Készítette: Nagy Tibor István

Felhasznált irodalom: Kotsis Domokos: OOP diasor

Zsakó L., Szlávi P.: Mikrológia 19.

Programkészítés Megrendelői igények begyűjtése

Megoldás megtervezése (algoritmuskészítés)

Megoldás megvalósítása (implementálás)

Tesztelés

Algoritmus Algoritmus kritériumai:

Elemi lépésekre kell bontani (elemi lépés = az

algoritmus végrehajtója számára egyértelmű,

végrehajtható utasítás)

Az összes lehetséges esetet számba kell venni

Véges sok lépésből kell állnia

Algoritmusleíró eszközök Mondatokkal történő leírás

Teljes magyar mondatokkal íródik az algoritmus

Mondatszerű elemekkel történő leírás (pszeudo-kód) Kulcsszavakkal és az ezekből felépített tőmondatokkal íródik az algoritmus

Blokk-diagram Irányított gráf ábrázolja az algoritmust

Struktogram A teljes feladat egy téglalap, ennek részekre osztásával íródik az algoritmus

…

Algoritmusokban használt

strukturált elemek Másnéven strukturált algoritmikus szerkezetek, vagy

vezérlőszerkezetek:

Szekvencia (utasítássorozat) : tevékenységek

egymásutánja

Szelekció (elágazás) : egy feltétel teljesülése, vagy

nem teljesülése esetén más-más tevékenységeket kell

elvégezni

Iteráció (ciklus) : egy tevékenységet, vagy

tevékenységsorozatot többször meg kell ismételni

A vezérlőszerkezetek egymásba is ágyazhatók

Blokk-diagram

Szekvencia (utasítássorozat)

utasítás1

utasítás2

utasítás3

Blokk-diagram

Szelekció (elágazás)

utasítás1 utasítás2

feltétel i n

Blokk-diagram

Iteráció (elöltesztelős ciklus)

utasítás(ok)

feltétel i n

Nincs külön jelölés a ciklusra. Elágazással lehet megvalósítani.

Blokk-diagram

Iteráció (hátultesztelős ciklus)

utasítás(ok)

feltétel i n

Nincs külön jelölés a ciklusra. Elágazással lehet megvalósítani.

Példa – Rablóbanda Feladat:

Egy rablóbanda az erdőben les

gazdag áldozataira. A

gazdasági fellendülés

következtében megnőtt az

erdei úton közlekedő,

kincsekkel megrakott konvojok

száma, ezért szükségessé vált

a bandát új taggal bővíteni.

Az új tagnak el kell magyarázni

a rablás folyamatát.

A rablás algoritmusa I. Bunkót kézbe

Leshelyre ki

Lesés

Kirablás

Jön karaván? i n

Kocsma

Haza

És ha nem

volt a

karavánnál

pénz?

A rablás algoritmusa II. Bunkót kézbe

Leshelyre ki

Lesés

Kirablás

Jön karaván? i n

Kocsma

Haza

Elég a pénz? n i

És ha

nem is jött

karaván?

A rablás algoritmusa III. Bunkót kézbe

Leshelyre ki

Lesés

Kirablás

Jön karaván? i n

Kocsma

Haza

Elég a pénz? n i

Este van? i n

Ez már jó,

de kusza

Struktogram

Szekvencia (utasítássorozat)

utasítás1

utasítás2

utasítás3

utasítás1

utasítás2

utasítás3

vagy

Struktogram

Szelekció (elágazás)

feltétel

utasítás2 utasítás3

i n

feltétel

utasítás2

i n

vagy

Struktogram

Iteráció (ciklus) feltétel

utasítás(ok)

vagy

feltétel

utasítás(ok)

Amíg nincs este és nem elég a pénz

Lesés

A rablás algoritmusa

Jön karaván?

Kirablás

i n

Bunkót kézbe

Leshelyre ki

Elég a pénz?

Kocsma

i n

Haza

Pszeudo-kód

Szekvencia (utasítássorozat) Formátum:

utasítás1

utasítás2

…

utasításN

Az utasítások végrehajtása leírásuk sorrendjében

történik

Pszeudo-kód

Szelekció (elágazás) Formátum:

Ha feltétel akkor utasítás(ok)1 különben utasítás(ok)2 Elágazás vége

Ha a feltétel igaz, akkor utasítás(ok)1, különben utasítás(ok)2 hajtódik végre

A feltétel logikai igaz, vagy hamis értékű lehet

utasítás(ok)1 az elágazás igaz-ága, utasítás(ok)2 az elágazás hamis-ága.

A hamis-ág elhagyható

Pszeudo-kód

Szelekció (többirányú elágazás) Formátum:

Elágazás feltétel1 esetén utasítás(ok)1 feltétel2 esetén utasítás(ok)2 … különben utasítás(ok)N Elágazás vége

Ha feltétel1 igaz, akkor utasítás(ok)1, ha feltétel2 igaz, akkor utasítás(ok)2, ha egyik feltétel sem igaz, utasítás(ok)N hajtódik végre

Minden feltétel logikai igaz, vagy hamis értékű lehet

A különben-ág elhagyható

Pszeudo-kód

Iteráció (elöltesztelős ciklus) Formátum:

Ciklus amíg feltétel

Ciklusmag

Ciklus vége

A ciklusmag utasításai addig ismétlődnek, amíg a

feltétel igaz

Pszeudo-kód

Iteráció (hátultesztelős ciklus) Formátum:

Ciklus

Ciklusmag

amíg feltétel

Ciklus vége

A ciklusmag utasításai addig ismétlődnek, amíg a

feltétel igaz

A ciklusmag egyszer mindenképp végrehajtódik a

feltétel-től függetlenül

Pszeudo-kód

Iteráció (számlálós ciklus) Formátum:

Ciklus változó = kezdőérték-től végérték-ig

Ciklusmag

Ciklus vége

A ciklusmag utasításai kezdőérték-végérték+1-szer

ismétlődnek

A változó értéke kezdetben kezdőérték-kel egyenlő,

minden cikluslépés végén 1-gyel nő, amíg végérték-

nél nagyobb nem lesz

A változó Egy memóriában elhelyezkedő „rekesz”

Egy értéket tárol

Van azonosítója (vagyis neve)

Van típusa (milyen értéket tárolhat)

Az értéke értékadással módosítható

Az értéke egy kifejezésben lekérdezhető

Változókkal végezhető

tevékenységek Értékadás

Érték elhelyezése a

változóban

változónév = érték

változónév = kifejezés

Érték lekérdezése

A változó tartalmának kiolvasása.

Az érték a kiolvasás után is

megmarad a változóban. Pl.:

Ha változónév > 10 akkor …

változó2 = 3 * változónév + 12

Feladat – másodfokú egyenlet

megoldása ax2 + bx + c = 0

a = 0

bx + c = 0

a 0

ax2 + bx + c = 0

b = 0

c = 0

b 0

𝐱 = −𝒄

𝒃

c = 0

Azonosság

c 0

Ellentmondás

𝑏2 − 4𝑎𝑐 = 0

𝑏2 − 4𝑎𝑐 > 0

𝑏2 − 4𝑎𝑐 < 0

𝒙𝟏,𝟐 = −𝒃

𝟐𝒂±

𝒃𝟐 − 𝟒𝒂𝒄

𝟐𝒂𝒋

𝒙𝟏,𝟐 =−𝒃 ± 𝒃𝟐 − 𝟒𝒂𝒄

𝟐𝒂

𝒙𝟏,𝟐 = −𝒃

𝟐𝒂

a = 0 i n

c = 0

Azon. Ellentm.

i n

Feladat – másodfokú egyenlet

megoldása

b = 0

𝐱 = −𝒄

𝒃

i n 𝑏2 − 4𝑎𝑐 = 𝟎

𝒙𝟏,𝟐 = −𝒃

𝟐𝒂

i n

𝑏2 − 4𝑎𝑐 > 𝟎

𝒙𝟏,𝟐 =−𝒃 ± 𝒃𝟐 − 𝟒𝒂𝒄

𝟐𝒂 𝒙𝟏,𝟐 = −

𝒃

𝟐𝒂±

𝒃𝟐 − 𝟒𝒂𝒄

𝟐𝒂𝒋

i n

Algoritmusok specifikációja Négy részből áll:

Bemenet: az algoritmusnak milyen bemenő adat(ok)ra

van szüksége

Kimenet: az algoritmus milyen eredmény(eke)t állít elő

Előfeltétel: a bemenő adatok milyen feltételeknek kell,

hogy eleget tegyenek ahhoz, hogy az algoritmus

helyesen tudjon működni

Utófeltétel: Milyen feltételeknek tesz eleget a kimenet

az algoritmus végrehajtása után, vagy másképpen:

hogyan állítja elő az algoritmus a bemenő adatokból a

kimenetet

Feladat – másodfokú egyenlet

megoldása specifikációval

a = 0 i n

c = 0

Azon. Ellentm.

i n

b = 0

𝐱 = −𝒄

𝒃

i n 𝒃𝟐 − 𝟒𝒂𝒄 = 𝟎

𝒙𝟏,𝟐 = −𝒃

𝟐𝒂

i n

𝒃𝟐 − 𝟒𝒂𝒄 > 𝟎

𝒙𝟏,𝟐 =−𝒃 ± 𝒃𝟐 − 𝟒𝒂𝒄

𝟐𝒂 𝒙𝟏,𝟐 = −

𝒃

𝟐𝒂±

𝒃𝟐 − 𝟒𝒂𝒄

𝟐𝒂𝒋

i n

Bemenet: a, b, c ∈ ℝ

Kimenet: 𝑥1, 𝑥2 ∈ ℂ Előfeltétel: -

Utófeltétel:

Feladatok 1. Adott a, b, c oldalhossz. Állapítsuk meg, hogy a

három oldal milyen háromszöget alkot.

Adott a, b, c oldalhossz. Adjuk meg a háromszög

kerületét és területét.

Adott x és y. Adjuk meg x * y értékét az + művelet

felhasználásával.

Adott a és x. Adjuk meg ax értékét, a * művelet

felhasználásával

Adott a és x. Adjuk meg ax értékét, az + művelet

felhasználásával

Feladatok 2. Adott x és y. Határozzuk meg a két szám legkisebb

közös többszörösét.

Adott x és y. Határozzuk meg a két szám

legnagyobb közös osztóját.

Adott x. Mondjuk meg, hogy x prímszám-e.

Feladatok 3. Egy meteorológiai állomáson mérik a napi

középhőmérséklet-értékeket egy hónapon keresztül.

Írjuk ki azoknak a napoknak a sorszámát, amikor:

a hőmérséklet fagypont alatt volt

a leghidegebb volt

a legmelegebb volt

Feladatok 4. Egy toronyugró versenyen N versenyző indul.

Minden versenyzőnek egy ugrásra van lehetősége.

Az ugrásokat 7 bíró pontozza. Egy ugrás

összpontszáma a pontok összegéből számítódik,

amelyben a legkisebb és a legnagyobb pont nincs

benne.

Az a versenyző győz, aki a legtöbb pontot kapta az

ugrására. Adjuk meg ennek a versenyzőnek a nevét!

(Tételezzük fel, hogy van egy utasítás, amellyel a

versenyző nevét és a bírói pontokat tudjuk bekérni)

A tömb Több, memóriában

elhelyezkedő „rekesz”

együttese

Több, azonos típusú értéket tárol

Elemei a tömbön belüli sorszámukkal (index) érhetők

el

Egy elem értéke értékadással módosítható

Egy elem értéke egy kifejezésben lekérdezhető

Értékadás

Érték elhelyezése egy

tömbelemben

Érték lekérdezése

Egy tömbelem tartalmának kiolvasása.

Az érték a kiolvasás után is

megmarad a tömbelemben

Tömbbel végezhető

tevékenységek

Tömbelem elérése

(indexelés) A tömb egy adott eleméhez a tömb neve után

szögletes zárójelek között megadott sorszámmal

(index) férhetünk hozzá:

tömbnév[index]

A tömb első elemének indexe: 0

A tömb utolsó elemének indexe: elemszám – 1

28 3 17 11 50

0. 1. 2. 3. 4.

tomb

tomb[3]

Feladatok Egy meteorológiai állomáson mérik a napi

középhőmérséklet-értékeket egy hónapon keresztül.

Tároljuk el ezeket az értékeket egy tömbben

valósítsuk meg a feladatot mindhárom ciklusfajtával

Határozzuk meg a havi átlaghőmérsékletet

Írjuk ki azoknak a napoknak a hőmérsékletét, amikor

hidegebb volt a havi átlagnál

Írjuk ki azoknak a napoknak a hőmérsékletét, amikor

fagyott

Írjuk ki azoknak a napoknak a számát, amikor fagyott

Programozási tételek Egy adott feladatosztályba tartozó összes feladatra

megoldást adó algoritmus.

pl.: a keresés tétel bármilyen elemsorozatban

bármilyen feltételnek megfelelő elemek keresésére

használható

Programozási tételek –

alkalmazott jelölések ℍ : valamilyen (azonos) típusú elemek halmaza.

Például ℍ lehet a természetes számok halmaza,

vagy a karakterek halmaza, …

ℍ𝑁 : ℍ összes lehetséges N elemű részsorozata

Például: ℕ3 = * 0,1,2 , 1,0,2 , 1,2,0 , 1,1,1 , … +

Programozási tételek –

alkalmazott jelölések 𝑇:ℍ ⟶ 𝕃

𝑇 𝑎 =𝑖𝑔𝑎𝑧, 𝑕𝑎 𝒂 𝑚𝑒𝑔𝑓𝑒𝑙𝑒𝑙 𝑎 𝑡𝑢𝑙𝑎𝑗𝑑𝑜𝑛𝑠á𝑔𝑛𝑎𝑘

𝑕𝑎𝑚𝑖𝑠, 𝑒𝑔𝑦é𝑏𝑘é𝑛𝑡

Például:

𝑇 𝑎 =𝑖𝑔𝑎𝑧, 𝑕𝑎 𝒂 < 0

𝑕𝑎𝑚𝑖𝑠, 𝑒𝑔𝑦é𝑏𝑘é𝑛𝑡

vagy

𝑇 𝑎 =𝑖𝑔𝑎𝑧, 𝑕𝑎 𝒂 𝑝á𝑟𝑜𝑠𝑕𝑎𝑚𝑖𝑠, 𝑒𝑔𝑦é𝑏𝑘é𝑛𝑡

…

Eldöntés tétele Adott egy N elemű sorozat és egy – a sorozaton

értelmezett – T tulajdonság. Mondjuk meg, hogy a sorozatban van-e T tulajdonságú elem. Bemenet: N ∈ ℕ, 𝐴 ∈ ℍ𝑁 Kimenet: 𝑉𝐴𝑁 ∈ 𝕃 Előfeltétel:- Utófeltétel: 𝑉𝐴𝑁 ≡ (∃𝑖 0 ≤ 𝑖 < 𝑁 : 𝑇 𝐴𝑖 ) Algoritmus Eldöntés: i = 0; Ciklus amíg i<N és T(A[i]) i = i + 1 Ciklus vége VAN = i<N Algoritmus vége

Kiválasztás tétele Adott egy N elemű sorozat és egy – a sorozaton

értelmezett – T tulajdonság. Biztosan tudjuk, hogy a sorozatban van T tulajdonságú elem. Mondjuk meg az első ilyen elem sorszámát. Bemenet: N ∈ ℕ, 𝐴 ∈ ℍ𝑁 Kimenet: 𝑆𝑂𝑅𝑆𝑍 ∈ ℕ Előfeltétel: ∃𝑖 0 ≤ 𝑖 < 𝑁 : 𝑇(𝐴𝑖) Utófeltétel: 0 ≤ 𝑆𝑂𝑅𝑆𝑍 < 𝑁 é𝑠 𝑇(𝐴𝑆𝑂𝑅𝑆𝑍) Algoritmus Kiválasztás: i = 0; Ciklus amíg T(A[i]) i = i + 1 Ciklus vége SORSZ = i Algoritmus vége

Lineáris keresés tétele Adott egy N elemű sorozat és egy – a sorozaton

értelmezett – T tulajdonság. Mondjuk meg, hogy van-e T tulajdonságú elem a sorozatban, és adjuk meg az első ilyen elem sorszámát. Bemenet: N ∈ ℕ, 𝐴 ∈ ℍ𝑁 Kimenet: VAN ∈ 𝕃, 𝑆𝑂𝑅𝑆𝑍 ∈ ℕ Előfeltétel: - Utófeltétel: 𝑉𝐴𝑁 ≡ ∃𝑖 0 ≤ 𝑖 < 𝑁 : 𝑇 𝐴𝑖 é𝑠

𝑉𝐴𝑁 ⇒ (0 ≤ 𝑆𝑂𝑅𝑆𝑍 < 𝑁 é𝑠 𝑇 𝐴𝑆𝑂𝑅𝑆𝑍 ) Algoritmus Keresés: i = 0; Ciklus amíg i<N és T(A[i]) i = i + 1 Ciklus vége VAN = i<N Ha VAN akkor SORSZ = i Algoritmus vége

Megszámlálás tétele Adott egy N elemű sorozat és egy – a sorozaton

értelmezett – T tulajdonság. Mondjuk meg, hogy hány T tulajdonságú elem van a sorozatban.

Bemenet: N ∈ ℕ, 𝐴 ∈ ℍ𝑁 , 𝑈 𝑥 = 1, 𝑕𝑎 𝑇(𝑥)

0, 𝑒𝑔𝑦é𝑏𝑘é𝑛𝑡

Kimenet: DB ∈ ℕ Előfeltétel: - Utófeltétel: 𝐷𝐵 = 𝑈(𝐴𝑖)

𝑁𝑖=1

Algoritmus Megszámlálás: DB = 0 Ciklus i = 0-től N-1-ig Ha T(A[i]) akkor DB = DB + 1 Ciklus vége Algoritmus vége

Maximumkiválasztás tétele Adott egy N elemű sorozat. Mondjuk meg a sorozat

legkisebb elemének sorszámát. Bemenet: N ∈ ℕ, 𝐴 ∈ ℍ𝑁 Kimenet: maxindex ∈ ℕ Előfeltétel: 𝕏 teljesen rendezett és N>0 Utófeltétel: 0 ≤ 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑛𝑑𝑒𝑥 < 𝑁 é𝑠 ∀𝑖 0 ≤ 𝑖 < 𝑁 :𝐴𝑚𝑎𝑥𝑖𝑛𝑑𝑒𝑥 ≥ 𝐴𝑖 Algoritmus Maximumkiválasztás: maxindex = 0 Ciklus i = 1-től N-1-ig Ha A[i] > A[maxindex] akkor maxindex = i Ciklus vége Algoritmus vége

Programkészítés lépései Megrendelői igények begyűjtése

Megoldás megtervezése (algoritmuskészítés)

Megoldás megvalósítása (implementálás)

Tesztelés

Implementálás (parancssorból)

1. Algoritmus C# Forráskód

1. Forráskód megírása szövegszerkesztőben

2. Forráskód elmentése fájlnév.cs néven

2. C# forráskód Futtatható fájl (.exe)

1. Parancssori ablak megnyitása

2. Belépés a forráskódot tartalmazó könyvtárba (cd)

3. Forrásfájl lefordítása (csc fájlnév.cs)

3. Futtatható fájl végrehajtása

1. Parancssori ablak megnyitása

2. Program futtatása (fájlnév.exe)

Üres C# program class ProgramNév

{

static void Main()

{

}

}

C# utasítások – szekvencia Minden utasítást ; zár le

Az utasítások írhatók külön sorokba:

utasítás1;

utasítás2;

…

utasításN;

Az utasítások írhatók egy sorba:

utasítás1; utasítás2; … utasításN;

C# utasítások – szelekció if ( feltétel )

utasítás1;

[else

utasítás2;]

if ( feltétel )

{ utasítás1;

utasítás2; …

} else

{ utasítás3;

utasítás4; …

}

else ág elhagyható

Több utasítás esetén kötelező a { }

C# utasítások – szelekció if ( feltétel1 ) utasítás1; [else if ( feltétel2 ) utasítás2;

[else if ( feltétel3 ) utasítás2;

… ]

[else utasításN; ]

else ág elhagyható

Több utasítás esetén kötelező a { }

else if ágakból tetszőleges számú használható

C# utasítások – szelekció switch( kifejezés )

{

case érték1 : utasítás(ok)1; break;

case érték2 : utasítás(ok)2; break;

…

[default: utasítás(ok)N; break;]

}

Ha a kifejezés értéke

= érték1, akkor utasítás(ok)1,

= érték2, akkor utasítás(ok)2, … hajtódik végre

Ha kifejezés értéke egyik case-ben megadottal

sem egyenlő, akkor utasítás(ok)N hajtódik végre

C# utasítások – iteráció while ( feltétel )

utasítás;

Amíg a feltétel igaz, utasítások újra és újra

végrehajtódik

Ha a ciklusmagban több utasítás van, kötelező a { }

while ( feltétel )

{

utasítások;

}

C# utasítások – iteráció do

{

utasítás(ok);

} while ( feltétel );

Amíg a feltétel igaz, utasítás(ok) újra és újra

végrehajtódik

Mindig kötelező a { }

C# utasítások – iteráció for ( inicializáló_rész; feltétel; módosító_rész )

{

utasítások;

}

Amíg a feltétel igaz, utasítások újra és újra végrehajtódik

Több utasítás esetén kötelező a { }

inicializáló_rész: ciklusváltozó(k) inicializálása

módosító_rész: ciklusváltozó(k) értékének módosítása

A zárójelek közti három rész közül egyiket sem kötelező megadni (végtelen ciklus)

C# utasítások – iteráció foreach (típus ciklusváltozó in gyűjtemény)

{

utasítások;

}

A gyűjtemény (pl. tömb) összes elemén végiglépked

Több utasítás esetén kötelező a { }

A ciklusváltozó minden cikluslépésben a

gyűjtemény aktuális elemének értékét tartalmazza

ciklusváltozó a ciklusban nem változtatható meg

gyűjteményből elemet törölni, vagy új elemet

felvenni a cikluson belül nem lehet!