Разработка и реализация на языках высокого уровня алгоритмов решения задачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ИНСТРУМЕНТЫ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ

2. СНИППЕТЫ

3. ОПИСАНИЕ КОДА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Главной целью прохождения практики является углубление теоретических знаний, полученных в учебном заведении, и приобретение практических навыков в области программирования.

Задачами данной курсовой работы являются:

-выделение классов, необходимых для решения задачи;

- выделение основного действия в задаче и построение алгоритма его реализации;

- определение математического аппарата, применение которого необходимо в задаче;

- программная реализация задачи средствами Visual C#.

Язык С# как средство обучения программированию обладает рядом несомненных достоинств. Он хорошо организован, строг, большинство его конструкций логичны и удобны. Развитые средства диагностики и редактирования кода делают процесс программирования приятным и эффективным. обучение программирование редактирование код

Немаловажно, что С# является не учебным, а профессиональным языком, предназначенным для решения широкого спектра задач, и в первую очередь - в быстро развивающейся области создания распределенных приложений. Поэтому базовый курс программирования, построенный на основе языка С#, позволит студентам быстрее стать востребованными специалистами-профессионалами.

Целью исследования, проводимого в рамках настоящей курсовой работы, является разработка и реализация на языках высокого уровня алгоритмов решения задачи, представленной в задании курсовой работы.

Объектами исследования настоящей курсовой работы являются методы и технологии разработки программных продуктов.

Предметами исследования настоящей курсовой работы являются методы, алгоритмы и приёмы разработки программ обработки двумерных массивов. программирование массив текстовый файл

Информационной базой исследования является учебная литература по информатике и программированию, техническая документация по языку С# инструментальной среды MS Visual Studio 2010.



1. ИНСТРУМЕНТЫ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ

При разработке консольного приложения я использовал следующие сочетания клавиш:

F5 - начать отладку;

SHIFT+F5 - остановить отладку;

CTRL+SHIFT+F5 - перезапуск отладки;

CTRL+F10 - выполнить до текущей позиции;

CTRL+F5 - запуск без отладки;

CTRL+C - копировать;

CTRL+V - вставить;

CTRL+F - поиск;

CTRL+L - вырезать строку;

CTRL+H - заменить;

CTRL+A - выбрать всё;

CTRL+W - выбрать текущее слово;

CTRL+Z - отменить;

CTRL+S - сохранить выбранные элементы;

CTRL+SHIFT+S - сохранить всё;

SHIFT+ALT+A - добавить существующий элемент;

CTRL+SHIFT+A - добавление нового элемента;

CTRL+R - извлечение метода;

CTRL+SHIFT+C - окно классов;

CTRL+E - список ошибок;

CTRL+- - перейти назад;

CTRL+SHIFT+- - перейти вперёд;

CTRL+ALT+J - обозреватель объектов;

CTRL+X - вырезать;

CTRL+D - дублирование;

CTRL+Y - повторить;

Также, я использовал окна:

окно “Обозреватель решений”. Здесь мы можем увидеть, какие проекты входят в то или иное решение, посмотреть свойства проекта, модули, входящие в состав проекта и т.д.;

окно “Свойства”. Окно расположено в нижней левой части экрана и, как и следует из названия, предназначено для отображения свойств элементов. Ну а, так как свойства имеют не только компоненты, но и файлы, то выбрав, например, файл в “Обозревателе решений”, можно увидеть его свойства;

окно “Список ошибок”. Тут показаны все ошибки;

окно “Team Explorer”. Здесь мы можем создать подключение, например, к репозиторию Git или GitHub.

окно “Представление классов”. В этом окне вы можете просмотреть содержимое файла с исходным кодом в виде дерева, но, в отличие от “Обозревателя решений”, в этом окне можно также увидеть и типы данных, которые используются в том или ином файле;

окно “Средство диагностики”. Окно расположено в правой части экрана и предоставляет нам различные средства для профилирования нашего приложения. Так, например, можно отследить загрузку ЦП, использование памяти и т.д.;

окно “Панель элементов”. Окно панели элементов отображает элементы управления, которые вы можете добавлять в проекты Visual Studio;

2. Сниппеты

Сниппеты - это шаблоны кода, которые позволяют нам вместо ручного ввода команд использовать короткие сочетания для того, чтобы сразу получить большой объём кода.

Также, можно создавать свои собственные сниппеты. Это позволяет экономить время и вместо того, чтобы набирать всё вручную можно заранее подготовить шаблон кода и копировать и вставлять их в нужное место.

Сниппеты находятся в меню Tools, находим строчку Code Snippets Manager. Стоит отметить, что сниппеты доступны в разных языках программирования. Здесь можно выбрать нужный язык.

Для того, чтобы создать сниппет можно использовать готовый шаблон и доработать его, либо создать с нуля. Чтобы создать сниппет нужно создать файл Add, New Item и выбрать XML File.

Вот несколько примеров сниппетов:

ѕ #if - создаёт директивы #if и #endif;

ѕ #region - создаёт директивы #region и #endregion;

ѕ attribute - создаёт объявление класса, производного от Attribute;

ѕ checked - создаёт блок checked;

ѕ class - создаёт объявление класса;

ѕ ctor - создаёт конструктор для включающего класса;

ѕ cw - создаёт вызов WriteLine;

ѕ do - создаёт цикл dowhile;

ѕ else - создаёт else блок;

ѕ enum - создаёт объявление типа enum;

ѕ equals - создаёт объявление метода, которое переопределяет метод Equals, определённый в классе Object;

ѕ for - создаёт цикл for;

ѕ foreach - создаёт цикл foreach;

ѕ namespace - создаёт объявление namespace;

ѕ prop - создаёт объявление автоматически реализуемого свойства;

ѕ switch - создаёт блок switch;

ѕ using - создаёт директиву using;

ѕ while - создаёт цикл while;

ѕ swm - создаёт объявление метода staticint Main;

ѕ struct - создаёт объявление struct.

3. ОПИСАНИЕ КОДА

Моя работа состоит без классов и сделал ее на основе игры Snake Объяснение кода игры Snake.

Код представляет собой консольное приложение, Игрок управляет длинным, тонким существом, напоминающим змею, реализующее классическую игру «Змейка». Он использует двумерную сетку для представления игрового поля, причем каждая ячейка сетки содержит символ, представляющий ее состояние. Игрок управляет змеей, которая перемещается по доске и ест пищу, чтобы расти дольше. Игра заканчивается, если змея сталкивается со стеной или с самой собой.

Для реализации данной игры я создал игровой движок. Во - первых я создал поле и ввел размеры поля

static readonly int gridW = 120;

static readonly int gridH = 45;

Создаем двумерный массив ячеек для представления статической сетки Cell [,] grid = new Cell[gridH, gridW];

Инициализируем текущую ячейку, ячейку с едой и другие игровые переменные

static Cell currentCell;

static Cell food;

static int FoodCount;

static int direction; //0=Up 1=Right 2=Down 3=Left

static readonly int speed = 1;

static bool Populated = false;

static bool Lost = false;

static int snakeLength;

static void Main(string[] args)

{

Задаем цвет фона консоли

Console.BackgroundColor = ConsoleColor.DarkGreen;

Заполняем сетку ячейками и инициализируем игровые переменные

if (!Populated)

{

FoodCount = 0;

snakeLength = 3;

populateGrid();

currentCell = grid[(int)Math.Ceiling((double)gridH / 2), (int)Math.Ceiling((double)gridW / 2)];

updatePos();

addFood();

Populated = true;

}

Запускаем игровой цикл

while (!Lost)

{

Restart();

}

}

Перезапускаем игру

static void Restart()

{

Console.SetCursorPosition(0, 0);

printGrid();

Console.WriteLine("Length: {0}", snakeLength);

getInput();

}

Обновляем экран текущим состоянием игры

static void updateScreen()

{

Console.SetCursorPosition(0, 0);

printGrid();

Console.WriteLine("Length: {0}", snakeLength);

}

Получаем ввод от пользователя

static void getInput()

{

//Console.Write(движение [WASD] ");

ConsoleKeyInfo input;

Проверяем, была ли нажата клавиша

while (!Console.KeyAvailable)

{

Move();

updateScreen();

}

Получаем нажатую клавишу

input = Console.ReadKey();

doInput(input.KeyChar);

}

Проверяем, есть ли в текущей ячейке еда или она уже была посещена

static void checkCell(Cell cell)

{

if (cell.val == "&")

{

eatFood();

}

if (cell.visited)

{

Lose();

}

}

Заканчиваем игру, если игрок проигрывает

static void Lose()

{

Console.WriteLine("\n You lose!");

Thread.Sleep(1000);

Process.Start(System.Reflection.Assembly.GetExecutingAssembly().Location);

Environment.Exit(-1);

}

Обработка пользовательского ввода

static void doInput(char inp)

{

switch (inp)

{

case 'w':

goUp();

break;

case 's':

goDown();

break;

case 'a':

goRight();

break;

case 'd':

goLeft();

break;

}

}

Добавляем еду в поле

static void addFood()

{

Random r = new Random();

Cell cell;

Находим случайную ячейку для размещения еды

while (true)

{

cell = grid[r.Next(grid.GetLength(0)), r.Next(grid.GetLength(1))];

if (cell.val == " ")

cell.val = "&";

break;

}

}

Увеличиваем длину змейки и добавляем больше еды в поле

static void eatFood()

{

snakeLength += 1;

addFood();

}

Изменяем направление змеи на вверх

static void goUp()

{

if (direction == 2)

return;

direction = 0;

}

Изменяем направление змеи направо

static void goRight()

{

if (direction == 3)

return;

direction = 1;

}

Изменяем направление змейки вниз

static void goDown()

{

if (direction == 0)

return;

direction = 2;

}

Изменяем направление змейки налево

static void goLeft()

{

if (direction == 1)

return;

direction = 3;

}

Двигаем змейку в текущем направлении

static void Move()

{

if (direction == 0)

{

//up

if (grid[currentCell.y - 1, currentCell.x].val == "-")

{

Lose();

return;

}

visitCell(grid[currentCell.y - 1, currentCell.x]);

}

else if (direction == 1)

{

//right

if (grid[currentCell.y, currentCell.x - 1].val == "-")

{

Lose();

return;

}

visitCell(grid[currentCell.y, currentCell.x - 1]);

}

else if (direction == 2)

{

//down

if (grid[currentCell.y + 1, currentCell.x].val == "-")

{

Lose();

return;

}

visitCell(grid[currentCell.y + 1, currentCell.x]);

}

else if (direction == 3)

{

//left

if (grid[currentCell.y, currentCell.x + 1].val == "-")

{

Lose();

return;

}

visitCell(grid[currentCell.y, currentCell.x + 1]);

}

Приостановить игру на некоторое время, чтобы контролировать скорость змейки

Thread.Sleep(speed * 135);

}

Посетить ячейку и обновить текущую ячейку

static void visitCell(Cell cell)

{

currentCell.val = "0";

currentCell.visited = true;

currentCell.decay = snakeLength;

checkCell(cell);

currentCell = cell;

updatePos();

//checkCell(currentCell);

}

Обновляем положение змейки на сетке

static void updatePos()

{

currentCell.Set("@");

Изменяем внешний вид змеи в зависимости от ее направления

if (direction == 0)

{

currentCell.val = "O";

}

else if (direction == 1)

{

currentCell.val = "<";

}

else if (direction == 2)

{

currentCell.val = "O";

}

else if (direction == 3)

{

currentCell.val = ">";

}

currentCell.visited = false;

return;

}

Рисунок 1 - схема класса движения змейки

Также мы заполняем сетку ячейками

static void populateGrid()

{

Random random = new Random();

for (int col = 0; col < gridH; col++)

{

for (int row = 0; row < gridW; row++)

{

Cell cell = new Cell();

cell.x = row;

cell.y = col;

cell.visited = false;

Установить границы ячеек как стены, а остальные сделать пустыми

if (cell.x == 0 || cell.x > gridW - 2 || cell.y == 0 || cell.y > gridH - 2)

cell.Set("-");

else

cell.Clear();

grid[col, row] = cell;

}

}

}

Определяем высоту и ширину сетки, также эта функция выводит сетку на консоль, перебирая каждую ячейку сетки, вызов функции распада змеи для каждой ячейки и добавление значения ячейки к строке. Затем строка выводится на консоль.

static void printGrid()

{

string toPrint = "";

for (int col = 0; col < gridH; col++)

{

for (int row = 0; row < gridW; row++)

{

grid[col, row].decaySnake();

toPrint += grid[col, row].val;

}

toPrint += "\n";

}

Console.WriteLine(toPrint);

}

public class Cell

{

public string val

{

get;

set;

}

public int x

{

get;

set;

}

public int y

{

get;

set;

}

public bool visited

{

get;

set;

}

public int decay

{

get;

set;

}

publc void decaySnake()

{

decay -= 1;

if (decay == 0)

{

visited = false;

val = " ";

}

}

public void Clear()

{

val = " ";

}

public void Set(string newVal)

{

val = newVal;

}

}

}

}

Функция populateGrid инициализирует сетку ячейками, которые либо пусты, либо содержат символ стены. Класс Cell представляет одну ячейку в сетке и содержит свойства для ее значения, положения и того, была ли она посещена змеей. Функция print Grid выводит текущее состояние сетки на консоль.

Метод Main инициализирует игру, заполняя сетку, добавляя еду и устанавливая начальное направление змеи. Затем он входит в цикл, который неоднократно вызывает Restart функцию, пока игра не закончится. Функция Restart очищает консоль, печатает текущее состояние сетки и ждет, пока игрок введет направление движения змеи. Функция getInput обрабатывает ввод игрока и соответствующим образом обновляет направление змеи.

Функция Move обновляет положение змеи на сетке в зависимости от ее текущего направления. Если змея сталкивается со стеной или с самой собой, игра заканчивается. Функция visitCell обновляет состояние текущей ячейки, чтобы указать, что ее посетила змея, и проверяет, съела ли змея пищу. Если змея съела пищу, ее длина увеличивается и в сетку добавляется новая еда.

Функция Lose вызывается, когда игра заканчивается, и отображает сообщение игроку перед перезапуском игры.



Рисунок 2 - меняет змейку при ее движении в зависимости от ее направления



Заключение

Современная операционная система - сложный комплекс программных средств, предоставляющих пользователю не только стандартизированный ввод-вывод информации и управление программами, но и упрощающий работу с компьютером. Программный интерфейс операционных систем позволяет уменьшить размер конкретной программы, упростить ее работу со всеми компонентами вычислительной системы.

В данной работе удалось разработать программу с использованием компонентов среды визуального проектирования Visual C#.

Во время прохождения практики было разделено на два этапа:

- теоретический анализ поставленной задачи, включающий в себя постановку задачи, выделение основных классов, выделение основных действия и алгоритмов их реализации, определение математического аппарата, необходимого при решении задачи;

- программная реализация задачи средствами Visual C#, включающая в себя реализацию основных классов, реализацию основных действий, реализацию классов диалоговых форм, инструкцию по использовании программы.

Итогом данной работы можно считать закрепление знаний в области создания алгоритмов, навыков программирования на языке C# и создании приложений для операционных системы компании Microsoft, полученных в ходе курса «объектно-ориентированное программирование».



Список использованных источников

1. Босова, Л.Л. Информатика. 10 класс. Базовый уровень / Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. - 2-е изд., степеотип. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2018. - 288 с.

2. Босова, Л.Л. Информатика. 11 класс. Базовый уровень: учебник / Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2019. - 256 с.

3. Семакин, И.Г. Информатика. Базовый уровень: учебник для 10 класса / И.Г. Семакин, Е.К. Ханнер, Т.Ю. Шеина. - 8-е изд., стереотип. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2018. - 264 с.

4. Семакин, И.Г. Информатика. Базовый уровень: учебник для 11 класса / И.Г. Семакин, Е.К. Ханнер, Т.Ю. Шеина. - 8-е изд., стереотип. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2018. - 224 с.

5. Прикладные алгоритмы на языке ООП C#. С.Е. Иванов

6. Pro C# 10 with .NET 6. 11 ed. Troelsen A., Japikse Ph. (2022)

7. C# Programming for Absolute Beginners. 2 Ed. Radek Vystavмl (2021)

8. Problem Solving in Data Structures and Algorithms Using C#. 2 ed. Hemant Jain (2018)

1. Интернет ресурс «Wikipedia» - свободная энциклопедия C_Sharp.
Форма доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/C_Sharp

2. Интернет ресурс «Wikipedia» - свободная энциклопедия Microsoft Visual_Studio.Форма доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Visual_Studio

3. Интернет ресурс «Wikipedia» - информационный портал по Модульному_программированию.Форма доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Модульное_программирование

Размещено на Allbest.ru

...