28.6. Получение решения задачи (этап 5)

Определения и обозначения

Получение решения задачи — этап, на котором выполняют разработанную программу для заданных исходных данных и получают результат. Иными словами, программа применяет заложенный в ней алгоритм к конкретным значениям. Этот этап нужен, чтобы получить ответ на поставленный вопрос и проверить работу программы.

Исходные данные — значения, которые вводят в программу для конкретного запуска. Они соответствуют величинам или сведениям из условия задачи: например, длинам сторон, числам или количеству предметов. Перед запуском нужно убедиться, что значения допустимы и введены в требуемом формате.

Результат — данные, выведенные программой после обработки исходных данных. Это может быть одно число, несколько значений или сообщение. Результат нужен не сам по себе: он должен отвечать именно на вопрос задачи, иначе программа не выполнила поставленную цель.

Контрольный пример — набор исходных данных с заранее известным или проверяемым результатом, который используют для проверки программы. Ответ для такого примера можно вычислить вручную или получить другим надёжным способом. Сравнение помогает понять, правильно ли программа обрабатывает данные.

Как это устроено

Получение решения — пятый этап общего процесса работы над задачей. До запуска нужно сформулировать условие, определить исходные и требуемые выходные данные, построить модель, разработать алгоритм и записать его на языке программирования. Такая последовательность нужна потому, что программа должна выполнять уже продуманный способ решения, а не заменять постановку задачи или разработку алгоритма.

Для запуска подбирают значения, которые подходят к условию и не нарушают ограничений. Если в задаче требуется длина стороны, например, нельзя подставлять отрицательное число; если программа ожидает два числа в отдельных строках, вводить их нужно именно так. Правильный формат важен: программа может неверно прочитать значения или завершиться с ошибкой, даже если сами данные выбраны верно.

Проверку удобно начинать с простого контрольного примера, потому что его ответ легко получить независимо от программы. Например, для небольших целых чисел можно выполнить вычисление вручную и заранее записать ожидаемый результат. Если сравнивать программу только с собственным выводом, проверить её корректность не получится: нужен независимый способ узнать правильный ответ.

После запуска программа обрабатывает введённые значения и показывает выходные данные. Их сопоставляют с вопросом задачи: если требовалось найти периметр, программа должна выдать именно периметр, а не площадь или промежуточное значение. Затем сравнивают полученный ответ с ожидаемым для контрольного примера и убеждаются, что формат вывода тоже понятен.

Если результат отличается от ожидаемого, не следует сразу менять ответ вручную или считать проверку законченной. Сначала нужно удостовериться, что исходные данные введены без ошибки, затем проследить, как программа выполняет шаги алгоритма. Найденную причину исправляют и снова запускают программу: повторная проверка показывает, устранена ли ошибка и не появились ли новые.

Что делают при получении решения задачи

Пользуйтесь таблицей как последовательностью действий: переходите к следующему шагу, когда проверили предыдущий. Если обнаружилось несоответствие, вернитесь к данным или выполнению программы и выясните причину. После исправления пройдите проверку заново, включая сравнение с контрольным примером.

Разбор задач

Задача 1. Программа вычисляет периметр прямоугольника. Нужно выполнить её для сторон 3 и 5 и определить ожидаемый результат. Периметр — сумма длин всех сторон, поэтому ответ можно независимо найти по формуле P = 2 · (a + b). Сначала вычислим ожидаемое значение, затем при запуске сравним с ним вывод программы.

1. Введём исходные данные: a = 3 и b = 5. Обе длины положительны и подходят для прямоугольника.
2. Выполним независимый расчёт: P = 2 · (3 + 5) = 2 · 8 = 16.
3. Запустим программу с этими значениями и проверим, что она выводит периметр, равный 16.

Ответ: ожидаемый периметр равен 16. Если программа выводит другое число, нужно проверить ввод и вычисление суммы и удвоения.

Задача 2. Программа находит большее из двух чисел. Проверим пары 4 и 9, 7 и 7, −2 и 3. Одной пары недостаточно: при разных значениях можно заметить неверное сравнение, но отдельная проверка равных чисел показывает, как программа ведёт себя при равенстве. Отрицательные значения помогают убедиться, что знак числа не приводит к ошибке.

1. Для пары 4 и 9 ожидаем ответ 9, потому что 9 больше 4.
2. Для пары 7 и 7 числа равны. Программа может вывести 7 как наибольшее значение либо сообщить, что числа равны, если так предусмотрено условием.
3. Для пары −2 и 3 ожидаем ответ 3: положительное число больше отрицательного.
4. Запустим программу отдельно для каждой пары и сравним вывод с ожидаемыми результатами.

Ответ: контрольные результаты — 9, 7 (или сообщение о равенстве) и 3. В случае несовпадения проверяют условие сравнения и обработку равных чисел.

Задача 3. Программа вычисляет среднее арифметическое заданных чисел. Нужно проверить её сначала на наборе из трёх чисел, затем на наборе с отрицательными значениями и выяснить причину неверного ответа. Для трёх чисел среднее равно их сумме, делённой на 3. Независимое вычисление позволяет отделить ошибку программы от ошибки в ожиданиях.

1. Возьмём набор 2, 4, 6. Сумма равна 12, поэтому ожидаемое среднее: 12 / 3 = 4.
2. Проверим набор −3, 0, 6. Сумма равна 3, а среднее — 3 / 3 = 1.
3. Если второй результат неверен, проверим, были ли введены все три значения и правильно ли программа учитывает отрицательное число.
4. После исправления запустим программу на обоих наборах и снова сравним ответы с расчётами.

Ответ: контрольные результаты равны 4 и 1. Повторная проверка обоих наборов помогает убедиться, что исправление не нарушило работу на первом примере.

Типичные ошибки

Неверный формат ввода. Ученик может вводить значения через пробел, хотя программа ожидает каждое число в отдельной строке, или перепутать порядок данных. Это происходит, когда не проверяют, как программа считывает значения. Сверьте формат ввода с тем, который использует программа, и проверьте, что она получила именно задуманные числа.

Проверка только на одном удобном примере. Программа может случайно дать верный ответ для обычных положительных чисел, но ошибиться на равных или отрицательных значениях. Такую проверку выбирают из-за простоты, забывая о других случаях условия. Подберите несколько контрольных примеров, включая разные допустимые ситуации, и проверьте каждый отдельно.

Доверие любому выведенному ответу. Наличие числа на экране ещё не доказывает, что оно верно или отвечает на вопрос задачи. Ошибку допускают, когда принимают вывод программы без сравнения. Выполните независимый контрольный расчёт и убедитесь, что результат имеет нужный смысл.

Нет повторного запуска после исправления. Изменение кода может не устранить причину ошибки или затронуть другую часть программы. Иногда кажется, что найденное исправление очевидно и дополнительная проверка не нужна. Запустите программу заново на контрольных примерах и сравните все результаты с ожидаемыми.

Связь с другими темами

Для этого этапа нужно уметь читать условие задачи, выделять исходные и выходные данные, а также иметь готовые алгоритм и программу. Результат запуска связывает работу над моделью и алгоритмом с практическим ответом на задачу. Если вывод неверен, проверка помогает найти ошибку в алгоритме или программном коде, поэтому получение решения связано с отладкой. Эти умения пригодятся при решении задач на компьютере и подготовке программы к работе с разными данными.

Что запомнить

• Запуск программы выполняют после её разработки и программной реализации.
• Для получения решения программе задают исходные данные.
• Результат должен отвечать на вопрос, поставленный в задаче.
• Работу программы проверяют на контрольных примерах.
• Полезно проверять программу на нескольких наборах данных.
• Если результат неверен, находят причину, исправляют её и запускают программу снова.