közelítés - címke - it-tanfolyam.hu

Rómeó és Júlia

2023. augusztus 4.2021. február 14. Szerző: Kaczur Sándor

Vajon hogyan kerül elő a Rómeó és Júlia az it-tanfolyam.hu szakmai blogban témaként? Hiszen mégiscsak egy Shakespeare színműről/tragédiáról van szó. Vajon mit programozhatunk Java nyelven ehhez kötődően épp Valentin-napon? Mindjárt kiderül.

Tegyünk fel egy kérdést és próbáljunk rá válaszolni! Vajon ki szereti jobban a másikat? Rómeó vagy Júlia?

Induljunk el az adatforrásból, amihez alkalmazkodnunk kell. A színmű angol nyelven publikusan elérhető XML formátumban: The Tragedy of Romeo and Juliet. Az XML fájlok könnyen feldolgozhatók Java nyelven. Részletek a fájlból (görgethető):

<?xml version="1.0"?>

<LINE>Two households, both alike in dignity,</LINE>

<LINE>In fair Verona, where we lay our scene,</LINE>

<LINE>From ancient grudge break to new mutiny,</LINE>

<LINE>Where civil blood makes civil hands unclean.</LINE>

...

</SPEECH>

<SPEAKER>ROMEO</SPEAKER>

<LINE>Is the day so young?</LINE>

</SPEECH>

<SPEAKER>ROMEO</SPEAKER>

<LINE>Stay, fellow; I can read.</LINE>

<STAGEDIR>Reads</STAGEDIR>

<LINE>'Signior Martino and his wife and daughters;</LINE>

<LINE>County Anselme and his beauteous sisters; the lady</LINE>

...

<LINE>assembly: whither should they come?</LINE>

</SPEECH>

<SPEAKER>ROMEO</SPEAKER>

<LINE><STAGEDIR>To JULIET</STAGEDIR> If I profane with my unworthiest hand</LINE>

<LINE>This holy shrine, the gentle fine is this:</LINE>

<LINE>My lips, two blushing pilgrims, ready stand</LINE>

<LINE>To smooth that rough touch with a tender kiss.</LINE>

</SPEECH>

<STAGEDIR>Enter JULIET</STAGEDIR>

</ACT>

Az XML fájl felépítését tanulmányozva (1-5 alapján) megállapíthatóak az alábbiak:

A színmű öt felvonásból áll, ezeket <ACT></ACT> csomópontok jelölik.
Egy „adagnyi” beszédet a <SPEECH></SPEECH> csomópont fog össze.
A csomópontban található, hogy ki beszél: ez a <SPEAKER></SPEAKER> elem. A mesélő, kar esetén ez az elem üres, és a null-t nem szabad feldolgozni.
A csomópontban találhatók a szabadvers kimondott sorai: ezek a <LINE></LINE> elemek. Legalább egy sor minden beszédben van, és nem tudjuk előre a számukat.
Nem következetes helyen a DOM-ban, többféleképpen beágyazva és önállóan is előfordulhatnak <STAGEDIR></STAGEDIR> elemek. Ezek a színmű Kosztolányi-féle magyar fordításában dőlt betűvel megjelenő – cselekvésre utaló – színpadi utasítások. Van köztük csók is, amit az XML-ből nem szabad feldolgozni, bár erősen ráutaló magatartás. 🙂
Nem tudjuk előre, hogy hány csomópont található a fájlban.

A Java program készítése, tesztelése közben – mintegy mellékesen – megtudhatjuk, hogy Rómeó 612 sorban 24075 betűnyi, Júlia 544 sorban 21855 betűnyi szöveget mond. Persze nem mindet egymásnak mondják. Eközben vajon hányszor mondják ki a szeret, szeretem, szeretlek szavakat? A ragoktól, toldalékoktól, kis- és nagybetűket nem megkülönböztetve és attól is eltekintve, hogy éppen kinek/kiknek mondják amit éppen mondanak, egy becsléshez elegendő, ha a love szóra fókuszálunk (számíthatna a loving alak is).

Az alábbi Java forráskód betölti az XML fájlt a memóriába. Ezután kiválogatja a beszédeket. Ha a beszélő élő ember (szereplő), akkor érdekes, hogy mit/miket mond. Ha ROMEO vagy JULIET mondja az adott sort, akkor azt a program kiválogatja két generikus listába ( romeoLineList és julietLineList) beszédnyi adagokban. Ez nem szétválogatás programozási tétel, mert nem minden beszéd minden sora kerül valahová. A kivételkezelés nem kidolgozott.

private static ArrayList<String> getLineList(final Node SPEECH) {

ArrayList<String> lineList=new ArrayList<>();

NodeList nodeList=((Element)SPEECH).getElementsByTagName("LINE");

for(int i=0; i<nodeList.getLength(); i++) {

String line=

((Element)nodeList.item(i)).getFirstChild().getNodeValue();

lineList.add(line);

}

return lineList;

}

public static void main(String[] args) {

ArrayList<String> romeoLineList=new ArrayList<>();

ArrayList<String> julietLineList=new ArrayList<>();

try {

NodeList speechList=DocumentBuilderFactory.newInstance().

newDocumentBuilder().parse(new File("./files/r_and_j.xml")).

getDocumentElement().getElementsByTagName("SPEECH");

for(int i=0; i<speechList.getLength(); i++) {

Node speech=speechList.item(i);

Node speaker=((Element)speech).getElementsByTagName("SPEAKER").

item(0).getFirstChild();

if(speaker!=null)

switch(speaker.getNodeValue()) {

case "ROMEO":

romeoLineList.addAll(getLineList(speech));

break;

case "JULIET":

julietLineList.addAll(getLineList(speech));

}

catch(ParserConfigurationException | SAXException | IOException e) {

e.printStackTrace();

}

//...

}

Könnyen megkaphatjuk, hogy Rómeó hány darab olyan sort mond, amely tartalmazza a love szót. Például ennek a lambda kifejezésnek kiíratva az eredményét a konzolra:

romeoLineList.stream().

filter(f->f!=null).filter(f->f.toLowerCase().contains("love")).

count();

Könnyen megkaphatjuk Rómeótól a 53 sornyi szöveget is így:

romeoLineList.stream().

filter(f->f!=null).filter(f->f.toLowerCase().contains("love")).

forEach(line->System.out.println(line));

Íme Rómeó kiválogatott sorai (az 5. sorban kétszer is előfordul a love, de ez most nem számít):

Out of her favour, where I am in love.

Alas, that love, whose view is muffled still,

Here's much to do with hate, but more with love.

Why, then, O brawling love! O loving hate!

This love feel I, that feel no love in this.

Why, such is love's transgression.

With more of thine: this love that thou hast shown

Love is a smoke raised with the fume of sighs;

Being purged, a fire sparkling in lovers' eyes;

Being vex'd a sea nourish'd with lovers' tears:

In sadness, cousin, I do love a woman.

A right good mark-man! And she's fair I love.

From love's weak childish bow she lives unharm'd.

She hath forsworn to love, and in that vow

widow of Vitravio; Signior Placentio and his lovely

One fairer than my love! the all-seeing sun

Under love's heavy burden do I sink.

Is love a tender thing? it is too rough,

Did my heart love till now? forswear it, sight!

It is my lady, O, it is my love!

O, that I were a glove upon that hand,

Call me but love, and I'll be new baptized;

With love's light wings did I o'er-perch these walls;

For stony limits cannot hold love out,

And what love can do that dares love attempt;

And but thou love me, let them find me here:

Than death prorogued, wanting of thy love.

By love, who first did prompt me to inquire;

If my heart's dear love--

The exchange of thy love's faithful vow for mine.

Wouldst thou withdraw it? for what purpose, love?

Love goes toward love, as schoolboys from

But love from love, toward school with heavy looks.

How silver-sweet sound lovers' tongues by night,

Then plainly know my heart's dear love is set

And bad'st me bury love.

I pray thee, chide not; she whom I love now

Doth grace for grace and love for love allow;

A gentleman, nurse, that loves to hear himself talk,

Then love-devouring death do what he dare;

Tybalt, the reason that I have to love thee

But love thee better than thou canst devise,

Till thou shalt know the reason of my love:

Wert thou as young as I, Juliet thy love,

My conceal'd lady to our cancell'd love?

No nightingale: look, love, what envious streaks

That may convey my greetings, love, to thee.

And trust me, love, in my eye so do you:

Ah me! how sweet is love itself possess'd,

When but love's shadows are so rich in joy!

By heaven, I love thee better than myself;

Call this a lightning? O my love! my wife!

Here's to my love!

Hasonlóan megkaphatjuk Júlia 38 kiválogatott sorát is:

My only love sprung from my only hate!

Prodigious birth of love it is to me,

That I must love a loathed enemy.

Or, if thou wilt not, be but sworn my love,

Dost thou love me? I know thou wilt say 'Ay,'

Thou mayst prove false; at lovers' perjuries

If thou dost love, pronounce it faithfully:

My true love's passion: therefore pardon me,

And not impute this yielding to light love,

Lest that thy love prove likewise variable.

This bud of love, by summer's ripening breath,

My love as deep; the more I give to thee,

I hear some noise within; dear love, adieu!

If that thy bent of love be honourable,

Remembering how I love thy company.

O, she is lame! love's heralds should be thoughts,

Therefore do nimble-pinion'd doves draw love,

My words would bandy her to my sweet love,

Sweet, sweet, sweet nurse, tell me, what says my love?

'Your love says, like an honest gentleman,

But my true love is grown to such excess

Spread thy close curtain, love-performing night,

Lovers can see to do their amorous rites

By their own beauties; or, if love be blind,

With thy black mantle; till strange love, grown bold,

Think true love acted simple modesty.

That all the world will be in love with night

O, I have bought the mansion of a love,

My dear-loved cousin, and my dearer lord?

Believe me, love, it was the nightingale.

Art thou gone so? love, lord, ay, husband, friend!

To wreak the love I bore my cousin

But thankful even for hate, that is meant love.

I will confess to you that I love him.

To live an unstain'd wife to my sweet love.

Love give me strength! and strength shall help afford.

And gave him what becomed love I might,

What's here? a cup, closed in my true love's hand?

Próbáljunk válaszolni a fentiek alapján a feltett kérdésre! Következtethetünk arra, hogy Rómeó jobban szereti Júliát. Legalábbis többször említi. 53>38. Persze tudjuk, hogy mindez nem ilyen egyszerű. 🙂

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

A feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 21-24. óra: Objektumorientált programozás 2. rész, 25-28. óra: Objektumorientált programozás 3. rész, valamint a Java EE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 9-12. óra: XML feldolgozás alkalmaihoz kötődik.

Nagyon különböző megoldásokat készíthetünk és szerteágazóan gyakorolhatunk, ha:

az XML fájlt kézzel mentjük a webről és utána a helyi fájlrendszerből dolgozzuk fel,
az XML fájlt közvetlenül a webről, dinamikusan olvassuk,
csak beépített XML-feldolgozást használunk,
külső XML API-t használunk,
DOM, SAX, XSL, van-e DTD,
XPath kifejezésekkel adunk választ a kérdésre,
a fenti didaktikusan egyszerű megoldás helyett haladóbb eszközöket (például: Stream API-t) használunk.

Nemzetközi Pi nap

2024. március 17.2018. március 14. Szerző: Kaczur Sándor

A Pi-t ( $π$ ) mindenki ismeri. Talán sokaknak kedvenc története is van a $π$ -vel kapcsolatosan, amelyet iskolában vagy utazásai alatt szerzett. A $π$ Euklidesz geometriájában a kör kerületének és átmérőjének arányát jelöli. A $π$ irracionális szám, azaz végtelen, nem szakaszos tizedestört; másképpen számjegyei között nincs ismétlődés. A $π$ értékével a hétköznapokban 3,14-dal szokás számolni, de a tudomány területén ennél sokkal pontosabb közelítést szokás alkalmazni. A $π$ közelítése az informatikának köszönhetően akár több millió tizedesjegyig is lehetséges (például: S. Memphill: Pi to 1,000,000 places).

A nemzetközi Pi nap alkalmából (március 14) megvalósítottunk néhány – végtelen összeggel és szorzattal – $π$ közelítésre való képletet, algoritmust Java nyelven.

1. Viète-féle sor

private static void megold1() { //Viète-féle sor

double p=1, pi=1;

for(int i=11; i>1; i--) {

p=2;

for(int j=1; j<i; j++)

p=2+Math.sqrt(p);

p=Math.sqrt(p);

pi=pi*p/2;

}

pi*=Math.sqrt(2)/2;

pi=2/pi;

System.out.println(pi);

}

A módszer néhány eredménye: i=5 esetén 3.140331156954752 (2 tizedesjegyre pontos), i=10-nél 3.1415914215112 (5 tizedesjegyre pontos), i=11 esetén 3.1415923455701176 (6 tizedesjegyre pontos).

2. Leibniz-féle sor

public static void megold2() { //Leibniz-féle sor

double s=0;

for(int i=0; i<=2500; i++)

s+=Math.pow(-1, i)/(2*i+1);

double pi=s*4;

System.out.println(pi);

}

A módszer néhány eredménye: a 24. lépéstől stabil 1 tizedesjegyre, a 626. lépéstől stabil 2. tizedesjegyre, a 2453. lépéstől stabil 3 tizedesjegyre (hiszen alternál).

3. Wallis-formula

public static void megold3() { //Wallis-formula

double p=1;

for(int i=2; i<=17000; i+=2)

p*=(1.0*i/(i-1)*(1.0*i/(i+1)));

double pi=p*2;

System.out.println(pi);

}

A módszer néhány eredménye: A 38. lépéstől 1, a 986. lépéstől 2, a 2650. lépéstől 3, a 16954. lépéstől már 4 tizedesjegyre pontos.

4. Csebisev-sor

private static void megold8() { //Csebisev-sor, V1

double s=0;

for(int k=0; k<=20; k++)

s+=(Math.pow(-1, k)*Math.pow(Math.sqrt(2)-1, 2*k+1))/(2*k+1);

double pi=s*8;

System.out.println(pi);

}

A módszer k=10-re már 8 tizedesjegyig pontos.

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot – további 8 közelítő módszer implementációjával együtt – ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

A feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 5-8. óra: Vezérlési szerkezetek alkalmához kötődik.

Egy matematika érettségi feladat megoldása programozással 2017

2023. augusztus 4.2017. május 11. Szerző: Kaczur Sándor

A 2017-es középszintű matematika érettségi feladatsor 12. feladata inspirált egy Java program megírására. Szükséges hozzá néhány programozási tétel: sorozatszámítás, megszámolás, valamint adatszerkezetként ideális egy kétdimenziós tömb. Érdekes belegondolni, hogy mennyire más lehetne a problémamegoldás, ha programozhatnánk a matematika érettségi vizsgán. A teljes feladatsor a megoldásokkal együtt letölthető az oktatas.hu-ról.

12. feladat

Egy kockával kétszer egymás után dobunk. Adja meg annak a valószínűségét, hogy a két dobott szám összege 7 lesz! Válaszát indokolja!

Matematikai megoldás

A feladat nagyon egyszerű. Két megoldást ismertet a javítási-értékelési útmutató:

Összesen 6 * 6 = 36-féleképpen dobhatunk. Hat olyan dobáspár van, amelyben 7 az összeg: (1; 6), (2; 5), (3; 4), (4; 3), (5; 2) és (6; 1). A keresett valószínűség 6/36-od, vagyis egyhatod.
Bármennyit is dobunk elsőre, ezt a második dobás egyféleképpen egészítheti ki 7-re. Így a második dobásnál a hat lehetséges értékből egy lesz számunkra kedvező. A keresett valószínűség egyhatod.

Közelítő megoldások szimulációval

Egy alkalom két kockadobást jelent egymás után. A dobások sorrendje nem számít (alkalmanként és összességében sem). Minél több alkalommal végezzük el a kockadobásokat, annál jobban megközelítjük a fenti valószínűséget (várható értéket, bővebben: nagy számok törvénye). Az egyhatod közelítő értéke a Java double adattípusával 0.16666666666666666.

1. megoldás

Ha nem akarunk emlékezni a dobásokra, összegükre, csupán megszámolnánk, hogy hány olyan dobáspár van, amelyben 7 az összeg, akkor ehhez mindössze egy számláló ciklus kell, aminek a ciklusmagjában két véletlen kockadobás összegét előállítjuk és növelünk egy számlálót/gyűjtőt, ha az éppen 7. Az eredményt a számláló és a ciklus lépésszámának hányadosa adja meg. Például meghívhatjuk a metódust így: kockadobas1(5000); és kaphatjuk eredményül ezt: 5000 alkalomból 7 összegként 836 alkalommal fordult elő. Valószínűség: 0.1672 . A metódus kivételt dob, ha értelmetlen a paramétere. Íme a metódus Java forráskódja:

static void kockadobas1(int alkalomDb) {

if(alkalomDb<=0)

throw new IllegalArgumentException("Hiba: alkalomDb<=0");

int osszeg7db=0;

for(int i=1; i<=alkalomDb; i++) {

int dobas1=(int)(Math.random()*6+1);

int dobas2=(int)(Math.random()*6+1);

if(dobas1+dobas2==7)

osszeg7db++;

}

System.out.println(

alkalomDb+" alkalomból 7 összegként "+

osszeg7db+" alkalommal fordult elő. Valószínűség: "+

((double)osszeg7db/alkalomDb));

}

2. megoldás

Ha egy 13 elemű egész típusú tömböt használhatunk emlékezetként. Kezdetben 2-től 12-ig indexelve nullázzuk ki, így csoportos gyűjtést tudunk megvalósítani. A nullázás most inicializáló blokkal történt, mert nem sok eleme van a tömbnek (sok elemnél inkább használjunk erre ciklust). A tömb első két elemét nem használjuk semmire. Mi történik a ciklusban? Például dobas1=3 és dobas2=4 esetén a dobasDbTomb[7] elemét növeli (mindegy mi volt ott korábban, de inkrementálódjon). Most több adatot tárolunk, mint amiből megválaszolható a feladatban megfogalmazott konkrét kérdés, de ezt tekinthetjük strukturális tartaléknak.

static void kockadobas2(int alkalomDb) {

if(alkalomDb<=0)

throw new IllegalArgumentException("Hiba: alkalomDb<=0");

int[] dobasDbTomb={-1, -1,

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};

for(int i=1; i<=alkalomDb; i++) {

int dobas1=(int)(Math.random()*6+1);

int dobas2=(int)(Math.random()*6+1);

dobasDbTomb[dobas1+dobas2]++;

}

System.out.println(

alkalomDb+" alkalomból 7 összegként "+

dobasDbTomb[7]+" alkalommal fordult elő. Valószínűség: "+

((double)dobasDbTomb[7]/alkalomDb));

}

Hasonló, egydimenziós tömbbel történő belső adattárolást megvalósító elosztott alkalmazásról blogoltunk már: Kockadobás kliens-szerver alkalmazás.

3. megoldás

Ez az igazi szimuláció, swing GUI grafikus környezetben, ahogyan az alábbi képernyőképen látható. A megvalósítás kétdimenziós tömböt használ adatszerkezetként. Álljon 7 sorból és 7 oszlopból és legyen i a sor- és j az oszlopindex. A tömb [0][0]-dik elemét nem használjuk semmire. Az első oszlopába ( j=0 és i>0) bekerülhetnek a dobókockán előforduló számok 1-től 6-ig. Hasonlóan az első sorba ( i=0 és j>0) is. Ezek a dobott számok alapján indexek lesznek és az ábrán zöld hátterű cellákba kerültek. A tömb többi eleme kezdetben 0 (nulla), ezek az ábrán fehér hátterű cellák. A szürke hátterű cellák (mellékátló) esetén a dobott számok összege 7 és jól látszik, hogy ez hatféleképpen fordulhat elő a 36-féle eset közül. Például a 2. sor 5. oszlopában lévő szám mutatja, hogy a 10000 alkalomból 274-szer fordult elő az, hogy a dobáspár a (2; 5) lett. A tömb két indexe felcserélhető lenne, mert ez a mellékátlóban lévő számok összegét nem befolyásolja.

A programban kiválasztható néhány alkalomból amit szeretnénk, és a Dob nyomógombra kattintva indul el időzítővel a folyamat. Várakoztatás/menet közben piros színnel kiemelve látszik/megfigyelhető, hogy az éppen aktuális dobás hol növeli az értéket/előfordulást/darabszámot. A képernyőképen befejeződött állapot látható. Az eredményt a szürke cellákban lévő számok összegének és az alkalmak számának hányadosa adja meg. Ezt a háttérbeli kétdimenziós tömbben összesítéssel az alábbi Java forráskód-részlet adja meg:

int osszeg7db=0;

for (int i = 1; i <= 6; i++)

osszeg7db+=dobasTomb[i][7-i];

String eredmeny=alkalomDb+" alkalomból 7 összegként "+

osszeg7db+" alkalommal fordult elő.";

Most lényegesen több adatot tárolunk, mint ami a konkrét válaszhoz kell, de cserébe jól érzékeltethető a csoportos gyűjtés/megszámolás működése. A program grafikus felhasználói felületének felépítését és az eseménykezelés megvalósítását most nem részletezzük.

Eszünkbe juthatna, hogy a program miért dob kétszer 1 és 6 közötti számot egymás után és ezt összegzi, amikor egyetlen 2 és 12 közötti dobással (véletlenszám generálással) megkaphatnánk a dobáspár összegét. Hiszen két db 1 és 6 közötti szám összege mindig 2 és 12 közötti szám. Jó lenne ez az ötlet/megvalósítás? Igen? Nem? Miért? A hozzászólásokhoz várjuk az indoklást.

Ajánljuk matematika érettségi feladat címkénket, mert a témában évről-évre blogolunk.

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

A feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 17-28. óra: Objektumorientált programozás alkalmaira épülő 29-36. óra: Grafikus felhasználói felület alkalmaihoz kötődik.