Transcript 第四單元 程序與函數的類別方法

第四單元
程序與函數的類別方法
模組化程式設計
模組(Modules)擁有特定功能的相關資料和函式集合。
使用者只需知道模組對外的使用界面，就可以使用模
組提供的功能，而不用實際去瞭解模組內部程式碼的
實作和資料結構。
模組化的優點：
-
便於分析
加速開發
維護簡單
容易偵錯
模組化程式設計
Top-down Design
先將解決整個問題的方法分解成幾個大模組，
然後再將大模組分解成數個小模組，如此反覆
細分下去。等整個問題的樹狀架構圖完成後，
便從最底層的小模組做起，等完成後便將他們
組合成大模組，如此層層向上至整個軟體完成。
模組化程式設計
Top-down Design 的設計方法需注意下列問題：
-模組的獨立性
-模組之間的結合
-模組之間的溝通
程序是一個黑盒子
傳入參數
黑盒子
程序碼呼叫
程序
使用界面
語法
語意
JAVA的類別方法
建立JAVA的類別方法
存取敘述 static
{
…………..
程式敘述;
…………..
}
傳回值型態
方法名稱(參數）
public :方法可以在任何程式任何地方呼叫
private :只能在同一類別內class呼叫
JAVA的類別方法
private static void writeTriangle()
{
// 變數宣告
int i, j;
// 巢狀迴圈
for ( i = 1; i <= 5; i++)
{
for ( j = 1; j <= i; j++)
System.out.print("*");
System.out.print("\n");
}
}
// 類別方法: 顯示1加到5
ch5_3_1.java
JAVA的類別方法
public static void add2Five()
{
// 變數宣告
int i;
int total = 0;
// 迴圈敘述
for ( i = 1; i <= 5; i++ )
{
System.out.print("|" + i);
total += i;
}
System.out.println("\n從小到大的總
和: " + total);
}
// 主程式
ch5_3_1.java
JAVA的類別方法
類別方法的參數傳遞
Ch5_3_2.java
static void printTable(int lower, int upper)
{
// 變數宣告
int step = 10; // 增量
int c = lower;
double f;
// do/while迴圈敘述
System.out.println("攝氏 華氏");
do
{
f = (9.0 * c) / 5.0 + 32.0;
System.out.println(c + "\t" + f);
c += step;
} while ( c <= upper);
}
JAVA的類別方法
類別方法的傳回值
ch5_3_3
// 類別方法: 計算n到N的數字
static int nAdd2N(int begin, int end)
// 類別方法: 攝氏轉成華氏
{
// 變數宣告
static double c2F(int c)
int i;
{
int total = 0;
double f;
// 迴圈敘述
// 轉換溫度
for ( i = begin; i <= end; i++ )
f = (9.0 * c) / 5.0 + 32.0;
return f; // 傳回值
total += i;
return total; // 傳回值
}
// 主程式
}
JAVA的類別呼叫方法
傳值呼叫
call by value
main()
{
int x=10;
func(x);
}
func(int x)
{
x=x*x;
System.out.println(x);
}
x
10
x
100
10
JAVA的類別呼叫方法
傳位址呼叫
x[0]
11
1
x[1]
12
2
x[2]
main()
func(int x[])
{
{
int x[3]={1,2,3};
int i;
func(x);
for(i=0 ; i<3 ; i++)
}
x[i]+=10;
}
13
3
call by reference
JAVA的類別呼叫方法
ch5_3_4.java
資料型態
方式
int, char,double
傳值
String
傳值
Array
傳址
JAVA的類別變數和變數範圍
JAVA成員變數在宣告後，如果沒有指定初值，將擁
預定初值，數字為0，boolean型態為false，char型態
為unicode的0，如果是物件其預設值為null。
ch5_4_1
JAVA的類別變數和變數範圍
ch5_4_2.java
class class_name
{
成員變數宣告;
………………………
public void method_name()
{
區域變數宣告;
}
}
Case study : Square
private static int square(int n)
{
………………
………………
………………
}
主程式：求1 到10的平方
Case study : MAX
private static int max(int a, int b, int c)
{
…….
}
主程式：
1. 輸入三個整數
2. 呼叫max求此三整數之最大值
Case study : isPrimer
private static int primer(int n)
{
………………
………………
………………
}
If n is a primer, return 1;otherwise return 0
求1到3000的所有質數
Case Study : Play dice
搖一粒骰子6000次，統計1,2,3,4,5,6點各出現幾次
(int) Math.ceil(Math.random()*6);
Homework : Play Dice game
玩家投擲兩顆骰子。每一顆骰子有六面，分別有1,2,3,4,5,和6個點。
當骰子靜止下來後，將兩個骰子朝天的那一面的點數相加起來。如果
第一次投擲便擲出7點或11點，那麼判定玩家贏。若第一次擲出2點、
3點或12點，那麼玩家輸。如果第一次擲出4點、5點、6點、8點、9點
、10點，則這個點數成為玩家的目標點數。玩家必須繼續投擲這兩顆
骰子，直到擲出目標點數才算贏。但若玩家在達成目標點數之前擲出
7點，則判定玩家輸。
Homework : Play Dice game
private static int rolldice()
{
………………
}
rolldice
L
2,3,12
case(point)
print player loses
w
player rolled point
4,5,6,8,9,10
player rolled point
target=point
rolldice
7,11
L
7 T
print player win print player loses
Point==7
F
F
Point=target
target
T
w
print player win
遞迴
遞迴函式解決問題方式都具有一些共同特點。他們會
重複不斷地呼叫自己。
5!=5*4*3*2*1
5!=5*(4*3*2*1)
5!=5*4!
n!=n*(n-1)!
5!
ch5_5_1.java
Final 120
5!
return 5*24
5*4!
5*4!
4*3!
return 4*6
4*3!
3*2!
return 3*2
3*2!
return 2*1
2*1!
2*1!
1
1
return 1
Fibonacci 數列
Fibonacci數列:
0,1,1,2,3,5,8,13,21
Fibonacci數列可遞迴定義，如下：
Fibonacci(0)=0
Fibonacci(1)=1
Fibonacci(n)=Fibonacci(n-1)+Fibonacci(n-2)
Fibonacci 數列
f(3)
return f(2) + f(1)
return f(1) + f(0)
return 1
return 0
return 1
Case study : 以遞迴來求GCD
GCD(32,12)
=GCD(12,8)
=GCD(8,4)
Hanoi塔
solution:
Hanoi塔
solution:
1
1
3
1
2
2
1
to
to
to
to
to
to
to
3
2
2
3
1
3
3
Hanoi塔
solution:
source
temp
destination
1
1
3
1
2
2
1
to
to
to
to
to
to
to
3
2
2
3
1
3
3
move n-1 rings
from S to T
move n’th ring
from S to D
move n-1 rings
from T to D
Hanoi塔
ch5_5_1.java
演算法：
1. 將n-1個碟子由柱子1移到柱子2，柱子3作為暫存區。
2. 將最後一個碟子由柱子1移到柱子3。
3. 將n-1個碟子由柱子2移到柱子3，柱子1作為暫存區。
請撰寫一個程式來解決Hanoi塔問題。請使用一個具有下列四個參數
的遞迴函式。
1.要移動的碟子數
2.這些碟子的開始所在柱子位置。
3.這些碟子最後要移到的柱子位置。
4.被當作暫存區的柱子位置。