Тип Д27 C4 № 10401 
Программирование. Координатная плоскость
i
На плоскости задано множество точек с целочисленными координатами. Необходимо найти количество отрезков, обладающих следующими свойствами:
1) оба конца отрезка принадлежат заданному множеству;
2) ни один конец отрезка не лежит на осях координат;
3) отрезок пересекается ровно с одной осью координат.
Напишите эффективную по времени и по используемой памяти программу для решения этой задачи. Программа считается эффективной по времени, если при увеличении количества точек в k раз время работы возрастает не более чем в k раз. Программа считается эффективной по памяти, если размер памяти для хранения всех необходимых данных не зависит от количества точек и не превышает 1 килобайта. Перед текстом программы кратко опишите алгоритм решения и укажите язык программирования и его версию.
Входные данные
В первой строке задаётся N — количество точек в заданном множестве.
Каждая из следующих строк содержит два целых числа x и y — координаты очередной точки. Гарантируется, что 1 ≤ N ≤ 10 000; –1000 ≤ x, y ≤ 1000.
Пример входных данных:
4
6 6
-8 8
-9 -9
7 -5
Выходные данные
Необходимо вывести единственное число: количество удовлетворяющих требованиям отрезков.
Пример выходных данных для приведённого выше примера входных данных: 4.
Решение. Отрезок, концы которого не лежат на осях координат, пересекается ровно с одной осью в том и только в том случае, если его концы лежат в соседних четвертях. Если известны величины n1, n2, n3, n4, показывающие количество точек в каждой четверти, то количество отрезков равно n1n2 + n2n3 + n3n4 + n4n1.
Упростив это выражение, получим (n1 + n3)(n2 + n4).
Это выражение можно получить и непосредственно из условий задачи, если обратить внимание на то, что у каждого подходящего отрезка один конец лежит в нечётной четверти, а другой — в чётной и для определения количества отрезков можно считать точки не в каждой четверти отдельно, а их общее количество в чётных и нечётных четвертях.
Оба подхода (подсчёт по каждой четверти отдельно и по двум группам) позволяют получить эффективные программы. Ниже приводятся программы на языках Паскаль и Java для обоих способов.
Пример правильной программы на Паскале
program P27;
var
N: integer; {количество точек}
x,y: integer; {координаты очередной точки}
n1, n2: integer; {количество точек
по чётным и нечётным четвертям}
s: integer; {количество отрезков}
i: integer;
begin
readln(N);
n1:=0; n2:=0;
for i:=1 to N do begin
readln(x,y);
if x*y > 0 then n1:=n1+1;
if x*y < 0 then n2:=n2+1;
{нельзя ставить else – возможны нули}
end;
s := n1*n2;
writeln(s)
end.
Пример правильной и эффективной программы на языке Java (подсчёт по каждой четверти отдельно)
import java.util.Scanner;
public class P27A2 {
public static void main(String args[]) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
int N = in.nextInt();
int n1 = 0, n2 = 0, n3 = 0, n4 = 0;
for (int i=0; i < N; ++i) {
int x = in.nextInt();
int y = in.nextInt();
if (x > 0 && y > 0) { n1++ ; }
if (x < 0 && y > 0) { n2++ ; }
if (x < 0 && y < 0) { n3++ ; }
if (x > 0 && y < 0) { n4++ ; }
}
int s = n1*n2 + n2*n3 + n3*n4 + n4*n1;
System.out.println(s);
}
}
Критерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
| Программа правильно работает для любых входных данных произвольного размера и находит ответ, не сохраняя входные данные в массиве. Программа удовлетворяет требованиям эффективности, указанным в условии задачи. Допускается наличие в тексте программы одной синтаксической ошибки: пропущен или неверно указан знак пунктуации, неверно написано или пропущено зарезервированное слово языка программирования, не описана или неверно описана переменная, применяется операция, недопустимая для соответствующего типа данных (если одна и та же ошибка встречается несколько раз, то это считается за одну ошибку). | 4 |
| Не выполнены условия, позволяющие поставить 4 балла, при этом программа работает верно, время работы линейно зависит от N, но размер используемой памяти зависит от количества точек. Например, входные данные запоминаются в массиве или другой структуре данных, размер которой соответствует числу N. Допускается одна из следующих ошибок. 1. Пропущенная или неверная инициализация максимумов. 2. В некоторых языках и системах программирования (например, в Бейсике) все переменные после создания имеют значение 0. В этом случае отсутствие инициализации нельзя считать ошибкой. 3. Вместо абсолютных значений (модулей) используются непосредственные значения координат. 4. Ошибка в сравнении, в результате которой в одном или нескольких местах находится минимальное значение вместо максимального. 5. Использование вещественных вычислений и операции извлечения корня для нахождения площади. 6. Неверная обработка случая отсутствия требуемого треугольника. Допускается наличие от одной до трёх синтаксических ошибок, описанных в критериях на 4 балла. | 3 |
| Не выполнены условия, позволяющие поставить 3 или 4 балла, при этом программа работает верно, эффективно или нет. В частности, в 2 балла оцениваются переборные решения, в которых все исходные данные сохраняются в массиве, рассматриваются все возможные треугольники, из которых выбираются подходящие. Допускается наличие нескольких содержательных ошибок, описанных в критериях на 3 балла, и до пяти синтаксических ошибок, описанных в критериях на 4 балла. | 2 |
| Не выполнены условия, позволяющие поставить 2, 3 или 4 балла, но программа работает в отдельных частных случаях. 1 балл также ставится, если программа неработоспособна или не написана, но из пояснений видно, что экзаменуемый в целом верно представляет путь решения. | 1 |
| Не выполнены условия, позволяющие поставить 1, 2, 3 или 4 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 4 |