Elaborarea unui program

1. Gândirea computațională

Definiție. Gândirea computațională este modul de abordare a unei probleme prin care aceasta este pregătită pentru a fi rezolvată cu ajutorul calculatorului.

Gândirea computațională are la bază operațiile prin care un enunț scris în cuvinte devine o succesiune de prelucrări:

• descompunerea — problema este împărțită în subprobleme mai simple, fiecare rezolvată separat;
• recunoașterea tiparelor — sunt identificate prelucrările care se repetă sau care seamănă cu prelucrări cunoscute;
• abstractizarea — sunt reținute numai datele și relațiile care intervin în rezolvare, iar restul sunt lăsate deoparte;
• algoritmizarea — este stabilită succesiunea de pași prin care se ajunge de la datele de intrare la rezultat.

1.1. Cele patru operații pe un exemplu

Termenul modul numește o parte de sine stătătoare a rezolvării, care îndeplinește o singură sarcină. Descompunerea unei probleme în module este pasul prin care o rezolvare lungă devine un șir de rezolvări scurte.

2. Analiza problemei

Analiza răspunde la două întrebări: ce se cunoaște și ce se cere. Valorile care apar în rezolvare sunt împărțite după rolul lor.

2.1. Datele de manevră

Datele de manevră sunt cele care se recunosc cel mai greu, pentru că nu apar în enunț. La interschimbarea valorilor a două variabile, variabila aux este dată de manevră:

aux = a
a = b
b = aux

Valoarea ei nu este citită și nu este afișată. Fără ea, prima atribuire ar pierde valoarea variabilei a. Tot date de manevră sunt contorul unei structuri repetitive și variabilele în care se adună rezultatele parțiale.

2.2. Restricțiile

Enunțul stabilește și limitele între care se află datele: câte valori sunt citite, ce semn au, între ce margini se încadrează. Din restricții se obțin cazurile-limită pe care programul este testat.

3. Etapele elaborării unui program

Elaborarea unui program parcurge cinci etape. Fiecare pornește de la rezultatul celei dinainte, iar erorile descoperite la testare duc la reluarea etapelor anterioare.

Testarea arată că programul dă un rezultat greșit. Depanarea arată de ce. Cele două sunt etape diferite: o eroare găsită la testare poate avea cauza în algoritm, deci în etapa de proiectare, nu în codul scris.

4. Etapele parcurse pe o problemă

Cele cinci etape sunt parcurse mai jos pe problema registrului de casă, enunțată în prima secțiune.

4.1. Analiza

Datele au fost stabilite în secțiunea a doua: se citesc n și cele n sume, se afișează totalul încasărilor, totalul cheltuielilor și soldul.

4.2. Proiectarea

Problema este descompusă în subprobleme:

1. citirea celor n sume, una câte una;
2. adunarea sumelor pozitive, care dau totalul încasărilor;
3. adunarea sumelor negative, luate cu semn schimbat, care dau totalul cheltuielilor;
4. scăderea celor două totaluri, care dă soldul.

Prima subproblemă cere o structură repetitivă, iar a doua și a treia sunt rezolvate în interiorul aceleiași parcurgeri: la fiecare sumă citită, semnul ei arată la care total este adăugată. Algoritmul, scris în pseudocod:

citește n
incasari ← 0
cheltuieli ← 0
pentru i ← 1,n execută
    citește suma
    dacă suma > 0 atunci
        incasari ← incasari + suma
    altfel
        cheltuieli ← cheltuieli - suma
    sfdacă
sfpentru
sold ← incasari - cheltuieli
scrie incasari, cheltuieli, sold

Cheltuielile sunt adunate cu semn schimbat, cheltuieli - suma, pentru că sumele negative reprezintă plăți. Totalul cheltuielilor este astfel un număr pozitiv.

4.3. Implementarea

Algoritmul este transcris în Python:

n = int(input())

incasari = 0
cheltuieli = 0

for i in range(n):
    suma = int(input())
    if suma > 0:
        incasari = incasari + suma
    else:
        cheltuieli = cheltuieli - suma

sold = incasari - cheltuieli

print(incasari)
print(cheltuieli)
print(sold)

4.4. Testarea

Programul este executat pe seturi de date pentru care rezultatele sunt cunoscute dinainte. Între ele se află și cazurile-limită obținute din restricții.

4.5. Depanarea

Programul următor trece testul cu date numai pozitive, dar dă rezultate greșite la celelalte:

n = int(input())

incasari = 0
cheltuieli = 0

for i in range(n):
    suma = int(input())
    if suma > 0:
        incasari = incasari + suma
    else:
        cheltuieli = cheltuieli + suma

sold = incasari - cheltuieli

print(incasari)
print(cheltuieli)
print(sold)

Pentru datele 3 | 120 −50 −30 se obține 120, −80, 200, în loc de 120, 80, 40. Cauza se află pe ramura else: sumele negative sunt adunate ca atare, deci variabila cheltuieli primește o valoare negativă. Corectarea înseamnă înlocuirea semnului + cu -, iar programul este apoi testat din nou, pe toate seturile de date.

5. Activitate practică

Pentru fiecare problemă se stabilesc mai întâi datele de intrare, de ieșire și de manevră, apoi se scrie algoritmul și abia la urmă programul. Programul se poate executa direct în pagină, în caseta de la finalul secțiunii.

1. Media notelor

   Se citește n, apoi n note. Să se afișeze media lor, rotunjită la două zecimale.

   Intrare: 4 | 8 9 7 10 → Ieșire: media 8.5

   Intrare: n și cele n note. Ieșire: media. Manevră: contorul i și variabila suma, în care se adună notele.

   n = int(input())
   
   suma = 0
   for i in range(n):
       nota = float(input())
       suma = suma + nota
   
   print(round(suma / n, 2))

   Încarcă programul în casetă

2. Maximul și numărul aparițiilor

   Se citește n, apoi n numere întregi. Să se afișeze cea mai mare valoare și de câte ori apare ea.

   Intrare: 5 | 3 9 2 9 1 → Ieșire: 9 2

   Intrare: n și cele n numere. Ieșire: maximul și numărul aparițiilor lui. Manevră: contorul i, valoarea citită x, variabilele maxim și aparitii.

   n = int(input())
   
   maxim = int(input())
   aparitii = 1
   
   for i in range(n - 1):
       x = int(input())
       if x > maxim:
           maxim = x
           aparitii = 1
       elif x == maxim:
           aparitii = aparitii + 1
   
   print(maxim, aparitii)

   Încarcă programul în casetă

3. Temperaturile unei săptămâni

   Se citește n, apoi temperaturile înregistrate în n zile. Să se afișeze câte zile au avut temperatura negativă și media temperaturilor pozitive. Dacă nu a existat nicio temperatură pozitivă, se afișează mesajul „fara temperaturi pozitive".

   Intrare: 5 | −3 4 0 6 −1 → Ieșire: 2 zile și media 5.0

   Intrare: n și cele n temperaturi. Ieșire: numărul zilelor cu temperatură negativă și media temperaturilor pozitive. Manevră: contorul i, temperatura citită t, variabilele suma_pozitive și numar_pozitive. Cazul-limită apare când nicio temperatură nu este pozitivă: împărțirea nu poate fi făcută.

   n = int(input())
   
   zile_negative = 0
   suma_pozitive = 0
   numar_pozitive = 0
   
   for i in range(n):
       t = float(input())
       if t < 0:
           zile_negative = zile_negative + 1
       elif t > 0:
           suma_pozitive = suma_pozitive + t
           numar_pozitive = numar_pozitive + 1
   
   print(zile_negative)
   if numar_pozitive > 0:
       print(round(suma_pozitive / numar_pozitive, 2))
   else:
       print("fara temperaturi pozitive")

   Încarcă programul în casetă

Scrie și execută programul aici

Programul se execută direct în browserul tău. Codul nu este trimis pe server, nu este salvat și nu poate fi văzut de alte persoane.

Datele de intrare se scriu în caseta de alături, câte o valoare pe rând: întâi n, apoi cele n sume.