Разработать набор классов для работы с функциями одной переменной, заданными в табличной форме.
В данной работе можно не делать проверки корректности параметров методов, если только задание не требует этого в явной форме. Необходимые для этого модификации будут выполняться в следующей работе.
В ходе выполнения работы запрещено использовать классы из пакета java.util.
Создать пакет functions, в котором далее будут создаваться классы программы.
В пакете functions создать класс FunctionPoint, объект которого должен описывать одну точку табулированной функции.
Состояние объектов должно содержать два аспекта: координату точки по оси абсцисс и координату точки по оси ординат. При написании класса следует учесть особенности инкапсуляции.
В классе должны быть описаны следующие конструкторы:
• FunctionPoint(double x, double y) – создаёт объект точки с заданными координатами;
• FunctionPoint(FunctionPoint point) – создаёт объект точки с теми же координатами, что у указанной точки;
• FunctionPoint() – создаёт точку с координатами (0; 0).
В пакете functions создать класс TabulatedFunction, объект которого должен описывать табулированную функцию.
Для хранения данных о точках должен использоваться массив типа FunctionPoint. При этом разумно организовать работу с массивом так, чтобы точки в нём были всегда упорядочены по значению координаты x.
В классе должны быть описаны следующие конструкторы:
• TabulatedFunction(double leftX, double rightX, int pointsCount) – создаёт объект табулированной функции по заданным левой и правой границе области определения, а также количеству точек для табулирования (значения функции в точках при этом следует считать равными 0);
• TabulatedFunction(double leftX, double rightX, double[] values) – аналогичен предыдущему конструктору, но вместо количества точек получает значения функции в виде массива.
В обоих случаях точки должны создаваться через равные интервалы по x.
В классе TabulatedFunction описать методы, необходимые для работы с функцией.
• Метод double getLeftDomainBorder() должен возвращать значение левой границы области определения табулированной функции. Очевидно, что оно совпадает с абсциссой самой левой точки в описывающей функцию таблице.
• Аналогично, метод double getRightDomainBorder() должен возвращать значение правой границы области определения табулированной функции.
• Метод double getFunctionValue(double x) должен возвращать значение функции в точке x, если эта точка лежит в области определения функции. В противном случае метод должен возвращать значение неопределённости (оно хранится, например, в поле NaN класса Double). При расчёте значения функции следует использовать линейную интерполяцию, т.е. считать, что на интервале между заданными в таблице точками функция является прямой линией. Для написания кода метода рекомендуется воспользоваться уравнением прямой, проходящей через две заданные различающиеся точки.
В классе TabulatedFunction описать методы, необходимые для работы с точками табулированной функции. Считать, что нумерация точек начинается с ноля.
• Метод int getPointsCount() должен возвращать количество точек.
• Метод FunctionPoint getPoint(int index) должен возвращать копию точки, соответствующей переданному индексу. Возвращение ссылки на саму точку противоречит принципу инкапсуляции.
• Метод void setPoint(int index, FunctionPoint point) должен заменять указанную точку табулированной функции на переданную. Для корректной инкапсуляции замените на копию переданной точки. В случае если координата x задаваемой точки лежит вне интервала, определяемого значениями соседних точек табулированной функции, то замену точки проводить не следует. Например, для функции, определяемой точками {(0; 0), (1; 1), (2; 4)}, точку с индексом 1 нельзя заменить точкой (-1; 5).
• Метод double getPointX(int index) должен возвращать значение абсциссы точки с указанным номером.
• Метод void setPointX(int index, double x) должен изменять значение абсциссы точки с указанным номером. Аналогично методу setPoint(), данные метод не должен изменять точку, если новое значение попадает в другой интервал табулирования.
• Метод double getPointY(int index) должен возвращать значение ординаты точки с указанным номером.
• Метод void setPointY(int index, double y) должен изменять значение ординаты точки с указанным номером.
В классе TabulatedFunction описать методы, изменяющие количество точек табулированной функции.
• Метод void deletePoint(int index) должен удалять заданную точку табулированной функции.
• Метод void addPoint(FunctionPoint point) должен добавлять новую точку табулированной функции. При написании метода обеспечьте корректную инкапсуляцию.
При написании методов следует учитывать, что точки в массиве должны быть упорядочены по значению координаты x.
Для копирования участков массивов рекомендуется воспользоваться методом arraycopy() класса System.
Также следует понимать, что создание нового массива каждый раз при выполнении операций удаления и вставки точки является расточительством по отношению к памяти и скорости работы программы. Поэтому длина массива в общем случае не должна совпадать с количеством точек в табулированной функции, а замена массива на массив большей длины должна производиться только в некоторых случаях.
Проверить работу написанных классов.
В пакете по умолчанию (вне пакета functions) нужно создать класс Main, содержащий точку входа программы.
В методе main() создайте экземпляр класса TabulatedFunction и задайте для него табулированные значения какой-нибудь известной вам функции.
Выведите в консоль значения функции на ряде точек. Рекомендуется использовать такой шаг (или такие точки), чтобы среди них оказались точки вне области определения функции, а также чтобы несколько точек попали в один интервал табулированной функции.
Проверьте, как изменяется результат работы программы после изменения точек, добавления и удаления точек.
Что должно быть в репозитории:
- Пакет
functionsс классамиFunctionPoint.javaиTabulatedFunction.java. - Класс
Mainвне пакетаfunctions. - Отчет в формате
.pdf, в котором описан процесс выполнения заданий.
Короткий, но содержательный (до 10`000 символов).
- Для каждого задания опишите ход выполнения и результат.
- На титульном листе укажите название и номер лабораторной работы, а также свои ФИО и группу.
- (Опционально) Добавьте содержание документа с работающими ссылками.
- Результаты вывода в консоль, если таковые имеются.
- Текст читаемый - от 12 pt.
- Файл отчёта формата
.pdf. Имя файла: report.pdf
Для сдачи лабораторной работы:
- Сделайте fork репозитория с заданием.
- Залейте код и отчёт. Убедитесь, что репозиторий содержит всё необходимое для сдачи и не содержит ненужные файлы (занесите их в
.gitignore). - Откройте PR в исходный репозиторий с заголовком: Lab2: — Фамилия Имя Группа.
- Пожалуйста, используйте команды git для работы с github. Используйте
git add/commit/push, исключайте ненужные файлы в.gitignore
- После запроса на слияние вашей ветки с основной вам будет предоставлен автоматический отчёт-ответ с анализом кода и вашего отчёта.
- Вне зависимости от полученного автоматического анализа конечное решение стоит за преподавателем.
- Если всё в порядке, то лабораторная зачтена. При обнаружении ошибок в лабораторной я укажу на них лично и попрошу исправить.
- При обнаружении явного плагиата или прочих нарушений студент вызывается на очную защиту лабораторной работы.