Série notée Sujet 1. Règles et recommandations : Instructions
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- Marcel Bonnet
- il y a 8 ans
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1 EIDGENÖSSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE LAUSANNE POLITECNICO FEDERALE LOSANNA SWISS FEDERAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY LAUSANNE Faculté Informatique et Communication Introduction à la POO SIN/SSC Faltings B. et Sam Haroud J. Règles et recommandations : 1. La série est à réaliser individuellement. L échange d informations est strictement interdit (y compris l échange de documents). 2. La série doit impérativement être réalisée sur les terminaux des salles CO et sur votre propre compte. 3. Vous pouvez amener votre propre clavier, mais il vous appartient de tester avant la série que ce matériel fonctionne correctement. Instructions Max 1h45 Max 125 points (dont 25 de bonus) Série notée Sujet 1 1. Dans un navigateur, ouvrez la page page donnée le jour du test et suivez scrupuleusement les instructions qui apparaissent. 2. Vous pouvez ouvrir à nouveau le navigateur une fois ces manipulations faites, pour consulter la page web du cours ou l API Java. 3. Pour RENDRE la série notée, en fin d examen : (a) Cliquez à nouveau sur le lien série notée et allez au point 3 des instructions. Le menu qui apparaît comporte déjà le nom de tous les fichiers à rendre. (b) Pour envoyer un fichier, cliquez sur le bouton Browse correspondant au nom du fichier et sélectionnez le fichier en question dans la liste qui vous est proposée. Cliquez ensuite sur le bouton Envoyer. Les fichiers suivants sont à envoyer, même si non abordés : Athletisme.java, MatInverse.java, RandomInit.java, OO.java Pour terminer, n oubliez pas de VALIDER VOTRE ENVOI. 4. Il n est pas permis : d utiliser du matériel électronique, d envoyer des s, de vous connecter sur une autre machine ou d imprimer pendant la durée de la série notée. 5. Documents autorisés: les documents du cours (transparents, séries, corrigés, Page officielle de l API Java). Il vous est possible de consulter cette documentation, et seulement celle-là, en ligne. 1 3 livres de référence sur Java, au plus 100 feuilles de notes personnelles. En cas de doute, demandez l avis de l assistant responsable. 6. Il est impératif de mettre vos numéros SCIPER en commentaire au début de chacun de vos fichiers. 7. Vous commenterez les parties délicates de votre code (ceci peut-être fait en anglais). 8. Lisez attentivement chaque question de façon à ne faire que ce qui vous est demandé, et servezvous de l exemple de fonctionnement accompagnant les exercices pour vérifier votre solution. Si l énoncé ne vous paraît pas clair, ou si vous avez un doute, demandez des précisions à l un des assistants. 9. Si pour des raisons de langue, vous ne comprenez pas bien ce qui vous est demandé, n hésitez pas à faire appel à un assistant pour obtenir des clarifications. 10. Sauf mention explicite, les affichages ne doivent pas obligatoirement correspondre à ceux donnés en exemple de fonctionnement; les mêmes informations doivent être affichées, mais le format peut être différent. 11. La série comporte 4 exercices. Tous ces exercices ne rapportent pas la même chose (le nombre de points est indiqué) et ne sont pas de même difficulté. Vous pouvez commencer par l exercice de votre choix (chaque exercice est indépendant des autres). 12. Le fait que le code soit compilable ou exécutable compte dans la notation mais ne constitue pas le seul critère (il y environ 2/3 des points pour le développement et 1/3 pour la compilabilité/exécutabilité) 2
2 4 À LA PAGE SUIVANTE SUITE À LA PAGE SUIVANTE SUITE
3 Exercice 1 : Bases de la POO (90 points, dont 15 en bonus) Il s agit dans cet exercice de simuler des compétitions sportives. 1. Vous travaillerez dans le fichier Athletisme.java et n utiliserez pas d autres fichiers. 2. Vous n implémenterez de méthodes get et set que si vraiment nécessaires pour le fonctionnement du programme tel que demandé. 3. Votre programme devra être bien modularisé et évitera la duplication de code. 4. Aux méthodes qui vous seront explicitement demandées, vous êtes libres d en ajouter d autres si vous le jugez utile. 5. L usage du droit protected est toléré. Voici les éléments devant être modélisés : 1.1 Les Athlètes (5 points) Il s agit ici d implémenter une classe Athlete, permettant de représenter un participant à la compétition. Un Athlete est caractérisé tout simplement par son nom. Vous saurez dans la suite de l énoncé s il est utile ou pas de coder des getters/setters pour cette classe. Le constructeur de la classe devra initialiser le nom au moyen d une valeur passée en paramètre et devra être compatible avec la méthode main fournie. 1.2 Participation à une discipline (30 points) Pendant la compétition chaque athlète est amené à concourir dans un certain nombre de disciplines. On s intéresse ici à coder la notion de participation qui établit le lien entre un athlète et une discipline (à laquelle il a participé). La notion de discipline à proprement parler sera codée un peu plus tard. Pour simplifier, vous considérerez qu il existe deux sortes de disciplines, et donc deux sortes de participations possibles pour un athlète: la participation au sprint et la participation à la course d obstacles. Une participation au sprint va être caractérisée par le temps de course de l athlète. Une participation à la course d obstacle est caractérisée par le temps de course et par le nombre d obstacles touchés. Le résultat obtenu par l athlète pour une participation à un discipline est : le temps de course (en secondes) pour une participation au sprint; le temps de course (en secondes) auquel s ajoute une pénalité d une seconde par obstacle touché, pour une participation à la course d obstacles. Il vous est demandé de coder une classe Participation caractérisée par l athlète qu elle implique. Cette classe devra fournir les méthodes publiques suivantes (compatibles avec la méthode main fournie) : un constructeur; une méthode getresultat retournant le résultat obtenu par l athlète pour cette participation; une méthode afficher affichant le résultat obtenu par l athlète dans le cadre de cette participation. La classe Participation devra se décliner en deux sous-classes ParticipationSprint et ParticipationObstacle. Vous coderez la hiérarchie de classes découlant de cette description en respectant les contraintes suivantes: vous pourrez considérer que le temps intervient dans le calcul du résultat de toutes les disciplines (y compris celles non codées dans ce test); vous veillerez au bon usage du modificateur abstract; les constructeurs des sous-classes ParticipationSprint et ParticipationObstacle seront compatibles avec la méthode main fournie. le format d affichage pour une participation au sprint sera : 100m sprint : 17.9s qui indique le nom de l athlète et son résultat au sprint pour cette participation; le format d affichage pour une participation à la course d obstacles sera : 100m obstacles : 13.8s + 7.0s (penalite) = 20.8s qui indique le nom de l athlète et les détails de son résultat (le 13.8 indique le temps de course, le 7.0 indique le temps de pénalité associés aux obstacles touchés). Pour tester le programme implémenté jusqu ici, décommentez la partie du programme principal comprise entre // TEST 1 et // FIN TEST 1. La trace d exécution pour cette partie devrait ressembler à ce qui suit : Test 1 : m sprint: 13.2s 100m obstacles : 18.0s + 2.0s (penalite) = 20.0s 100m sprint: 14.3s 100m obstacles : 16.5s + 0.0s (penalite) = 16.5s 100m sprint: 13.3s 100m obstacles : 13.8s + 7.0s (penalite) = 20.8s 100m sprint: 17.9s 100m obstacles : 24.3s + 1.0s (penalite) = 25.3s 5 6
4 1.3 Résultats par discipline (30 points) Il a donc deux disciplines : le sprint et la course d obstacle. Un certain nombre d athlètes vont participer aux deux disciplines. Le but principal est maintenant de faire afficher les résultats des participations dans chaque discipline sous la forme des noms et résultats des médaillés d or, d argent et de bronze; Une discipline, modélisée par une classe Discipline, est caractérisée par son nom et un ensemble de participations (en clair un tableau d instances de la classe Participation). Elle se décline en deux sous-classes : Sprint et Obstacle. Il vous est demandé de coder la hiérarchie des disciplines en respectant les contraintes suivantes : La classe Discipline aura un constructeur conforme à la méthode main fournie. Ce constructeur initialisera le nom de la discipline. La hiérarchie comportera une méthode genererparticipations(athlete[]) qui va créer et remplir le tableau des participations. Une Participation sera créée pour chaque athlète du tableau passé en argument. La façon de générer les participations dépend du type de discipline : pour le sprint chaque participation sera dotée d un temps entre 10 et 20 secondes généré aléatoirement (voir les indications ci-dessous); pour la course d obstacle, une participation sera dotée d un temps entre 13 et 25 secondes et d un nombre d obstacle entre 0 et 10 aléatoirement généré. Indications: Soit l instruction: java.util.random r = new java.util.random(); r.nextint(n) permet de générer aléatoirement un entier enter 0 et n non compris; r.nextfloat() permet de générer un double entre 0 et 1 non compris. De plus, la classe Discipline devra fournir les méthodes suivantes : une méthode or retournant l indice dans ce tableau de la participation correspondant à la médaille d or (meilleur résultat); une méthode argent retournant l indice dans ce tableau de la participation correspondant à la médaille d argent (second meilleur résultat) une méthode bronze retournant l indice dans ce tableau de la participation correspondant à la médaille de bronze (troisième meilleur résultat) Indications: Vous commencerez par définir une méthode utilitaire int topresultat (int indice1, indice2) qui trouve, dans le tableau des participations, l indice du meilleur résultat en assurant que cet indice est différent de indice1 et indice2. Ceci veut dire que pour trouver l indice correspondant à la médaille d or, par exemple, on pourra utiliser topresultat(-1, -1) (on n exclut aucun indice). De même, pour trouver la médaille de bronze on pourra utiliser topresultat(indicemedailleor, indicemedailleargent) où indicemedailleor et indicemedailleargent sont les indices des médaillés d or et d argent préalablement trouvés. Si plusieurs athlètes ont les mêmes meilleurs résultats, il suffira de retourner l indice de l un d eux. La méthode topresultat ne fera pas partie de l interface d utilisation de la classe. Pour finir, vous doterez la classe Discipline d une méthode afficher affichant les résultats obtenus dans la discipline selon le format suivant (ici l exemple est donné pour la course d obstacles) : Obstacles sur 100m : Or : avec s Argent : avec s Bronze : avec s 100m obstacles : s + 6.0s (penalite) = s 100m obstacles : s + 8.0s (penalite) = s 100m obstacles : s + 4.0s (penalite) = s 100m obstacles : s + 9.0s (penalite) = s Pour tester le programme implémenté jusqu ici, décommentez la partie du programme principal comprise entre // TEST 2 et // FIN TEST 2. La trace d exécution pour cette partie devrait ressembler à ce qui suit (il ne s agit que d un exemple puisque les chiffres sont générés aléatoirement) : Test 2 : Resultats par discipline : Sprint sur 100m : Or : avec s Argent : avec s Bronze : avec s 100m sprint: s 100m sprint: s 100m sprint: s 100m sprint: s Obstacles sur 100m : Or : avec s Argent : avec s Bronze : avec s 100m obstacles : s + 6.0s (penalite) = s 100m obstacles : s + 8.0s (penalite) = s 100m obstacles : s + 4.0s (penalite) = s 100m obstacles : s + 9.0s (penalite) = s 7 8
5 1.4 Compétition (15 points, bonus) Vous pouvez si vous le souhaitez définir une classe Competition caractérisée par un ensemble d athlètes et un ensemble de disciplines. Cette classe comportera : Une méthode simuler qui va permettre à chaque athlète de participer à chaque discipline (vous utiliserez la méthode genererparticipations de la classe Discipline); une méthode afficher(proprement modularisée) affichant : les athlètes ayant participé à la compétition, les résultats par discipline ainsi que le meilleur athlète toutes discipline confondues. Pour trouver le meilleur athlète, vous attribuerez des points aux athlètes, comme suit: 10 points pour une médaille d or, 5 points pour une médaille d argent, 3 points pour une médaille de bronze, et 0 autrement. Le vainqueur est l athlète ayant le plus de points. S il y a plusieurs athlètes ex aequo, il suffira d afficher l un d eux. Pour tester le programme implémenté jusqu ici, décommentez la partie du programme principal comprise entre // TEST 3 et // FIN TEST 3. Vous devriez obtenir un affichage tel que : Test 3 : Athlètes : 100m sprint: s 100m obstacles : s + 2.0s (penalite) = s 100m sprint: s 100m sprint: s Obstacles sur 100m : Or : avec s Argent : avec s Bronze : avec s 100m obstacles : s + 2.0s (penalite) = s 100m obstacles : s + 4.0s (penalite) = s 100m obstacles : s s (penalite) = s 100m obstacles : s + 3.0s (penalite) = s Vainqueur : 100m sprint: s 100m obstacles : s + 4.0s (penalite) = s 100m sprint: s 100m obstacles : s s (penalite) = s 100m sprint: s 100m obstacles : s + 3.0s (penalite) = s Résultats par discipline: Sprint sur 100m : Or : avec s Argent : avec s Bronze : avec s 100m sprint: s 100m sprint: s 9 10
6 Exercice 2 : Bases de la programmation (25 points) Soit une matrice 3 3, M. L inverse M 1 de M est la matrice telle que M M 1 = I, où I est la matrice identité (des 1 en diagonale et des 0 partout ailleurs) et désigne la multiplication matricielle. Le programme fourni MatInverse.java comporte une méthode getinverse qui code un algorithme de calcul de l inverse d une matrice 3 3. Le but de cet exercice et d y compléter les méthodes suivantes : scalarmul rowscalarprod getmatrixofcofactors getmatrixofminors dont le comportement vous sera expliqué plus bas et qui peuvent être codées indépendamment les unes des autres. Important : le fichier fourni MatInverse.java contient du matériel que vous pourrez utiliser pour le codage des méthodes demandées. Il n est pas nécessaire de comprendre le corps de ces méthodes pour coder ce qui vous est demandé. L énoncé vous indiquera quelle méthode utiliser à quel moment. 2.1 Méthode scalarmul (3.5 points) Cette méthode prend en argument une matrice M et un double val. Elle retourne une nouvelle matrice M dont chaque entrée M [i][j] vaut M[i][j] multiplié par val. Pour tester cette méthode une fois que vous l aurez codée, décommentez la partie de la méthode main entre // TEST 1 et // FIN TEST 1. Vous devriez obtenir un affichage tel que : Test de scalarmul : La matrice : multipli ee par 2.0 vaut : Méthode rowscalarprod (3.5 points) Cette méthode prend en argument deux matrices de mêmes dimensions (pas forcément 3) et retourne le produit scalaire d une ligne quelconque de la première avec la ligne correspondante de la seconde. Vous prendrez la ligne d indice 0 pour votre implémentation. Rappel : Le produit scalaire d un vecteur v par un autre vecteur u vaut v[0] u[0]+v[1] u[1] v[n 1] u[n 1]. Pour tester cette méthode une fois que vous l aurez codée, décommentez la partie de la méthode main entre // TEST 2 et // FIN TEST 2. Vous devriez obtenir un affichage tel que : Test de rowscalarprod : Le determinant (pour la ligne 0) de : et : vaut : Méthode getmatrixofcofactors (6 points) Cette méthode prend en argument une matrice 3 3, M et retourne une autre matrice 3 3, M. Les valeurs de M seront les mêmes que celles de M mais les signes y seront inversés selon le schéma suivant Par exemple, si la matrice d origine est: La matrice retournée par getmatrixofcofactors sera: Vous ne devrez pas calculer chaque entrée de la matrice explicitement, mais utiliser une boucle Il n est pas nécessaire de vérifier que les matrices sont effectivement de taille 3 3 Indications : trouvez une relation entre l indice de colonne et de ligne permettant de savoir quand le signe doit être inversé. Pour tester cette méthode une fois que vous l aurez codée, décommentez la partie de la méthode main entre // TEST 3 et // FIN TEST 3. Vous devriez obtenir l affichage suivant : Test de getmatrixofcofactors : La matrice des cofacteurs de la matrice : est :
7 2.4 Méthode getmatrixofminors (12 points) Cette méthode prend en argument une matrice 3 3, M, et retourne une autre matrice 3 3, M. Chaque entrée M [i][j] vaut le déterminant de la sous-matrice de M obtenue en supprimant la ligne i et j. Par exemple, si M vaut: M [0][0] vaudra le déterminant de la sous-matrice: ( ) (qui vaut -2). Le déterminant d une matrice 2 2 est calculé par la méthode fournie det22. Il n est pas nécessaire de vérifier que les matrices sont effectivement de taille 3 3 La sous-matrice est obtenue en ignorant les lignes et colonne 0 de M : Une fois que vous aurez complété les quatre méthodes demandées votre programme sera capable de calculer l inverse d une matrice. Vérifiez-le en décommentant la partie entre // TEST FINAL et // FIN TEST FINAL. Vous devriez obtenir la trace d exécution suivante: Test de l inversion de matrice : L inverse de : est : Test: M * Minv == I? Contrainte: Vous commencerez par définir une méthode auxiliaire getsubmatrix(double[][] matrix, int i, int j) qui retourne la sous-matrice obtenue à partir de matrix en supprimant la ligne i et la colonne j. La méthode getmatrixofminors utilisera la méthode getsubmatrix. Pour tester ces deux méthodes une fois que vous l aurez codées, décommentez la partie de la méthode main entre // TEST 4 et // FIN TEST 4. Vous devriez obtenir l affichage suivant : Test de getsubmatrix : La sous-matrice de : obtenue en supprimant la ligne 1 et la colonne 1 est : Exercice 3 : POO Java (5 points bonus) Le programme fourni dans le fichier RandomInit.java affiche un vecteur dont les entrées sont nulles alors que l on voudrait y mettre des valeurs aléatoirement générées, selon un algorithme particulier. Ajoutez au fichier RandomInit.java un commentaire expliquant l erreur et comment la corriger. Exercice 4 : POO Java (5 points bonus) Le programme fourni dans le fichier OO.java ne compile pas. Ajoutez au fichier OO.java un commentaire expliquant les causes des erreurs. Corrigez ce programme pour qu il compile. Vous pourrez ajouter du code mais pas en supprimer. Test de getmatrixofminors : getmatrixofminors appliquee a la matrice: retourne la matrice:
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