Tema 4 - Calculator de buzunar

Tema 4 - Calculator de buzunar

Responsabili: Adriana Drăghici și Adrian Iosif
Deadline: 14.01.2015 23:55
Data publicării: 17.12.2013
Data ultimei modificări: 17.12.2014
Data tester-ului: 06.01.2014 16:45

Obiective

familiarizarea cu structurarea aplicației prin aplicarea de design patterns
folosirea design pattern-ului Visitor
familiarizarea cu conceptele de parsare lexicală și semantică

Descriere și cerințe

Implementați un program care parsează și evaluează expresii matematice. Este obligatoriu să structurați codul folosind pattern-ul Visitor.

Sintaxa expresiilor

Expresiile conțin doar numere de tip Float, operatori și paranteze, toate separate prin unul sau mai multe spații.
Operațiile suportate sunt:
- binare: +, -, *, /, ^ (ridicarea la putere), în ordine, de la cel mai puțin prioritar:
  - +, -
  - *, /
  - ^ (atenție, spre deosebire de cei de mai sus, este doar asociativ dreapta: 2 ^ 3 ^ 4 = 2 ^ (3 ^ 4))
- funcții unare: log (log in baza 10), sqrt (radical), sin, cos, - (minus unar, pentru numere negative)
  - au prioritate mai mare decat ceilalți operatori
  - minusul unar poate apărea doar la începutul expresiei, sau imediat după o paranteză deschisă (cu alte cuvinte, nu veți avea expresii de tipul 1 + - 2)
  - operatorul - unar aplicat unei funcții trebuie separat prin spațiu:
    - - sqrt ( 2 ), nu -sqrt ( 2 )
Expresiile pot conține paranteze (, ), în orice combinații
Trebuie verificată corectitudinea sintactică a expresiilor, iar dacă se întâlnește o eroare de sintaxă (operator invalid, număr neparsabil etc), se va arunca o excepție user-defined, numită SyntacticException, iar parsarea expresiei se va termina.

Exemple expresii:

1 + 2 - 3 * ( 4 + 5 ) / log ( 10 * sqrt ( 100 ) )
- 2 * sin ( -5 + 2 ) + 4

Rezultatul parsării unei expresii îl reprezintă rădăcina unui arbore, care va fi apoi parcurs în partea de evaluare. Mai jos observați un arbore de parsare pentru exemplul primei expresii.

    +
   / \ 
  1   -
     / \
    2   /
       / \
      *   log
     / \     \
    3   +     *
       / \   / \
      4   5 10  sqrt
                 |
                100

Puteți folosi funcții standard Java de parsare a numerelor (Float.ParseFloat(String)) sau funcții standard de operare pe String-uri, care vă pot simplifica generarea arborelui. Nu sunt permise decât funcționalități Java standard, precum cele menționate anterior sau framework-ul Collections.

Evaluarea expresiilor

Expresiile se evaluează în funcție de paranteze și de prioritatea operațiilor. Arborele de parsare pe care îl generați va fi punctul de plecare în calculul rezultatului.
Trebuie verificată corectitudinea semantică a expresiilor o dată cu parcurgerea structurii, iar dacă se întâlnește o eroare, se va arunca o excepție user-defined, numită EvaluatorException, iar evaluarea expresiei se va termina. Va trebui să tratați erorile de calcul matematic:
- împarțirea la 0
- log(x) unde x <= 0
- sqrt(x) unde x < 0

Implementare

Scheletul de cod al temei impune implementarea metodei eval din clasa ExpressionParser. Aceasta metodă primește ca argument expresia ce trebuie parsată și întoarce rezultatul acesteia.

Expresia este dată ca un șir de caractere, care trebuie despărțit în tokens (separate prin spații) pentru fiecare element al expresiei (număr, operator sau paranteză). După parsare, expresia va fi reprezentată ca un arbore binar ca în exemplul din secțiunea anterioară, și această structură de date va fi parcursă de către vizitatori. Un exemplu de algoritm pentru construcția arborelui găsiți în secțiunea Referințe.

Folosiți tipul double la parsare și la evaluarea rezultatelor intermediare, și faceți un cast înapoi la float la ultimul rezultat.

Precizări

Notare

80 puncte - acordate de vmchecker pentru execuţia cu succes a suitei de teste
10 puncte - existența și calitatea javadocurilor, comentariilor și readme-ului
10 puncte - calitatea implementarii, respectarea principiilor OOP
-5 puncte - absența readme-ului
-5 puncte - absența javadoc-ului

Pentru notare se va folosi checker-ul disponibil în secțiunea Resurse, toate testele fiind publice. Găsiți în fișierul README din arhivă detalii de utilizare. Expresiile de test au pondere egală.

Corectare

Tema se va corecta folosind platforma vmchecker. Dacă platforma de testare nu acordă niciun punct soluției, atunci acesta va fi punctajul final al implementării temei.

Arhiva trimisă trebuie să conțină în radăcina sa:

sursele (clasele date in schelet trebuie sa fie in default package, alte clase pot fi)
readme-ul
javadoc sau un script de generare javadoc

Tema nu va primi punctajul acordat de vmchecker dacă nu respectă cerințele temei - nu e implementată folosind pattern-ul Visitor.

Toate soluțiile vor fi verificate folosind un tool de detectare a plagiatului. În cazul detectării unui astfel de caz, atât plagiatorul cât și autorul original vor primi punctaj 0 pe temă și nu li se va permite intrarea în examen.

Pentru fiecare zi de întârziere se vor scădea câte 5/100 puncte. După 7 zile de la trecerea termenului nu se vor mai putea încărca arhive pe site.

Testare

Pentru a vă testa implementarea, rulați în consolă:

java Tester test_file results_reference_file debug_mode
- test_file - fișierul de test
- results_reference_file - fișierul cu valorile rezultat
- debug_mode - false pentru a afișa doar mesajul checkerului, true pentru a afișa și alte informații, cum ar fi lista expresiilor și a rezultatelor. În programul vostru puteți folosi variabila Tester.debug.
fișierul Tester.class, și cele de test și test_ref trebuie să fie în același director cu .class-urile voastre.

Rezultatul unui test se consideră incorect dacă Abs(rez_vostru - rez_ref) > 0.001.

Table of Contents