Lua程序設(shè)計(jì)第四版第二部分編程實(shí)操自做練習(xí)題答案，帶?為重點(diǎn)。
9.1
請(qǐng)編寫一個(gè)函數(shù)integral，該函數(shù)以一個(gè)函數(shù)f為參數(shù)并返回其積分的近似值
使用右矩陣法近似積分值
function integral(f)
return function(a, b)
local sum = 0
for i = 1, 10000, 1 do
sum = sum + f(a + (b - a) * i / 10000)
end
return sum * (b - a) / 10000
end
end
function x3(x)
return 2 * x + 3 * x ^ 3
end
jf = integral(x3)
print(jf(0, 10)) -- 7601.510075 近似 7600
9.2
如下代碼段將輸出什么結(jié)果
function F(x)
return {
set = function(y)
x = y
end,
get = function()
return x
end
}
end
o1 = F(10)
o2 = F(20)
print(o1.get(), o2.get())
o2.set(100)
o1.set(300)
print(o1.get(), o2.get())
-- 10 20
-- 300 100
9.3 ?
編寫練習(xí)5.4的柯里化版本
柯里化（Currying）是把接受多個(gè)參數(shù)的函數(shù)變換成接受一個(gè)單一參數(shù)(最初函數(shù)的第一個(gè)參數(shù))的函數(shù)，并且返回接受余下的參數(shù)且返回結(jié)果的新函數(shù)的技術(shù)。
function newpoly(t)
return function(x)
local sum = 0
for i, v in ipairs(t) do
sum = sum + v * x ^ (i - 1)
end
return sum
end
end
t = newpoly({3, 0, 1})
print(t(0))
print(t(5))
print(t(10))
9.4
使用幾何區(qū)域系統(tǒng)的例子，繪制一個(gè)北半球所能看到的峨眉月
編寫一個(gè)被其他函數(shù)B包含的函數(shù)A時(shí)，被包含的函數(shù)A可以訪問(wèn)包含其的函數(shù)B的所有局部變量，這種特性被稱為詞法定界
-- 利用高階函數(shù)和詞法定界，定義一個(gè)指定圓心和半徑創(chuàng)建圓盤的工廠 --
function disk(cx, cy, r)
return function(x, y)
return (x - cx) ^ 2 + (y - cy) ^ 2 <= r ^ 2
end
end
-- 創(chuàng)建一個(gè)指定邊界的軸對(duì)稱圖形
function rect(left, right, top, bottom)
return function(x, y)
return left <= x and x <= right and bottom <= y and y <= top
end
end
-- 創(chuàng)建任何區(qū)域的補(bǔ)集
function complement(r)
return function(x, y)
return not r(x, y)
end
end
-- 創(chuàng)建任何區(qū)域的并集
function union(r1, r2)
return function(x, y)
return r1(x, y) or r2(x, y)
end
end
-- 交集
function intersection(r1, r2)
return function(x, y)
return r1(x, y) and r2(x, y)
end
end
-- 差集
function difference(r1, r2)
return function(x, y)
return r1(x, y) and not r2(x, y)
end
end
-- 按指定增量平移區(qū)域
function translate(r, dx, dy)
return function(x, y)
return r(x - dx, y - dy)
end
end
function plot(r, M, N, file)
f = io.open(file, "w")
f:write("P1\n", M, " ", N, "\n")
for i = 1, N, 1 do
local y = (N - i * 2) / N
for j = 1, M do
local x = (j * 2 - M) / M
f:write(r(x, y) and "1" or "0")
end
f:write("\n")
end
f:close()
end
circle = disk(0, 0, 0.5)
circle2 = translate(circle, -0.3, 0.2)
shape = difference(circle, circle2)
plot(shape, 512, 512, "test.pbm")
9.5 ?
在幾何區(qū)域系統(tǒng)的例子中，添加一個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)將指定的區(qū)域旋轉(zhuǎn)指定的角度
-- 創(chuàng)建一個(gè)指定邊界的軸對(duì)稱圖形
function rect(left, right, top, bottom)
return function(x, y)
return left <= x and x <= right and bottom <= y and y <= top
end
end
-- 創(chuàng)建任何區(qū)域的并集
function union(r1, r2)
return function(x, y)
return r1(x, y) or r2(x, y)
end
end
-- 圖形根據(jù)坐標(biāo)軸原點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)d弧度
function rotate(r, d)
return function(x, y)
return r(-math.cos(d) * x + y * math.sin(d), -math.sin(d) * x - math.cos(d) * y)
end
end
function plot(r, M, N, file)
f = io.open(file, "w")
f:write("P1\n", M, " ", N, "\n")
for i = 1, N, 1 do
local y = (N - i * 2) / N
for j = 1, M do
local x = (j * 2 - M) / M
f:write(r(x, y) and "1" or "0")
end
f:write("\n")
end
f:close()
end
shape1 = rect(-0.5, 0.5, 0.5, -0.5)
shape2 = rect(-0.25, 0.25, 0.75, -0.25)
shape1 = rotate(shape, math.pi * 0.1) -- s1所處的坐標(biāo)系平面被旋轉(zhuǎn)了，s2的并沒(méi)有
shape = union(shape1, shape2)
plot(shape, 512, 512, "test.pbm")
10.1
請(qǐng)編寫一個(gè)函數(shù)split，該函數(shù)接收兩個(gè)參數(shù)，第1個(gè)參數(shù)是字符串，第2個(gè)參數(shù)是分隔符模式，函數(shù)的返回值是分隔符分割后的原始字符串中每一部分的序列
function split(s, sep)
t = {}
-- tmpindex = 0
-- index = 1
-- index = string.find(s, sep, index, true)
-- while index do
-- table.insert(t, string.sub(s, tmpindex + 1, index))
-- tmpindex = index
-- index = string.find(s, sep, index + 1, true)
-- end
-- if index ~= #s then
-- table.insert(t, string.sub(s, tmpindex + 1, #s))
-- end
for w in string.gmatch(s, "[^" .. sep .. "]+") do
t[#t + 1] = w
end
return t
end
t = split("a whole new world", " ")
-- t = split("", " ")
for k, v in pairs(t) do
print(k, v)
end
10.2 ?
模式 [^%d%u] 與 [%D%U] 是否等價(jià)
不一樣
[^%d%u] 是 （數(shù)字∪大寫字母）的補(bǔ)集 = 排除數(shù)字和大寫字母
> string.find("123ABCA","[^%d%u]")
nil
> string.find("123ABCa","[^%d%u]")
7 7
[%D%U] 是 數(shù)字的補(bǔ)集∪大寫字母的補(bǔ)集 = 全集
> string.find("123ABC","[%D%U]")
1 1
使用第一種是正確的
10.3
請(qǐng)編寫一個(gè)函數(shù)transliterate，該函數(shù)接收兩個(gè)參數(shù)，第1個(gè)參數(shù)是字符串，第2個(gè)參數(shù)是一個(gè)表。函數(shù)transliterate根據(jù)第2個(gè)參數(shù)中的表使用一個(gè)字符替換字符串中的字符。如果表中將a映射為b，那么該函數(shù)則將所有a替換為b。如果表中將a映射為false，那么該函數(shù)則把結(jié)果中的所有a移除
function transliterate(s, t)
return string.gsub(s, ".", function(w)
if t[w] == false then
return ""
else
return t[w]
end
end)
end
s = "apple"
s = transliterate(s, {
a = "b",
p = false,
l = "i",
e = "g"
})
print(s)
10.4 ?
我們定義了一個(gè)trim函數(shù)。
- 構(gòu)造一個(gè)可能會(huì)導(dǎo)致trim耗費(fèi)O(n^2)時(shí)間復(fù)雜度的字符串
- 重寫這個(gè)函數(shù)使得其時(shí)間復(fù)雜度為O(n)
function trim1(s)
return string.gsub(s, "^%s*(.-)%s*$", "%1")
end
-- "雙指針?lè)▽?shí)現(xiàn)"
function trim2(s)
local top = string.find(s, "%S")
local tail = #s
for i = 1, #s, 1 do
if string.find(string.sub(s, -i, -i), "%s") then
tail = #s - i
else
break
end
end
return string.sub(s, top, tail)
end
s = string.rep(" ", 2 ^ 13)
s = (" " .. "a" .. s .. "a" .. " ")
start = os.clock()
t = trim2(s)
print(t:len() == 2 ^ 13 + 2)
print(os.clock() - start)
10.5
請(qǐng)使用轉(zhuǎn)義序列\(zhòng)x編寫一個(gè)函數(shù)，將一個(gè)二進(jìn)制字符串格式化為L(zhǎng)ua語(yǔ)言中的字符串常量
-- 二進(jìn)制字符串格式化為L(zhǎng)ua語(yǔ)言中的字符串常量
function escape(s)
local pattern = string.rep("[01]", 8)
s = string.gsub(s, pattern, function(bits)
return string.format("\\x%02X", tonumber(bits, 2))
end)
return s
end
print(escape( "0100100001100001011100000111000001111001001000000110010101110110011001010111001001111001011001000110000101111001"))
-- \x48\x61\x70\x70\x79\x20\x65\x76\x65\x72\x79\x64\x61\x79
10.6
請(qǐng)為UTF-8字符串重寫10.3
function transliterate(s, t)
return string.gsub(s, utf8.charpattern, function(w)
if t[w] == false then
return ""
else
return t[w]
end
end)
end
s = "天氣真好"
s = transliterate(s, {
["天"] = "大",
["氣"] = false,
["真"] = "爺"
})
print(s)
10.7
請(qǐng)編寫一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)用于逆轉(zhuǎn)一個(gè)UTF-8字符串
function reverseUTF8(s)
t = {}
for w in string.gmatch(s, utf8.charpattern) do
table.insert(t, 1, w)
end
return table.concat(t)
end
print(reverseUTF8("天氣真好"))
ANTI SPIDER BOT -- www.cnblogs.com/linxiaoxu
11.1
請(qǐng)改寫該程序，使它忽略長(zhǎng)度小于4個(gè)字母的單詞
local counter = {}
io.input(arg[2] or "test.txt")
for line in io.lines() do
-- 不能放在這，相當(dāng)于無(wú)限執(zhí)行g(shù)match死循環(huán)，gmatch只執(zhí)行一次獲取迭代器
for word in string.gmatch(line, "%w+") do
if #word < 4 then
goto a
end
counter[word] = (counter[word] or 0) + 1
::a:: -- 跳過(guò)當(dāng)前計(jì)數(shù)
end
end
local words = {}
for k, _ in pairs(counter) do
words[#words + 1] = k
end
table.sort(words, function(w1, w2)
return counter[w1] > counter[w2] or counter[w1] == counter[w2] and w1 < w2
end)
local n = math.min(tonumber(arg[1]) or math.huge, #words)
for i = 1, n, 1 do
print(i, words[i], counter[words[i]])
end
11.2 ?
該程序還能從一個(gè)文本文件中讀取要忽略的單詞列表
local counter = {}
local ignore = {}
io.input(arg[2] or "test.txt")
f = io.open(arg[3] or "ignore.txt", 'r')
for line in f:lines() do
ignore[string.match(line, "%w+")] = true
end
for line in io.lines() do
-- 不能放在這，相當(dāng)于無(wú)限執(zhí)行g(shù)match死循環(huán)，gmatch只執(zhí)行一次獲取迭代器
for word in string.gmatch(line, "%w+") do
if #word < 4 or ignore[word] then
goto a
end
counter[word] = (counter[word] or 0) + 1
::a:: -- 跳過(guò)當(dāng)前計(jì)數(shù)
end
end
local words = {}
for k, _ in pairs(counter) do
words[#words + 1] = k
end
table.sort(words, function(w1, w2)
return counter[w1] > counter[w2] or counter[w1] == counter[w2] and w1 < w2
end)
local n = math.min(tonumber(arg[1]) or math.huge, #words)
for i = 1, n, 1 do
print(i, words[i], counter[words[i]])
end
12.1
該函數(shù)返回指定日期和時(shí)間后恰好一個(gè)月的日期和時(shí)間（按數(shù)字形式表示）
function oneMonthLater(t)
t.month = t.month + 1
return os.time(t)
end
print(oneMonthLater(os.date("*t")))
12.2
該函數(shù)返回指定日期是星期幾（用整數(shù)表示，1表示星期天
function wday(t)
return t.wday
end
print(wday(os.date("*t")))
12.3
該函數(shù)的參數(shù)為一個(gè)日期和時(shí)間（數(shù)值），返回當(dāng)天中已經(jīng)經(jīng)過(guò)的秒數(shù)
function todayPassSeconds(t)
t = os.date("*t", t)
return t.hour * 3600 + t.min * 60 + t.sec
end
print(todayPassSeconds(os.time()))
12.4
該函數(shù)的參數(shù)為年，返回該年中第一個(gè)星期五是第幾天
function findFirstFriday(y)
t = os.date("*t")
t.year = y
t.month = 1
for i = 1, 7, 1 do
t.day = i
t = os.date("*t", os.time(t))
if t.yday == 6 then
return t.yday
end
end
end
print(findFirstFriday(2023))
12.5
該函數(shù)用于計(jì)算兩個(gè)指定日期之間相差的天數(shù)
function timeDiffDays(x, y)
seconds = os.time(x) - os.time(y)
return seconds // (24 * 3600)
end
t = os.date("*t")
t.year = 2012
print(timeDiffDays(os.date("*t"), t))
12.6
該函數(shù)用于計(jì)算兩個(gè)指定日期之間相差的月份
function timeDiffMonth(x, y)
year = x.year - y.year
month = x.month - y.month
return math.abs(year) * 12 + math.abs(month)
end
t = os.date("*t")
t.year = 2023
t.month = 7
print(timeDiffMonth(os.date("*t"), t))
12.7
向指定日期添加一個(gè)月再添加一天得到的結(jié)果，是否與先添加一天再添加一個(gè)月得到的結(jié)果相同
buff = {
year = 2023,
month = 6,
day = 30
}
t = os.date("*t", os.time(buff))
t.day = t.day + 1
t.month = t.month + 1
t2 = os.date("*t", os.time(buff))
t2.month = t2.month + 1
t2.day = t2.day + 1
print(os.difftime(os.time(t), os.time(t2)))
t = os.date("*t", os.time(buff))
t.day = t.day + 1
t = os.date("*t", os.time(t))
t.month = t.month + 1
t2 = os.date("*t", os.time(buff))
t2.month = t2.month + 1
t2 = os.date("*t", os.time(t2))
t2.day = t2.day + 1
print(os.difftime(os.time(t), os.time(t2)))
[[
0.0
86400.0 第二種方法會(huì)產(chǎn)生不同結(jié)果
]]
12.8
該函數(shù)用于輸出操作系統(tǒng)的時(shí)區(qū)
時(shí)區(qū)劃分是規(guī)定將全球劃分為24個(gè)時(shí)區(qū)，東、西各12個(gè)時(shí)區(qū)。1884年在華盛頓召開(kāi)的一次國(guó)際經(jīng)度會(huì)議（又稱國(guó)際子午線會(huì)議）上，規(guī)定將全球劃分為24個(gè)時(shí)區(qū)（東、西各12個(gè)時(shí)區(qū)）。規(guī)定英國(guó)（格林尼治天文臺(tái)舊址）為中時(shí)區(qū)（零時(shí)區(qū)）、東112區(qū)，西112區(qū)。每個(gè)時(shí)區(qū)橫跨經(jīng)度15度，時(shí)間正好是1小時(shí)。最后的東、西第12區(qū)各跨經(jīng)度7.5度，以東、西經(jīng)180度為界。
function timeZone()
local now = os.time()
local glnz = os.time(os.date("!*t")) -- 格林尼治時(shí)間
return (now - glnz) // 3600
end
print(timeZone())
-- 8 東8區(qū)
13.1 ?
該函數(shù)用于進(jìn)行無(wú)符號(hào)整型數(shù)的取模運(yùn)算
將無(wú)符號(hào)整數(shù)最低位提取充當(dāng)b（0或1），其余部分為a，a必為偶數(shù)。a再拆分為 2 * a/2，2為j，a/2為k。
\[(a+b) \mod c = ((a \mod c) + (b \mod c)) \mod c \\
(j*k) \mod c = ((j \mod c) * (k \mod c)) \mod c
\]
--設(shè)條件 d<= 2^64 -1 , c <= 2^63-1
function unsignedMod(d, c)
local even = d & -2
local odd = d & 1
local res1 = ((2 % c) * ((even >> 1) % c)) % c -- 等價(jià)于 even % c
local res2 = (res1 + (odd % c)) % c
return res2
end
print(unsignedMod(-101, 4294967296) == 4294967195)
print(unsignedMod(-1, math.maxinteger) == 1)
print(unsignedMod(-1111111, 114514) == 59155)
13.2
實(shí)現(xiàn)計(jì)算Lua語(yǔ)言中整型數(shù)所占位數(shù)的不同方法
-- 忽略符號(hào)位，計(jì)算剩下的63位中共占用幾位
function countBits1(d)
local count = 0
while d ~= 0 do
d = d // 2
count = count + 1
end
return count
end
function countBits2(d)
local count = 0
d = d & math.maxinteger
while d ~= 0 do
d = d >> 1
count = count + 1
end
return count
end
print(countBits1(math.maxinteger) == 63)
print(countBits1(10) == 4)
print(countBits1(1) == 1)
print(countBits1(0) == 0)
print(countBits2(math.maxinteger) == 63)
print(countBits2(10) == 4)
print(countBits2(1) == 1)
print(countBits2(0) == 0)
13.3
如何判斷一個(gè)指定整數(shù)是不是2的整數(shù)次冪
-- 忽略符號(hào)位，計(jì)算剩下的63位中共占用幾位
function isPowerOf2(d)
if d <= 0 then
return false
end
while d & 1 == 0 do
d = d >> 1
end
d = d >> 1
if d > 0 then
return false
else
return true
end
end
print(isPowerOf2(1))
print(isPowerOf2(2))
print(isPowerOf2(3))
print(isPowerOf2(4))
print(isPowerOf2(5))
print(isPowerOf2(6))
print(isPowerOf2(7))
print(isPowerOf2(8))
13.4
該函數(shù)用于計(jì)算指定整數(shù)的漢明權(quán)重（數(shù)二進(jìn)制表示的1的個(gè)數(shù)）
function hw(d)
local count = 0
while d ~= 0 do
if d & 1 == 1 then
count = count + 1
end
d = d >> 1
end
return count
end
print(hw(1)) -- 1
print(hw(2)) -- 1
print(hw(3)) -- 2
print(hw(4)) -- 1
print(hw(5)) -- 2
print(hw(6)) -- 2
print(hw(7)) -- 3
print(hw(8)) -- 1
print(hw(-1)) -- FFFF 64
print(hw(-2)) -- FFFE 63
print(hw(-3))
print(hw(-4))
print(hw(-5))
print(hw(-6))
print(hw(-7))
print(hw(-8))
13.5
該函數(shù)用于判斷注定整數(shù)的二進(jìn)制表示是否為回文數(shù)
function isPalindrome(d)
local t = {}
while d ~= 0 do
table.insert(t, d & 1)
d = d >> 1
end
for i = 1, 32, 1 do
if t[i] ~= t[64 - i + 1] then
return false
end
end
return true
end
print(isPalindrome(1))
print(isPalindrome(0))
print(isPalindrome(-1))
print(isPalindrome(math.mininteger + 1))
13.6 ?
請(qǐng)?jiān)贚ua語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)比特?cái)?shù)組
- newBiteArrary(n) 創(chuàng)建一個(gè)具有n個(gè)比特的數(shù)組
- setBit(a, n, v) 將布爾值v賦值給數(shù)組a的第n位
- testBit(a, n) 將第n位的值作為布爾值返回
function newBiteArrary(n)
local t = {}
local count = (n - 1) // 64 + 1
for i = 1, n, 1 do
table.insert(t, 0)
end
return t
end
function setBit(a, n, v)
local count = (n - 1) // 64 + 1
local n = (n - 1) % 64 + 1
local tmp1 = math.mininteger >> (n - 1) -- 000001000000
local tmp2 = ~tmp1 -- 1111101111111
if v then
a[count] = a[count] | tmp1
else
a[count] = a[count] & tmp2
end
end
function testBit(a, n)
local count = (n - 1) // 64 + 1
local n = (n - 1) % 64 + 1
local tmp1 = math.mininteger >> (n - 1) -- 000001000000
if tmp1 & a[count] == 0 then
return false
else
return true
end
end
a = newBiteArrary(300)
setBit(a, 1, true)
setBit(a, 100, true)
setBit(a, 105, true)
setBit(a, 105, false)
setBit(a, 300, true)
print(testBit(a, 1))
print(testBit(a, 100))
print(testBit(a, 105))
print(testBit(a, 300))
13.7 ?
假設(shè)有一個(gè)以一系列記錄組成的二進(jìn)制文件，其中的每一個(gè)記錄的格式為文章來(lái)源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-647993.html
struct Record{ int x; char[3] code; float value; };請(qǐng)編寫一個(gè)程序，該程序讀取這個(gè)文件，然后輸出value字段的總和文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-647993.html
function saveRecords(t)
local f = io.open("records.txt", "w")
for _, v in ipairs(t) do
f:write(string.pack("j", v.x))
f:write(string.pack("z", v.code))
f:write(string.pack("n", v.value))
end
f:close()
end
function readCalcuteValue()
local f = io.open("records.txt", "rb")
local s = f:read('a')
f:close()
local i = 1
local total = 0
while i <= #s do
local x, code, value
x, i = string.unpack('j', s, i)
code, i = string.unpack('z', s, i)
value, i = string.unpack('n', s, i)
print(x, code, value)
total = total + value
end
return total
end
t = {{
x = 100000,
code = "abc",
value = 100
}, {
x = 200000,
code = "def",
value = 200
}, {
x = 300000,
code = "ghi",
value = 300
}, {
x = 400000,
code = "jkl",
value = 400
}}
saveRecords(t)
sum = readCalcuteValue()
print(sum)
[[
100000 abc 100.0
200000 def 200.0
300000 ghi 300.0
400000 jkl 400.0
1000.0
]]
到了這里，關(guān)于《Lua程序設(shè)計(jì)第四版》 第二部分9~13章自做練習(xí)題答案的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
