4.Описание контрольного примера
4.1 Назначение программы
Программа предназначена для решения системы линейных уравнений методом Гаусса. Программа имеет некоторые ограничения, которые необходимо учитывать пользователю при вводе тех или иных параметров. В любом случае параметры проверяются перед расчетом.
4.2. Целью проведения испытаний
Проверить правильность нахождения решения системы линейных уравнений методом Гаусса.
4.3 Требования, подлежащие проверке
- Правильность нахождения решения системы линейных уравнений;
- Верность выдаваемых сообщений об ошибке или предупредительных сообщений при наличии данных, некорректно введенных пользователем.
4.4. Технические программные средства, используемые при вводе
Технические средства: компьютер типа IBM PC, монитор, мышь и клавиатура.
Программные средства: операционная система Microsoft Windows XP Professional и тестируемая программа.
4.5. Порядок проведения тестирования
- Вести значения, соответствующие проверяемым требованиям;
- Отследить результаты работы программы;
- Сравнить полученные значения с ожидаемыми результатами.
4.6. Используемые методы тестирования
4.6.1.Проверка правильности решения системы линейных уравнений
Построим таблицу для ввода исходных данных 2х3:
Введем коэффициенты:
2 4 6
-4 2 7
3) Ожидаемое решение:
x1 = -0,8;
x2 = 1,9.
Рассчитаем:
4.6.2. Проверка поведения программы при заведомо неправильных входных
данных
Ошибки
Пользователь не ввел в ячейку (2,2) коэффициент при переменной
Пользователь ввел в ячейку (1,2) данные, которые нельзя преобразовать в число:
3. Введена система линейно зависимых уравнений:
4. Файл со справкой отсутствует в одной папке с программой:
5.Текст программы
//---------------------------------------------------------------------------
#include <vcl.h>
#pragma hdrstop
#include <Math.h>
#include <ShellAPI.h>
#include <stdio.h>
#include "Unit1.h"
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma package(smart_init)
#pragma resource "*.dfm"
double opredelitel(double **Matr1, int size);
int proverka_zapoln (void);
void na_shag_vverh (double **M, int row); // перемещение строк при возникновении стуации деления на ноль
int metod_Gaussa(void);
int perepoln_pri_umnosh(double x1, double x2);
int perepoln_pri_slosh(double x1, double x2);
void pogreshnost(void);
TForm1 *Form1;
//---------------------------------------------------------------------------
__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)
: TForm(Owner)
{
StringGrid1->ColCount = 3;
StringGrid1->RowCount = 2;
StringGrid1->Cells[2][0] = "b";
StringGrid1->Cells[1][0] = "x1";
StringGrid1->Cells[0][1] = "y1";
StringGrid2->Cells[0][0] = "x1";
Button1->Caption = "Добавить строку и столбец";
Button2->Caption = "Решить систему";
Button3->Caption = "Удалить строку и столбец";
Button4->Caption = "Справка";
Label1->Caption = "Погрешность = 10";
Label1->Visible = false;
Edit1->Visible = false;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)
{
//добавление строки и столбца
if (StringGrid1->RowCount > 9)
return;
if (StringGrid1->DefaultRowHeight > 30)
{
int razmer;
if (Form1->Height * 1.3 > Form1->Width)
razmer = Form1->Width;
else
razmer = Form1->Height * 1.3;
StringGrid1->Height = 0.2 * razmer;
StringGrid1->Width = 0.9 * razmer;
StringGrid1->ColCount += 1;
StringGrid1->RowCount += 1;
StringGrid1->DefaultRowHeight = (StringGrid1->Height - StringGrid1->RowCount - 1)/StringGrid1->RowCount;
StringGrid1->DefaultColWidth = (StringGrid1->Width - StringGrid1->ColCount - 1)/StringGrid1->ColCount;
StringGrid1->Width = StringGrid1->DefaultColWidth * StringGrid1->ColCount + (StringGrid1->ColCount + 3);
StringGrid1->Height = StringGrid1->DefaultRowHeight * StringGrid1->RowCount + (StringGrid1->ColCount + 3);
StringGrid1->Font->Size = floor(StringGrid1->DefaultColWidth / 14);
StringGrid2->Font->Size = StringGrid1->Font->Size;
StringGrid2->DefaultRowHeight = StringGrid1->DefaultRowHeight;
StringGrid2->DefaultColWidth = StringGrid1->DefaultColWidth;
StringGrid2->Width = StringGrid1->Width - StringGrid1->DefaultColWidth * 2;
StringGrid2->Height = StringGrid2->DefaultRowHeight * 2 + 3;
StringGrid2->ColCount += 1;
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 1][0] = StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][0];
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][0] = "x" + IntToStr(StringGrid1->ColCount - 2);
StringGrid1->Cells[0][StringGrid1->RowCount - 1] = "y" + IntToStr(StringGrid1->RowCount - 1);
StringGrid2->Cells[StringGrid1->ColCount - 3][0] = StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][0];
for (int i = 1; i < StringGrid1->ColCount; i++)
{
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 1][i] = StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][i];
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][i] = "";
}
}
else
{
StringGrid1->ColCount += 1;
StringGrid1->RowCount += 1;
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 1][0] = StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][0];
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][0] = "x" + IntToStr(StringGrid1->ColCount - 2);
StringGrid1->Cells[0][StringGrid1->RowCount - 1] = "y" + IntToStr(StringGrid1->RowCount - 1);
StringGrid2->ColCount += 1;
StringGrid2->Cells[StringGrid1->ColCount - 3][0] = StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][0];
for (int i = 1; i < StringGrid1->ColCount; i++)
{
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 1][i] = StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][i];
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][i] = "";
}
if ((StringGrid2->DefaultColWidth + 1) * StringGrid2->ColCount + 3 <= StringGrid1->Width)
{
StringGrid2->Width = (StringGrid2->DefaultColWidth + 1) * StringGrid2->ColCount + 5;
}
else
{
StringGrid2->Width = StringGrid1->Width;
StringGrid2->Height = StringGrid2->DefaultRowHeight * 2 + 20;
}
}
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Button3Click(TObject *Sender)
{
//удаление строки и столбца
if (StringGrid1->ColCount > 3)
{
if (StringGrid1->DefaultColWidth * (StringGrid1->ColCount - 1) + StringGrid1->ColCount < StringGrid1->Width)
{
int razmer;
if (Form1->Height * 1.3 > Form1->Width)
razmer = Form1->Width;
else
razmer = Form1->Height * 1.3;
StringGrid1->Height = 0.2 * razmer;
StringGrid1->Width = 0.9 * razmer;
for (int i = 0; i < StringGrid1->RowCount - 1; i++)
{
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][i] = StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 1][i];
}
StringGrid1->ColCount--;
StringGrid1->RowCount--;
StringGrid2->ColCount--;
StringGrid1->DefaultRowHeight = (StringGrid1->Height - StringGrid1->RowCount - 1)/StringGrid1->RowCount;
StringGrid1->DefaultColWidth = (StringGrid1->Width - StringGrid1->ColCount - 1)/StringGrid1->ColCount;
StringGrid1->Width = StringGrid1->DefaultColWidth * StringGrid1->ColCount + (StringGrid1->ColCount + 3);
StringGrid1->Height = StringGrid1->DefaultRowHeight * StringGrid1->RowCount + (StringGrid1->ColCount + 3);
StringGrid1->Font->Size = floor(StringGrid1->DefaultColWidth / 14);
StringGrid2->Font->Size = StringGrid1->Font->Size;
StringGrid2->DefaultRowHeight = StringGrid1->DefaultRowHeight;
StringGrid2->DefaultColWidth = StringGrid1->DefaultColWidth;
StringGrid2->Width = StringGrid1->Width - StringGrid1->DefaultColWidth * 2;
StringGrid2->Height = StringGrid2->DefaultRowHeight * 2 + 3;
}
else
{
for (int i = 0; i < StringGrid1->RowCount - 1; i++)
{
StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 2][i] = StringGrid1->Cells[StringGrid1->ColCount - 1][i];
}
StringGrid1->ColCount--;
StringGrid1->RowCount--;
StringGrid2->ColCount--;
if ((StringGrid2->DefaultColWidth + 1) * StringGrid2->ColCount + 3 < StringGrid1->Width)
{
StringGrid2->Width = (StringGrid2->DefaultColWidth + 1) * StringGrid2->ColCount + 5;
}
else
{
StringGrid2->Width = StringGrid1->Width;
StringGrid2->Height = StringGrid2->DefaultRowHeight * 2 + 20;
}
}
}
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender)
{
double op = 1;
int a = proverka_zapoln();
if (a == 1)
{
return;
}
double **M;
int n = StringGrid1->ColCount - 2;
M = new double* [n];
for (int i = 0; i < n; i++)
{
M[i] = new double [n];
}
for (int i = 0; i < n; i++)
{
for (int j = 0; j < n; j++)
{
M[i][j] = StringGrid1->Cells[j+1][i+1].ToDouble();
}
}
if (n > 1)
op = opredelitel(M, n);
if (op)
{
metod_Gaussa();
pogreshnost();
}
else
Application->MessageBoxA("Это система содержит линейно зависимые уравнения","Ошибка",0);
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::FormResize(TObject *Sender)
{
int razmer;
if (Form1->Height * 1.3 > Form1->Width)
razmer = Form1->Width;
else
razmer = Form1->Height * 1.3;
if (StringGrid1->Top == 0.14 * razmer)
return;
StringGrid1->Top = 0.24 * razmer;
StringGrid2->Top = 0.47 * razmer;
Button1->Top = 0.06 * razmer;
Button2->Top = 0.06 * razmer;
Button3->Top = 0.14 * razmer;
Button4->Top = 0.06 * razmer;
Label1->Top = 0.16 * razmer;
Edit1->Top = 0.14 * razmer;
StringGrid1->Left = 0.05 * razmer;
StringGrid2->Left = 0.05 * razmer;
Button1->Left = 0.05 * razmer;
Button2->Left = 0.4 * razmer;
Button3->Left = 0.05 * razmer;
Button4->Left = 0.82 * razmer;
Label1->Left = 0.4 * razmer;
Edit1->Left = 0.57 * razmer;
StringGrid1->Width = 0.9 * razmer;
StringGrid1->Height = 0.2 * razmer;
if ((StringGrid1->Height - StringGrid1->RowCount)/StringGrid1->RowCount > 30)
{
StringGrid1->DefaultRowHeight = (StringGrid1->Height - StringGrid1->RowCount)/StringGrid1->RowCount;
StringGrid1->DefaultColWidth = (StringGrid1->Width - StringGrid1->ColCount)/StringGrid1->ColCount;
StringGrid1->Width = StringGrid1->DefaultColWidth * StringGrid1->ColCount + (StringGrid1->ColCount + 3);
StringGrid1->Height = StringGrid1->DefaultRowHeight * StringGrid1->RowCount + (StringGrid1->ColCount + 3);
StringGrid1->Font->Size = floor(StringGrid1->DefaultColWidth * 1 / 14);
StringGrid2->Font->Size = StringGrid1->Font->Size;
StringGrid2->DefaultRowHeight = StringGrid1->DefaultRowHeight;
StringGrid2->DefaultColWidth = StringGrid1->DefaultColWidth;
StringGrid2->Width = StringGrid1->Width - StringGrid1->DefaultColWidth * 2;
StringGrid2->Height = StringGrid2->DefaultRowHeight * 2 + 3;
}
else
{
StringGrid1->DefaultColWidth = 116;
StringGrid2->DefaultColWidth = 116;
StringGrid1->DefaultRowHeight = 30;
StringGrid1->DefaultRowHeight = 30;
StringGrid2->Font->Size = StringGrid1->Font->Size;
StringGrid1->Font->Size = floor(StringGrid1->DefaultColWidth * 1 / 14);
StringGrid2->Font->Size = StringGrid1->Font->Size;
if ((StringGrid2->DefaultColWidth + 1) * StringGrid2->ColCount + 3 <= StringGrid1->Width)
{
StringGrid2->Width = (StringGrid2->DefaultColWidth + 1) * StringGrid2->ColCount + 5;
StringGrid2->Height = StringGrid2->DefaultRowHeight * 2 + 5;
}
else
{
StringGrid2->Width = StringGrid1->Width;
StringGrid2->Height = StringGrid2->DefaultRowHeight * 2 + 20;
}
}
Button1->Height = 0.06 * razmer;
Button1->Width = 0.3 * razmer;
Button1->Font->Size = 0.017 * razmer;
Button2->Height = 0.06 * razmer;
Button2->Font->Size = 0.017 * razmer;
Button2->Width = 0.37 * razmer;
Button3->Height = 0.06 * razmer;
Button3->Font->Size = 0.017 * razmer;
Button3->Width = 0.3 * razmer;
Button4->Height = 0.06 * razmer;
Button4->Font->Size = 0.017 * razmer;
Button4->Width = 0.12 * razmer;
Label1->Font->Size = 0.017 * razmer;
Edit1->Height = 0.04 * razmer;
Edit1->Font->Size = 0.017 * razmer;
Edit1->Width = 0.06 * razmer;
}
//---------------------------------------------------------------------------
int metod_Gaussa (void)
{
int size = Form1->StringGrid1->RowCount - 1;
double **M;
M = new double* [size];
for (int i = 0; i < size; i++)
{
M[i] = new double[size + 1];
}
for (int i = 0; i < size; i++)
{
for (int j = 0; j < size + 1; j++)
{
M[i][j] = Form1->StringGrid1->Cells[j + 1][i + 1].ToDouble();
}
}
for (int i = 0; i < size; i++)
{
for (int p = i; p < size + 1; p++)
{
if (M[i][i] == 0)
{
na_shag_vverh(M, i);
}
else
break;
if (p == size)
return 1;
}
for (int j = 0; j < size; j++)
{
for (int k = size; k > i - 1; k--)
{
M[i][k] /= M[i][i];
}
if (i != j)
{
if (M[j][i] != 0)
{
for (int k = i; k < size + 1; k++)
{
M[i][k] *= M[j][i];
}
for (int k = i; k < size + 1; k++)
{
M[j][k] -= M[i][k];
}
}
for (int k = size; k > i - 1; k--)
{
M[i][k] /= M[i][i];
}
}
}
}
for (int i = 0; i < size; i++)
{
Form1->StringGrid2->Cells[i][1] = M[i][size];
}
return 0;
}
//----------------------------------------------------------------------------
int proverka_zapoln(void)
{
// Проверка заполненности всех ячеек
for (int i = 0; i < Form1->StringGrid1->ColCount - 1; i++)
{
for (int j = 0; j < Form1->StringGrid1->ColCount - 2; j++)
{
if (Form1->StringGrid1->Cells[i + 1][j + 1] == "")
{
Application->MessageBoxA("Не все ячейки заполнены","Ошибка",0);
return 1;
}
try
{
Form1->StringGrid1->Cells[i + 1][j + 1].ToDouble();
}
catch(EConvertError&)
{
Application->MessageBoxA("Не во всех ячейках числовые данные","Ошибка",0);
return 1;
}
catch(...)
{
}
}
}
return 0;
}
//---------------------------------------------------------------------------
double opredelitel(double **Matr1, int size)
{
double znach, znach1, **Matr, element;
int error;
if (size == 2)
{
error = perepoln_pri_umnosh(Matr1[0][0], Matr1[1][1]);
if (error == 1)
return 3 * pow(10, 308);
error = perepoln_pri_umnosh(Matr1[1][0], Matr1[0][1]);
if (error == 1)
return 3 * pow(10, 308);
error = perepoln_pri_slosh(Matr1[0][0]*Matr1[1][1], -Matr1[1][0]*Matr1[0][1]);
if (error == 1)
return 3 * pow(10, 308);
znach = Matr1[0][0]*Matr1[1][1] - Matr1[1][0]*Matr1[0][1];
}
else
{
znach = 0;
Matr = new double* [size - 1];
for (int i = 0; i < size - 1; i++)
{
Matr[i] = new double [size - 1];
}
for (int i = 0; i < size; i++)
{
element = Matr1[i][0];
if (i%2 == 1)
element *= -1;
for (int j = 0, j1 = 0; j < size - 1; j++, j1++)
{
if (j1 == i)
j1++;
if (j1 > size)
break;
for (int k = 0; k < size - 1; k++)
{
Matr[j][k] = Matr1[j1][k + 1];
}
}
znach1 = opredelitel(Matr,size - 1);
if (znach1 == 3 * pow(10, 308))
return 3 * pow(10, 308);
error = perepoln_pri_umnosh(znach1, element);
if (error == 1)
return 3 * pow(10, 308);
znach1 *= element;
error = perepoln_pri_slosh(znach, znach1);
if (error == 1)
return 3 * pow(10, 308);
znach += znach1;
}
}
return znach;
}
//----------------------------------------------------------------------------
void na_shag_vverh (double **M, int row)
{
int size = Form1->StringGrid1->RowCount;
double *str = new double[size];
for (int i = 0; i < size; i++)
{
str[i] = M[row][i];
}
for (int i = row; i < size - 2; i++)
{
for (int j = 0; j < size; j++)
{
M[i][j] = M[i + 1][j];
}
}
for (int i = 0; i < size; i++)
{
M[size - 2][i] = str[i];
}
delete str;
return;
}
//----------------------------------------------------------------------------
int perepoln_pri_umnosh(double x1, double x2)
{
try
{
x1 * x2;
}
catch (EOverflow&)
{
Application->MessageBoxA("Программа не может продолжить выполнение программы, так как аппаратура не настоько мощна","Ошибка",0);
return 1;
}
return 0;
}
//---------------------------------------------------------------------------
int perepoln_pri_slosh(double x1, double x2)
{
try
{
x1 * x2;
}
catch (EOverflow&)
{
Application->MessageBoxA("Программа не может продолжить выполнение программы, так как аппаратура не настоько мощна","Ошибка",0);
return 1;
}
return 0;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Button4Click(TObject *Sender)
{
FILE* stream;
stream = fopen("Gauss_help.mht","rt");
if (!stream)
{
Application->MessageBoxA("Не найден файл со справкой","Ошибка",0);
return;
}
ShellExecute(Handle,NULL,"Gauss_help.mht",NULL,NULL,SW_RESTORE);
}
//---------------------------------------------------------------------------
void pogreshnost(void)
{
double max = 0, promegut, b;
for (int i = 1; i < Form1->StringGrid1->RowCount; i++)
{
promegut = 0;
for (int j = 1; j < Form1->StringGrid1->RowCount; j++)
{
promegut += Form1->StringGrid1->Cells[j][i].ToDouble() * Form1->StringGrid2->Cells[j-1][1].ToDouble();
}
if (promegut < 0)
promegut *= -1;
b = Form1->StringGrid1->Cells[Form1->StringGrid1->RowCount][i].ToDouble();
if (b < 0)
b *= -1;
promegut = promegut - b;
if (promegut < 0)
promegut *= -1;
if (promegut > max)
max = promegut;
}
if (max)
Form1->Edit1->Text = floor(log10(max));
else
Form1->Edit1->Text = "-oo";
Form1->Label1->Visible = true;
Form1->Edit1->Visible = true;
}