Zadanie 1. Port kosmiczny

Piotrek pracuje w porcie kosmicznym Bajtolandu. Jego głównym zadaniem jest odbieranie i tłumaczenie wiadomości pochodzących z innych planet, zamieszkałych przez rasę Xoniwruków, między innymi Galwax oraz X‑77.

W tym tygodniu po raz pierwszy odebrał informację z planety Tryton, której mieszkańcy używają systemu binarnego do komunikacji. Informacja ma być przekazana na planetę KRFL, posługującą się systemem szesnastkowym.

W pliku informacja.txt znajduje się 100 wierszy, każdy z nich zawiera jedną liczbę w postaci binarnej składającą się maksymalnie z 98 cyfr.

Napisz program, który w pliku informacja.txt znajdzie liczby binarne zawierające w systemie szesnastkowym cyfrę A i zapisze je do pliku przekaz.txt w systemie szesnastkowym.

Do oceny oddajesz:

• plik przekaz.txt z odpowiedzią (liczbami z pliku informacja.txt zapisanymi w systemie szesnastkowym, które zawierają cyfrę A),

• plik(i) z komputerową realizacją zadania (kodem programu).

Rozwiązanie

Na początku wczytamy dane z pliku. Następnie każdą liczbę z pliku konwertujemy z systemu binarnego do szesnastkowego. Wybieramy metodę wykorzystującą bazy skojarzone, ponieważ przy okazji konwersji każdej czwórki cyfr będziemy mieli możliwość sprawdzenia, czy liczba po konwersji zawiera cyfrę A.

Wewnątrz pętli, przechodzącej po każdej liczbie z pliku, zadeklarujmy zmienną liniaHex przechowującą przekonwertowaną liczbę. Podobnie jak każda liczba z pliku jest ona łańcuchem znaków, więc na początku powinna przyjąć wartość pustego łańcucha. Inicjujemy również zmienną warunek, która będzie informować, czy liczba zawiera cyfrę A. Początkowo przypisujemy jej wartość FAŁSZ:

linie ← wczytaj dane z pliku "informacja.txt"

dla i = 0, 1, ..., 99 wykonuj:
	liniaHex ← ""
    warunek ← FAŁSZ

Następnie, jeśli długość liczby nie jest podzielna przez 4, dopisujemy na jej początku odpowiednią liczbę zer. Skorzystamy z funkcji długość() zwracającej długość łańcucha znaków. Jej implementacja jest dostępna w każdym z języków programowania używanych na egzaminie maturalnym:

linie ← wczytaj dane z pliku "informacja.txt"

dla i = 0, 1, ..., 99 wykonuj:
	liniaHex ← ""
    warunek ← FAŁSZ

	dopóki długość(linie[i]) % 4 != 0, wykonuj:
		linie[i] ← "0" + linie[i]

Następnie przechodzimy do konwersji – każda cyfra szesnastkowa zapisana jest na czterech bitach, zatem będziemy po kolei sprawdzać czteroznakowe fragmenty liczby binarnej i zamieniać je na postać szesnastkową.

Skorzystamy w tym celu z funkcji fragment() zwracającej interesujący nas fragment liczby oraz funkcji postaćHex(), która przekonwertuje go z systemu binarnego na szesnastkowy. Obie implementacje przedstawimy po omówieniu głównej części programu.

Po przeprowadzeniu konwersji czteroznakowego fragmentu liczby binarnej możemy sprawdzić, czy nie uzyskaliśmy cyfry A – jeśli tak, to aktualizujemy zmienną warunek. Następnie dopisujemy przekonwertowany fragment do zmiennej liniaHex oraz przechodzimy do kolejnej czwórki cyfr:

linie ← wczytaj dane z pliku "informacja.txt"

dla i = 0, 1, ..., 99 wykonuj:
	liniaHex ← ""
    warunek ← FAŁSZ
    
	dopóki długość(linie[i]) % 4 != 0, wykonuj:
		linie[i] ← "0" + linie[i]

	j ← 0
	dla j = 0, 4, ..., długość(linie[i]) - 4:
    	cyfra ← postaćHex(fragment(linie[i], j, 4))
        jeżeli cyfra = 'A':
        	warunek ← PRAWDA
		liniaHex ← liniaHex + cyfra

Po zakończeniu konwersji całej liczby sprawdzamy, czy w liczbie wystąpiła cyfra A. Jeżeli tak (wartość zmiennej warunek to PRAWDA), zapisujemy przekonwertowaną liczbę do pliku wynikowego przekaz.txt. Po sprawdzeniu wszystkich liczb zamykamy pliki:

linie ← wczytaj dane z pliku "informacja.txt"

dla i = 0, 1, ..., 99 wykonuj:
	liniaHex ← ""
    warunek ← FAŁSZ
    
	dopóki długość(linie[i]) % 4 != 0, wykonuj:
		linie[i] ← "0" + linie[i]

	j ← 0
	dla j = 0, 4, ..., długość(linie[i]) - 4:
    	cyfra ← postaćHex(fragment(linie[i], j, 4))
        jeżeli cyfra = 'A':
        	warunek ← PRAWDA
		liniaHex ← liniaHex + cyfra

	jeżeli warunek = PRAWDA:
    	dopisz liniaHex na koniec pliku "przekaz.txt"
zamknij plik "informacja.txt"
zamknij plik "przekaz.txt"

Przejdźmy do funkcji pomocniczych. Funkcja postaćHex() ma jeden parametr, przyjmuje łańcuch znaków o długości 4 oznaczający liczbę w postaci binarnej i zwraca łańcuch znaków oznaczający jej odpowiednik w postaci szesnastkowej. Możemy zatem zapisać serię instrukcji jeżeli:

funkcja postaćHex(liczba)
	jeżeli liczba = "0000":
		zwróć "0"
	jeżeli liczba = "0001":
		zwróć "1"
	jeżeli liczba = "0010":
		zwróć "2"
	jeżeli liczba = "0011":
		zwróć "3"
	jeżeli liczba = "0100":
		zwróć "4"
	jeżeli liczba = "0101":
		zwróć "5"
	jeżeli liczba = "0110":
		zwróć "6"
	jeżeli liczba = "0111":
		zwróć "7"
	jeżeli liczba = "1000":
		zwróć "8"
	jeżeli liczba = "1001":
		zwróć "9"
	jeżeli liczba = "1010":
		zwróć "A"
	jeżeli liczba = "1011":
		zwróć "B"
	jeżeli liczba = "1100":
		zwróć "C"
	jeżeli liczba = "1101":
		zwróć "D"
	jeżeli liczba = "1110":
		zwróć "E"
	jeżeli liczba = "1111":
		zwróć "F"

Funkcja fragment() przyjmuje trzy argumenty: napis – łańcuch znaków, z którego fragment chcemy uzyskać, indeks – oznaczający, od którego indeksu łańcucha znaków ma zaczynać się fragment, oraz długość – oznaczający długość fragmentu. Zwraca ona część napisu zaczynającą się na podanym indeksie oraz mającą podaną długość:

funkcja fragment(napis, indeks, długość)
	nowyNapisz ← ""
	dla i = 0, 1, ..., długość - 1 wykonuj:
		nowyNapis ← nowyNapis + napis[indeks + i]
	zwróć nowyNapis

Odpowiedź do zadania

Prawidłowy wynik znajduje się w pliku przekaz.txt.

Słownik