Поток числового ввода способен прочитать 12 из начала строки 12x. Как проверить всю запись и сохранить старый отчёт, если хотя бы одна строка неверна?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Подготовьте компьютер, редактор, папку с правом записи, распечатку ученической части PDF, бумагу и ручку. Компилятор G++ с поддержкой C++17 и редактор. Сборка: g++ -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic main.cpp -o lesson. Запуск ./lesson в Linux/macOS или .\lesson.exe в Windows (при сборке задайте -o lesson.exe). Установку и проверку запуска учитель выполняет заранее. Все программы, данные и ожидаемые ответы даны; регистрация детей и интернет на занятии не нужны.
Уровень — начинающий программист, 9 класс. Предпосылки: файловые потоки, строки, функции, проверки условий. В паре автор прогнозирует и вводит код, проверяющий ведёт журнал, затем роли меняются. Без компьютера выполните трассировку полного кода на бумаге и сопоставьте с готовыми результатами; учитель демонстрирует подготовленный запуск. Бумажный вариант не считается фактическим запуском ученика. Перед практикой учитель выдаёт готовый файл разобранного примера, чтобы дети тратили время на изменение и проверку, а не длинное перепечатывание. Матрица программы предназначена учителю.
| Минуты | Работа | Результат |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблема | Вопрос и первое решение |
| 5–14 | Понятия и пример | Способ проверки |
| 14–25 | Практика 1 | Готовый продукт и проверка |
| 25–33 | Практика 2 | Перенос способа |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент и ограничение |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ |
01. Проблемная ситуация
0–5 минут. input.txt: 4\n12x\n-4. Старый output.txt: OLD. Решите, можно ли выдать сумму 12; предложите проверку, отличающую 12 от 12x.
02. Понятия и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты на понятия, 3 на пример, 2 на объяснение способа партнёру.
Проверяется каждый символ записи
Контракт: от 0 до 8 строк, каждая — необязательный минус и 1–3 ASCII-цифры. Пробелы и плюс запрещены, значения от -999 до 999. Окончания LF или CRLF, последний перевод строки необязателен. Пустой файл допустим, пустая строка — ошибка. -000 означает ноль.
Функция parse возвращает bool: успех проверки отделён от самого числа, которое может равняться нулю. После необязательного минуса должно остаться от 1 до 3 цифр. Значение строится по формуле v=10*v+цифра; максимум 999, сумма восьми чисел по модулю не превосходит 7992. Перед каждым накоплением формат проверен.
convert различает READ_ERROR, DATA_ERROR, WRITE_ERROR и OK. До открытия output.txt весь вход проверен и сумма рассчитана. Поэтому неверная запись, девятая строка или ошибка чтения сохраняют OLD. После открытия с trunc сбой записи может оставить частичный файл: это не атомарная замена и не защита от отключения питания.
Отступы набирайте обычными пробелами: 4 на уровень. При копировании с веб-страницы замените неразрывные пробелы обычными; полный код с обычными пробелами есть в PDF.
4,12x,-4: вторая строка не проходит проверку x, итог DATA_ERROR, OLD сохранён. После исправления на 12 получаем count=3, sum=12. Для 0 parse возвращает true и записывает число 0, а не сообщает ошибку.
| #include <fstream> #include <iostream> #include <string> bool parse(const std::string& s,int& value) { std::size_t p=(!s.empty() && s[0]=='-')?1:0; if (s.size()-p<1 || s.size()-p>3) return false; int v=0; for (std::size_t i=p;i<s.size();++i) { if (s[i]<'0' || s[i]>'9') return false; v=10*v+(s[i]-'0'); } value=p?-v:v; return true; } std::string convert() { std::ifstream f("input.txt",std::ios::binary); if (!f) return "READ_ERROR"; std::string s; int n=0,total=0,v=0; while (std::getline(f,s)) { if (!s.empty() && s.back()=='\r') s.pop_back(); if (++n>8 || !parse(s,v)) return "DATA_ERROR"; total+=v; } if (!f.eof()) return "READ_ERROR"; std::ofstream out("output.txt",std::ios::binary|std::ios::trunc); if (!out) return "WRITE_ERROR"; out<<"count="<<n<<"\nsum="<<total<<'\n'; out.close(); return out?"OK":"WRITE_ERROR"; } int main() { std::cout<<convert()<<'\n'; } |
03. Практика 1. Проверяем материал
Ноль является допустимым числом
14–25 минут. Для таблицы составьте журнал «формат — статус — отчёт». Перед каждым неверным входом записывайте OLD в output.txt, чтобы проверить отсутствие частичного результата.
| Вход | Статус; count и sum |
|---|---|
| 4\n12\n-4 | OK; 3, 12 |
| 0\n-000\n-009 | OK; 3, -9 |
| Пустой файл | OK; 0, 0 |
| 12x / +1 / - / пробел1 / пустая строка | DATA_ERROR |
| 8 строк по -999 / 9 строк по 1 | OK; 8, -7992 / DATA_ERROR |
2 минуты — ручные ответы; 4 — прогон данных; 3 — объяснение успеха для 0 и -000; 2 — проверка старого файла после отказа. Критерии: весь формат, обе границы количества строк, сумма, сохранность OLD.
Практика 1: разбор и критерии
Ожидания приведены в таблице. Пустой файл даёт нулевой отчёт, но не ошибку; пустая строка отклоняется. Проверка if(value) была бы неверна: допустимый ноль ложен как условие. Проверка только начального числового фрагмента пропустила бы 12x. Девятая запись отклоняет весь вход до открытия выхода.
04. Практика 2. Перенос способа
Выход открывается после всех проверок
25–33 минуты. Используйте тот же полный исходник. За 2 минуты предскажите три входа: 999\r\n-999 (CRLF, без последнего LF), восемь строк по 999, девять строк по 999. За 4 выполните, восстанавливая OLD перед каждым; за 2 сравните результат. Затем в отдельной учебной папке проверьте отсутствие input.txt и каталог с именем output.txt при корректном входе. Критерии: суммы 0 и 7992, DATA_ERROR с OLD, READ_ERROR, WRITE_ERROR.
Практика 2: разбор и критерии
Первый вход: OK, count=2, sum=0. Второй: OK, count=8, sum=7992. Третий: DATA_ERROR, OLD сохранён. Отсутствие входа даёт READ_ERROR до открытия выхода. Каталог output.txt нельзя открыть как обычный файл, получаем WRITE_ERROR. Не меняйте системные права и чужие папки; используйте отдельные каталоги для каждого опыта.
05. Обсуждение и границы вывода
33–40 минут. За 2 минуты сравните отказ в начале и в конце обработки; за 3 укажите, что именно доказали тесты с OLD; за 2 сформулируйте честную гарантию результата.
Обсуждение: возможный вывод
Тесты подтверждают сохранность старого файла при исследованных ошибках до записи. Они не доказывают атомарность и защиту от всех аппаратных сбоев. Для открытого выхода проверяется закрытие потока; WRITE_ERROR не обещает сохранность его прежнего содержимого. Лимиты учебного формата делают арифметику обозримой.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут. Для -001\n001\n0 укажите статус и отчёт; для 1\n2x — статус и судьбу OLD; объясните, почему parse возвращает bool отдельно от числа. Четыре балла: отчёт, отказ, сохранность, ноль.
Индивидуальная проверка: ответ и критерии
OK, count=3 и sum=0 с LF. Второй вход: DATA_ERROR, OLD не меняется. bool сообщает успех синтаксической проверки независимо от численного значения: ноль допустим. По баллу за каждый пункт.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие → результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Файлы | Построить конвейер с проверкой полного числового формата до открытия выхода и различить ошибки чтения, данных и записи. | Исходник, журнал тестов и объяснение результата |
| Типы файлов; чтение, запись и обработка данных | Выход открывается после всех проверок | Самостоятельная доработка, ключ и индивидуальная проверка |
Источники и права на изображения
Тексты, учебные данные, реплики, программы и схемы подготовлены для уроков портала «Школы России». Числовые серии — учебные модели, не результаты проведённых классом опытов. Схемы авторские, сторонние фотографии не используются. Методические ссылки приведены для учителя; ученик получает все материалы здесь. Проверка первичных источников: 18.10.2026.