2011-gre-cs-practice-book.pdf/Q46 — различия между версиями

Материал из DISCOPAL
Перейти к: навигация, поиск
(Вопрос: Q46-08c765)
(Объяснение)
Строка 43: Строка 43:
  
 
Разберём каждое из утверждений
 
Разберём каждое из утверждений
 
'''инвариант цикла''' – это некоторое утверждение о переменных, которое остаётся истинным:
 
 
* '''перед входом''' в цикл, 
 
* '''после каждой итерации''' цикла (если цикл продолжается), 
 
* '''при завершении''' цикла.
 
  
  
 
* I: i < 10 или j < 10  
 
* I: i < 10 или j < 10  
  
*# Условие цикла: <m>i < 10 \land j < 10</m>. 
+
Из того, что i<10 и j<10, автоматически следует более слабое утверждение i<10 или j<10.
*# Если мы '''находимся внутри цикла''', то одновременно <m>i < 10</m> и <m>j < 10</m> (то есть и то, и другое меньше 10). 
+
Пока цикл ещё не прерван, утверждение «i<10 или j<10» будет верно всегда. Следовательно, I действительно является инвариантом.
*#* Из того, что <m>i < 10</m> '''и''' <m>j < 10</m>, автоматически следует более слабое утверждение <m>i < 10</m> '''или''' <m>j < 10</m>.
+
 
+
*# Значит, пока цикл ещё не прерван, утверждение «<m>i < 10</m> или <m>j < 10</m>» будет верно всегда (оно слабее, чем само условие цикла).
+
*# '''I действительно является инвариантом'''.
+
  
 
---
 
---
Строка 64: Строка 54:
 
* II: i < 11 и j < 11
 
* II: i < 11 и j < 11
  
*# Во время работы цикла <m>i</m> и <m>j</m> могут принимать значения от <m>0</m> до <m>9</m> включительно.
+
Внутри цикла мы имеем i <= 9 и j <= 9. Отсюда немедленно следует, что i < 11 и j < 11.
*#* Как только <m>i</m> станет равным <m>10</m> (или <m>j = 10</m>), цикл прервётся. 
+
*# Внутри цикла мы имеем <m>i \le 9</m> и <m>j \le 9</m>.  
+
*#* Отсюда немедленно следует, что <m>i < 11</m> и <m>j < 11</m>. 
+
*# При приращении <m>i</m> или <m>j</m> на <m>1</m> они не могут «перескочить» сразу через <m>11</m>, так что в любой момент внутри цикла условие <m>i < 11</m> и <m>j < 11</m> сохраняется.
+
 
+
*# '''II тоже является инвариантом''' (он даже слабее, чем <m>i < 10 \land j < 10</m>, но тем не менее остаётся истинным всюду, пока цикл не завершён).
+
  
 
---
 
---
Строка 76: Строка 60:
 
* Утверждение III: k = i + j
 
* Утверждение III: k = i + j
  
*# Проверим на шагах цикла:
+
Перед входом в цикл имеем k = i + j = 0. В то же время либо инкрементируется i, либо j. Таким образом, соотношение сохраняется при перехоже между итерациями.
*#* '''Начальные значения''': <m>i = 0</m>, <m>j = 0</m>, <m>k = 0</m>. 
+
*#*# Очевидно, <m>k = i + j = 0</m>. Утверждение верно перед входом в цикл.
+
 
+
*#* '''Шаг цикла''': 
+
*#*# Если <m>A[i] > B[j]</m>, то выполняется:
+
<m>
+
k = k + 1, \quad i = i + 1.
+
</m> 
+
*#*# Новая сумма <m>(i + j)</m> увеличится на <m>1</m> (так как <m>i</m> увеличили на <m>1</m>, <m>j</m> не трогали). Параллельно <m>k</m> тоже увеличился на <m>1</m>. Значит, соотношение <m>k = i + j</m> сохранится.
+
 
+
*#*# Если <m>A[i] \le B[j]</m>, то выполняется:
+
<m>
+
k = k + 1, \quad j = j + 1.
+
</m>
+
*#*# Аналогично, теперь <m>(i + j)</m> снова увеличилось на <m>1</m> (увеличился <m>j</m>), и <m>k</m> тоже на <m>1</m>. Значит, <m>k</m> остаётся равным <m>i + j</m>.
+
 
+
*# После каждой итерации связь <m>k = i + j</m> сохраняется.
+
*# '''III однозначно является инвариантом'''.
+
  
 
{{question-ok|}}
 
{{question-ok|}}
 
{{reserve-task|[[Участник:Nikitashapovalov|Nikitashapovalov]] 20:53, 8 января 2025 (UTC)}}
 
{{reserve-task|[[Участник:Nikitashapovalov|Nikitashapovalov]] 20:53, 8 января 2025 (UTC)}}

Версия 23:39, 8 января 2025

Вопрос: Q46-08c765

i = 0;
j = 0;
k = 0;
 
while (i < 10 and j < 10)
{
    if (A[i] > B[j])
    {
        C[k] = A[i];
        k = k + 1;
        i = i + 1;
    }
    else
    {
        C[k] = B[j];
        k = k + 1;
        j = j + 1;
    }
}


Какие из следующих утверждений могут служить инвариантом цикла для указанного выше цикла while?

I. i < 10 или j < 10 II. i < 11 и j<11 III. k = i + j

Ответы

  • (A) Только I
  • (B) I и II
  • (C) I и III
  • (D) II и III
  • Правильный ответ: (E) I, II и III

Объяснение

Исходники — вопрос 46 на 46 странице книги «2011-gre-cs-practice-book.pdf»

Разберём каждое из утверждений


  • I: i < 10 или j < 10

Из того, что i<10 и j<10, автоматически следует более слабое утверждение i<10 или j<10. Пока цикл ещё не прерван, утверждение «i<10 или j<10» будет верно всегда. Следовательно, I действительно является инвариантом.

---

  • II: i < 11 и j < 11

Внутри цикла мы имеем i <= 9 и j <= 9. Отсюда немедленно следует, что i < 11 и j < 11.

---

  • Утверждение III: k = i + j

Перед входом в цикл имеем k = i + j = 0. В то же время либо инкрементируется i, либо j. Таким образом, соотношение сохраняется при перехоже между итерациями.

Задача зарезервирована: Nikitashapovalov 20:53, 8 января 2025 (UTC)