báo cáo bài thực hành số 2

Viết hàm tính độ dài cạnh huyền của tam giác theo độ hai cạnh góc vuông..... Sau khi thực hiện hàm, các biến a, b, c tương ứng nhận các giá trị mới b, c, a.iết hàm tính độ dài cạnh huyền

Trang 1

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Trường Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông

Báo cáo Bài thực hành số 2

Giảng viên hướng dẫn: Lê Thị HoaSinh viên thực hiện: Lương Hoài Nam

MSSV: 20210623

Hà Nội, ngày 6 tháng 11 năm 2023

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 2

Mục lục

Bài thực hành số 2 5Bài tập 2.1 Viết hàm tính độ dài cạnh huyền của tam giác theo độ hai cạnh góc vuông 5Bài tập 2.2 Viết hàm hoán vị vòng tròn 3 biến a, b, c Sau khi thực hiện hàm, các biến a, b, c tương ứng nhận các giá trị mới b, c, a.iết hàm tính độ dài cạnh huyền của tam giác theo độ hai cạnh góc vuông 7Bài tập 2.3 Viết chương trình yêu cầu nhập giá trị cho số nguyên x nhỏ hơn 100 In ra giá trị ax2+bx+c với a, b, c định sẵn 9Bài tập 2.4 Viết các hàm tính lập phương của số nguyên và số thực 12Bài tập 2.5 Viết các toán tử tính tổng, hiệu, tích và thương của hai số phức 14Bài tập 2.6 Giả thuyết Collatz: bắt đầu từ số dương n bất kỳ, nếu n chẵn thì chia 2, nếulẻ thì nhân 3 cộng 1, giả thuyết cho rằng ta luôn đi đến n = 1 Hãy viết chương trình môphỏng lại quá trình biến đổi để kiếm chứng giả thuyết với giá trị của n nhập từ bàn phím 18Bài tập 2.7 Viết hàm tính tổng các phần tử trong hai mảng Yêu cầu sử dụng function template để cho phép hàm làm việc với các mảng số nguyên lẫn số thực 18Bài tập 2.8 Viết hàm so sánh cho thuật toán sắp xếp 19Bài tập 2.9 Tính hàm sigmoid Dưới đây cung cấp đoạn code đơn giản để tính hàm sigmoid theo công thức trực tiếp Hãy viết hàm tính xấp xỉ sigmoid(x) đến độ chính xác 10^−6 và có tốc độ nhanh hơn ít nhất 30% so với code đơn giản 22Bài tập 2.10 Tính tích hai ma trận vuông 28Bài tập 2.11 Cho 2 đa thức A(x) và B(x) tương ứng có bậc N và M Hãy tính ma trận tích C(x) = A(x) * B(x) có bậc N+M−1 34Bài tập 2.12 Hôm nay, cô giáo giao cho An một câu hỏi hóc búa Cô cho một danh sách với mỗi phần tử có dạng <key, value> và yêu cầu An sắp xếp danh sách đó giảm dần theo giá trị value Nếu 2 phần tử có value giống nhau thì sắp xếp giảm dần theo key Hãy viết một chương trình sử dụng hàm nặc danh để giúp An làm bài tập 39Bài 2.13 Số nguyên lớn là các số nguyên có giá trị rất lớn và không thể biểu diễn bằngcác kiểu dữ liệu nguyên cơ bản Để biểu diễn số nguyên lớn, ta có thể dùng kiểu struct như sau: 42

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 5

Bài thực hành số 2

Bài tập 2.1 Viết hàm tính độ dài cạnh huyền của tam giác theo độ hai cạnh góc vuông.

Hình 1 Code bài 2.1

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 6

Hình 2 Minh chứng đã pass bài 2.1

#include <stdio.h>#include <math.h>

float get_hypotenuse(float x, float y) { /*****************

# YOUR CODE HERE # *****************/

return sqrt(x*x+y*y);// Trả về căn bậc 2 của x^2 + y^2}

int main(){ float x, y;

scanf("%f%f", &x, &y);

float z = get_hypotenuse(x, y); // Tính toán z printf("z = %.2f\n", z);

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 7

return 0;}

// Lương Hoài Nam - 20210623

Bài tập 2.2 Viết hàm hoán vị vòng tròn 3 biến a, b, c Sau khi thực hiện hàm, các biến a, b, c tương ứng nhận các giá trị mới b, c, a.iết hàm tính độ dài cạnh huyền của tam giác theo độ hai cạnh góc vuông

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 8

int main() { int x, y, z;

scanf("%d",&x);scanf("%d",&y);scanf("%d",&z);IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 9

//# Nhập 3 số nguyên /***************** # YOUR CODE HERE # *****************/

printf("Before: %d, %d, %d\n", x, y, z); rotate(x, y, z); // Hoán đổi giá trị của x,y,z printf("After: %d, %d, %d\n", x, y, z);

return 0;}

// Lương Hoài Nam – 20210623

Bài tập 2.3 Viết chương trình yêu cầu nhập giá trị cho số nguyên x nhỏ hơn 100 In ra giátrị ax2+bx+c với a, b, c định sẵn.

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 10

#include <stdio.h>

//# Viết hàm get_value/*****************# YOUR CODE HERE #*****************/

int get_value(int x, int a = 2, int b = 1, int c = 0){

return a*x*x + b*x + c; // Trả về giá trị ax^2 + bx + c}

int main(){ int x;

scanf("%d", &x);

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 11

int a = 2; //# giá trị mặc định của a int b = 1; //# giá trị mặc định của b int c = 0; //# giá trị mặc định của c scanf("%d",&a);

scanf("%d",&b); scanf("%d",&c);

//# Nhập 3 số nguyên a, b, c từ bàn phím /*****************

# YOUR CODE HERE # *****************/

printf("a=2, b=1, c=0: %d\n", get_value(x)); printf("a=%d, b=1, c=0: %d\n", a, get_value(x, a)); printf("a=%d, b=%d, c=0: %d\n", a, b, get_value(x, a, b)); printf("a=%d, b=%d, c=%d: %d\n", a, b, c, get_value(x, a, b, c));

return 0;}

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 12

Bài tập 2.4 Viết các hàm tính lập phương của số nguyên và số thực.

#include <stdio.h>

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 13

int cube(int x) {

//# trả về lập phương của x /***************** # YOUR CODE HERE # *****************/

return x*x*x; // Trả về lập phương của số nguyên x}

//# viết hàm tính lập phương của một số kiểu double/*****************

# YOUR CODE HERE #*****************/double cube(double x){

return x*x*x; // Trả về lập phương của số thực x}

int main() { int n; double f;

scanf("%d %lf", &n, &f); printf("Int: %d\n", cube(n)); printf("Double: %.2lf\n", cube(f));

return 0;}

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 14

Bài tập 2.5 Viết các toán tử tính tổng, hiệu, tích và thương của hai số phức

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 15

#include <iostream>#include <ostream>#include <math.h>#include <iomanip>

using namespace std;

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 16

struct Complex { double real; double imag;};

Complex operator + (Complex a, Complex b) { /*****************

# YOUR CODE HERE # *****************/ Complex tmp;

tmp.real = a.real + b.real; // Tính phần thực của tổng 2 số phức tmp.imag = a.imag + b.imag; // Tính phần ảo của tổng 2 số phức return tmp;

tmp.real = a.real - b.real; // Tính phần thực của hiệu 2 số phức tmp.imag = a.imag - b.imag; // Tính phần ảo của hiệu 2 số phức return tmp;

Complex operator * (Complex a, Complex b) { /*****************

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 17

# YOUR CODE HERE # *****************/ Complex tmp;

tmp.real = a.real * b.real - a.imag * b.imag; // Tính phần thực của tích 2 số phức tmp.imag = a.imag * b.real + a.real * b.imag; // Tính phần ảo của tích 2 số phức return tmp;

tmp.real = (a.real * b.real + a.imag * b.imag) / (b.real * b.real + b.imag * b.imag); // Tính phần thực của thương 2 số phức

tmp.imag = (a.imag * b.real - a.real * b.imag) / (b.real * b.real + b.imag * b.imag); // Tính phần ảo của thương 2 số phức

return tmp;}

// Hàm đa năng hóa toán tử << cho việc in ra số phứcostream& operator << (ostream& out, const Complex &a) {

out << '(' << std::setprecision(2) << a.real << (a.imag >= 0 ? '+' : '-') << std::setprecision(2) << fabs(a.imag) << 'i' << ')';

return out;}

int main() {

double real_a, real_b, img_a, img_b;

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 18

cin >> real_a >> img_a; cin >> real_b >> img_b;

Complex a{real_a, img_a}; // Khởi tạo số phức a Complex b{real_b, img_b}; // Khởi tạo số phức b

cout << a << " + " << b << " = " << a + b << endl; cout << a << " - " << b << " = " << a - b << endl; cout << a << " * " << b << " = " << a * b << endl; cout << a << " / " << b << " = " << a / b << endl;

return 0;}

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 19

Bài tập 2.6 Giả thuyết Collatz: bắt đầu từ số dương n bất kỳ, nếu n chẵn thì chia 2, nếu lẻthì nhân 3 cộng 1, giả thuyết cho rằng ta luôn đi đến n = 1 Hãy viết chương trình mô phỏng lại quá trình biến đổi để kiếm chứng giả thuyết với giá trị của n nhập từ bàn phím.

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 20

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 21

Hình 15 Minh chứng pass bài 2.6

#include <stdio.h>void print(int n) {

printf("n=%d\n", n); // Định nghĩa hàm print}

Trang 22

void simulate(int n, int (*odd)(int), int (*even)(int), void (*output)(int)) { (*output)(n); // Gọi hàm truyền vào con trỏ hàm output

if (n == 1) return; // Nếu n = 1 thì dừng chương trình if (n % 2 == 0) {

n = (*even)(n); // Nếu n chẵn thì gọi hàm truyền vào con trỏ hàm even } else {

n = (*odd)(n); // Nếu n lẻ thì gọi hàm truyền vào con trỏ hàm odd }

simulate(n, odd, even, output); // Tiếp tục gọi hàm simulate với giá trị n hiện tại}

int main() {

int (*odd)(int) = mul3plus1;// Đưa hàm mul3plus1 vào con trỏ hàm odd int (*even)(int) = div2; // Đưa hàm div2 vào con trỏ hàm even int n;

Trang 23

Bài tập 2.7 Viết hàm tính tổng các phần tử trong hai mảng Yêu cầu sử dụng function template để cho phép hàm làm việc với các mảng số nguyên lẫn số thực.

#include <iostream>

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 24

//# viết hàm arr_sum/*****************# YOUR CODE HERE #*****************/template<typename T>

T arr_sum(T* a, int size_a, T* b, int size_b){

T sum = 0; // Khởi tạo tổng = 0 for (int i = 0; i < size_a; i++) {

sum += *(a + i); // Cộng giá trị a[i] vào tổng }

for (int i = 0; i < size_b; i++) {

sum += *(b + i); // Cộng giá trị b[i] vào tổng }

return sum; // Trả về tổng}

int main() { int val; cin >> val; {

int a[] = {3, 2, 0, val}; // Khởi tạo mảng a int b[] = {5, 6, 1, 2, 7}; // Khởi tạo mảng b

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 25

cout << arr_sum(a, 4, b, 5) << endl; }

{

double a[] = {3.0, 2, 0, val * 1.0}; // Khởi tạo mảng a double b[] = {5, 6.1, 1, 2.3, 7}; // Khởi tạo mảng b cout << arr_sum(a, 4, b, 5) << endl;

} return 0;}

Bài tập 2.8 Viết hàm so sánh cho thuật toán sắp xếp

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 26

#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>#include <numeric>using namespace std;

int main() { int val1, val2; cin >> val1 >> val2; vector< vector<int> > a = { {1, 3, 7},

{2, 3, 4, val1}, {9, 8, 15}, {10, val2},

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 27

sort(a.begin(), a.end(), [] (vector<int> p1, vector<int> p2){ int sum1 = 0;int sum2 = 0; // Khởi tạo tổng 2 mảng for(int i = 0; i < (int)p1.size(); i++)

cout << endl; }

return 0;

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 28

Bài tập 2.9 Tính hàm sigmoid Dưới đây cung cấp đoạn code đơn giản để tính hàm sigmoid theo công thức trực tiếp Hãy viết hàm tính xấp xỉ sigmoid(x) đến độ chính xác 10^−6 và có tốc độ nhanh hơn ít nhất 30% so với code đơn giản.

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 29

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 30

#include <vector>#include <algorithm>#include <cmath>#include <ctime>#include <algorithm>#include <cstdio>using namespace std;const int LIMIT = 100;const int NUM_ITER = 100000;

const int NUM_INPUTS = NUM_ITER * 100;// Đây là hàm sigmoid_slow

double sigmoid_slow(double x) { return 1.0 / (1.0 + exp(-x));}

double x[NUM_INPUTS];

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 31

// Hàm sinh ra input ngẫu nhiên để test hàm sigmoidvoid prepare_input() {

const int PRECISION = 1000000; const double RANGE = LIMIT / 20.0; for (int i = 0; i < NUM_INPUTS; ++i) {

x[i] = RANGE * (rand() % PRECISION - rand() % PRECISION) / PRECISION; }

//# BEGIN fast code

//# khai báo các biến phụ trợ cần thiết/*****************

# YOUR CODE HERE #*****************/const int N = 100000;double y[N+1];//# hàm chuẩn bị dữ liệuvoid precalc() {

double delta=(LIMIT*2.0)/N; // Tính toán tham số delta for(int i=0;i<=N;i++)

{

y[i]=sigmoid_slow(-LIMIT+delta*i); // Chuẩn bị trước mảng y[i] là hàm sigmoid của -LIMIT+delta*i

}}

//# hàm tính sigmoid(x) nhanh sigmoid_fast(x)inline double sigmoid_fast(double x) { /*****************

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 32

# YOUR CODE HERE # *****************/

if(x<-LIMIT) return 0; // Nếu x quá bé thì trả về 0 if(x>=LIMIT) return 1; // Nếu x quá lớn thì trả về 1 static double delta=(LIMIT*2.0)/N; // Tính toán tham số delta int i=(x+LIMIT)/delta; // Tính toán tham số i

return (x-(-LIMIT+(delta*i)))/delta*(y[i+1]-y[i])+y[i]; // Tính toán xấp xỉ sigmoid(x)}

//# END fast code

// Đây là hàm tính thời gian chạy hàm truyền vào con trỏ hàm calcdouble benchmark(double (*calc)(double), vector<double> &result) { const int NUM_TEST = 20;

double taken = 0; result = vector<double>(); result.reserve(NUM_ITER); int input_id = 0;

clock_t start = clock();

for (int t = 0; t < NUM_TEST; ++t) { double sum = 0;

for (int i = 0; i < NUM_ITER; ++i) { double v = fabs(calc(x[input_id])); sum += v;

Trang 33

taken = (double)(finish - start); return taken;

// Đây là hàm check xem liệu hàm sigmoid_fast có đúng khôngbool is_correct(const vector<double> &a, const vector<double> &b) { const double EPS = 1e-6;

if (a.size() != b.size()) return false; for (int i = 0; i < (int)a.size(); ++i) { if (fabs(a[i] - b[i]) > EPS) { return false;

} } return true;}

int main() { prepare_input(); precalc();

vector<double> a, b;

double slow = benchmark(sigmoid_slow, a); // thời gian chạy hàm sigmoid_slow double fast = benchmark(sigmoid_fast, b); // thời gian chay hàm sigmoid_fast double xval;

scanf("%lf", &xval);

printf("%.2f \n", sigmoid_fast(xval)); if (is_correct(a, b) && (slow/fast > 1.3)) {

printf("Correct answer! Your code is faster at least 30%%!\n"); } else {

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 34

printf("Wrong answer or your code is not fast enough!\n"); }

return 0;}

Bài tập 2.10 Tính tích hai ma trận vuông

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 35

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827

Trang 36

Hình 29 Test bài 2.10

#include <iostream>#include <cstring>

const int N = 128;

// Định nghĩa cấu trúc ma trậnstruct Matrix {

unsigned int mat[N][N]; Matrix() {

memset(mat, 0, sizeof mat); }

// Đa năng hóa toán tử == cho 2 ma trận

IT3040 – 2023.1 – Mã lớp: 732827