寒假自学进度6

　　今天主要学习了scala基本语法，并完成了scala实验1 2，实验3打算明天用文件操作完成（今天试了一下数组但是这种方法不灵活）后续补充  ---------已补充

　　1.请用脚本的方式编程计算并输出下列级数的前 n 项之和 Sn，直到 Sn 刚好大于或等于 q为止，其中 q 为大于 0 的整数，其值通过键盘输入。

　　　　　　Sn = 2/1+3/2+4/3+......+n+1/n

　　例如，若 q 的值为 50.0，则输出应为：Sn=50.416695。请将源文件保存为exercise2-1.scala，在REPL模式下测试运行，测试样例：q=1时，Sn=2；q=30时，Sn=30.891459；q=50 时，Sn=50.416695。

package Test
import scala.io.StdIn
/*
 * 1.Unit    表示无值，和其他语言中void等同。
 * 用作不返回任何结果的方法的结果类型。Unit只有一个实例值，写成()。
 * 2.def functionName ([参数列表]) : [return type]
 */
object ex1 {
  def main(args:Array[String]):Unit={    
  print("请输入q值:");
  var q=StdIn.readInt();
  var Sn:Double=0;
  var n:Double=1;
  while(Sn<q){
    var Sn1=(n+1)/n;
    Sn=Sn+Sn1;
    n=n+1;
  }
  print("q="+q+"时,Sn="+Sn+">="+q);
   }
}

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 　　2.对于一个图形绘制程序，用下面的层次对各种实体进行抽象。定义一个 Drawable 的特质，其包括一个 draw 方法，默认实现为输出对象的字符串表示。定义一个 Point 类表示点，其混入了 Drawable 特质，并包含一个 shift 方法，用于移动点。所有图形实体的抽象类为Shape，其构造函数包括一个 Point 类型，表示图形的具体位置（具体意义对不同的具体图形不一样）。Shape 类有一个具体方法 moveTo 和一个抽象方法 zoom，其中 moveTo 将图形从当前位置移动到新的位置， 各种具体图形的 moveTo 可能会有不一样的地方。zoom 方法实现对图形的放缩，接受一个浮点型的放缩倍数参数，不同具体图形放缩实现不一样。继承Shape 类的具体图形类型包括直线类 Line 和圆类 Circle。Line 类的第一个参数表示其位置，第二个参数表示另一个端点，Line 放缩的时候，其中点位置不变，长度按倍数放缩（注意，缩放时，其两个端点信息也改变了），另外，Line 的 move 行为影响了另一个端点，需要对move 方法进行重载。Circle 类第一个参数表示其圆心，也是其位置，另一个参数表示其半径，Circle 缩放的时候，位置参数不变，半径按倍数缩放。另外直线类 Line 和圆类 Circle都混入了 Drawable 特质，要求对 draw 进行重载实现，其中类 Line 的 draw 输出的信息样式为“Line:第一个端点的坐标--第二个端点的坐标)”，类 Circle 的 draw 输出的信息样式为“Circle center:圆心坐标,R=半径”。如下的代码已经给出了 Drawable 和 Point 的定义，同时也给出了程序入口 main 函数的实现，请完成 Shape 类、Line 类和 Circle 类的定义。

package Test
import scala.io.StdIn
/*
 * 1.Scala Trait(特征) 相当于 Java 的接口，实际上它比接口还功能强大。
与接口不同的是，它还可以定义属性和方法的实现。
一般情况下Scala的类只能够继承单一父类，但是如果是 Trait(特征) 的话就可以继承多个，
从结果来看就是实现了多重继承。
Trait(特征) 定义的方式与类类似，但它使用的关键字是 trait

  2.使用了case关键字的类定义就是就是样例类(case classes)，
  样例类是种特殊的类，经过优化以用于模式匹配。箭头符号 => 隔开了模式和表达式。
  3.重写一个非抽象方法必须使用override修饰符。
 */
object ex2 {
  def main(args:Array[String]):Unit={
    val p=new Point(10,30) 
    p.draw;
    val line1 = new Line(Point(0,0),Point(20,20))
    line1.draw
    line1.moveTo(Point(5,5)) //移动到一个新的点
    line1.draw
    line1.zoom(2) //放大两倍
    line1.draw
    val cir= new Circle(Point(10,10),5)
    cir.draw
    cir.moveTo(Point(30,20))
    cir.draw
    cir.zoom(0.5)
    cir.draw
  }
  //表示图形具体位置
  case class Point(var x:Double,var y:Double) extends Drawable{
    var x1:Double=x
    var y1:Double=y;
       
  //shift方法用于移动点  
  def shift(deltaX:Double,deltaY:Double){
    x1+=deltaX;
    y1+=deltaY
    }
  override def draw():Unit={
    println("Point:("+x1+","+y1+")");
  }
}
  
  trait Drawable{
    def draw(){
      //实现为输出对象的字符串表示
      println(this.toString)
      }
}
//  Shape 类、Line 类和 Circle 类的定义。
    abstract class shape extends Drawable{
      // moveTo 将图形从当前位置移动到新的位置 point表示变化的位置
      def moveTo(point:Point)
      //zoom 方法实现对图形的放缩 
      def zoom(scale:Double)
      
      def draw()
    }
    
    class Line(begin:Point,end:Point)extends shape{
      override def moveTo(point:Point):Unit={
        begin.shift(point.x1,point.y1);
        end.shift(point.x1, point.y1)
      }
      //scale:浮点型的放缩倍数参数，这里指放大
      override def zoom(scale:Double):Unit={
        var lx=end.x1-begin.x1
        var ly=end.y1-begin.y1
        if(lx<0){
          lx=0-lx;
        }
        if(ly<0){
          ly=0-ly;
        }
        var deltax1=lx*(scale-1)/2
        begin.x1=begin.x1-deltax1;
        end.x1=end.x1+deltax1;
        var deltay1=ly*(scale-1)/2
        begin.y1=begin.y1-deltay1;
        end.y1=end.y1+deltay1;
      }
      override def draw():Unit={
        println("Line"+begin.x1+","+begin.y1+")--("+end.x1+","+end.y1+")");
      }
      
    }
    class Circle(point:Point,redius:Double)extends shape{
      var r=redius;
      //方法moveTo参数point表示圆心变化的新位置
      override def moveTo(point:Point):Unit={
        this.point.x1=point.x1;
        this.point.y1=point.y1;
      }
      override def zoom(scale:Double):Unit={
        r=r*scale
      }
      override def draw():Unit={
        println("Circle center:("+this.point.x1+","+this.point.y1+"),R="+r);
      }
    }

}

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 　　3.统计学生成绩学生的成绩清单格式如下所示，第一行为表头，各字段意思分别为学号、性别、课程名1、课程名 2 等，后面每一行代表一个学生的信息，各字段之间用空白符隔开

Id gender Math English Physics
301610 male 80 64 78
301611 female 65 87 58
...
　　给定任何一个如上格式的清单（不同清单里课程数量可能不一样），要求尽可能采用函数式编程，统计出各门课程的平均成绩，最低成绩，和最高成绩；另外还需按男女同学分开，
分别统计各门课程的平均成绩，最低成绩，和最高成绩。测试样例 1 如下：
Id gender Math English Physics
301610 male 80 64 78
301611 female 65 87 58
301612 female 44 71 77
301613 female 66 71 91
301614 female 70 71 100
301615 male 72 77 72
301616 female 73 81 75
301617 female 69 77 75
301618 male 73 61 65
301619 male 74 69 68
301620 male 76 62 76
301621 male 73 69 91
301622 male 55 69 61
301623 male 50 58 75
301624 female 63 83 93
301625 male 72 54 100
301626 male 76 66 73
301627 male 82 87 79
301628 female 62 80 54
301629 male 89 77 72
样例 1 的统计结果输出为：
course average min max
Math: 69.20 44.00 89.00
English: 71.70 54.00 87.00
Physics: 76.65 54.00 100.00
course average min max (males)
Math: 72.67 50.00 89.00
English: 67.75 54.00 87.00
Physics: 75.83 61.00 100.00
course average min max (females)
Math: 64.00 44.00 73.00
English: 77.63 71.00 87.00
Physics: 77.88 54.00 100.00

package Test
import scala.io.Source
object ex3_2 {
  def main(args: Array[String]) {
     //从文件读取内容
     // 不加引入包的情况下val inputFile = scala.io.Source.fromFile("src/Test/ex3.txt")
    var inputFile=Source.fromFile("src/Test/ex3.txt");
       
    //”\\s+“是字符串正则表达式，将每行按空白字符（包括空格/制表符）分开
    // 由于可能涉及多次遍历，同 toList 将 Iterator 装为 List
    // originalData 的类型为 List[Array[String]]
     //将getLine()方法获得的内容放入List中 
    //List[1]为第一行元素 list[2]为第二行元素
    
    val originalData = inputFile.getLines.map{_.split("\\s+")} .toList
    
    //head返回列表的第一个元素
    /*def drop(n: Int): List[A] 丢弃前n个元素，并返回新列表*/
    val courseNames = originalData.head.drop(2) //获取第一行中的课程名
    
    //tail 返回一个列表，包含除了第一元素之外的其他元素
    val allStudents = originalData.tail // 去除第一行剩下的数据
    
    //def length: Int 返回列表长度
    // 统计函数，参数为需要常用统计的行
    //用到了外部变量 courseNum，属于闭包函数
    val courseNum = courseNames.length
   // println("长度即学科数量"+courseNum);
    
    //定义方法
    def statistc(lines:List[Array[String]])= {
    // for 推导式，对每门课程生成一个三元组，分别表示总分，最低分和最高分
    /*for( var x <- Range ){
   statement(s);}
        以上语法中，Range 可以是一个数字区间表示 i to j(包含J) ，
        或者 i until j(不包含j)。左箭头 <- 用于为变量 x 赋值*/
    (for(i<- 2 to courseNum+1) yield { //i为2 3 4
    // 取出需要统计的列
     // def map[B](f: (A) => B): List[B] 通过给定的方法将所有元素重新计算
     val temp = lines map {elem=>elem(i).toDouble}
     (temp.sum,temp.min,temp.max) }
    ) map {case (total,min,max) => (total/lines.length,min,max)}    
    // 最后一个 map 对 for 的结果进行修改，将总分转为平均分
}
    
    
    // 输出结果函数
    /*def toMap[T, U]: Map[T, U]
将迭代器的所有键值对归入一个Map并返回。*/
    /*def zip[B](that: Iterator[B]): Iterator[(A, B)
返回一个新迭代器，指向分别由迭代器和指定的迭代器 that 元素一一
对应而成的二元组序列*/
    def printResult(theresult:Seq[(Double,Double,Double)]){
    // 遍历前调用 zip 方法将课程名容器和结果容器合并，合并结果为二元组容器
    (courseNames zip theresult) foreach {
    case (course,result)=>println(f"${course+":"}%-10s${result._1}%5.2f${result._2}%8.2f${result._3}%8.2f")
} }
    
    // 分别调用两个函数统计全体学生并输出结果
    val allResult = statistc(allStudents)
    println("course average min max")
    printResult(allResult)
 
   //按性别划分为两个容器 partition() 方法用来根据指定的分隔符将字符串进行分割。
    val (maleLines,femaleLines) = allStudents partition {_(1)=="male"} 
   // 分别调用两个函数统计男学生并输出结果
    val maleResult = statistc(maleLines)
    println("course average min max (males)")
    printResult(maleResult)
    // 分别调用两个函数统计男学生并输出结果
    val femaleResult = statistc(femaleLines)
    println("course average min max (females)")
    printResult(femaleResult)
 }
}

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