Приложение на Kotlin

Приложение на Kotlin #

Постановка задачи #

В рамках данной практической работы реализуйте небольшое консольное приложение на языке Kotlin, решающее следующую задачу.

Коэффициенты многочлена \( a_n * x^n + a_{n−1} *x^{n−1} + · · · + a_1 * x + a_0 \) хранятся в списке A[N], где N — натуральное число, степень многочлена. Вычислить значение этого многочлена в точке x. Вычислить значение производной многочлена в той же точке.

Чтение данных со стандартного потока ввода #

По умолчанию при использовании системы сборки Gradle при запуске приложения с помощью команды run у приложения нет доступа к стандартному потоку ввода. Решение этой проблемы детально описано в статье https://blog.thecodewhisperer.com/permalink/stdin-gradle-kotlin-dsl Краткая выжимка шагов:

  1. Откройте файл build.gradle.kts
  2. Добавьте в файл
    tasks.getByName("run", JavaExec::class) {
     standardInput = System.`in`
    }
     
  3. Перечитайте конфигурацию Gradle нажав на соответствующую кнопку в панели Gradle внутри среды разработки.

Подход к решению задачи #

  1. Создайте проект приложения в среде разработке, IDEA.
    1. При создании проекта указывайте в качестве среды сборки систему Gradle.
  2. Реализуйте функцию для получения одного целого числа от пользователя со стандартного потока ввода. Данная функция может иметь следующую сигнатуру:
    fun readInt(prompt: String) : Int { /**/ }
    1. Аргумент prompt должен содержать строку-приглашение, например "Введите целое число> ", которое должно показываться пользователю перед вводом числа. Приглашение должно показываться перед вводом числа, без переноса строки. Используйте метод print.
    2. Для считывания рекомендуется использовать метод readLnOrNull.
    3. null-значение может быть получен в случае, например, в случае окончания потока ввода. В рамках данной программы будем считать, что поток ввода не завершён, и будем пытаться считывать данные со стандартного потока ввода ещё раз в случае получения null-значения.
    4. Метод должен получать строку от пользователя и пытаться преобразовать её к целому числу. Для преобразования строки к числу можно использовать метод toInt. Обратите внимание, что в случае ошибки преобразования будет выброшено исключение NumberFormatException. Процесс обработки исключений описан в документации.
    5. Если преобразование выполнено успешно, то его результат надо возвратить в качестве результата работы функции.
    6. Если преобразование не было успешно, то функция должна повторить запрос на ввод данных от пользователя. Пользователю необходимо сообщить о возникшей проблеме, чтобы он не повторил свою ошибку ещё раз.
  3. Реализуйте функцию для получения коэффициентов многочлена. Данная функция может иметь следующую сигнатуру:
    fun readCoefficients() : List<Int> { /**/ }
    1. Данная функция должна запрашивать степень коэффициента многочлена, N, с помощью метода readInt. Если было считано отрицательное число, то необходимо запросить ввод данных ещё раз.
    2. Затем функция должна получить N+1 коэффициентов многочлена. Для этого можно использовать метод readInt с сохранением результата в изменяемом списке целых чисел.
      1. Для создания динамического списка для хранения чисел используйте функцию mutableListOf().
      2. Для добавления элемента используйте метод add().
    3. Сформированный список коэффициентов многочлена метод должен вернуть в качестве своего значения.
    4. Созданный изменяемый список, объект интерфейса MutableList, может быть возвращён клиентам как объект неизменяемого списка List, т.к. интерфейс MutableList унаследован от List:
      interface MutableList<E> : List<E>, MutableCollection<E>
      Клиентам данного метода нет необходимости получать изменяемый список, т.к. пользователь уже завершил ввод своих данных.
    5. Удобным форматом для хранения коэффициентов является формат, когда на первом месте в массиве хранится коэффициент многочлена нулевой степени, на втором — первой степени и т.д. Для считывания удобно спрашивать у пользователя коэффициенты, начиная со старшего члена. Перед возвращением списка коэффициентов пользователю его необходимо развернуть с помощью метода reversed.
  4. Используйте функцию readInt для считывания точки x, в которой необходимо произвести вычисление значения многочлена.
  5. Реализуйте функцию для вычисления коэффициентов производной многочлена. Данная функция может иметь следующую сигнатуру:
    fun calcDerivative(coefs: List<Int>) : List <Int> { /**/ }
    1. Для вычисления производной удобно расположить коэффициенты многочлена по возрастающей. Т.е. коэффициент многочлена степени 0 должен быть первым, степени 1 - вторым и так далее.
    2. Производной будет многочлен, у которого:
      • Значение новых элементов вычисляется как значение коэффициента оригинального многочлена, умноженного на порядковый номер многочлена.
      • Первый элемент отсутствует, т.к. степень производной многочлена меньше степени многочлена на 1.
    3. Для вычисления производной по индексам можно воспользоваться диапазонами от 1 до размера оригинального массива:
      for (index in 1 until coefs.size) {
          coefs[index]
      }
  6. Реализовать функцию вычисления значения многочлена в точке. Данная функция может иметь следующую сигнатуру:
    fun polynomValue(coefs: List<Int>, point: Int) : Int { /**/ }
    1. Для вычисления значения числа в указанной степени можно воспользоваться методом pow.
    2. Для преобразования целого числа в вещественное можно использовать метод toFloat.
    3. Для преобразования вещественного числа в целое можно использовать метод toInt.
  7. Используя полученные функции выполнить вычисление значения многочлена и его производной в точке x.
  8. Выведите информацию о многочлене, его производной и их значении в указанной точке с помощью строковых шаблонов.

© A. M. Васильев, 2023, CC BY-SA 4.0, andrey@crafted.su