java задания для практики
Java задания для практики
Напишите консольную программу, в которой пользователь с клавиатуры вводит два числа. А программа сранивает два введенных числа и выводит на консоль результат сравнения (два числа равны, первое число больше второго или первое число меньше второго).
Напишите консольную программу, в которой пользователь вводит с клавиатуры число. Если число одновременно меньше 9 и больше 2, то программа выводит «Число больше 5 и меньше 10». Иначе программа выводит сообщение «Неизвестное число».
В банке в зависимости от суммы вклада начисляемый процент по вкладу может отличаться. Напишите консольную программу, в которую пользователь вводит сумму вклада. Если сумма вклада меньше 100, то начисляется 5%. Если сумма вклада от 100 до 200, то начисляется 7%. Если сумма вклада больше 200, то начисляется 10%. В конце программа должна выводить сумму вклада с начисленными процентами.
Напишите консольную программу, которая выводит пользователю сообщение «Введите номер операции: 1.Сложение 2.Вычитание 3.Умножение». Рядом с названием каждой операции указан ее номер, например, операция вычитания имеет номер 2. Пусть пользователь вводит в программе номер операции, и в зависимости от этого номера программа выводит название операции.
Для определения операции по введенному номеру используйте конструкцию switch. case.
Если введенное пользователем число не соответствует никакой операции (например, число 120), то выведите пользователю сообщение о том, что операция неопределена.
Пример работы программы:
Измените предыдущую программу. Пусть пользователь кроме номера операции вводит два числа, и в зависимости от номера операции с введенными числами выполняются определенные действия (например, при вводе числа 3 числа умножаются). Результат операции выводиться на консоль.
Упражнения по программированию на Java, практика, решение
Упражнения на Java
Java является основой практически для всех типов сетевых приложений и является мировым стандартом для разработки и поставки встраиваемых и мобильных приложений, игр, веб-контента и корпоративного программного обеспечения. Благодаря более чем 9 миллионам разработчиков по всему миру Java позволяет вам эффективно разрабатывать, развертывать и использовать интересные приложения и услуги.
Список упражнений Java:
Примечание. Если вы не привыкли к Java-программированию, вы можете узнать следующее:
Популярность языка программирования По всему миру, август 2019 года по сравнению с прошлым годом:
Ранг | + Изменить | язык | Поделиться | тенденция |
---|---|---|---|---|
1 | питон | 28,73% | +4,5% | |
2 | Джава | 20,0% | -2,1% | |
3 | Javascript | 8,35% | -0,1% | |
4 | C # | 7,43% | -0,5% | |
5 | PHP | 6,83% | -1,0% | |
6 | C / C ++ | 5,87% | -0,3% | |
7 | р | 3,92% | -0,2% | |
8 | Objective-C | 2,7% | -0,6% | |
9 | стриж | 2,41% | -0,3% | |
10 | Matlab | 1,87% | -0,3% | |
11 | Машинопись | 1,76% | + 0,2% | |
12 | Рубин | 1,44% | -0,2% | |
13 | Котлин | 1,43% | + 0,4% | |
14 | VBA | 1,41% | -0,0% | |
15 | Идти | 1,21% | + 0,3% | |
16 | Scala | 1,15% | -0,1% | |
17 | Visual Basic | 1,1% | -0,1% | |
18 | Ржавчина | 0,63% | + 0,3% | |
19 | Perl | 0,58% | -0,1% | |
20 | Lua | 0,37% | -0,0% | |
21 | Haskell | 0,3% | +0.0% | |
22 | Delphi | 0,27% | +0.0% | |
23 | Юля | 0,26% | + 0,1% |
Индекс TIOBE за август 2019 года
Список упражнений с решениями:
[Хотите внести свой вклад в упражнения Java? Отправьте ваш код (прикрепленный к ZIP-файлу) нам на w3resource [at] yahoo [dot] com. Пожалуйста, избегайте материалов, защищенных авторским правом.]
Практические задачи по Java — для курсов и прочих занятий
Практические задачи по Java — для курсов и прочих занятий
Несколько вводных слов
Последние несколько лет я читаю курс по программированию на Java. Со временем он менялся — то добавлялись, то выкидывались разные части, менялась последовательность тем, менялся подход к построению плана самих занятий, и так далее. То есть, курс совершенствовался. Одной из основных проблем, возникших при подготовке курса — это задачи. О них и пойдёт речь.
Дело в том, что каждое моё занятие состоит из двух частей. На первой я выступаю в роли лектора — рассказываю с примерами кода о какой-то новой теме (классы, наследование, дженерики и так далее). Вторая часть — практическая. Очевидно, что нет смысла просто рассуждать о программировании, надо программировать. Приоритет на занятиях — решение задач, то есть программирование чего-то как-то. Программирование на занятиях отличается от программирования дома, так как на занятиях можно задать вопрос, показать код, получить быструю оценку кода, комментарии по улучшению, исправлению написанного. Очень легко было найти задачи для самых первых занятий. Задачи на циклы, условные операторы, и ООП (к примеру, написать класс «Собака» или класс «Вектор»). Сервисы вроде leetcode позволяют даже проверить правильность решения таких задач сразу, онлайн. Но какие задачи дать студентам на занятии, которое было посвящено коллекциям? Потокам? А аннотациям? За несколько лет я придумал, или переработал несколько таких задач, и эта статья, по сути, является сборником этих задач (к некоторым задачам прилагается решение).
Конечно, все задачи уже где-то появлялись. Однако, эта статья ориентирована на преподавателей курсов по программированию (для языков, похожих на Java, большинство задач подойдёт), или тех, кто преподаёт программирование частным образом. Эти задачи можно использовать «из коробки» на своих занятиях. Изучающие Java тоже могут попробовать решать их. Но такие решения требуют сторонней проверки и оценки.
Некоторые самые простые задачи, которые уже десятилетия все используют, я тоже включил в эту статью. Пожалуй, для того, чтобы не начинать сразу с абстрактных классов.
Практические задачи по Java — для курсов и прочих занятий
Практические задачи по Java — для курсов и прочих занятий
Несколько вводных слов
Последние несколько лет я читаю курс по программированию на Java. Со временем он менялся — то добавлялись, то выкидывались разные части, менялась последовательность тем, менялся подход к построению плана самих занятий, и так далее. То есть, курс совершенствовался. Одной из основных проблем, возникших при подготовке курса — это задачи. О них и пойдёт речь.
Дело в том, что каждое моё занятие состоит из двух частей. На первой я выступаю в роли лектора — рассказываю с примерами кода о какой-то новой теме (классы, наследование, дженерики и так далее). Вторая часть — практическая. Очевидно, что нет смысла просто рассуждать о программировании, надо программировать. Приоритет на занятиях — решение задач, то есть программирование чего-то как-то. Программирование на занятиях отличается от программирования дома, так как на занятиях можно задать вопрос, показать код, получить быструю оценку кода, комментарии по улучшению, исправлению написанного. Очень легко было найти задачи для самых первых занятий. Задачи на циклы, условные операторы, и ООП (к примеру, написать класс «Собака» или класс «Вектор»). Сервисы вроде leetcode позволяют даже проверить правильность решения таких задач сразу, онлайн. Но какие задачи дать студентам на занятии, которое было посвящено коллекциям? Потокам? А аннотациям? За несколько лет я придумал, или переработал несколько таких задач, и эта статья, по сути, является сборником этих задач (к некоторым задачам прилагается решение).
Конечно, все задачи уже где-то появлялись. Однако, эта статья ориентирована на преподавателей курсов по программированию (для языков, похожих на Java, большинство задач подойдёт), или тех, кто преподаёт программирование частным образом. Эти задачи можно использовать «из коробки» на своих занятиях. Изучающие Java тоже могут попробовать решать их. Но такие решения требуют сторонней проверки и оценки.
Некоторые самые простые задачи, которые уже десятилетия все используют, я тоже включил в эту статью. Пожалуй, для того, чтобы не начинать сразу с абстрактных классов.
Любые идеи и пожелания приветствуются!
Список задач
Основы
1.0. Максимальное, минимальное и среднее значение
1.1 Сортировка массива
1.2 Поиск простых чисел
1.3 Удаление из массива
Основы ООП
2.0 Проектирование и создание класса, описывающего вектор
2.1 Генерация случайного элемента с весом
2.2 Связный список
Рекурсия
3.0 Двоичный поиск
3.1 Найти корень уравнения
3.2 Бинарное дерево поиска
Наследование
4.0 Реализовать иерархию классов, описывающую трёхмерные фигуры
4.1 Реализовать иерархию классов, описывающую трёхмерные фигуры — 2
4.2 Реализовать иерархию классов, описывающую трёхмерные фигуры — 3
4.3 Реализовать иерархию классов, описывающую трёхмерные фигуры — 4
Строки
5.0 Частотный словарь букв
Абстрактные классы и интерфейсы
6.0. Конвертер температур
6.1. Stringbuilder с поддержкой операции undo
6.2. Stringbuilder с возможностью отслеживания состояния (паттерн наблюдатель)
6.4. Заполнение массива с помощью Function
Коллекции
7.0. Частотный словарь слов
7.1. Коллекция без дубликатов
7.2. ArrayList и LinkedList
7.3. Написать итератор по массиву
7.4. Написать итератор по двумерному массиву
7.5. Ещё более сложный итератор
7.6. Итератор по двум итераторам
7.7. Подсчёт элементов
7.8. Поменять ключи и значения в Map
Многопоточность
8.0. Состояния
8.1. Синхронизация потоков
8.2. Производитель-потребительt
Аннотации
9.0. Своя аннотация — создание и использование с помощью reflection
Итоговые и прочие задания
10.0. Количество дорожных ограничений
10.1. Поиск по Википедии. В консольной программе
10.2. Итоговое задание — консольная утилита для скачивания файлов по HTTP
10.3. Итоговое задание — погодный Telegram-бот
10.4. Итоговое задание — распознавание рукописных цифр
Основы
1.0. Максимальное, минимальное и среднее значение
Заполните массив случайным числами и выведете максимальное, минимальное и среднее значение.
Для генерации случайного числа используйте метод Math.random(), который возвращает значение в промежутке [0, 1].
1.1. Реализуйте алгоритм сортировки пузырьком для сортировки массива
1.2. Поиск простых чисел
Напишите программу, которая выводит на консоль простые числа в промежутке от [2, 100].
Используйте для решения этой задачи оператор «%» (остаток от деления) и циклы.
Или, используя циклы с метками:
1.3. Удаление из массива
Дан массив целых чисел и ещё одно целое число. Удалите все вхождения этого числа из массива (пропусков быть не должно).
Можно написать метод для «отрезания хвоста» массива и самостоятельно, но стоит отметить, что стандартный метод будет работать быстрее:
Впрочем, если идти таким путём, то можно сначала создать массив нужной длины, а потом уже заполнить его:
2.0. Проектирование и создание класса, описывающего вектор
Создайте класс, который описывает вектор (в трёхмерном пространстве).
У него должны быть:
Использовать этот класс можно так:
Это решение можно обобщить и написать класс Vector для произвольной размерности:
2.1. Генерация случайного элемента с весом
Напишите класс, конструктор которого принимает два массива: массив значений и массив весов значений.
Класс должен содержать метод, который будет возвращать элемент из первого массива случайным образом, с учётом его веса.
Пример:
Дан массив [1, 2, 3], и массив весов [1, 2, 10].
В среднем, значение «1» должно возвращаться в 2 раза реже, чем значение «2» и в десять раз реже, чем значение «3».
Но, так как массив ranges отсортирован, то можно (и нужно) использовать бинарный поиск:
Есть ещё один вариант решения этой задачи. Можно создать массив, размер которого равен сумме всех весов. Тогда выбор случайного элемента сводится к генерации случайного индекса. То есть, если дан массив значений [1, 2, 3], и массив весов [1, 2, 10], то можно сразу создать массив [1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3] и извлекать из него случайный элемент:
У этого решения есть преимущество — время извлечения случайного элемента O(1), в отличии от log(n) в предыдущем решении. Однако требует много памяти:
2.2. Связный список
Еще одна задача, которую я часто даю — реализация связного списка. Её можно давать в самом простом виде (реализовать только add() и get()), а можно попросить реализовать java.util.List.
Я не буду подробно на этом останавливаться, много статей о реализации связного списка на Java есть на Хабре, к примеру эта:
Структуры данных в картинках. LinkedList
3.0. Двоичный поиск
Напишите метод, который проверяет, входит ли в массив заданный элемент или нет.
Используйте перебор и двоичный поиск для решения этой задачи.
Сравните время выполнения обоих решений для больших массивов (например, 100000000 элементов).
Решение:
3.1. Найти корень уравнения
Найдите корень уравнения
на отрезке [0; 10] с точностью по x не хуже, чем 0.001. Известно, что на этом промежутке корень единственный.
Используйте для этого метод деления отрезка пополам (и рекурсию).
Замечание: если мы хотим добиться нужной точности не по x, по y, то условие в методе следует переписать:
Маленькая хитрость: учитывая, что множество значений double конечно (есть два соседних значения, между которыми нет ни одного значения double), условие выхода из рекурсии переписать так:
Таким образом получим максимальную точность, которую вообще можно получить, используя этот подход.
3.2. Бинарное дерево поиска
Реализация бинарного дерева поиска — отличная задача. Я обычно даю её, когда заходит разговор про рекурсию.
Об этом я тоже много писать не буду, есть много статей/реализаций самого разного вида:
Структуры данных: бинарные деревья.
Бинарное дерево, быстрая реализация
Реализация на Java хешированного бинарного дерева
Наследование
4.0. Реализовать иерархию классов, описывающую трёхмерные фигуры
Реализуйте иерархию классов:
Класс Box является контейнером, он можем содержать в себе другие фигуры. Метод add() принимает на вход Shape. Нужно добавлять новые фигуры до тех пор, пока для них хватаем места в Box (будем считать только объём, игнорируя форму. Допустим, мы переливаем жидкость). Если места для добавления новой фигуры не хватает, то метод должен вернуть false.
Чтобы к этой задаче не возвращаться, далее описывается еще несколько вариаций этой задачи.
4.1. Реализовать иерархию классов, описывающую трёхмерные фигуры — 2
Реализуйте ту же иерархию классов, но сделав некоторые классы абстрактными.
4.2. Реализовать иерархию классов, описывающую трёхмерные фигуры — 3
Реализуйте ту же иерархию классов, но использовав интерфейсы.
Дополнительно, студентам предлагается реализовать интерфейс Comparable.
4.3. Реализовать иерархию классов, описывающую трёхмерные фигуры — 4
Добавьте в иерархию классов фигуру вращения для произвольной функции. Вычислять объём можно приближенное с помощью определённого интеграла. Так как объём фигуры вращения вокруг оси x это
То можно написать реализацию метода прямоугольников:
Конечно, мы не учитываем точность вычислений здесь, и не подбираем количество разбиений для достижения необходимой точности, но это задача на программирование, а не численные методы, так что на занятиях мы это опускаем.
Строки
Можно найти очень много задач на строки. Я обычно даю такие:
Из более интересных мне нравится эта:
5.0. Частотный словарь букв русского (или английского) алфавита.
Постройте частотный словарь букв русского (или английского) алфавита. Опустим проблему выбора и анализа корпуса языка, достаточно будет взять текст небольшой длины).
Абстрактные классы и интерфейсы
6.0. Конвертер температур
Напишите класс BaseConverter для конвертации из градусов по Цельсию в
Кельвины, Фаренгейты, и так далее. У метода должен быть метод convert, который
и делает конвертацию.
Дополнительно можно попросить реализовать фабричный метод, как-то так:
6.1. Stringbuilder с поддержкой операции undo
Напишите свой класс StringBuilder с поддержкой операции undo. Для этого делегируйте все методы стандартному StringBuilder, а в собственном классе храните список всех операций для выполнения undo(). Это будет реализацией шаблона «Команда».
6.2. Stringbuilder с возможностью отслеживания состояния (паттерн наблюдатель)
Напишите свой класс StringBuilder, с возможностью оповещения других объектов об изменении своего состояния. Для этого делегируйте все методы стандартному StringBuilder, а в собственном классе реализуйте шаблон проектирования «Наблюдатель».
6.3. Фильтр
Напишите метод filter, который принимает на вход массив (любого типа) и реализацию интерфейса Filter c методом apply(Object o), чтобы убрать из массива лишнее.
Проверьте как он работает на строках или других объектах.
Решение:
Обычно, я даю эту задачу еще до Generics, поэтому студенты пишут метод без них, используя Object:
Но, можно и с Generics. Тогда можно использовать стандартный Function:
6.4. Заполнение массива
Задача, немного похожая на предыдущую:
Напишите метод fill, который принимает массив объектов, и реализацию интерфейса Function (или своего).
Метод fill должен заполнить массив, получая новое значение по индексу с помощью реализации интерфейса Function. То есть, использовать его хочется так:
Коллекции
7.0. Частотный словарь слов
см. Задачу про частотный словарь букв алфавита
7.1. Коллекция без дубликатов
Напишите метод, который на вход получает коллекцию объектов, а возвращает коллекцию уже без дубликатов.
7.2. ArrayList и LinkedList
Напишите метод, который добавляет 1000000 элементов в ArrayList и LinkedList. Напишите еще один метод, который выбирает из заполненного списка элемент наугад 100000 раз. Замерьте время, которое потрачено на это. Сравните результаты и предположите, почему они именно такие.
7.3. Написать итератор по массиву
7.4. Итератор по двумерному массиву
Напишите итератор по двумерному массиву.
7.5. Ещё более сложный итератор
Мне нравится эта задача. До неё доходит всего несколько студентов в группе, которые сравнительно легко справляются с предыдущими задачи.
Дан итератор. Метод next() возвращает либо String, либо итератор такой же структуры (то есть который опять возвращает или String, или такой же итератор). Напишите поверх этого итератора другой, уже «плоский».
7.6. Итератор по двум итераторам
Напишите итератор, который проходит по двум итератором.
7.7. Подсчёт элементов
7.8. Поменять ключи и значения в Map
Напишите метод, который получает на вход Map и возвращает Map, где ключи и значения поменяны местами. Так как значения могут совпадать, то тип значения в Map будет уже не K, а
Многопоточность
8.0. Состояния
Выведете состояние потока перед его запуском, после запуска и во время выполнения.
Добавим WAITING и BLOCKED:
Для TIMED_WAITING немного изменим тот же код:
8.1. Синхронизация потоков
Напишите программу, в которой создаются два потока, которые выводят на консоль своё имя по очереди.
8.2. Производитель-потребитель
Одна из классических задач по многопоточности. Дано два потока — производитель и потребитель. Производитель генерирует некоторые данные (в примере — числа). Производитель «потребляет» их.
Два потока разделяют общий буфер данных, размер которого ограничен. Если буфер пуст, потребитель должен ждать, пока там появятся данные. Если буфер заполнен полностью, производитель должен ждать, пока потребитель заберёт данные и место освободится.
9.0. Своя аннотация — создание и использование
Эту задачу я обычно даю, когда речь заходит про аннотации и reflection. Заодно, можно рассказать про Executors, ThreadPoolExecutor и другие.
Создайте свою аннотацию Repeat с целочисленным параметром.
Расширьте класс ThreadPoolExecutor и переопределите метод execute следующим образом: если экземпляр Runnable имеет аннотацию Repeat, то его метод run выполняется несколько раз (количество задается параметром в Repeat).
То есть, написав такой класс:
Итоговые и прочие задания
В течение курса я даю студентам несколько сложных задач — на целое занятие. Требуется написать небольшую программу, используя ранее изученное. Кстати, тут часто возникает сложность. Решение задач, сводящихся к написанию одного метода — это одно, а придумать алгоритм, вспомнить всё, что изучали ранее и еще и написать сразу 50 строк на Java — совсем другое. Но на занятии я могу подталкивать их в нужном направлении, помогаю решать проблемы, дебажить, находить нужные классы и методы, и так далее. Несколько таких задач описаны ниже. В таком виде я и даю их своим студентам.
Кроме того, в конце курса все должны выполнить итоговое задание. То есть дома, самостоятельно, написать программу. Еще немного более сложную. Я даю возможность выбрать один из нескольких вариантов. Кстати, интересный факт — необходимо написать минимум одну программу, а можно написать сразу несколько. Кажется, я помню только одного человека, кто написал больше одной.
10.0. Количество дорожных ограничений
Небольшая задача, которая демонстрирует, как можно приложить Java к решению практических задач.
Подготовка данных:
С портала открытых данных Санкт-Петербурга загружаем данные об ограничении движения транспорта на период производства работ в формате csv.
Требуется определить, сколько дорожных ограничений действовало в городе на определенную дату.
Программа в качестве аргумент получает два параметра:
Необходимо вывести количество действовавших ограничений движения транспорта на эту дату.
Решение я тут не привожу, их может быть много разных и каждое надо смотреть индивидуально.
10.1. Поиск по Википедии. В консольной программе
Эту задачу тоже можно разбить на несколько этапов:
Генерация запроса
API предоставляет возможность делать поисковые запросы, без ключей. Вот таким, примерно, образом:
Вы можете открыть эту ссылку в браузере, и посмотреть на результат запроса.
Однако, чтобы запрос прошел удачно, следует убрать из ссылки недопустимые символы, то есть сделать Percent-encoding, он же URL Encoding.
Для этого в Java можно воспользоваться статическим методом encode в классе URLEncoder, вот так:
Вот и всё, URL готов! Осталось теперь сделать запрос к серверу…
Запрос к серверу
Для GET и POST запросов можно воспользоваться классом HttpURLConnection. Это самое простое. Просто создать, открыть соединение и получить InputStream. Нам его даже не надо читать, за нас это сделает Gson.
Ещё можно использовать retrofit, или что-то подобное.
Подготовка к обработке ответа
Сервер возвращает данные в формате JSON.
Но нам его не надо парсить вручную, для этого есть библиотека Gson от Google.
Примеры есть тут:
https://github.com/google/gson
https://habrahabr.ru/company/naumen/blog/228279/
Если остаётся время, можно написать получение статьи, выбранной при поиске и так далее.
10.2. Итоговое задание — консольная утилита для скачивания файлов по HTTP
Консольная утилита для скачивания файлов по HTTP… звучит знакомо? Да, это оно и есть — История одного тестового задания. Всё логично — итоговое задание курса по Java такого же уровня, как и тестовое задание на должность Junior Java разработчика.
И это действительно хорошая задача — несложная, но охватывает самые разные темы. И сразу видно, насколько автор структурирует код, использует разные подходы и паттерны, использует сам язык и стандартную библиотеку.
10.3. Итоговое задание — погодный Telegram-бот
Напишите бота для Telegram, который будет:
Эта задача скорее на умение и способность разобраться в новой технологии (bot-api) и разных библиотеках. А еще настроить VPN надо! И код написать придётся, само собой.
Кстати, интересный факт — большинство студентов игнорируют словосочетание «присланное местоположение» и наличие возможности его отправки. Они пишут бота, который ожидает название города. Я не знаю почему. Это часто работает плохо, код становится немного сложнее, но они продолжают это делать.
10.4. Итоговое задание — распознавание рукописных цифр
Реализовать программу для классификации рукописных цифр.
Эта задача уже больше ориентирована на реализацию алгоритма, умение разбираться в таковых. Обычно код у студентов получается не очень структурированный.
Описание задачи
В качестве исследуемого набора данных будет использоваться база изображений рукописных цифр MNIST. Изображения в данной базе имеют разрешение 28×28 и хранятся в виде набора значений оттенков серого. Вся база разбита на две части: тренировочную, состоящую из 50000 изображений, и тестовую — 10000 изображений.
Для решения этой задачи предлагается реализовать метод k ближайших соседей — метрический алгоритм для автоматической классификации объектов. Основным принципом метода ближайших соседей является то, что объект присваивается тому классу, который является наиболее распространённым среди соседей данного элемента.
Соседи берутся исходя из множества объектов, классы которых уже известны, и, исходя из ключевого для данного метода значения k рассчитывается, какой класс наиболее многочислен среди них. В качестве расстояния между объектами можно использовать Евклидову метрику, то есть привычное нам расстояние между точками в пространстве.
Необходимо написать программу, которая будет распознавать рукописные цифры. Должна быть возможность инициализировать некий класс данными для обучения и предоставить метод для распознавания одного изображения.
Кроме самой реализации алгоритма, следует написать код для проверки его точности (посчитать error rate). Для этого следует использовать 10000 тестовых изображений.
Кроме вычисления точности предлагается провести эксперимент: вместо евклидовой метрики использовать расстояние городских кварталов, угол между векторами или что-то еще, и проверить качество распознавания.
Если всё хорошо работает, то можно ещё немного усложнить задание. Добавив, к примеру, отсев шума (выбросов) или использование метода Парзеновского окна для повышения точности.