Aula Prática #02 - Input/Output e Mooshak
(semana de 22/02 a 26/02)

// Importa a classe Scanner, que será usada para leitura de dados
import java.util.Scanner;

public class Sum {
   public static void main(String[] args) {

      // Cria um objecto Scanner para ler da entrada padrão ("standard input")
      Scanner stdin = new Scanner(System.in);

      // Chama o método nextInt() para ir buscar o próximo inteiro
      int a = stdin.nextInt();
      int b = stdin.nextInt();

      // Imprime a soma dos dois números
      System.out.println(a+b);
   }

}

import java.util.Scanner;

public class Count {
   public static void main(String[] args) {
	
      Scanner stdin = new Scanner(System.in);
		
      // Ciclo para iterar sobre todas as linhas do input
      int counter = 0;
      while (stdin.hasNextLine()) {
         counter++;
         String s = stdin.nextLine();
         System.out.println(counter + ": " + s);
      }
   }
}

Exercício 3) Usando arrays

import java.util.Scanner;

public class ReadNumbers {

   // Escrever os numeros guardados num array no stdout
   static void writeArray(int v[]) {
      for (int i=0; i<v.length; i++)          
         System.out.println("v[" + i + "] = " + v[i]);      
   }
   
   public static void main(String[] args) {

      Scanner stdin = new Scanner(System.in);

      int v[] = new int[10];     // Cria um novo array com espaço para 10 inteiros           
      int n = stdin.nextInt();   // Ler a quantidade de numeros que se seguem
      
      for (int i=0; i<n; i++)    // Ler os numeros a partir do stdin
         v[i] = stdin.nextInt();
      
      writeArray(v);             // Chamar procedimento que escreve
   }
}

1. Executando o código.
   Compile e execute este código, redirecionando o input a partir do ficheiro numbers.txt
   $ java ReadNumbers < numbers.txt
2. Posições do array por preencher.
   Substitua o 10 no início do input por um 5 e execute novamente o programa. O que acontece? Porquê? Note como o atributo length de um array indica o tamanho que foi alocado, e não o número de posições "preenchidas". Note também qual o valor por omissão de um inteiro.
3. Saindo fora dos limites do array. (ArrayIndexOutOfBoundsException)
   Mude o ficheiro de input para passar a conter 11 números (mude a primeira linha para 11 e acrescente um número no final da segunda linha) e execute novamente o programa. O que acontece? Porquê? Note que ao contrário do C, o Java indica explicitamente quando saimos fora dos limites de um array.
   Modifique o programa para passar a aceitar uma qualquer quantidade de números inteiros (a que for indicada na primeira linha de input) e teste a sua alteração.
4. Calculando a amplitude.
   Acrescente uma função que recebe um array e devolve um inteiro indicando a amplitude (diferença entre máximo e mínimo) dos valores guardados no array. Teste o seu funcionamento e certifique-se que funciona independentemente da magnitude dos números (podem ser tão pequenos - incluindo números negativos - ou grandes como quiserem, assumindo que cabem num int).

Exercício 4) O meu primeiro problema no Mooshak

Nesta unidade curricular vamos usar o sistema Mooshak para avaliar automaticamente os programas feitos (ver ajuda do Mooshak).

• Para qualquer submissão é possível visualizar o resultado obtido em cada um dos testes feitos ao código submetido. É também possível aceder aos testes públicos onde o programa submetido não responde correctamente. Para isso basta carregar no resultado da submissão, que aparece a sublinhado na listagem.

Para aceder ao sistema use o seu login (com "up") e a password que lhe foi enviada para o email institucional (email enviado a 20 Fev com o título "[EDados] Password para o Mooshak - login")
(se tiver problemas em aceder envie uma mensagem no Slack ao docente Pedro Ribeiro)

1. Resolva e submeta com sucesso o problema [ED183] Estatísticas
   Dicas:
• Este problema é uma continuação do exercício anterior (falta acrescentar uma nova função para calcular a média)
• Para imprimir um double com duas casas decimais pode usar a instrução printf (como no C). Por exemplo, imprimir uma variável x com duas casas decimais seria System.out.printf("%.2f\n", x);
• Note que não tem de verificar se o input obedece aos limites dados no enunciado. Pelo contrário, essas restrições estão lá para lhe garantir que os dados respeitam esses limites (ex: assim sabe que nunca irão existir mais que 1000 números inteiros nos inputs que são dados ao seu programa no Mooshak).
• Todas as linhas do input e do output devem terminar com o caracter de mudança de linha (mesmo a última)
• Por uma questão de performance e dado que a máquina virtual que vos foi fornecida contém Java 1.8, decidi colocar como versão oficial no Mooshak também Java 1.8 (é nessa versão que os vossos programas serão compilados).

Exercício 5) Mais dois problemas no Mooshak

Para consolidar os conhecimentos destas duas primeiras aulas, submeta os seguintes problemas no Mooshak:

1. 
   Resolva e submeta com sucesso o problema [ED120] Desenhando um Losango
   Algumas dicas:
   • Este problema é essencialmente igual a algo sugerido na aula anterior;
   • Para o resolver apenas necessita de saber como usar ciclos. Quantos pontos existem na primeira linha? E na segunda? E na terceira? E cardinais?
2. 
   Resolva e submeta com sucesso o problema [ED121] Palíndromos
   
   • Para a leitura do input pode usar o que aprendeu exercicio 2 desta aula;
   • Se quiser aceder ao i-ésimo caracter de uma String pode usar o método char charAt(int i), como viu na aula anterior.
   • Primeiro converta a a linha lida numa string só com letras minúsculas (sem espaços e pontuações). Faça para isso uma função que receba uma string e devolva a mesma string com os espaços retirados e todas as maiúsculas convertidas em minúsculas. Para isso é útil conhecer a classe Character, que contém várias funções para lidar com caracteres. Em particular:
     • A função boolean Character.isLetter(char c) indica se o caracter c é uma letra;
     • A função char Character.toLowerCase(char c) converte o caracter para a sua versão minúscula
   • Faça agora uma outra função que recebe uma string e devolve um valor booleano indicando se a string é ou não um palíndromo, sendo que pode aplicar esta função à linha já sem espaços e maiúsculas.

Exercícios extra para consolidação de conhecimentos

Estes exercícios são opcionais e permitem-lhe exercitar os seus conhecimentos de leitura/escrita, de uso de instruções condicionais e de uso de instruções de ciclo. As dicas estão acessíveis se carregar no botão, mas estão "escondidas" para o caso de preferir primeiro tentar fazer sem spoilers.

1. 
   Resolva e submeta com sucesso o problema [ED243] Pizza
   Mostrar/Esconder Dicas
   • Guarda os ingredientes que o Mario não gosta num array a[] de tamanho N
   • Inicialize um contador a zero
   • Faça um ciclo com P iterações e em cada uma delas:
     • Leia os ingredientes da pizza i para um array de b[] de tamanho K_i
     • Crie uma função que receba a[] e b[] e verifique a pizza está ok, ou seja, se não há ingredientes em comum (basta fazer um dois ciclos no tamanho dos arrays e comparar elemento a elemento e ver se algum par é igual)
     • Chame a função para cada pizza e se estiver ok, incremente um contador
   • Imprima o conteúdo do contador
   
   
2. 
   Resolva e submeta com sucesso o problema [ED244] Primos
   Mostrar/Esconder Dicas
   • Este exercício vem na sequência da aula anterior, onde implementou uma forma um pouco naive de verificar se um dado número é primo. Executar esse procedimento neste problema para todos os números no intervalo vai excecer o limite de tempo (pode experimentar para verificar o que acontece).
   • Aqui é suposto que pesquise um pouco seguindo a sugestão do enunciado: veja por exemplo a entrada da Wikipedia sobre o Crivo de Eratóstenes (existem muitos recursos possíves online)
   • A ideia é precisamente implementar o crivo, criando um array de booleanos prime[i] (de tamanho 10 milhões) que tenha uma posição i a true se o número i for primo, e false caso contrário.
   
   

Exercício de Desafio

Para esta semana o desafio tem a ver com a eficiência algorítmica. Deve tentar resolver o seguinte problema, que está disponível para submissão no Mooshak:

• [ED122] Espiral de Números

Devem submeter para verificar se a solução não só está correcta do ponto de vista do que calcula, mas também se está suficientemente eficiente e consegue responder em menos de um segundo seja qual for o input dentro das restrições dadas. Um programa correcto, mas não eficiente, irá apenas resolver parcialmente o probema (passa nos testes "pequenos", mas excede o limite de tempo nos testes "grandes").

Para este problema não vou dar nenhuma dica, ficando à espera de ver os vossos programas :)

Nota: é também agora possível submeter o desafio da semana anterior no Mooshak de EDados.

Pedro Ribeiro (DCC/FCUP) / Última actualização: