‫برنامه سازی پیشرفته‬
‫نیمسال اول ‪94-93‬‬
‫دانشکده مهندسی کامپیوتر‬
‫تمرین سوم‬
‫پ‬
‫پیمان دودانگه‬
‫زمان تحویل‪ 21:‬دی‬
‫‪ .1‬موعد ارسال تمرین ساعت ‪ 95:32‬روز جمعه مورخ ‪ 1525/11/19‬است‪.‬‬
‫‪ .9‬تمرین باید به صورت حضوری تحویل داده شود و استفاده از کامنت‪ ،‬و ساختار کد نمره خواهد داشت‪.‬‬
‫‪ .5‬در صورت داشتن هرگونه مشکل‪ ،‬سوال خود را با تگ مناسب در ‪ Piazza‬مطرح کنید‪.‬‬
‫‪ .4‬با هر گونه تقلب برخورد جدی خواهد شد‪.‬‬
‫‪ .3‬برای تحویل تمرین ‪ ،‬آن را بر روی سامانه ی داوری آپلود نمایید‪ .‬بعد از آپلود ‪ ،‬شما از سامانه داوری نمره ای‬
‫دریافت نمی کنید ‪ .‬آپلود تنها به منزله ی ارسال تمرین شما می باشد‪.‬‬
‫‪CECollection‬‬
‫تیم تخصّصی بررسی کنندهی کاراییهای ساختی ابزارهای تسهیلکنندهی زبانهای برنامه نویسی ساختیافتهی دانشکدهی مهندسی‬
‫کامپیوتر دانشگاه صنعتی شریف پس از پژوهشهای فراوان در حوزهی ابزارهای درونی جاوا و کاربردهای آن به این نتیجه رسید که‬
‫کالسهایی که به عنوان ‪ Collection‬در جاوا از آنها یاد میشود آنچنان که شایسته نام جاواست‪ ،‬پیادهسازی نشدهاند و نیاز به بازبینی‬
‫فراوان دارند!‬
‫بس از بررسیهای کارشناسی بیشتر در کمیتههای تخصصی ت ر‪ ،‬این تیم (که دیگر از ذکر نام آن خودداری میکنیم!) به این نتیجه رسید‬
‫که مشکالت این کالسها بن یادی تر از آن است که بتوان با اصالحاتی جزئی آنها را رفع رجوع کرد‪ .‬بنابر این تصمیم بر این گرفته شد که‬
‫‪ Collection‬و زیر مجموعه های آن توسط خود بچه های دانشکده به خصوص دانشجویان درس برنامهنویسی پیشرفته با عنوان‬
‫‪ CECollection‬بازنویسی شود تا این ایرادات اصالح شده و جامعه جهانی بتواند با آرامش غیر قابل وصفی از این ابزارهای بینقص استفاده‬
‫کند و دانشجویان این درس هم تمرینی روی مفاهیم آن انجام داده باشند!‬
‫از آن جایی که این تیم به هیچ یک از دیگر ابزارهای درونی نوشته شدهی جاوا اعتماد ندارد‪ ،‬ابزارهای جدید صرفا باید از امکانات مقدماتی‬
‫جاوا مثل آرایه و تابع و ‪ ...‬استفاده کنند و از هیچ یک از کالسهای آماده جاوا در این برنامهها نباید استفاده کرد‪.‬‬
‫توجه‪ :‬در صورت استفاده از هر کالس از پیش نوشته شده هیچ نمرهای به این سوال تعلق نمیگیرد!‬
‫شما باید در این برنامه همه ‪class‬ها و ‪interface‬ها و توابع خواسته شده را پیادهسازی کنید‪.‬‬
‫;>‪public interface CEComparable<T‬‬
‫همه کالسهایی که اعضای آن با اعضای کالس جنریکی مانند ‪ T‬قابل مقایسه اند‪ ،‬این ‪ interface‬را ‪ implement‬میکنند‪ .‬توجه کنید‬
‫که در مثالهای ما ‪ T‬همان کالسی است که ‪ CEComparable‬را ‪ implement‬کرده است‪ .‬به طور مثال‬
‫>‪class Student implement CECoparable<Student‬‬
‫یعنی ‪ Student‬با خودش قابل مقایسه است‪.‬‬
‫*صرفا جهت اطالع‪ T :‬از آن جهت به ‪ CEComparable‬داده شده که در تابع ‪ ComparetTo‬که در خط بعد تعری ف شده بتواند به‬
‫عنوان تایپ قرار بگیرد!‬
‫این ‪ interface‬تنها تابع زیر را داراست‪:‬‬
‫;)‪public int CompareTo(T a‬‬
‫خروجی این تابع‪ ،‬در صورتی که شیئی که این تابع روی آن صدا زده شده از ‪ a‬کوچکتر باشد برابر ‪ ،-1‬در صورتی که هر دو مساوی باشند‬
‫‪ 0‬و در صورتی که ‪ a‬از شیئی که این تابع روی آن صدا زده شده کوچکتر باشد برابر ‪ 1‬خواهد شد‪.‬‬
‫در مثال ‪ Student‬که در باال زده شد‪ ،‬تابع ‪ CompareTo‬به شکل زیر در میآید‪:‬‬
‫;)‪public int CompareTo(Student a‬‬
‫که اگر ‪ s‬و ‪ r‬دو نمونه از کالس ‪ student‬باشند میتوان تابع را این گونه صدا کرد‪:‬‬
‫;)‪s.CompareTo(r‬‬
‫در صورتی که از لحاظ معیار در نظر گرفتهشده در تابع ‪ s ،compareTo‬کوچکتر از ‪ r‬باشد حاصل ‪ -1‬اگر ‪ s‬و ‪ r‬مساوی باشند حاصل ‪ 0‬و‬
‫اگر ‪ s‬بزرگتر از ‪ r‬باشد حاصل ‪ 1‬خواهد شد‪.‬‬
‫>‪public interface CECollection<E‬‬
‫همه کالسهایی که در ادامه می آیند به شکل مستقیم یا غیر مستقیم باید این ‪ interface‬را ‪ implement‬کنند‪ .‬در واقع همه کالس ‪-‬‬
‫هایی که مجموعهای از ‪ instance‬های یک کالس جنریک (‪ ) E‬را قرار است نگهداری کنند‪ ،‬این ‪ interface‬را ‪ implement‬میکنند‪.‬‬
‫(همان طور که همه کالسهایی مثل ‪ Arraylist‬یا ‪ Set‬که مجموعهای از نمونههای یک کالس را نگه داری میکنند کالس ‪Collection‬‬
‫جاوا را ‪ implement‬میکنند‪).‬‬
‫این ‪ interface‬توابع زیر را داراست‪:‬‬
‫;)‪public void add(E a‬‬
‫این تابع ‪ a‬را به ‪ CECollection‬مربوطه اضافه میکند‪.‬‬
‫;)‪public void add(E… a‬‬
‫این تابع تعداد نامعلومی نمونه از کالس ‪ E‬را به ‪ CECollection‬مربوطه اضافه میکند‪.‬‬
‫;)‪public void add(E[] a‬‬
‫یک آرایه از نمونههای ‪ E‬را به ‪ CECollection‬مربوطه اضافه میکند‪.‬‬
‫;)(‪public void clear‬‬
‫‪ CECollection‬مربوطه را خالی میکند‪.‬‬
‫;)‪public boolean containRef(E a‬‬
‫در صورتی که ‪ refrence‬نمونه ‪ a‬در ‪ CECollection‬مربوطه وجود داشته باشد ‪ true‬و در غیر این صورت ‪ false‬برمیگرداند‪.‬‬
‫;)‪public boolean contain(E a‬‬
‫در صورتی که نمونهای برابر ‪( a‬از لحاظ تابع )(‪ )equals‬درون ‪ CECollection‬مربوطه وجود داشته باشد ‪ true‬و در غیر این صورت‬
‫‪ false‬برمیگرداند‪.‬‬
‫;)‪public E remove(E a‬‬
‫در صورتی که نمونهای برابر ‪( a‬از لحاظ تابع )(‪ )equals‬درون ‪ CECollection‬وجود داشته باشد آن را از ‪ CECollection‬پاک میکند‬
‫و به عنوان خروجی تابع برمیگرداند (اگر چند نمونه وجود داشت همه آنها را پاک میکند و یکی را به دلخواه برمیگرداند)‪.‬‬
‫;)(‪public boolean isEmpty‬‬
‫اگر ‪ CECollection‬مربوطه خالی بود ‪ true‬و در غی ر این صورت ‪ false‬برمیگرداند‪.‬‬
‫;)(‪public int size‬‬
‫تعداد نمونههای موجود در ‪ CECollection‬مربوطه را برمیگرداند‪.‬‬
‫;)(‪public E[] toArray‬‬
‫همه نمونههای درون ‪ CECollection‬مربوطه را به شکل آرایهای از کالس ‪ E‬برمیگرداند‪.‬‬
‫;>‪public class CEArrayList<E> implement CECollection<E‬‬
‫این کالس در واقع همان ‪ CEArrayList‬جاواست که شما باید آن را پیاده سازی کنید‪ .‬عالوه بر پیاده سازی کالسهایی که به خاطر‬
‫‪ implement‬کردن ‪ ،CECollection‬این کالس باید پیاده سازی کند‪ ،‬توابع زیر را نیز برای این کالس باید تعریف کنید‪.‬‬
‫توجه کنید که ‪ CEArrayList‬در واقع یک آرایه با طول متغیر است و هر تعداد عنصر دلخواه از نوع جنریک ‪ E‬را باید بتوان در آن جا داد‪.‬‬
‫بنابراین در صورتی که در پیادهسازی از آرایه جاوا استفاده میکنید چون طول آرایه ثابت است باید تمهید الزم هنگامی که آرایه پر میشود‬
‫را بیندیشید‪.‬‬
‫درصورتی که برای این کار از روش های بهینه مصرف حافظه و زمان استفاده کنید نمره امتیازی دریافت خواهید کرد‪.‬‬
‫توابع‪:‬‬
‫;‪public E get(int index) throws CEArrayListIndexOutOfBoundException‬‬
‫این تابع عضو ‪index‬ام از ‪ CEArrayList‬مربوطه را برمیگرداند‪ .‬در صورتی که ‪ index‬از اندازه ‪ CEArrayList‬مربوطه بزرگتر بود یک‬
‫نمونه ‪ Exception‬از نوع ‪( CEArrayListIndexOutOfBoundException‬این خطا را نیز شما باید تعریف کنید) باید ‪throw‬‬
‫شود‪.‬‬
‫;)‪public int indexOf(E a‬‬
‫این تابع جایگاه (اندیس) اولین حضور عضو برابر ‪( a‬از لحاظ تابع ‪ )equal‬در ‪ CEArrayList‬را برمیگرداند‪ .‬در صورتی که ‪ a‬درون‬
‫‪ CEArrayList‬مربوطه وجود نداشت ‪ -1‬برمیگرداند‪.‬‬
‫;‪public void swap(int i, int j) throws CEArrayListIndexOutOfBoundException‬‬
‫عضو ‪ i‬ام و ‪ j‬ام ‪ CEArrayList‬را بایکدیگر تعویض میکند‪ .‬دی صورتی که ‪ i‬یا ‪ j‬بزرگتر از ‪ size‬آرایه بودند یک ‪ Exception‬از نوع‬
‫‪ CEArrayListIndexOutOfBoundException‬باید ‪ throw‬شود‪.‬‬
‫(کنجکاوی‪ :‬مستقل از این سوال و تمرین!!!! به این فکر کنید که در جاوا چگونه میتوانیم تابع ‪ swap‬برای دو متغیر از نوع ‪primitive‬‬
‫‪ type‬بنویسیم!)‬
‫;>‪public class CESortedArrayList<E extends CEComparable> implement CECollection<E‬‬
‫این کالس همه ویژگیهای کالس ‪ CEArrayList‬را داراست با این تفاوت همیشه نمونه ها به ترتیب ‪ sort‬شده در آن نگهداری میشوند‪.‬‬
‫بنابر این ‪ CESortedArrayList‬تنها میتواند محتوی کالسهایی باشد که ‪ interface‬مقایسه پذیری یعنی ‪ comparable‬را‬
‫‪ implement‬کرده باشند (تا ترتیب روی اعضا معنی پیدا کند!) همچنین به همین دلیل تابع ‪ swap‬برای آن معنی ندارد و بقیه توابع‬
‫‪ CEArrayList‬باید برای آن پیادهسازی شود‪.‬‬
‫‪public class CESet<E> implement CECollection‬‬
‫این کالس باز نوع دیگری از ‪ CECollection‬است که همان طور که از نام آن مشخص است نمایشگر یک مجموعه است که به این معنی‬
‫خواهد بود که عضو تکراری (از لحاظ تابع ‪ )equal‬را در خود نمیپذیرد و از هر عضو تنها یک نمونه نگه می دارد‪ .‬بنابر این در صورتی که‬
‫عضوی قبال در ‪ CESet‬وجود داشت و باز به آن اض افه شد نباید تغییری در محتویات آن ایجاد شود‪.‬‬
‫این کالس تنها همان توابع کالس ‪ CECollection‬را پیادهسازی میکند و نیازی به پیادهسازی دیگر توابع نیست‪.‬‬
‫در صورتی که در پیادهسازی ‪ CESet‬از ساختارهای درختی و یا درهمسازی استفاده کنید نمره اضافی دریافت خواهید کرد‪.‬‬
‫شهر شکالتی‬
‫کندی بچه ی خیال بافی است که شکالت را خیلی دوست دارد‪ .‬او همیشه در این آرزو بود که در مخفی شهر شکالتی را پیدا کند ‪.‬‬
‫او بعد از کنجکاوی فراوان باالخره به آرزوی خود رسید و در شهر را پیدا کرد‪ .‬در شه ر شکالتی بازی ای وجود داشت و هر فردی که در‬
‫رقابت این شهر بیشترین امتیاز را کسب می کرد ‪ ،‬میتوانست شکالت دریافت کند‪ .‬برای این که کندی بتواند در رقابت پیروز شود از تیم‬
‫جاوا ی دانشکده در خواست کرد که این بازی را برای او پیدا سازی کنند تا قبل از رقابت بتواند تمرین کند‪.‬‬
‫بازی درخواست شده شامل یک جدول ‪ 9*9‬بوده که در ردیف ها و ستون های آن ‪ ،‬شکالت قرار دارد‪ .‬هرگاه که ‪ 3‬یا بیشتر شکالت در‬
‫این بازی در کنار هم قرار گرفتند ‪ ،‬این شکالت ها از خانه های جدول بازی حذف شده به کاربر امتیازی داده میشود و شکالت های جدید‬
‫از باالی جدول ‪ ،‬جایگزین آن می شوند‪ .‬باز ی تا زمانی ادامه خواهد داشت که دیگر در جدول نتوان با جا به جا کردن شکالت ها ‪ ،‬امتیازی‬
‫کسب کرد‪.‬‬
‫جدول بازی به صورت زیر خواهد بود ‪:‬‬
‫‪ )2‬در این بازی ‪ 6‬نوع شکالت وجود دارد و امتیاز همه ی شکالت ها باهم برابر می باشد‪.‬‬
‫برای حذف ‪ x‬شکالت‬
‫امتیاز‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫‪7‬‬
‫‪8‬‬
‫‪9‬‬
‫‪21‬‬
‫‪11‬‬
‫‪31‬‬
‫‪41‬‬
‫‪01‬‬
‫‪61‬‬
‫‪01‬‬
‫‪ )1‬حذف شکالت ها زمانی امکان پذیر است که ‪ ،‬همه شکالت ها از یک نوع باشند‪.‬‬
‫‪) 3‬جایگزینی به این شکالت ها زمانی که حذف می شوند به صورت زیر است ‪:‬‬
‫فراموش نکنید که شکالت هایی که از باالی جدول وارد می شوند‪ ،‬به صورت رندم تولید می گردند‪.‬‬
‫‪ )4‬زمانی که شکالت های جدید جایگزین قبلی ها خواهد شد ‪ ،‬باید درون جدول تمام خانه هایی که ‪ 3‬یا بیشتر شکالت هم نوع در کنار‬
‫هم قرار گرفته اند را حذف کرد‪.‬‬
‫‪ ) 0‬زمانی که جا به جایی یک شکالت ‪ ،‬منجر به حذف شکالت های هم نوع خود می شود ‪ ،‬قبل از جایگزینی باید در جدول بررسی شود‬
‫تا تمام خانه هایی که ‪ 3‬یا بیشتر شکالت هم نوع در کنار هم قرار گرفته اند ‪ ،‬حذف گردند‪.‬‬
‫‪ ) 6‬در ابتدای بازی باید نام کاربر از او گرفته شده و نامش در زمان بازی در کنار صفحه نمایش داده شود‪.‬‬
‫‪ ) 0‬جمع امتیازات کاربر باید در صفحه ی بازی نمایش داده شود‪.‬‬
‫‪ )8‬زمانی ک ه بازی تمام شود ‪ ،‬صفحه ی بازی بسته شده و در صفحه ی دیگر نام و میزان امتیاز کاربر را نمایش دهد‪.‬‬
‫‪ )9‬چنان چه در زمان جا به جایی یک شکالت ‪ ،‬عمل حذفی رخ ندهد ‪ ،‬شکالت به جای اول خود باز می گردد‪.‬‬
‫‪ ) 21‬هر شکالت فقط می تواند با ‪ 4‬خانه ی جدول جا به جا شود ‪ :‬باالیی ‪ ،‬پایینی ‪ ،‬سمت راست و سمت چپ ‪(.‬خانه ی عالمت گذاری‬
‫شده با‬
‫‪ O‬با خانه هایی که عالمت ×‬
‫دارند م یتواند جا به جا شود و در صورتی که عمل حذف رخ ندهد به جای خود باز می گردد‪) .‬‬
‫‪ ) 22‬جدول ابتدای بازی را میتوانید با الگوی دلخواه مورد نظر خود پر کنید ‪ .‬فقط یادتان باشد که در جدول ابتدایی نباید ‪ 3‬یا بیشتر‬
‫عنصر یکسان کنار هم باشند (یعنی در سطر یا ستون که منجر به حذف گردد‪. ).‬‬
‫جدول ابتدای بازی نباید به گونه ای باشد که امکان بازی برای کاربر وجود نداشته باشد‪.‬‬
‫‪ )21‬اگر شکالت های همنوع هم در سطر و هم در ستون مشترک باشند ‪ ،‬باید سطر و ستون آن حذف گردد‪.‬‬
‫مانند ‪:‬‬
‫‪ )23‬برای راحتی در امتیاز دهی ‪ ،‬در هنگام حذف خانه ها ‪ ،‬تعداد خانه هایی که حذف میشوند را شمرده و مانند جدول امتیاز دهید‪.‬‬
‫‪ )24‬آپشن های اضافه بر روی این بازی ‪ ،‬نمره ی اضافی خواهد داشت‪ .‬برای ایده گرفتن نیز می توانید از سایت زیر استفاده کند‪:‬‬
‫‪Candy Crush saga‬‬