Ю4.32

Постановка задачи

Суммы по косой. Просуммировать элементы матрицы [latex]A(n,n)[/latex] по каждой из линий, параллельных главной диагонали. Напечатать полученные суммы.

Входные данные:

[latex]n[/latex] — размерность матрицы [latex](n\geq 1)[/latex].
[latex]A[/latex] — квадратная матрица.

Выходные данные:

Суммы элементов матрицы [latex]A[/latex] по каждой из линий, параллельной главной диагонали.

Тесты

Входные данные Выходные данные
Размерность матрицы [latex](n)[/latex] Матрица [latex]A[/latex] Суммы
1 2 [latex]\begin{pmatrix}
3 & 6\\
-7 & -5
\end{pmatrix} [/latex]
-7  -2  6
2 3 [latex]\begin{pmatrix}
1 & 2 & 3\\
4 & 5 & 6\\
7 & 8 & 9
\end{pmatrix} [/latex]
7  12  15  8  3
3 4 [latex]\begin{pmatrix}
4 & 1 & -6 & 3\\
2 & 8 & 19 & 7\\
-8 & -11 & 3 & -13\\
0 & 2 & 16 & -9
\end{pmatrix} [/latex]
0  -6  7  6  7  1  3

Посмотреть работу программы на примере третьего теста можно на сайте ideone.

Решение

Описание решения

Сначала объявляем переменную n — размерность матрицы [latex]A[/latex] — и присваиваем ей значение, которое вводит пользователь. Если [latex](n\geq 1)[/latex] — продолжаем работу, иначе выводим сообщение об ошибке и завершаем работу программы.

Теперь, зная размерность матрицы, можем инициализировать 2 массива:

  1. Двумерный массив double[][] matrix = new double[n][n]; размерностью [latex](n\times n)[/latex], который будет содержать в себе значения элементов матрицы [latex]A[/latex];
  2. Массив double[] sum = new double [2*n - 1]; размерностью [latex](2*n-1)[/latex] для хранения сумм диагоналей. Такая размерность обусловлена следующей логикой: главная диагональ матрицы размерностью [latex](n\times n)[/latex] содержит [latex]n[/latex] элементов. Побочная диагональ, находящаяся выше, содержит в себе уже [latex](n-1)[/latex] элементов и т.д., пока элементов в диагонали больше нуля. Становится ясно, что выше главной диагонали находится [latex](n-1)[/latex] побочных диагоналей, еще столько же ниже. Прибавляем еще главную диагональ к этому числу и выводим формулу количества диагоналей у матрицы, параллельных главной: [latex]2(n-1)+1=2n-1[/latex].

Заполняем с помощью двух циклов for массив matrix из потока ввода, а затем в таких же циклах находим суммы элементов требуемых диагоналей ( sum[(j-i) + (n-1)] += matrix[i][j];).

Известно, что индексы [latex]i,j[/latex] элементов главной диагонали матрицы всегда одинаковы. Аналогично можно заметить, что на побочных диагоналях индекс [latex]j[/latex] отличается от индекса [latex]i[/latex] на число — «расстояние» между главной диагональю и рассматриваемой побочной. К примеру, если рассматривать побочную диагональ, находящуюся выше через одну от главной («расстояние» между ними равно 2), то в таком случае [latex]j-i=2[/latex].

И если на главной диагонали разность индексов будет равна 0, на диагоналях выше эта разность будет числом положительным, а на диагоналях ниже — отрицательным, то при попытке обращения к элементу массива sum[j-i] мы неизбежно столкнемся с ошибкой, так как индекс массива не может быть числом отрицательным. Значит, чтобы избежать этого, нам надо прибавить к этому индексу некую константу, чтобы самая нижняя диагональ [latex]n-1[/latex] обладала индексом 0 в массиве sum. Отсюда и формула [latex](j-i+n-1)[/latex].

A406

Задача

С помощью x_{ij}, i=1,2; j=1,\ldots,n. – действительной матрицы на плоскости задано n точек так, что x_{1j}, x_{2j} – координаты j – точки. Точки попарно соединены отрезками. Найти длину наибольшего отрезка.

Тест

n Матрица x_{ij}, i=1,2. Длина наибольшего отрезка  Комментарий
3 2 8 4

9 1 5

10 Пройдено
4 6 14 2 1

9 3 8 0

13.3417 Пройдено
5 1 8 4 3 7

2 9 5 0 11

11.7047 Пройдено

Код программы:

 

Ход решения:

  1. Вводим матрицу.
  2. Находим длину наибольшего отрезка.
    С помощью вложенных циклов мы находим длины всех отрезков по формуле
     AB=\sqrt{(x_{2}-x_{1})^{2}+(y_{2}-y_{1})^{2}}, A(x_{1},y_{1}), B(x_{2},y_{2}).
  3. По алгоритму нахождения максимума находим длину наибольшего отрезка.
  4. Выводим матрицу.
  5. Выводим длину наибольшего отрезка.
    Ссылка на код