena de caracteres.

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Case Complejo

// Clase para la definición de números complejos.class complejo {

// atributos privados private double preal; private double pimag;

// Constructores de la clase public complejo() { preal = 0; pimag = 0; }

public complejo(double r, double i) { preal = r; pimag = i; }

// Consultoras public double preal() { return (this.preal); } public double pimag() { return (this.pimag); }

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// Operaciones aritméticas public complejo sumaC(complejo c) { complejo aux = new complejo(); aux.preal = preal+c.preal; aux.pimag = pimag+c.pimag; return(aux); }

public complejo restaC(complejo c) { return (this.sumaC(new complejo(-c.preal,-c.pimag))); }

/* Otra forma posible de expresar la operación restaC public complejo restaC2(complejo c) { return (new complejo(preal-c.preal,pimag-c.pimag)); } */

public complejo prodC(complejo c) { return (new complejo(preal*c.preal-pimag*c.pimag, preal*c.pimag+pimag*c.preal)); }

public complejo conjugado() { return (new complejo(this.preal, -this.pimag)); }

public double modulo() { return (Math.sqrt(preal*preal+pimag*pimag)); }

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// La división se efectúa multiplicando dividendo y divisor // por el conjugado del divisor. Puede darse una excepción // de división por 0 (denominador=(0,0))

public complejo divisionC (complejo den) { complejo cden = den.conjugado(); complejo mult1 = cden.prodC(this); complejo mult2 = den.prodC(cden); if (mult2.preal!=0) return(new complejo (mult1.preal/mult2.preal, mult1.pimag/mult2.preal)); else return null; // división por cero }

// Conversion a cadena de caracteres public String toString() { return (preal+" + "+pimag+'i'); } } // fin de la clase complejo

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Clase pruebaComplejo:

import nsIO.*;

class pruebaComplejo {

public static void main (String args[]) { input fent=new input(); output fsal=new output();

// declaraciones complejo c1; complejo c2; complejo aux; double pr,pi;

fsal.writeln("Oper. básicas con números complejos."); fsal.writeln("Parte real del primer numero complejo:"); pr=fent.readdouble(); fsal.writeln("Ahora la parte imaginaria:"); pi=fent.readdouble(); c1=new complejo(pr,pi);

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fsal.writeln("Parte real del segundo numero complejo:"); pr=fent.readdouble(); fsal.writeln("Ahora la parte imaginaria:"); pi=fent.readdouble(); c2=new complejo(pr,pi);

aux=c1.sumaC(c2); fsal.writeln("La suma vale:"+aux.toString());

aux=c1.restaC(c2); fsal.writeln("La resta vale:"+aux.toString());

aux=c1.prodC(c2); fsal.writeln("El producto vale:"+aux.toString());

fsal.writeln("El modulo del primero vale:"+c1.modulo()); fsal.writeln("El modulo del segundo vale:"+c2.modulo());

aux=c1.divisionC(c2); if (aux!=null) fsal.writeln("La division vale:"+aux.toString()); else fsal.writeln("Intento de division por cero.");} // de main

} // fin de la clase pruebaComplejo

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PROBLEMA 2:

Se pretende crear una clase que permita representar números racionales (numerador/denominador) y operar con ellos. Los números se guardarán lo más simplificados posible.

Las operaciones que se pueden realizar sobre los números racionales serán:

Sumar, restar, multiplicar y dividir 2 racionales.Comparar 2 números racionales. Comprobar si son iguales. Devolver el valor real de un racional.Conversión de un racional a un String.

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LISTADO DEL PROGRAMA:

Clase Racional

class racional {

// ******************* atributos *********************** private int num; // numerador private int den; // denominador

// ********** Métodos privados de la clase *************

// método para calcular el máximo común divisor de dos // números enteros positivos. Algoritmo de Euclides private int mcd(int a, int b) { int r; while (a % b != 0) { r = a % b; a = b; b = r; } return b; }

// método privado para simplificar una fracción que // represente un racional.

// Por ejemplo: 60/-18 --simplifica--> -10/3 // num != 0 && den != 0

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private void simplifica() { // es inf? if (den==0 && num !=0) num=1; // es 0? else if (den!=0 && num==0) den=1; // es una fracción? -> normalizarla else if (num!=0 && den!=0) {

// valores absolutos: int absNum = Math.abs(num); int absDen = Math.abs(den);

// signo del denominador: int signo = den/absDen; int s = mcd(absNum,absDen);

num = signo*(num/s); den = signo*(den/s); } } // *********** Constructores de la clase *************

public racional (int num, int den) { this.num = num; this.den = den; // simplificación de la fracción simplifica(); }

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public racional (int num) { this.num = num; this.den = 1; }

// *********** Operaciones aritméticas *************

// Para mantener las convenciones aritméticas habituales // se han definido como operaciones "static"

public static racional suma (racional r1, racional r2) { racional sum = new racional(r1.num*r2.den+r1.den*r2.num, r1.den*r2.den); sum.simplifica(); return sum; }

public static racional resta (racional r1, racional r2) { racional dif = new racional(r1.num*r2.den-r1.den*r2.num, r1.den*r2.den); dif.simplifica(); return dif; }

public static racional multiplica (racional a, racional b) { racional mult = new racional(a.num*b.num, a.den*b.den); mult.simplifica(); return mult; }

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public static racional inverso (racional a) { return new racional(a.den,a.num); }

public static racional dividir (racional dn, racional dd) { return multiplica(dn, inverso(dd)); }

// conversión a double: this.den != 0

public double todouble () { return ((double)num/(double)den); }

public String toString() { return this.num+"/"+this.den; }

public boolean equals (racional r) { return (num==r.num && den==r.den); }

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public int compareTo (racional r) { if (this.equals(r)) return 0; else // supongamos que no es una indeterminación, // esto es num y den no son simultáneamente 0 if (den == 0) return 1; else if (r.den==0) return -1; else // comparar números double if (this.todouble() > r.todouble()) return 1; else return -1; }} // Fin de la clase racional

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Clase pruebaRacional

import nsIO.*;

class pruebaRacional{ static output fsal = new output(); static input fent = new input();

static int menu(){ int opc; do{ fsal.writeln(" == MENU - Numeros Racionales =="); fsal.writeln(""); fsal.writeln("1.- Intoducir 2 números racionales."); fsal.writeln("2.- Suma de los dos racionales."); fsal.writeln("3.- Resta de los dos racionales."); fsal.writeln("4.- Multiplicación de los dos racionales."); fsal.writeln("5.- División de los dos racionales."); fsal.writeln("6.- Inverso del primer racional."); fsal.writeln("7.- Inverso del segundo racional."); fsal.writeln("8.- Son iguales??."); fsal.writeln("9.- Compararlos."); fsal.writeln("10.- Valor real del primer racional."); fsal.writeln("11.- Valor real del segundo racional."); fsal.writeln("12.- Los 2 racionales valen:"); fsal.writeln("0.- SALIR."); fsal.writeln(""); fsal.writeln("Elige una opcion:"); opc=fent.readint(); } while ((opc<0)||(opc>12)); return opc; } /* de menu */

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static racional crea_racional () { int n,d; racional aux; fsal.writeln("Dame el numerador:"); n=fent.readint(); fsal.writeln("Su denominador:"); d=fent.readint(); aux=new racional(n,d); return(aux); }

public static void main (String args[]){ int opc,comp; racional r1,r2,aux;

do{ opc=menu(); switch (opc){ case 1: fsal.writeln("Introduce el primer numero racional:"); r1=crea_racional(); fsal.writeln("Introduce el segundo:"); r2=crea_racional(); break; case 2: aux=racional.suma(r1,r2); fsal.writeln("La suma vale: "+aux.toString()); break; case 3: aux=racional.resta(r1,r2); fsal.writeln("La resta vale: "+aux.toString()); break;

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case 4: aux=racional.multiplica(r1,r2); fsal.writeln("La multiplicacion vale: "+aux.toString()); break; case 5: aux=racional.dividir(r1,r2); fsal.writeln("La division vale: "+aux.toString()); break; case 6: aux=racional.inverso(r1); fsal.writeln(“Inverso del primero: "+aux.toString()); break; case 7: fsal.writeln(“Inverso del segundo:

"+racional.inverso(r2).toString()); break; case 8: if (r1.equals(r2)) fsal.writeln("Los racionales son iguales."); else fsal.writeln("Los racionales NO son iguales."); break; case 9: comp=r1.compareTo(r2); if (comp==0) fsal.writeln("Los racionales son iguales."); else if (comp==1) fsal.writeln("El primero es el mayor."); else fsal.writeln("El segundo es el mayor."); break; case 10: fsal.writeln("Valor real del primero: "+r1.todouble()); break;

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case 11: fsal.writeln("Valor real del segund: "+r2.todouble()); break; case 12: fsal.writeln("El primero vale: "+r1.toString()); fsal.writeln("El segundo: "+r2.toString()); break; case 0: break; } } while (opc !=0); } /* de main */} /* de la clase */

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PROBLEMA 3:

Una academia pretende informatizar la gestión de sus dos grupos de alumnos. Cada grupo está compuesto de un máximo de 10 alumnos. De cada alumno interesa saber: su nombre, su número de matrícula y las notas de los 2 exámenes realizados, así como la media aritmética de esas 2 notas. Respecto a los grupos, de cada uno tendremos el vector que contiene los alumnos, el número real de alumnos y el número de matrícula que tendrá el siguiente alumno que se matricule (en cualquiera de los grupos). El número de matrícula es común para los dos grupos y empezará en 100.

Las operaciones que se pueden realizar con cada grupo son:

Añadir un alumno, comprobando si cabe en el grupo y asignándole un número de matrícula. Para realizar esta operación, hará falta el nombre de alumno y sus dos notas.Borrar un alumno conociendo el número de matrícula.Cálculo de la nota media del grupo completo (las 2 notas de todos los alumnos del grupo).Consulta del siguiente número de matrícula a asignar.Conversión de todos los datos del grupo a un String.

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ESTRATEGIA DE RESOLUCIÓN:Se tienen 2 entidades o conceptos diferentes: el alumno y el grupo, que dará lugar a dos clases diferentes, la clase alumno y la clase grupo.La clase alumno tendrá 4 atributos privados:

NombreNota1Nota2Matrícula

Que definen la estructura que tendrá cada objeto alumno creado de esa clase. En cuanto al comportamiento de los objetos o métodos que contendrá la clase, tendremos:

Un constructor de los objetos, que necesitará el nombre, las dos notas y el número de la matrícula del objeto alumno que está creando.Cuatro métodos consultores que devolverán los valores de cada uno de los atributos privados que tiene cada objeto (hay que recordar que los atributos son privados).Un consultor que devuelva la media aritmética de las dos notas del alumno.Un consultor que convierta los datos de un alumno en un String.

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La clase grupo tendrá 2 atributos privados y uno estático:

Atributo privado correspondiente al vector de alumnos del grupo.Atributo privado para almacenar el número real de alumnos matriculados en el grupo en cada momento.Atributo estático (común para todos los objetos de la clase) o de clase para almacenar el siguiente número de matrícula a asignar.

Respecto al comportamiento o métodos de la clase:

Un constructor.Un modificador para añadir un alumno al grupo.Un modificador para borrar un alumno del grupo. Un consultor para calcular la nota media del grupo completo.Un consultor para devolver todos los datos del grupo en un String.

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ENTRADA Y SALIDA:Como entrada, el programa presentará un menú con las siguientes opciones:

1.- Añadir alumno al primer grupo.2.- Añadir alumno al segundo grupo.3.- Nota media total del primer grupo.4.- Nota media total del segundo grupo.5.- Borrar alumno del grupo 1 (dada la matricula).6.- Borrar alumno del grupo 2 (dada la matricula).7.- Mostrar Grupo1.8.- Mostrar Grupo2.9.- Ver el siguiente numero de matricula.0.- SALIR.

Entre las que el usuario deberá elegir una, comprobándose que se trata de una opción válida. Si el usuario elige añadir algún alumno, se deberá leer las 2 notas del alumno en cuestión, comprobándose que es una nota válida (entre 0 y 10). Si se elige borrar un alumno, se deberá leer la matrícula de dicho alumno y comprobar que se trata de una matrícula válida (entre 100 y 200).

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Como posibles salidas de información, tendremos:

Las medias aritméticas de los alumnos de los grupos.El siguiente número de matricula a asignar.Los datos de todos los alumnos de cada grupo, de la forma:

El listado de alumnos del grupo 1 es:

NOMBRE Matricula Nota1 Nota2--------------------------------------------------------------

Para gestionar todas estas entradas y salidas, se creará una nueva clase para probar las 2 diseñadas. Será la clase ‘pruebaGrupos’ y será la que contenga el método ‘main’.

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LISTADO DEL PROGRAMA:

Clase Alumno

class Alumno{ // Atributos o campos privados private double not1; private double not2; private int mat; private String nombre;

// Operaciones que describen el comportamiento de la clase

// Costructor public Alumno (String nom, double not1, double not2, int

mat) { this.nombre=new String(nom); this.not1=not1; this.not2=not2; this.mat=mat; }

// consultores public String elNombre () { return (nombre); }

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public double nota_1() { return (not1); }

public double nota_2() { return (not2); }

public int matricula() { return (mat); }

public double notaMed() { return (not1+not2)/2; }

public String toString() { return (nombre+'\t'+mat+"\t\t"+not1+'\t'+not2); }} // Fin de la clase Alumno

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Clase Grupoimport nsIO.*;

class Grupo{ static output fsal = new output(); static input fent = new input();

// Atributos o campos privados y de referencia private Alumno Gr[]=new Alumno[10]; private int numAlum;

// Atributo de clase (estatico) static int numMat=100;

// Operaciones // Constructor public Grupo() { numAlum=0; }

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// modificadores public void anyadirAlum(String nom, double not1, double

not2) { if (numAlum < 25) { Gr[numAlum]=new Alumno(nom,not1,not2,numMat); numAlum++; numMat++; } else fsal.writeln("No caben mas..."); }

public void borrarAlum(int matric) { int i=0; boolean enc=false; while ((i<numAlum) && (!enc)) if (Gr[i].matricula() == matric) enc=true; else i++; if (i<numAlum){ for (int j=i+1; j<numAlum;j++) Gr[j-1]=Gr[j]; Gr[numAlum-1]=null; numAlum--; fsal.writeln("Elemento borrado correctamente..."); } else fsal.writeln("El elem a borrar no existe en el grupo."); }

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// Consultores public double notaMedia() { double media=0.0; for (int i=0;i<numAlum;i++) media+=Gr[i].notaMed(); media/=numAlum; return media; }

public String toString() { String s=new String(); for (int i=0; i<numAlum; i++) s+=Gr[i].toString()+'\n'; return(s); }} // Fin de la clase Grupo

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Clase pruebaGruposimport nsIO.*;

class pruebaGrupos{ static output fsal = new output(); static input fent = new input();

static int menu(){int opc;do{

fsal.writeln("");fsal.writeln("");fsal.writeln(" == MENU DE OPCIONES - GRUPOS==");fsal.writeln("");

fsal.writeln("1.- Añadir alumno al primer grupo."); fsal.writeln("2.- Añadir alumno al segundo grupo."); fsal.writeln("3.- Nota media total del primer grupo."); fsal.writeln("4.- Nota media total del segundo grupo."); fsal.writeln("5.- Borrar alumno del grupo 1 (dada la mat)."); fsal.writeln("6.- Borrar alumno del grupo 2 (dada la mat).");

fsal.writeln("7.- Mostrar Grupo1."); fsal.writeln("8.- Mostrar Grupo2."); fsal.writeln("9.- Ver el siguiente numero de matricula."); fsal.writeln("0.- SALIR."); fsal.writeln(""); fsal.writeln("Elige una opcion:");

opc=fent.readint();} while ((opc<0)||(opc>9));return opc;

} /* de menu */

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static double lee_nota(){ double nota;

do{ fsal.writeln("Dame la nota, entre 0 y 10:"); nota=fent.readdouble();} while ((nota < 0) || (nota > 10));return nota;

} /* de lee_nota */

static int lee_mat(){ int mat;

do{ fsal.writeln("Dame la matricula, entre 100 y 1000:"); mat=fent.readint();} while ((mat < 100) || (mat > 200));return mat;

} /* de lee_mat */

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public static void main (String args[]){ int opc,mat; String nom,S; double not1,not2,media; Grupo Gr1=new Grupo(); Grupo Gr2=new Grupo(); do{ opc=menu(); switch (opc){

case 1: fsal.writeln(”Nom de un alum del grupo 1:"); nom=fent.readline();

not1=lee_nota(); not2=lee_nota(); Gr1.anyadirAlum(nom,not1,not2); break;case 2: fsal.writeln(”Nom de un alum del grupo 2:");

nom=fent.readline();not1=lee_nota();not2=lee_nota();Gr2.anyadirAlum(nom,not1,not2);break;

case 3: media=Gr1.notaMedia(); fsal.writeln(”Nota media del grup 1 es:"+media);

break;case 4: media=Gr2.notaMedia(); fsal.writeln(”Nota media del grupo 2 es:"+media);

break;case 5: mat=lee_mat();

Gr1.borrarAlum(mat);break;

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case 6: mat=lee_mat();Gr2.borrarAlum(mat);break;

case 7: S=Gr1.toString();fsal.writeln(”Listado del grupo 1 es:");

fsal.writeln("NOMBRE"+"\t"+"Matricula"+'\t'+"Nota1"+'\t'+"Nota2");

fsal.writeln("--------------------------------------------------------------");fsal.writeln(S);break;

case 8: S=Gr2.toString();sal.writeln("El listado del grupo 2 es:");

fsal.writeln("NOMBRE"+"\t"+"Matricula"+'\t'+"Nota1"+'\t'+"Nota2");

fsal.writeln("--------------------------------------------------------------");fsal.writeln(S);break;

case 9: fsal.writeln("El siguiente numero de matricula es:"+Grupo.numMat);

break;case 0: break; } } while (opc !=0);

} /* de main */} /* de la clase */