Материал: Практикум Моделирование систем в среде AnyLogic 8
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
СОДЕРЖАНИЕ
1.1. Моделирование колебательного процесса
1.4. Контрольное задание «Фигуры»
1.5. Анимация поведения агента
2.1. Модель светофора для управления движением
2.2. Модель пешеходного перехода
2.3. Контрольное задание “Переход, управляемый пешеходом”
2.4. Контрольное задание “Модель кодового замка”
2.5 Модель трех разрядного счетчика
2.6. Контрольное задание «Запуск события при получении контрольного значения»
3. Моделирование элементов цифровых систем управления
3.2. Модели элементарных логических операций
4.1. Модель реализации продукта по Бассу
4.2. Контрольное задание «Учет повторных покупок»
4.3. Контрольное задание «Модель распространения эпидемии»
4.4. Взаимодействие активных классов
4.5. Контрольное задание «Визуализация модели динамики численности населения»
5.3. Учет влияния общения между потребителями
6. Задания для самостоятельной работы
Основные сведения о языке программирования Java
Класс Math. Математические функции
Обработка исключительных ситуаций
Переменная задается в следующем виде:
тип переменная=начальное_значение;
Задавать начальное значение не обязательно.
При работе с числами рекомендуется использовать типы int и double, так как современные процессы такие типы обрабатывают с оптимальной скоростью. Кроме того, многие математические методы Java возвращают результат как double.
Присваивание значений в выражениях
В общем виде оператор присваивания имеет вид:
v=результат_выражения;
v – переменная определенного типа.
При выполнении присваивания нужно учитывать правила приведения типов. Если тип переменной в левой части и тип результата выражения совместны, то происходит автоматическое преобразование типов. Такое преобразование возможно, если выполнено два условия:
два типа совместимы;
тип, к которому выполняется приведение, обладает большей разрядностью, чем исходный.
При выполнении этих условий говорят расширяющем преобразовании. Например, к типу int (разрядность 32) возможно преобразование типа byte (8 разрядов).
В языке Java определены следующие правила расширения:
если операнды в выражении относятся к типам byte и short то они автоматически расширяются до типа int перед проведением вычислений;
если один операнд имеет тип long, тип целого выражения расширяется до long;
если один операнд – типа float, то тип всего выражения расширяется до float;
если тип любого из операндов – double, то тип результата – также double.
Результат деления целых чисел дает вещественное значение.
При преобразовании переменных несовместимых типов используется явное приведение типов:
v=(type) результат_выражения;
Где: type тип переменной в левой части оператора присваивания.
Преобразование такого типа бывает:
Сужающим – когда выполняется приведение от типа с большей разрядностью к типу с меньшей разрядностью.
Усеченным – когда вещественный тип преобразуется к целому при этом дробная часть числа отбрасывается.
Операции Java
Основные арифметические операции сведены в таблицу 2.
Таблица 2
Арифметические операции
Операция
Назначение
+
Сложение
-
Вычитание
*
Умножение
/
Деление
%
Получение остатка от деления
++
Инкремент
+=
Присваивание со сложением
-=
Присваивание с вычитанием
*=
Присваивание с умножением
/=
Присваивание с делением
%=
Присваивание с модулем
(остаток от деления)
--
Декремент
Кроме арифметических операций в языке Java определены битовые – поразрядные операции. Они применимы к переменным типа long, int, byte, char, short (см. таблицу 3).
Таблица 3.
Поразрядные операции
Операция
Назначение
Отрицание
&
Конъюнкция (И)
|
Дизъюнкция (ИЛИ)
^
Исключающее ИЛИ
>>
Правый сдвиг
>>>
Сдвиг в право с заполнением старшего бита нулем
<<
Левый сдвиг
&=
Присваивание И
|=
Присваивание ИЛИ
^=
Присваивание с исключающим ИЛИ
>>=
Присваивание с правым сдвигом
>>>=
Присваивание со сдвигом вправо, старший бит заполняется нулем
<<=
Присваивание со сдвигом влево
При составлении условий используются логические операции из таблицы 4.
Таблица 4
Операции отношения
Операция
Назначение
==
Сравнение
!=
Не равно
>
Больше
<
Меньше
>=
Больше, либо равно
<=
Меньше, либо равно
Результат логической операции – значение типа boolean. Результаты выполнения логических операций можно использовать в логических выражениях. Такие выражения составляют с помощью булевых операций таблицы 5.
Таблица 5
Булевы операции
Операция
Назначение
!
Отрицание
&&
Логическая операция И
||
Логическая операция ИЛИ
^
Логическая операция исключающее ИЛИ
1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 19
| Операция | Назначение |
| + | Сложение |
| - | Вычитание |
| * | Умножение |
| / | Деление |
| % | Получение остатка от деления |
| ++ | Инкремент |
| += | Присваивание со сложением |
| -= | Присваивание с вычитанием |
| *= | Присваивание с умножением |
| /= | Присваивание с делением |
| %= | Присваивание с модулем (остаток от деления) |
| -- | Декремент |
| Операция | Назначение |
| | Отрицание |
| & | Конъюнкция (И) |
| | | Дизъюнкция (ИЛИ) |
| ^ | Исключающее ИЛИ |
| >> | Правый сдвиг |
| >>> | Сдвиг в право с заполнением старшего бита нулем |
| << | Левый сдвиг |
| &= | Присваивание И |
| |= | Присваивание ИЛИ |
| ^= | Присваивание с исключающим ИЛИ |
| >>= | Присваивание с правым сдвигом |
| >>>= | Присваивание со сдвигом вправо, старший бит заполняется нулем |
| <<= | Присваивание со сдвигом влево |
| Операция | Назначение |
| == | Сравнение |
| != | Не равно |
| > | Больше |
| < | Меньше |
| >= | Больше, либо равно |
| <= | Меньше, либо равно |
| Операция | Назначение |
| ! | Отрицание |
| && | Логическая операция И |
| || | Логическая операция ИЛИ |
| ^ | Логическая операция исключающее ИЛИ |
Приоритет в выражениях
Операции в выражениях выполняются в соответствии с определенным приоритетом таблицы 6.
Таблица 6
Приоритеты
Приоритет
Операции
1
++,--,,!
2
*,/,%
3
+,-
4
>>,>>>,<<
5
>,>=,<,<=
6
==,!=
7
&
8
^
9
|
10
&&
11
||
Для изменения приоритета в выражениях используются круглые скобки.
Управляющие операторы
Условный оператор.
if (условие) {
//Операторы при условии = true
}
else {
//Операторы при условии = false
}
условие – логическое выражение. Допускается не использовать ветку else «иначе».
Многозвенный оператор ветвления.
if(условие){
}
else if (условие1) {
}
else if (условие2) {
}
else {
}
Операторы if выполняются последовательно сверху вниз. Как только одно из условий становится равным true, то выполняется оператор, связанный с этим if, а остальные проверки условий пропускаются. Если ни одно из условий не даст значение true, то будет выполнен последний оператор else.
Заключительная часть else действует как условие по умолчанию, если все другие условные проверки не успешны.
Оператор селектор.
switch (условие) {
case значение_1:{
//операторы
break
}
case значение_2:{
//операторы
break
}
…
Default:{
//операторы
}
}
Здесь условие – селектор переменная или выражение, которое должно возвращать значение типа byte, int, short, char.
Выполняется та часть блока case, где значение совпадет с селектором, оператор break, завершает работу оператора switch.
Если совпадений нет, то выполняются операторы блока default. Этот блок может отсутствовать.
Оператор цикла while:
while (условие) {
//операторы
}
Выполняется до тех пор, пока условие равно true.
Оператор цикла do while.
do {
//операторы
}
while (условие);
Такой цикл выполняется всегда один раз.
Цикл типа for.
for (exp1;exp2;exp3){
//операторы
}
Используется для выполнения тела цикла определенное число раз.
Где:
exp1 – начальное значение счетчика цикла;
exp2 – условие выхода из циклы;
exp3 – выражение для изменения счетчика цикла.
Для управления работой циклов используются операторы: break и continue.
Первый оператор позволяет прервать работу цикла. Для передачи управления на заданный оператор используется формат оператора с меткой break метка_оператора; Метка оператора должна заканчиваться двоеточием.
Второй оператор служит для перехода к следующему шагу – итерации цикла. Все операторы лежащие «ниже» его в теле цикла пропускаются. В циклах while и do while выполнение оператора приводит к передаче управления условию, а в цикле for выражению, которое изменяет счетчик цикла. Оператор может быть использован с меткой. Метка должна помечать оператор цикла, которому передается управление. Такая форма используется при создании вложенных циклов.
Оператор break используется также для завершения работы оператора ветвления с передачей управления на определенный помеченный оператор.
Оператор return. Оператор используется для принудительного завершения работы метода класса. Если метод возвращает значение, то оператор должен содержать аргумент, тип которого совпадает с типом возвращаемого значения:
return аргумент;
В языке Java нет оператора goto.
1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 19
| Приоритет | Операции |
| 1 | ++,--,,! |
| 2 | *,/,% |
| 3 | +,- |
| 4 | >>,>>>,<< |
| 5 | >,>=,<,<= |
| 6 | ==,!= |
| 7 | & |
| 8 | ^ |
| 9 | | |
| 10 | && |
| 11 | || |
Массивы и их задание
Массивы в языке Java могут быть как одномерными, так и многомерными.
а) одномерный массив:
тип имя_переменной[]=new тип[число_элементов];
б) многомерный массив:
тип имя_переменной[][]=new тип[строки][столбцы];
Примеры:
int vector[]=new int[5];
int numbers={59,89,78,90,35};
doudble matrix[][]=new double[3][3];
Индексация элементов массива осуществляется с 0. Массив – объект, он обладает свойством length, которое возвращает число элементов в массиве.
Обработка строк
В Java отсутствует тип для работы со строками. Вместо него используется специальный класс String. Строка – экземпляр этого класса.
Пример задания строки:
String mes=”Hello World !”.
В строки допускается включать управляющие ESC последовательности:
\n – создание новой строки;
\t – табуляция;
\r – переход в начало строки;
\b – возврат на один символ.
Например:
String info=”Клиенты\nна сегодня:”
Базовыми операциями со строками являются присваивание и конкатенация с помощью символа +. Для работы со строками используются методы класса String приведенные в таблице 7.
Примеры строковых конструкторов:
String MyStr=”New string”;
Sring MyStr= new String(“Test”);
сhar charArray[]={‘T’,’e’,’s’,’t’}
String MyStr=new String(charArray);
Конструкторы строки которые используют массивы ASCII кодов:
String(byte asciiChars[])
String(byte asciiChars[],
int startIndex,int numChars)
Где: startIndex – начальный индекс массива, numChars – число символов.
Таблица 7
Строковые методы
| Методы | Назначение | |
| equals(s) | Сравнение двух строк | |
| substring(n1,n2) | Извлечение подстроки | |
| trim() | Удаление пробелов | |
| length() | Получение длины строки | |
| indexOf(s) | Определение вхождения одной строки в другую | |
| equalsIgnoreCase(s) | Проверка на равенство двух строк без учета регистра | |
| charAt(i) | Выделение отдельного символа | |
| toLowerCase() | Переход к нижнему регистру | |
| toUpperCase() | Переход к верхнему регистру | |
Примечания:
символы в строке индексируются, начиная с 0;
В таблице 7: n1– начальная позиция, n2 – конечная позиция символов. При выделении подстроки номер последнего символа не учитывается.
В случае удачного поиска возвращается позиция вхождения подстроки, иначе -1.
Получить массив ASCII кодов из строки можно с помощью метода byte[] getBytes().
Класс Math. Математические функции
При программировании вычислений могут быть использованы методы класса Math. Методы, реализующие математические встроенные функции возвращают результат типа double (таблицу 8).
Таблица 8
Математические методы
| Математическое описание | Метод |
| sin(x) | sin(x) |
| cos(x) | cos(x) |
| ex | exp(x) |
| ln(x) | log(x) |
| yx | pow(y,x) |
 | sqrt(x) |
 | abs(x) |
| Округление, число большее или равное х | ceil(x) |
| Округление, число меньшее или равное х | floor(x) |
| Округление float, к ближайшему int | round(x) |
| Минимальное значение из двух переменных | min(x,y) |
| Максимальное значение из двух переменных | max(x,y) |
| Случайное значение double в интервале от 0 до 1 | random() |
Пример. Вычисление с округлением до третьего знака после запятой.
double x,y,z;
x=78.98;
y=7.45;
z=Math.sqrt(x*x+y*y);
z=Math.ceil(z*1000)/1000;
Генерация случайного число вещественного типа в заданном диапазоне выполняется по формуле:
Где a и b начальное и конечное значение диапазона, rnd – значение, полученное от генератора случайных чисел ЭВМ. Число подчиняются равномерному закону распределения.
Источник: https://tut-files.ru/previewfile/9906