/*============================================================================== Лабораторна робота №7. Завдання 1. Варіант 19. Тема: багатовимірні масиви, базові операції обробки матриць. Умова (таблиця 7.1, завдання 19.1): створити матрицю, вимірність m > 3 якої ввести з клавіатури. Передбачити меню вибору способу створення матриці: введення з клавіатури або генерація псевдовипадкових додатних та від'ємних чисел. Визначити найбільший за модулем елемент та його індекси серед елементів, що розташовані в заштрихованій частині малюнку. Підрахувати суму елементів по межі заштрихованої частини матриці. Вивести на екран вхідну матрицю, значення шуканого елемента та його індекси, шукану суму елементів. Матриці виводити у табличному вигляді. ОПИС ЗАШТРИХОВАНОЇ ЧАСТИНИ (рисунок до варіанта 19). На рисунку заштриховано трикутник, вершина якого збігається з центром квадрата, а основою є права сторона. Сторонами трикутника є відрізки обох діагоналей квадрата. У термінах індексів квадратної матриці m x m це «східний» сектор, утворений двома діагоналями: j >= i (на головній діагоналі або праворуч від неї) j >= m-1-i (на побічній діагоналі або праворуч від неї) Приклад для m = 5 (позначено * — елементи заштрихованої частини): . . . . * . . . * * . . * * * . . . * * . . . . * МЕЖА ЗАШТРИХОВАНОЇ ЧАСТИНИ — це її контур: відрізки обох діагоналей (i == j та i + j == m-1) і права сторона квадрата (j == m-1). ОБМЕЖЕННЯ УМОВИ: забороняється використовувати STL, std::vector, ітератори, контейнери, бібліотеки для роботи з матрицями. Виконав: Одарчук Олексій, КНУ імені Тараса Шевченка, ФІТ, група ІПЗ-11. Компілятор: gcc -std=c17 ==============================================================================*/ #include #include #include #include /* Найбільша припустима вимірність матриці. */ const int MAX_SIZE = 20; /*------------------------------------------------------------------------------ readInt — прочитати ціле число із заданого діапазону з контролем введення. Параметри: prompt [вхідний], value [вихідний], low, high [вхідні]. Повертає : true — число прочитано; false — вхідні дані вичерпано. ------------------------------------------------------------------------------*/ bool readInt(const char *prompt, int *value, int low, int high) { for (;;) { printf("%s", prompt); const int scanned = scanf("%d", value); if (scanned == EOF) return false; if (scanned == 1 && *value >= low && *value <= high) return true; if (scanned != 1) { int c; /* очищення буфера */ while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF) { } } printf("Помилка: потрібне ціле число від %d до %d.\n", low, high); } } /*------------------------------------------------------------------------------ inShadedPart — чи належить елемент заштрихованій частині матриці. Параметри: i, j [вхідні] — індекси рядка та стовпця елемента; m [вхідний] — вимірність квадратної матриці. Повертає : true — елемент належить «східному» сектору між діагоналями. ------------------------------------------------------------------------------*/ bool inShadedPart(int i, int j, int m) { return j >= i && j >= m - 1 - i; } /*------------------------------------------------------------------------------ onShadedBorder — чи лежить елемент на межі заштрихованої частини. Межу утворюють відрізки головної діагоналі (i == j), побічної діагоналі (i + j == m-1) та права сторона матриці (j == m-1) — але лише ті їх точки, що належать самому сектору. Параметри: i, j [вхідні] — індекси елемента; m [вхідний] — вимірність матриці. Повертає : true — елемент лежить на межі заштрихованої частини. ------------------------------------------------------------------------------*/ bool onShadedBorder(int i, int j, int m) { if (!inShadedPart(i, j, m)) return false; return i == j || i + j == m - 1 || j == m - 1; } /*------------------------------------------------------------------------------ printMatrix — вивести матрицю у табличному вигляді з нумерацією рядків і стовпців. Параметри: title [вхідний] — заголовок таблиці; a [вхідний] — матриця; m [вхідний] — вимірність матриці; mark [вхідний] — якщо true, елементи заштрихованої частини позначаються символом '*', а елементи її межі — символом '#'. ЗАУВАЖЕННЯ ЩОДО ПАРАМЕТРА-МАТРИЦІ. Параметр оголошено без модифікатора const, хоча функція матрицю не змінює. Причина суто мовна: у стандарті C до редакції C23 масив виду int a[N][M] НЕ перетворюється неявно на const int (*)[M] — на відміну від C++, де таке перетворення дозволене. Додавання const тут спричинило б попередження -Wpedantic. ------------------------------------------------------------------------------*/ void printMatrix(const char *title, int a[][MAX_SIZE], int m, bool mark) { printf("\n%s (%d x %d):\n", title, m, m); printf(" "); for (int j = 0; j < m; ++j) printf("%8d", j); printf("\n"); printf(" "); for (int j = 0; j < m; ++j) printf("--------"); printf("\n"); for (int i = 0; i < m; ++i) { printf("%4d |", i); for (int j = 0; j < m; ++j) { if (mark) { char flag = ' '; if (onShadedBorder(i, j, m)) flag = '#'; else if (inShadedPart(i, j, m)) flag = '*'; printf("%7d%c", a[i][j], flag); } else { printf("%8d", a[i][j]); } } printf("\n"); } if (mark) printf(" * — заштрихована частина, # — її межа\n"); } /*------------------------------------------------------------------------------ findMaxByModulus — знайти найбільший за модулем елемент заштрихованої частини. Параметри: a [вхідний] — матриця; m [вхідний] — вимірність матриці; row [вихідний] — адреса змінної для індексу рядка знайденого елемента; col [вихідний] — адреса змінної для індексу стовпця; count [вихідний] — адреса лічильника елементів сектора. Повертає : значення елемента з найбільшим модулем. За наявності кількох елементів з однаковим модулем запам'ятовується перший знайдений при обході рядками: порівняння виконується строгою нерівністю. Локальні змінні: maxAbs — найбільше знайдене абсолютне значення; maxValue — сам елемент з найбільшим модулем. ------------------------------------------------------------------------------*/ int findMaxByModulus(int a[][MAX_SIZE], int m, int *row, int *col, int *count) { long long maxAbs = -1; int maxValue = 0; *row = -1; *col = -1; *count = 0; for (int i = 0; i < m; ++i) for (int j = 0; j < m; ++j) { if (!inShadedPart(i, j, m)) continue; ++(*count); const long long absValue = llabs((long long)a[i][j]); if (absValue > maxAbs) { maxAbs = absValue; maxValue = a[i][j]; *row = i; *col = j; } } return maxValue; } /*------------------------------------------------------------------------------ sumOnShadedBorder — сума елементів по межі заштрихованої частини матриці. Параметри: a [вхідний] — матриця; m [вхідний] — вимірність матриці; count [вихідний] — адреса лічильника елементів межі. Повертає : суму елементів межі. ------------------------------------------------------------------------------*/ long long sumOnShadedBorder(int a[][MAX_SIZE], int m, int *count) { long long sum = 0; *count = 0; for (int i = 0; i < m; ++i) for (int j = 0; j < m; ++j) if (onShadedBorder(i, j, m)) { sum += a[i][j]; ++(*count); } return sum; } /*------------------------------------------------------------------------------ Головна функція. Створює матрицю, знаходить найбільший за модулем елемент заштрихованої частини та суму елементів по її межі. Локальні змінні: a — оброблювана матриця; m — вимірність матриці; choice — спосіб створення матриці; low, high — межі діапазону для генерації; maxValue — елемент з найбільшим модулем; maxRow, maxCol — індекси знайденого елемента; borderSum — сума елементів по межі заштрихованої частини; shadedCount, borderCount — кількості елементів сектора та його межі. ------------------------------------------------------------------------------*/ int main() { printf("Лабораторна робота №7, завдання 1 (варіант 19)\n"); printf("Виконав: студент групи ІПЗ-11 Одарчук Олексій\n"); printf("Пошук найбільшого за модулем елемента в заштрихованій частині\n"); printf("матриці та суми елементів по її межі\n\n"); int m = 0; if (!readInt("Уведіть вимірність квадратної матриці m (4..20): ", &m, 4, MAX_SIZE)) return 1; int a[MAX_SIZE][MAX_SIZE]; printf("\nСпосіб створення матриці:\n" " 1 - введення з клавіатури\n" " 2 - генерація псевдовипадкових додатних та від'ємних чисел\n"); int choice = 0; if (!readInt("Оберіть спосіб (1..2): ", &choice, 1, 2)) return 1; if (choice == 1) { printf("Уведіть елементи матриці по рядках (усього %d):\n", m * m); for (int i = 0; i < m; ++i) for (int j = 0; j < m; ++j) { char prompt[32]; snprintf(prompt, sizeof prompt, " a[%d][%d] = ", i, j); if (!readInt(prompt, &a[i][j], -1000000, 1000000)) return 1; } } else { int low = 0, high = 0; if (!readInt("Уведіть нижню межу діапазону (від'ємну): ", &low, -1000000, 0)) return 1; if (!readInt("Уведіть верхню межу діапазону (додатну): ", &high, 1, 1000000)) return 1; srand((unsigned)time(NULL)); /* Масштабування rand() на діапазон замість rand() % range: стандарт гарантує лише RAND_MAX >= 32767, і для ширшого діапазону остача не охопила б усіх значень. */ for (int i = 0; i < m; ++i) for (int j = 0; j < m; ++j) a[i][j] = low + (int)((double)rand() / ((double)RAND_MAX + 1.0) * (high - low + 1)); } printMatrix("Вхідна матриця", a, m, false); printMatrix("Розмітка заштрихованої частини", a, m, true); int maxRow = -1, maxCol = -1, shadedCount = 0, borderCount = 0; const int maxValue = findMaxByModulus(a, m, &maxRow, &maxCol, &shadedCount); const long long borderSum = sumOnShadedBorder(a, m, &borderCount); printf("\nРезультати\n"); printf(" Елементів у заштрихованій частині: %d\n", shadedCount); printf(" Найбільший за модулем елемент: %d (модуль %lld)\n", maxValue, llabs((long long)maxValue)); printf(" Його індекси: рядок %d, стовпець %d\n", maxRow, maxCol); printf(" Елементів на межі: %d\n", borderCount); printf(" Сума елементів по межі: %lld\n", borderSum); return 0; }