寒假进度14spark实验 2 Scala 编程初级实践

spark实验 2 Scala 编程初级实践

实验内容和要求

1. 计算级数

请用脚本的方式编程计算并输出下列级数的前n项之和Sn，直到Sn刚好大于或等于q为止其中q为大于0的整数，其值通过键盘输入。 

例如，若q的值为50.0，则输出应为：Sn=50.416695。请将源文件保存为exercise2-1.scala，在REPL模式下测试运行，测试样例：q=1时，Sn=2；q=30时，Sn=30.891459；q=50时，Sn=50.416695。

代码：

object Test21 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {

    import io.StdIn._
    var Sn: Float = 0
    var n: Float = 1
    println("please input q:")
    val q = readInt()
    while (Sn < q) {
      Sn += (n + 1) / n
      n += 1
    }
    println(s"Sn=$Sn")

  }

}

运行截图：

 

2. 模拟图形绘制

对于一个图形绘制程序，用下面的层次对各种实体进行抽象。定义一个Drawable的特质，其包括一个draw方法，默认实现为输出对象的字符串表示。定义一个Point类表示点，其混入了Drawable特质，并包含一个shift方法，用于移动点。所有图形实体的抽象类为Shape，其构造函数包括一个Point类型，表示图形的具体位置（具体意义对不同的具体图形不一样）。Shape类有一个具体方法moveTo和一个抽象方法zoom，其中moveTo将图形从当前位置移动到新的位置，各种具体图形的moveTo可能会有不一样的地方。zoom方法实现对图形的放缩，接受一个浮点型的放缩倍数参数，不同具体图形放缩实现不一样。继承Shape 类的具体图形类型包括直线类 Line 和圆类 Circle。Line 类的第一个参数表示其位置，第二个参数表示另一个端点，Line 放缩的时候，其中点位置不变，长度按倍数放缩（注意，缩放时，其两个端点信息也改变了），另外，Line的move行为影响了另一个端点，需要对move 方法进行重载。Circle类第一个参数表示其圆心，也是其位置，另一个参数表示其半径，Circle缩放的时候，位置参数不变，半径按倍数缩放。另外直线类Line和圆类Circle都混入了Drawable特质，要求对 draw 进行重载实现，其中类Line的draw输出的信息样式为“Line:第一个端点的坐标--第二个端点的坐标)”，类Circle的draw输出的信息样式为“Circle center:圆心坐标,R=半径”。如下的代码已经给出了Drawable和Point的定义，同时也给出了程序入口main函数的实现，请完成Shape类、Line类和Circle类的定义。

 

编译运行程序，期望的输出结果如下：

 

 

代码：

case class Point(var x:Double,var y:Double) extends Drawable{
  def shift(deltaX:Double,deltaY:Double)
  {
    x+=deltaX;y+=deltaY}
}
trait Drawable{
  def draw()
  {
    println(this.toString)
  }
}
abstract class Shape(var location:Point)
{
  //location 是 Shape 的一个可变字段
  def moveTo(newLocation:Point)
  {
    // 默认实现， 只是修改位置
    location = newLocation
  }
  def zoom(scale:Double)
}
class Line(beginPoint:Point,var endPoint:Point) extends
  Shape(beginPoint) with Drawable{
  override def draw()
  {
    println(s"Line:( ${location.x},${location.y})--(${endPoint.x},${endPoint.y})")
  }
  // 按指定格式重载 click
  override def moveTo(newLocation:Point)
  {
    endPoint.shift(newLocation.x -
      location.x,newLocation.y -
      location.y) //直线移动时，先移动另外一个端点
    location = newLocation //移动位置
  }
  override def zoom(scale:Double)
  {
    val midPoint = Point(
      (
        endPoint.x + location.x)/2,
      (
        endPoint.y +
          location.y)
        /2)
    //求出中点，并按中点进行缩放
    location.x = midPoint.x + scale * (location.x -
      midPoint.x)
    location.y = midPoint.y + scale * (location.y -midPoint.y)
    endPoint.x = midPoint.x + scale * (endPoint.x -
      midPoint.x)
    endPoint.y = midPoint.y + scale * (endPoint.y -midPoint.y)
  }
}
class Circle(center:Point,var radius:Double) extends Shape(center)
  with Drawable{
  override def draw()
  {
    //按指定格式重载 click
    println(s"Circle center: ( ,${location.y}), R=$radius")
  }
  override def zoom(scale:Double)
  {
    radius = radius*scale //对圆的缩放只用修改半径
  }
}
object Test22{
  def main(args: Array[String]
          )
  {
    val p=new Point(10,30)
    p.draw;
    val line1 = new Line(Point(0,0), Point(20,20)
    )
    line1.draw
    line1.moveTo(Point(5,5)
    )
    line1.draw
    line1.zoom(2)
    line1.draw
    val
    cir= new Circle(Point(10,10)
      ,
      5
    )
    cir.draw
    cir.moveTo(Point(30,20)
    )
    cir.draw
    cir.zoom(0.5)
    cir.draw
  }
}

运行截图：

3. 统计学生成绩

学生的成绩清单格式如下所示，第一行为表头，各字段意思分别为学号、性别、课程名1、课程名2等，后面每一行代表一个学生的信息，各字段之间用空白符隔开

 

给定任何一个如上格式的清单（不同清单里课程数量可能不一样），要求尽可能采用函数式编程，统计出各门课程的平均成绩，最低成绩，和最高成绩；另外还需按男女同学分开，分别统计各门课程的平均成绩，最低成绩，和最高成绩。

测试样例 1 如下：

 

样例 1 的统计结果输出为：

 

 

测试样例 2

 

样例 2 的统计结果为：

 

代码：

object Test23{
  def main(args:
           Array[String]
          )
  {
    // 假设数据文件在当前目录下
    val inputFile = scala.io.Source.fromFile("src/main/test.txt")
    //”\\s+“ 是字符串正则表达式， 将每行按空白字符（包括空格 / 制表符） 分开
    // 由于可能涉及多次遍历， 同 toList 将 Iterator 装为 List
    // originalData 的类型为 List[Array[String] ]
    val originalData =
      inputFile.getLines.map{_.split("\\s+")
      }
        .toList
    val courseNames = originalData.head.drop(2) //获取第一行中的课程名
    val allStudents = originalData.tail //去除第一行剩下的数据
    val courseNum = courseNames.length
    // 统计函数， 参数为需要常用统计的行
    // 用到了外部变量 courseNum ， 属于闭包函数
    def statistc(lines:List[Array[String]]) = {
      // for 推导式， 对每门课程生成一个三元组， 分别表示总分， 最低分和最高分
      (
        for(i<- 2 to courseNum+1) yield {
          // 取出需要统计的列
          val temp = lines map {elem=>elem(i).toDouble}
          (temp.sum,temp.min,temp.max)
        })map {case (total,min,max) => (total/lines.length,min,max)
      }
      // 最后一个 map 对 for 的结果进行修改， 将总分转为平均分
    }
    // 输出结果函数
    def printResult(theresult:Seq[(Double,Double,Double)]) {
      // 遍历前调用 zip 方法将课程名容器和结果容器合并， 合并结果为二元组容器
      (courseNames zip theresult) foreach {
        case (course,result)=>
          println(f"${course+":"}%-10s${result._1}%5.2f${result._2}%8.2f${result._3}%8.2f")
      }
    }
    // 分别调用两个函数统计全体学生并输出结果
    val allResult = statistc(allStudents)
    println("course average min max")
    printResult(allResult)
    // 按性别划分为两个容器
    val (maleLines,femaleLines) = allStudents partition {_(1)=="male"}
    // 分别调用两个函数统计男学生并输出结果
    val maleResult = statistc(maleLines)
    println("course average min max")
    printResult(maleResult)
    // 分别调用两个函数统计男学生并输出结果
    val femaleResult = statistc(femaleLines)
    println("course average min max")
    printResult(femaleResult)
  }
}

运行截图：