Programmeermethoden 2017
Eerste programmeeropgave: Wortels

De eerste programmeeropgave van het vak Programmeermethoden in het najaar van 2017 heet Wortels; zie ook het eerste, tweede en derde werkcollege.
Spreek/Vragenuur in zalen 302 ... 309: donderdag 7 september (15:15-17:00 uur), woensdag 13 september (13:30-15:15 uur). donderdag 14 september (15:15-17:00 uur). donderdag 21 september (15:15-17:00 uur), maandag 25 september (11:00-13:00 uur). In de computerzalen.

Deze opgave probeert te bepalen of iemand geschikt is voor een studie aan de universiteit: er is immers geen loting. Daartoe moeten enkele vragen beantwoord worden; zo moet de kandidaat weten op welke dag hij/zij geboren is. En als je denkt dat x²-1=0 één oplossing in de reële getallen heeft, is een beta-studie misschien niet verstandig.

Om te beginnen moet de gebruiker zijn/haar geboortejaar als geheel getal invoeren, en daarna de geboortemaand, ook als geheel getal. Vervolgens voert hij/zij de geboortedag in, wederom als geheel getal. Het programma berekent dan de leeftijd van de gebruiker, zowel in aantal jaren als in maanden (bijvoorbeeld: 10 jaar en 3 maanden; 123 maanden); beide worden op het beeldscherm getoond. De leeftijd in maanden wordt analoog aan die in jaren bepaald (als je op de 31ste geboren bent, wordt je iedere maand een maand ouder, maar je bent niet zo vaak "maandig" — dat ben je namelijk alleen op iedere 31ste). Jarige en maandige gebruikers worden gefeliciteerd. Aangenomen mag worden dat het programma op de peildatum 25 september 2017 draait (gebruik const; liefhebbers mogen met ctime de echte huidige dag opvragen en gebruiken). Let op: het programma moet in principe ook op andere peildata vanaf heden tot 2100 correct werken!
Gebruikers jonger dan 10 jaar (de 10-de verjaardag nog niet gevierd) of ouder dan 100 jaar (dus 101-ste verjaardag reeds gevierd) worden meteen geweigerd. Als uit het geboortejaar direct al duidelijk is dat het met de leeftijd niets gaat worden, hoeven de vragen naar maand en/of dag niet gesteld te worden. Maar soms biedt pas de dag uitsluitsel!
Nu moet de gebruiker zijn/haar geboortedag (zondag, maandag, ..., zaterdag) weten. Als deze fout is, wordt men meteen "verwijderd", en stopt het programma. Het antwoord moet met één letter (de eerste letter van de dag; geen cijfer dus) worden gegeven, bijvoorbeeld w voor woensdag. In het geval van d/z wordt nog om de tweede letter gevraagd.
Het is niet de bedoeling ctime te gebruiken om deze dag uit te rekenen. Het programma moet een berekening bevatten om deze dag te bepalen! Gebruik bijvoorbeeld dat 1 januari 1901 op een dinsdag viel. Gebruik niet het Doomsday algoritme (zie ook hier). Voor de periode 1901–2099 geldt dat een jaar een schrikkeljaar is precies dan als het jaartal door 4 deelbaar is.

De echte test bestaat uit enkele vragen. Mensen van 30 jaar of ouder worden bij iedere vraag met "u" aangesproken, jongeren met "je/jij". Splits de C++-code in het programma niet onnodig vaak!
Er wordt gekeken of de aanstaande student de abc-formule beheerst. Wiskundig inzicht is namelijk vereist voor een beta-studie. Mocht dat niet zo zijn, wordt er getest hoe het met de kunst- of literatuurkennis staat.
Een kwadratische vergelijking heeft 0, 1 of 2 reële oplossingen, die we kunnen vinden met behulp van de abc-formule. Het programma genereert een willekeurige kwadratische vergelijking van de vorm a x² + b x + c = 0 en toont deze "netjes" op het scherm (de exponent mag er uit zien als x^2). Hierbij geldt dat a, b en c gehele getallen zijn (in absolute waarde maximaal 1000000), waarbij a groter dan 0 is. De student wordt gevraagd hoeveel reële oplossingen zij/hij denkt dat deze vergelijking heeft: 0, 1 of 2. Is het antwoord goed, dan wordt de kandidaat tot een exacte studie toegelaten, en stopt het programma. Anders wordt een meerkeuzevraag (Aa/Bb/Cc/Dd) over kunst of literatuur gesteld, die uitsluitsel biedt over de toelating tot een alpha-studie. Als het daar ook mis gaat, is men helaas niet geschikt voor een universitaire studie. Gebruikers tot en met 30 jaar krijgen hier een andere vraag dan de oudere gebruikers — maar bij beiden is "hetzelfde" antwoord, bijvoorbeeld steeds B, goed. In alle gevallen worden de oplossingen van de vergelijking (als die er zijn) op het scherm afgedrukt. Liefhebbers mogen met complexe getallen werken.
Voor a, b en c moeten int's gebruikt worden. Omdat de "discriminant" te groot kan zijn voor een int, moet een double gebruikt worden in de berekeningen. Voor het fabriceren van willekeurige gehele getallen moet gebruik worden gemaakt van de random-generator uit C++. Gebruik bijvoorbeeld x = rand ( ) % 200; om een "willekeurig" getal tussen 0 en 199 (grenzen inbegrepen) in de int variabele x te krijgen. Zet bovenaan in main: srand (42);, of srand (jaar) (nadat jaar een waarde heeft gekregen), om de randomgenerator eenmalig te initialiseren. In plaats van 42 mag ook een ander getal staan — of zelfs, voor liefhebbers, de tijd. En soms is hiervoor #include <cstdlib> nodig, helemaal bovenaan het programma. Voor worteltrekken kan y = sqrt (x) worden gebruikt; sqrt zit in cmath.
Is het antwoord goed genoeg, dan wordt de kandidaat tot een beta-studie toegelaten, en stopt het programma. Anders wordt een meerkeuzevraag (Aa/Bb/Cc/Dd) over kunst of literatuur gesteld, die uitsluitsel biedt over de toelating tot een alpha-studie. Als het daar ook mis gaat, is men helaas niet geschikt voor een universitaire studie. Gebruikers tot 30 jaar krijgen hier een andere vraag dan de oudere gebruikers — maar bij beiden is "hetzelfde" antwoord, bijvoorbeeld steeds B, goed.

Opmerkingen

Als de gebruiker een niet bestaande maand invoert, bijvoorbeeld −8, of een jaartal als 4242 (in de toekomst dus), stopt het programma met de mededeling dat dit niet kan (gebruik return 1;). Evenzo voor een niet bestaande dag, bijvoorbeeld 31 april of 42 december. We nemen aan dat de gebruiker zo vriendelijk is verder geen fouten te maken bij het invoeren van gegevens: hij/zij voert niet al te gekke getallen of letters in, etcetera. Vanzelfsprekend worden hem/haar wel duidelijke vragen gepresenteerd.

Elk programma moet bij het "runnen" aan het begin op het beeldscherm laten zien wie de makers zijn, wat hun jaar van aankomst, studierichting en studentnummer is, welke opgave het is, wat de gebruiker te wachten en te doen staat, de datum waarop het programma gemaakt is, enzovoorts. Dit noemen we het infoblokje. Probeer dit er netjes uit te laten zien. Maak geen al te complexe kaders eromheen; gebruik liefst alleen de eerste 128 gewone karakters.
Bovenaan het programma (in de C++-code dus) staat uiteraard commentaar, waarin een aantal van deze elementen ook weer terugkomen, maar dan meer gericht op programmeurs, bijvoorbeeld de naam van de gebruikte compiler.

Denk aan het gebruik van lege regels, inspringen, commentaar, constanten, enzovoorts. Bovenaan het programma dient zoals gezegd commentaar over het programma te staan, speciaal bestemd voor andere programmeurs (en nakijkers), bijvoorbeeld kort wat het programma doet, en welke compiler gebruikt is: gebruikers van het programma vinden dat laatste niet interessant. Het infoblokje moet tijdens het "runnen" van het programma op het scherm komen, en is bestemd voor gebruikers van het programma. Lees ook eens over richtlijnen bij het maken van programmeeropgaven, en bestudeer de huisregels. Er hoeft geen gebruik van functies, arrays en het while- en for-statement gemaakt te worden. Alleen de headerfiles iostream en cmath mogen en moeten gebruikt worden — en eventueel ctime en string voor liefhebbers; en misschien cstdlib. Ruwe indicatie voor de lengte van het C++-programma: 200 regels (300 mag ook wel).

Uiterste inleverdatum: maandag(!) 25 september 2017, 13:00 uur.
Manier van inleveren (één exemplaar per koppel, dat — ter herinnering — uit twee personen bestaat):

1. Digitaal de C++-code inleveren: stuur een email naar pm@liacs.leidenuniv.nl.
   Stuur geen executable's, lever alleen de C++-file digitaal in! Noem deze bij voorkeur bidenobama1.cc, dit voor de eerste opdracht van het duo Donald Obama / Hilary von Biden. De laatst voor de deadline ingeleverde versie wordt nagekeken.
2. En ook een papieren versie van het verslag (inclusief de C++-code) deponeren in de speciaal daarvoor bestemde doos "Programmeermethoden" in de postkamer van Informatica, kamer 156 van het Snellius-gebouw.

   Overal duidelijk datum en namen van de twee makers vermelden, in het bijzonder als commentaar in de eerste regels van de C++-code. Lees bij het derde werkcollege hoe het verslag eruit moet zien. Zijn spaties/tabs goed verwerkt?

Te gebruiken compiler: als hij maar C++ vertaalt; het programma moet in principe zowel op een Linux-machine (met g++) als onder Windows met Code::Blocks draaien. Test dus in principe op beide systemen! Normering: (consequente) layout 2; commentaar 2; infoblokje 1; verslag 1; werking 4. Eventuele aanvullingen en verbeteringen: lees deze WWW-bladzijde: www.liacs.leidenuniv.nl/~kosterswa/pm/op1pm.php.