paradigms-of-programming

Paradigms of Programming

Домашнее задание 1. Хэширование

Модификации

• Сложная
  • Класс должен иметь имя CalcSHA256 и подсчитывать SHA-256
• Простая
  • Напишите простой аналог утилиты sha256sum
  • Класс должен называться SHA256Sum
  • Список файлов для хэширования передается в виде аргументов командной строки
  • Если список файлов пуст, то хэшируется стандартный ввод а именем файла считается -
  • Вывод хэшей осуществляется в формате <хэш> *<имя файла>

Домашнее задание 2. Бинарный поиск

Модификации

• Базовая
  • Класс BinarySearch должен находиться в пакете search
• Простая
  • Если в массиве a отсутствует элемент, равный x, то требуется вывести индекс вставки в формате, определенном в Arrays.binarySearch.
  • Класс должен иметь имя BinarySearchMissing
• Сложная
  • Требуется вывести два числа: начало и длину диапазона элементов, равных x. Если таких элементов нет, то следует вывести пустой диапазон, у которого левая граница совпадает с местом вставки элемента x.
  • Не допускается использование типов long и BigInteger.
  • Класс должен иметь имя BinarySearchSpan

Домашнее задание 3. Очередь на массиве

Модификации

• Базовая
  • Классы должны находиться в пакете queue
• Простая
  • Реализовать метод toArray, возвращающий массив, содержащий элементы, лежащие в очереди в порядке от головы к хвосту.
  • Исходная очередь должна остаться неизменной
  • Дублирования кода быть не должно
• Сложная
  • Реализовать методы
    • push – добавить элемент в начало очереди
    • peek – вернуть последний элемент в очереди
    • remove – вернуть и удалить последний элемент из очереди

Домашнее задание 4. Очередь на связном списке

Модификации

• Простая
  • Добавить в интерфейс очереди и реализовать метод toArray, возвращающий массив, содержащий элементы, лежащие в очереди в порядке от головы к хвосту
  • Исходная очередь должна оставаться неизменной
  • Дублирования кода быть не должно
• Сложная
  • Добавить в интерфейс очереди и реализовать методы
    • filter(predicate) – создать очередь, содержащую элементы, удовлетворяющие предикату
    • map(function) – создать очередь, содержащую результаты применения функции
  • Исходная очередь должна остаться неизменной
  • Тип возвращаемой очереди должен соответствовать типу исходной очереди
  • Взаимный порядок элементов должен сохраняться
  • Дублирования кода быть не должно

Домашнее задание 5. Вычисление выражений

Модификации

• Базовая
  • Реализовать интерфейс Expression
• Простая
  • Реализовать интерфейс DoubleExpression
• Сложная
  • Реализовать интерфейсы DoubleExpression и TripleExpression

Домашнее задание 6. Разбор выражений

Модификации

• Базовая
  • Класс ExpressionParser должен реализовывать интерфейс Parser
  • Результат разбора должен реализовывать интерфейс TripleExpression
• Простая
  • Дополнительно реализовать бинарные операции:
    • & — побитное И, приоритет меньше чем у + (6 & 1 + 2 равно 6 & (1 + 2) равно 2);
    • ^ — побитный XOR, приоритет меньше чем у & (6 ^ 1 + 2 равно 6 ^ (1 + 2) равно 5);
    • | — побитное ИЛИ, приоритет меньше чем у ^ (6 | 1 + 2 равно 6 | (1 + 2) равно 7);
• Сложная
  • Реализовать операции из простой модификации.
  • Дополнительно реализовать унарные операции (приоритет как у унарного минуса):
    • ~ — побитное отрицание, ~-5 равно 4;
    • count — число установленных битов, count -5 равно 31.

Домашнее задание 7. Обработка ошибок

Модификации

• Базовая
  • Класс ExpressionParser должен реализовывать интерфейс Parser
  • Классы CheckedAdd, CheckedSubtract, CheckedMultiply, CheckedDivide и CheckedNegate должны реализовывать интерфейс TripleExpression
  • Нельзя использовать типы long и double
  • Нельзя использовать методы классов Math и StrictMath
• Простая
  • Дополнительно реализовать унарные операции:
    • log10 — логарифм по уснованию 10, log10 1000 равно 3;
    • pow10 — 10 в степени, pow10 4 равно 10000.
• Сложная
  • Реализовать операции простой модификации.
  • Дополнительно реализовать бинарные операции (максимальный приоритет):
    • ** — возведение в степень, 2 ** 3 равно 8;
    • // — логарифм, 10 // 2 равно 3.

Домашнее задание 8. Вычисление в различных типах

Модификации

• Базовая
  • Класс GenericTabulator должен реализовывать интерфейс Tabulator и сроить трехмерную таблицу значений заданного выражения.
    • mode — режим вычислений:
      • i — вычисления в int с проверкой на переполнение;
      • d — вычисления в double без проверки на переполнение;
      • bi — вычисления в BigInteger.
    • expression — выражение, для которого надо построить таблицу;
    • x1, x2 — минимальное и максимальное значения переменной x (включительно)
    • y1, y2, z1, z2 — аналогично для y и z.
    • Результат: элемент result[i][j][k] должен содержать значение выражения для x = x1 + i, y = y1 + j, z = z1 + k. Если значение не определено (например, по причине переполнения), то соответствующий элемент должен быть равен null.
• Простая
  • Дополнительно реализовать поддержку режимов:
    • u — вычисления в int без проверки на переполнение;
    • l — вычисления в long без проверки на переполнение;
    • s — вычисления в s без проверки на переполнение.
• Сложная
  • Реализовать операции из простой модификации.
  • Дополнительно реализовать унарные операции:
    • count — число установленных битов, count 5 равно 2.
  • Дополнительно реализовать бинарную операцию (минимальный приоритет):
    • min — минимум, 2 min 3 равно 2;
    • max — максимум, 2 max 3 равно 3.
  • Дополнительно реализовать поддержку режимов:
    • u — вычисления в int без проверки на переполнение;
    • l — вычисления в long без проверки на переполнение;
    • s — вычисления в s без проверки на переполнение.

Домашнее задание 9. Функциональные выражения на JavaScript

Модификации

• Базовая
  • Код должен находиться в файле functionalExpression.js.
• Простая. Дополнительное реализовать поддержку:
  • переменных: y, z;
  • унарных функций:
    • negate — смена знака, -2 negate равно 2;
    • cube — возведение в куб, 2 cube равно 8;
    • cuberoot — кубический корень, 8 cuberoot равно 2;
• Сложная. Дополнительное реализовать поддержку:
  • переменных: y, z;
  • констант:
    • pi — π;
    • e — основание натурального логарифма;
  • операций:
    • negate — смена знака, -2 negate равно 2;
    • min3 — минимальный из трех элементов, 3 1 4 min3 равно 1;
    • max5 — максимальный из пяти элементов, 3 1 4 0 2 max5 равно 4.

Домашнее задание 10. Объектные выражения на JavaScript

Модификации

• Базовая
  • Код должен находиться в файле objectExpression.js.
• Модификация. Дополнительное реализовать поддержку:
  • унарных операций:
    • Square (square) — возведение в квадрат, 3 square равно 9;
    • Sqrt (sqrt) — извлечение квадратного корня из модуля аргумента, -9 sqrt равно 3;
• Модификация. Дополнительное реализовать поддержку:
  • бинарных операций:
    • Power (pow) — возведение в степень, 2 3 pow равно 8;
    • Log (log) — логарифм абсолютного значения аргумента по абсолютному значению основания -2 -8 log равно 3;

Домашнее задание 11. Обработка ошибок на JavaScript

Модификации

• Базовая
  • Код должен находиться в файле objectExpression.js.
• Простая. Дополнительное реализовать поддержку:
  • унарных операций:
    • ArcTan (atan) — арктангенс, (atan 2) примерно равно 1.1;
    • Exp (Exp) — экспонента, (exp 3) примерно равно 20;
• Сложная. Дополнительное реализовать поддержку выражений в постфиксной записи:
  • (2 3 +) равно 5

Домашнее задание 12. Линейная алгебра на Clojure

Модификации

• Базовая
  • Код должен находиться в файле linear.clj.
• Простая
  • Добавьте операции поэлементного сложения (s+), вычитания (s-) и умножения (s*) чисел и векторов любой (в том числе, переменной) формы. Например, (s+ [[1 2] 3] [[4 5] 6]) должно быть равно [[5 7] 9].
• Сложная
  • Назовем тензором многомерную прямоугольную таблицу чисел.
  • Форма тензора – последовательность чисел (s_1..n)=(s₁, s₂, …, s_n), где n – размерность тензора, а s_i – число элементов по i-ой оси. Например, форма тензора [ [ [2 3 4] [5 6 7] ] ]  равна (1, 2, 3), а форма 1 равна ().
  • Тензор формы (s_1..n) может быть распространен (broadcast) до тензора формы (u_1..m), если (s_i..n) является суффиксом (u_1..m). Для этого, исходный тензор копируется по недостающим осям. Например, распространив тензор [ [2] [3] ] формы (2, 1) до формы (3, 2, 1) получим [ [ [2] [3] ] [ [2] [3] ] [ [2] [3] ] ], а распространив 1 до формы (2, 3) получим [ [1 1 1] [1 1 1] ].
  • Тензоры называются совместимыми, если один из них может быть распространен до формы другого. Например, тензоры формы (3, 2, 1) и (2, 1) совместимы, а (3, 2, 1) и (1, 2) – нет. Числа совместимы с тензорами любой формы.
  • Добавьте операции поэлементного сложения (b+), вычитания (b-) и умножения (b*) совместимых тензоров. Если формы тензоров не совпадают, то тензоры меньшей размерности должны быть предварительно распространены до тензоров большей размерности. Например, (b+ 1 [ [10 20 30] [40 50 60] ] [100 200 300] ) должно быть равно [ [111 221 331] [141 251 361] ].

Домашнее задание 13. Функциональные выражения на Clojure

Модификации

• Базовая
  • Код должен находиться в файле expression.clj.
• Модификация. Дополнительное реализовать поддержку:
  • унарных операций:
    • Sinh (sinh) — гиперболический синус, (sinh 3) немного больше 10;
    • Cosh (cosh) — гиперболический косинус, (cosh 3) немного меньше 10.