Как найти произведение диагонали массива в с

Лабораторные работы си шарп и задания по теме «Язык программирования c sharp: двумерные массивы»

Содержание:

• Теория
• Задания и лабораторные работы
  • Дополнительные задания

Лабораторная работа 1.

  
Выполнить: Инициализируйте двумерный массив* с именем arr2d заданными целочисленными значениями: ((1, 2); (3, 4); (5, 6)).
1) Сначала выведите все элементы массива.
2) После этого выведите следующие элементы в консоль (элементы для вывода отмечены синим цветом):

(1, 2)
(3, 4) 
(5, 6)

* Двумерный массив может называться матрицей.

Пример выполнения:

Массив:
1  2
3  4
5  6
1-й элемент = 3, 2-й элемент = 5

[Название проекта: Lesson_10Lab1, название файла L10Lab1.cs]

• Создайте новый проект с именем файла, как указано в задаче.
• Подключите следующую библиотеку, чтобы не печатать каждый раз название класса console:

using static System.Console;

• Чтобы объявить двумерный массив целочисленного типа с именем arr2d, мы можем использовать оператор int[,] arr2;. Сразу в этой же строке инициализируем массив значениями. Для этого добавьте следующий код в функцию Main:

int[,] arr2d= { {1, 2}, {3, 4}, {5, 6} };

Теперь у нас есть двумерный массив со значениями.

• Чтобы вывести все элементы массива, мы должны использовать вложенные циклы; внешний цикл должен перебирать строки, а внутренний цикл должен перебирать элементы в каждой строке. Внутри внутреннего цикла будем выводить значения элементов. Чтобы получить доступ к каждому элементу по его индексу, необходимо использовать счетчики цикла в качестве индексов элемента:

for (int i = 0; i < arr2d.GetLength(0); i++)
            {
                for (int j = 0; j < arr2d.GetLength(1); j++)
                {
                    Console.Write($"{arr2d[i, j]}  ");
                }
                Console.WriteLine();
            }

Чтобы вывести значение конкретного элемента в окно консоли, нам нужно понять, в какой строке и столбце находится элемент. Обратите внимание, что индексы начинаются со значения 0. Итак, к элементу со значением 3 можно получить доступ как arr2[1,0] (где 1 — строка и 0 — столбец), а к элементу со значением 5 можно получить доступ так: arr2[2,0].

• Вывод элементов:

Console.WriteLine($"1-й элемент = {arr2d[1,0]}, 2-й элемент = {arr2d[2, 0]}");

• Запустите приложение еще раз и проверьте выходные данные.
• Поэкспериментируйте с различными значениями.
• Добавьте комментарий с текстом задачи и сохраните проект.

Задание 1:
Приведены значения температуры воздуха за 4 дня; значения взяты с трех метеостанций, расположенных в разных регионах страны:

То есть в двумерном массиве это выглядело бы так:

  
Указание: Инициализация массива:

 int [,] t = {
                {-8,-14,-19,-18},
                { 25,28, 26, 20},
                { 11,18, 20, 25}
                };

Выполнить:

1. Выведите значение температуры на 2-й метеостанции в течение 4-го дня и на 3-й метеостанции в течение 1-го дня (результат должен быть 20 и 11).
2. Выведите значения температуры всех метеостанций в течение 2-го дня (необходим for цикла).
3. Выведите значения температуры всех метеостанций в течение всех дней.
4. Рассчитайте среднюю температуру на 3-й метеостанции (необходим for цикла).
5. Выведите дни и номера метеостанций, где температура была в диапазоне 24—26 градусов.

  
Пример вывода:

1-е задание: 20  and  11
2-е задание: 25 28 26 20
3-е задание:
-8  -14  -19  -18
25   28   26   20
11   18   20   25

4-е задание: 18
5-е задание:
станция 1  день 0
станция 1  день 2
станция 2  день 3
     
[Название проекта: Lesson_10Task1, название файла L10Task1.cs]

Задание 2:

int[,] arr=new int[2, 3];

 
Указание 2: Для ввода значений элементов массива и перебора элементов, воспользуйтесь вложенными циклами:

for (int i = 0; i < 2; i++)
            {
                for (int j = 0; j < 3; j++)
                {
                   ...
                }
            }

  
Пример вывода:

Введите 6 значений для матрицы 2 х 3
2
5
1
6
7
8
Матрица:
2  5  1
6  7  8
Сумма =  29

[Название проекта: Lesson_10Task2, название файла L10Task2.cs]

Задание 3:

Выполнить: Вводятся элементы двумерного массива 4 х 3. Посчитайте количество положительных элементов.

 
Пример вывода:

Пожалуйста, введите значения матрицы 4 х 3
2  5  -1  6  7  8  1  8  6  -3  1  -6
Матрица:
2   5  -1
6   7   8
1   8   6
-3  1  -6
кол-во положительных = 9

[Название проекта: Lesson_10Task3, название файла L10Task3.cs]

Лабораторная работа 2. Использование функции Random

Выполнить: Создайте метод FillMatrix для заполнения двумерного массива случайными числами в диапазоне от -10 до 10.

Указание: Заголовок функции FillMatrix должен быть таким:

FillMatrix(matrix, minValue, maxValue);

Пример выполнения:

Введите кол-во строк:
3
Введите кол-во столбцов:
4
Массив:
-10 -7 -3 -4
-6   1  4  0
-5  -8 -1 -5

[Название проекта: Lesson_10Lab2, название файла L10Lab2.cs]

• Создайте новый проект с названием файла, которое указано в задании.
• Подключите следующую библиотеку чтобы не указывать название класса console:

using static System.Console;

• В функции Main добавьте код для того, чтобы попросить пользователя ввести количество строк и количество столбцов матрицы. Присвойте введенные значения переменным:

...
Console.WriteLine("введите кол-во строк");
int rows = int.Parse(ReadLine());
Console.WriteLine("введите кол-во столбцов");
int columns = int.Parse(ReadLine());

• Объявите матрицу:

int[,] matrix = new int[rows,columns];

• Инициализируйте значениями переменные для границ генерируемого диапазона:

  int minValue=-10;
  int maxValue=10;

Чтобы сделать программу более эффективной лучше использовать ReSharper (для инициализации метода):

• Вызовите метод FillMatrix в коде функции Main (несмотря на то, что мы еще ее не создали). В функцию Main() введите следующий код:

FillMatrix(matrix, minValue, maxValue);

• Название функции подчеркнуто. Если поднести курсор мыши, вы увидите изображение с желтой лампочкой. Значит, мы можем использовать ReSharper comments, щелкнув по лампочке (или Alt+Enter). Следует выбрать пункт «Генерировать метод Program.FillMatrix».



• Заголовок функции есть в задании.
• Change the code:

FillMatrix(int[,] matrix, int minValue = -10, int maxValue = 10); 

• Метод с тремя параметрами:

matrix — a declared matrix without initialization;
minValue -устанавливать нижнюю границу для функции Random, значение по умолчанию — -10
maxValue — устанавливать верхнюю границу для функции Random, значение по умолчанию 10

• Внутри созданной функции установите генератор случайных чисел:

Random rand = new Random();

• Сгенерируйте значения для матрицы и присвойте их элементам (границы генерируемых чисел: от minValue до maxValue):

...
for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++)
            {
                for (int j = 0; j < matrix.GetLength(1); j++)
                {
                    matrix[i, j] = rand.Next(minValue, maxValue);
                    Write(matrix[i, j].ToString().PadLeft(4));
                }
                WriteLine();
            }

Обратите внимание, что matrix.GetLength(0) означает число столбцов, а matrix.GetLength(1)означает число столбцов.

Для прохода по элементам матрицы необходимо использовать вложенный цикл. Счетчики циклов должны быть разными переменными, можно использовать для их названий i и j. Метод GetLength(0) возвращает кол-во строк матрицы, метод GetLength(1) возвращает кол-во столбцов.

• Щелкните CTRL+a, CTRL+k, CTRL+F для форматирования вашего кода.
• Запустите программу.
• Добавьте комментарии. Загрузите файл L10Lab2.cs.

Задание 4:

private static void FindMinMaxArr(int[,] matrix, ref int min, ref int max)

  
Указание 2: Алгоритм поиска минимального и максимального элемента можно посмотреть в одном из прошлых уроков Урок 5 -> Лаб. раб. 4.

  
Пример вывода:

введите кол-во строк
4
введите кол-во столбцов
5
Массив:
10   2   9  3  4
-3 -10 -14 -4  2
 2  -9  11  3 -10
-1 -13  -5 -2  3
min = -14, max = 11

[Название проекта: Lesson_10Task4, название файла L10Task4.cs]

Лабораторная работа 3. Обмен определенных столбцов матрицы

Выполнить: Создайте метод ChangeColumns для обмена определенных столбцов матрицы размера 3 х 4 (порядковые номера столбцов вводятся).

Указание: Помимо метода ChangeColumns необходимо создать метод FillMatrix для заполнения матрицы случайными числами, и метод PrintMatrix для вывода элементов матрицы.

Пример вывода:

Матрица:
-10 -7 -3 -4
-6   1  4  0
-5  -8 -1 -5
введите номера столбцов для обмена (первый столбец - 0-й):
1
2
Результирующая матрица:
-10 -3 -7 -4
-6   4  1  0
-5  -1 -8 -5

[Название проекта: Lesson_10Lab3, название файла L10Lab3.cs]

• Создайте новый проект и переименуйте главный файл согласно заданию.
• Необходимо создать матрицу с тремя строками и четырьмя столбцами. Объявите матрицу в функции Main:

int[,] matrix = new int[3, 4];

• Скопируйте код метода FillMatrix из Лабораторной работы 2 и вставьте его в текущий проект. Или создайте метод заново. После этого у Вас будет код:

static void FillMatrix(int[,] matrix, int minValue = -10, int maxValue = 10) {
            Random rand = new Random();
            for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++)
            {
                for (int j = 0; j < matrix.GetLength(1); j++)
                {
                    matrix[i, j] = rand.Next(minValue, maxValue);
                 }
            }
        }

• Создайте метод PrintMatrix для вывода элементов матрицы. Метод принимает один параметр — саму матрицу:

static void PrintMatrix(int[,] m)
        {
            for (int i = 0; i < m.GetLength(0); i++)
            {
                for (int j = 0; j < m.GetLength(1); j++)
                {
                   Console.Write(m[i, j].ToString().PadLeft(4));
                }
                Console.WriteLine();
            }
        }

Чтобы выводить элементы с одинаковыми отступами построчно мы конвертировали их в строкой тип данных и использовали метод PadLeft для формирования одинаковых отступов слева.

• Затем в функции Main необходимо вызвать созданные методы: сначала — метод FillMatrix и затем — метод PrintMatrix.

...
FillMatrix(matrix);
Console.WriteLine("Матрица 3 x 4: ");
PrintMatrix(matrix);

• Затем необходимо ввести номера столбцов для обмена:

...
Console.WriteLine("введите номера столбцов для обмена (первый столбец - 0-й):");
int col1= int.Parse(Console.ReadLine());
int col2 = int.Parse(Console.ReadLine());

• Создайте метод ChangeColumns для обмена столбцов с указанными номерами:

static void ChangeColumns(int[,] matrix, int col1, int col2)
        {
            System.Diagnostics.Debug.Assert((col1 < matrix.GetLength(1)) && (col2 < matrix.GetLength(1)), "указанный номер столбца выходит за границы размерности массива!");
            for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++)
            {
                int temp = matrix[i, col1];
                matrix[i, col1] = matrix[i, col2];
                matrix[i, col2] = temp;
               // если используется Visual studio 2019:
               // (matrix[i, col1], matrix[i, col2]) = (matrix[i, col2], matrix[i, col1]);
            }
        }

Счетчик i цикла проходится по строкам матрицы и в то же время каждый элемент col1 обменивается значениями с элементом col2 в каждой строке.

System.Diagnostics.Debug.Assert используется для того, чтобы вызвать исключение при вводе значения большего, чем кол-во столбцов матрицы.

• Вызовите метод в функции main. Затем вызовите метод PrintMatrix , чтобы увидеть результат:

...
ChangeColumns(matrix, col1, col2);
Console.WriteLine("The resulting matrix:");
PrintMatrix(matrix);

• Запустите программу, нажав горячие клавиши CTRL+F5.
• Загрузите файл L10Lab3.cs.

Задание 5:

static void PlaceZero(int[,] matrix)

Матрица:
10 2  9  3  6 
3  10 14 4  8
2  9  11 3  2
1  13 5  2  7
12 3  11 4  5

Результирующая матрица:
0  0  0  0  0 
0  10 14 4  0
0  9  11 3  0
0  13 5  2  0
0  0  0  0  0

[Название проекта: Lesson_10Task5, название файла L10Task5.cs]

Задание 6:

To do: Создайте метод FindProductOfColumn для нахождения произведения элементов матрицы M-го столбца (матрица 3 х 4) (M вводится). M — это параметр out (вывода).

Note: Сигнатура метода FindProductOfColumn должна быть следующей:

static void FindProductOfColumn(int[,] matrix, int M,out int product)

Пример вывода:

Матрица:
-10 -3 -7 -4
-6   4  1  0
-5  -1 -8 -5
Введите номер столбца (первый столбец - 0-й):
2
Произведение элементов 2-го столбца = -64

[Название проекта: Lesson_10Task6, название файла L10Task6.cs]

Главная и побочная диагонали

  
В алгебре главная диагональ матрицы A — это все элементы матрицы Ai,j , для которых i=j. Элементы вне главной диагонали обозначены нулями, а элементы главной диагонали обозначены красными единицами:

Побочная диагональ матрицы B размерности N — это элементы Bi,j, для которых i+j=N+1 для всех 1<=i,j<=N. Но если i и j начинаются с нуля, то формула будет i+j=N-1:

Лабораторная работа 4. Работа с диагоналями матрицы

Выполнить: Создайте квадратную матрицу M-х-M (значение M вводится). Посчитайте сумму элементов побочной диагонали матрицы.

Примерный вывод:

Введите размерность матрицы:
3 
Матрица 3-х-3:
10 -7 -3 
6   1  4 
5  -8 -1 
сумма элементов побочной диагонали = 3

[Название проекта: Lesson_10Lab4, название файла L10Lab4.cs]

• Создайте новый проект и измените название главного файла согласно заданию.
• Попросите пользователя ввести размерность матрицы и присвойте введенное значение переменной M:

Console.WriteLine("Введите размерность матрицы:");
int M = int.Parse(Console.ReadLine());

• Мы собираемся создать матрицу размерностью M-х-M. Объявите матрицу в коде функции Main:

int[,] matrix = new int[M, M];

• Скопируйте код метода FillMatrix с предыдущей лабораторной работы и вставьте его до или после функции Main.
• Скопируйте код метода PrintMatrix и также вставьте его после метода FillMatrix.
• Создайте метод AntidiagonalSum, который будет суммировать элементы побочной диагонали матрицы.

static int AntidiagonalSum(int[,] matrix) 
{
...
}

• Вспомним, что для индексов элементов побочной диагонали следует использовать формулу: i+j=M-1. Для прохода по элементам матрицы будем использовать вложенные циклы:

...
int sum = 0;
for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++)
            {
                for (int j = 0; j < matrix.GetLength(1); j++)
                {
                    if ((i+j == M-1)
                       {
                         sum+ = matrix[i,j];
                       }
                 }
            }

• Метод должен возвратить значение суммы, поэтому будем использовать ключевое слово return:

...
return sum;

• Вызовите метод внутри функции Main:

int result = AntidiagonalSum(matrix);
Console.WriteLine($"сумма элементов побочной диагонали = {result}");

• Запустите программу без отладки (CTRL+F5) и проверьте результат.
• Добавьте комментарий с заданием и загрузите главный файл.

Задание 7:

Выполнить: Create square matrix M-by-M (M is inputted). Calculate a product of its elements within a main diagonal.

Указание: a main diagonal elements are such as i=j.

Примерный вывод:

Введите размерность матрицы:
3 
Матрица 3-х-3:
10 -7 -3 
6   1  4 
5  -8 -1 
Произведение элементов главной диагонали = -10

[Название проекта: Lesson_10Task7, название файла L10Task7.cs]

Доп. задание 1:

static int[,] FillMatrix(int M, int N, int X)

Примерный вывод:

введите кол-во строк:
3
введите кол-во столбцов:
4
Введите значение множителя (аргумента):
3 
Матрица 3-х-3:
3 6 9 12
3 6 9 12
3 6 9 12 

 
[Название проекта: Lesson_10ExTask1, название файла L10ExTask1.cs]

Доп. задание 2:

static int[,] SumMat(int[,] a, int[,] b)

Примерный вывод:

Matrix 1:
-3 8 3
-9 -6 4
6 4 -2
Matrix 2:
4 -4 1
-5 1 -1
4 8 -10
Result matrix:
1 4 4
-14 -5 3
10 12 -12

 
[Название проекта: Lesson_10ExTask2, название файла L10ExTask2.cs]