Bài 4: Dự án học tập: Xây dựng chương trình sử dụng kiểu dữ liệu hàng đợi và ngăn xếp - Chuyên đề Tin học 12 Cánh diều

Câu 1

Trả lời câu hỏi dự án 1 trang 24 Chuyên đề Tin học 12 Cánh diều

Xây dựng ứng dụng kiểm tra lỗi cú pháp

a) Em hãy viết chương trình nhập vào một xâu kí tự chỉ gồm các dấu mở ngoặc và đóng ngoặc sau [, ], {, }, (, ). Sau đó, kiểm tra xem xâu kí tự đó có cân bằng hay không. In ra màn hình thông báo “Cân bằng” nếu xâu đó là cân bằng, ngược lại in ra “Không cân bằng”. 

b) Mở rộng chương trình ở câu a): đọc tập có tên test.py chứa chương trình viết bằng ngôn ngữ Python, và kiểm tra xem chương trình có lỗi cú pháp về thứ tự xuất hiện của các cặp ngoặc [, ], {, }, (, ) hay không. In ra màn hình thông báo “Không có lỗi” nếu chương trình không có lỗi về các cặp ngoặc này, ngược lại in ra “Có lỗi cú pháp”.

Lời giải chi tiết:

a) Em hãy viết chương trình nhập vào một xâu kí tự chỉ gồm các dấu mở ngoặc và đóng ngoặc sau [, ], {, }, (, ). Sau đó, kiểm tra xem xâu kí tự đó có cân bằng hay không. In ra màn hình thông báo “Cân bằng” nếu xâu đó là cân bằng, ngược lại in ra “Không cân bằng”. 

Chương trình như sau:

def is_balanced(s):

    stack = []

    opening = {'(', '{', '['}

    closing = {')': '(', '}': '{', ']': '['}

    for char in s:

        if char in opening:

           stack.append(char)

        elif char in closing:

            if not stack or stack[-1] != closing[char]:

                return "Không cân bằng"

           stack.pop()

    return "Cân bằng" if not stack else “Không cân bằng”

# Test the function

s = "[{()}]()"

print(is_balanced(s)) 

# Output: Cân bằng

b) Mở rộng chương trình ở câu a): đọc tập có tên test.py chứa chương trình viết bằng ngôn ngữ Python, và kiểm tra xem chương trình có lỗi cú pháp về thứ tự xuất hiện của các cặp ngoặc [, ], {, }, (, ) hay không. In ra màn hình thông báo “Không có lỗi” nếu chương trình không có lỗi về các cặp ngoặc này, ngược lại in ra “Có lỗi cú pháp”.

def check_syntax_balance(filename):

    try:

        with open(filename, 'r') as file:

            content = file.read()

    except FileNotFoundError:

        return “Không thể mở file”

    stack = []

    opening = {'(', '{', '['}

    closing = {')': '(', '}': '{', ']': '['}

    for char in content:

        if char in opening:

           stack.append(char)

        elif char in closing:

            if not stack or stack[-1] != closing[char]:

                return "Có lỗi cú pháp"

           stack.pop()

    return "Không có lỗi" if not stack else “Có lỗi cú pháp”

# Test the function with a sample file name

filename = 'test.py'

print(check_syntax_balance(filename)) 

# Output will depend on the content of test.py

Câu 2

Trả lời câu hỏi dự án 2 trang 26 Chuyên đề Tin học 12 Cánh diều

Kí pháp nghịch đảo Ba Lan và phương pháp tính giá trị của biểu thức toán học

Hãy viết chương trình yêu cầu nhập vào một kí pháp nghịch đảo Ba Lan dưới dạng một xâu kí tự chỉ bao gồm: năm toán tử cộng, trừ, nhân, chia, luỹ thừa (+, -,*, /, "), các toán hạng đều chỉ là các số nguyên có một chữ số từ 0 đến 9. Sau đó, tính giá trị của kí pháp này và in kết quả ra màn hình.

Lời giải chi tiết:

Chương trình yêu cầu nhập vào một kí pháp nghịch đảo Ba Lan (Reverse Polish Notation - RPN) chỉ bao gồm các toán tử cộng, trừ, nhân, chia, lũy thừa (+, -, *, /, ^) và các toán hạng là các số nguyên có một chữ số từ 0 đến 9. Chương trình sẽ tính giá trị của biểu thức đó và in kết quả ra màn hình:

Chương trình như sau:

def evaluate_rpn(expression):

    stack = []

    # Define operations

    operators = {

        '+': lambda b, a: a + b,

        '-': lambda b, a: a - b,

        '*': lambda b, a: a * b,

        '/': lambda b, a: a // b if b != 0 else float('inf'),  # Using integer division for single-digit integers

        '^': lambda b, a: a ** b

    }

    # Process each character in the expression

    for char in expression:

        if char.isdigit():

           stack.append(int(char))

        elif char in operators:

            b = stack.pop()

            a = stack.pop()

            result = operators[char](b, a)

           stack.append(result)

        else:

            raise ValueError(f"Invalid character in expression: {char}")

    # The final result should be the only element left in the stack

    if len(stack) != 1:

        raise ValueError("The input RPN expression is invalid.")

    return stack[0]

# Input the RPN expression

expression = input("Nhập biểu thức ký pháp nghịch đảo Ba Lan: ")

# Evaluate the expression

try:

    result = evaluate_rpn(expression)

    print(f"Kết quả: {result}")

except Exception as e:

    print(f"Lỗi: {e}")

Câu 3

Trả lời câu hỏi dự án 3 trang 28 Chuyên đề Tin học 12 Cánh diều

Đổi màu một vùng bức tranh

Em hãy viết chương trình yêu cầu nhập vào lần lượt các thông tin sau: 
- Hai giá trị M và N tương ứng với số dòng và số cột của lưới ô vuông. 
- Các giá trị màu ở mỗi ô trong lưới ô vuông kích thước M N theo thứ tự hết dòng này đến dòng khác. 
- Ba giá trị r, c, m lần lượt là toạ độ dòng, toạ độ cột và màu mới của ô muốn đổi màu. In ra màn hình lưới ô vuông sau khi đã đổi màu các ô theo đúng yêu cầu của An. 

Lời giải chi tiết:

Bài toán yêu cầu ta nhập vào một lưới ô vuông có kích thước M×NM \times NM×N, nhập vào màu sắc của các ô và sau đó thay đổi màu của một ô và các ô liên thông cùng màu với nó, chúng ta sẽ sử dụng một kỹ thuật tương tự như "flood fill" trong đồ họa máy tính:

Chương trình như sau:

def flood_fill(grid, r, c, new_color):

    rows = len(grid)

    cols = len(grid[0])

    original_color = grid[r][c]

    if original_color == new_color:

        return grid

    def dfs(x, y):

        if x < 0 or x >= rows or y < 0 or y >= cols:

            return

        if grid[x][y] != original_color:

            return

        grid[x][y] = new_color

        # Go to neighboring cells

        dfs(x + 1, y)

        dfs(x - 1, y)

        dfs(x, y + 1)

        dfs(x, y - 1)

    dfs(r, c)

    return grid

# Input the dimensions of the grid

M = int(input("Nhập số dòng M: "))

N = int(input("Nhập số cột N: "))

# Input the grid values

print("Nhập giá trị màu của từng ô trong lưới:")

grid = []

for i in range(M):

    row = list(map(int, input().split()))

    grid.append(row)

# Input the row, column and new color

r = int(input("Nhập tọa độ dòng r: "))

c = int(input("Nhập tọa độ cột c: "))

new_color = int(input("Nhập màu mới m: "))

# Perform the flood fill

updated_grid = flood_fill(grid, r, c, new_color)

# Print the updated grid

print("Lưới sau khi đổi màu:")

for row in updated_grid:

    print(" ".join(map(str, row)))