Лабораторная работа по «Автоматизированной системе обработки информации и управления»

ФГБОУ ВО

Ижевский Государственный Технический

Университет имени М. Т. Калашникова

Кафедра «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

Отчет по лабораторной работе №1

Вариант 21

Выполнил:

Студент гр. Б22-782-1зу

Буланков Р. М.

Проверил:

Ст. преподаватель

Исупов Н. С.

Ижевск 2023

Цель работы: произвести сортировку элементов квадратной матрицы в соответствии с заданной схемой 3, порядком сортировки по не убыванию и методом упорядочивания перестановками.

Программный код:

import random
import tkinter as tk

root = tk.Tk()
root.configure(bg="#008080")
root.title("Буланков Р.М. Лабараторные 1,2")


# Переменные

# Лаб 1
StopSort = False
StopSort2 = False
StopSort3 = False
SortDone = False
Marker = None
OrderSort = [12, 8, 13, 14, 9, 4, 0, 5, 10, 15, 11, 6, 1, 2, 7, 3]
ListSort = [[3,0], [2,0], [3,1], [3,2], [2,1], [1,0], [0,0], [1,1],
           [2,2], [3,3], [2,3], [1,2], [0,1], [0,2], [1,3], [0,3]]
SpeedSort = 0.025


#
# Лабараторная 1
#
#


# Структуры 1

table_canvas = tk.Canvas(root, bg="white", bd=2, relief="sunken", width=195, height=195)


# Функции

def generate_numbers():
   table_canvas.delete("numbers")  # Clear previously generated numbers
   if StateButton.get() == "even":
       for i in range(4):
           for j in range(4):
               x = i * 50 + 25
               y = j * 50 + 25
               number = random.randint(-99, 99)
               table_canvas.create_text(x, y, text=str(number), tags="numbers")
   else:
       for i in range(4):
           for j in range(4):
               x = i * 50 + 25
               y = j * 50 + 25
               number = random.randint(0, 99)
               table_canvas.create_text(x, y, text=str(number), tags="numbers")


def toggle_numbers():
   StateButton.set("even" if StateButton.get() == "odd" else "odd")
   generate_numbers()
   toggle_button.config(text="Нечетные" if StateButton.get() == "odd" else "Четные")


def toggle_highlight():
   global label, toggle_button, progressbar, StopSort, StopSort2 , StopSort3, SortDone
   StateButton2.set("eve" if StateButton2.get() == "odo" else "odo")
   toggle_highlight_button.config(text="Сортировка!" if StateButton2.get() == "odo" else "Повторить")
   StopSort = False
   if StateButton2.get() == "eve":
       StopSort2 = True
       StopSort3 = True
       numbers = [int(table_canvas.itemcget(tag, "text")) for tag in table_canvas.find_withtag("numbers")]
       threading.Thread(target=bubble_sort, args=(numbers,)).start()
       toggle_button.grid_forget()
       label.grid(row=3, padx=40, pady=40, sticky="wn")
   elif SortDone == True:
       SortDone = False
       for r in range(16):
           table_canvas.delete('square' + str(r))
       table_canvas.delete('square')
       generate_numbers()
       label.grid_forget()
       progressbar.grid_forget()
       StopSort2 = False
       StopSort3 = False
       label.config(text="Сортировка ...", width=11, height=1, relief="sunken")
       toggle_button.grid(row=3, padx=40, pady=40, sticky="w")
   else:
       StopSort = True
       toggle_highlight_button.config(state="disabled")
       root.update()
       for r in range(16):
           table_canvas.delete('square' + str(r))
       table_canvas.delete('square')
       generate_numbers()
       label.grid_forget()
       progressbar.grid_forget()
       StopSort2 = False
       StopSort3 = False
       label.config(text="Сортировка ...", width=11, height=1, relief="sunken")
       toggle_button.grid(row=3, padx=40, pady=40, sticky="w")


def bubble_sort(numbers):
   global Marker, StopSort2, progressbar, SortDone
   Marker = 16
   progressbar.configure(value=0)
   progressbar.grid(row=3, padx=40, pady=40, sticky="ws")
   if SpeedSort == 0:
       for i in range(15):
           progressbar["value"] = i
           root.update_idletasks()
           Marker = Marker - 1
           for j in range(Marker):
               try:
                   if StopSort == True:
                       toggle_highlight_button.config(state="normal")
                       root.update()
                       return
                   if numbers[OrderSort[j]] > numbers[OrderSort[j + 1]]:
                       numbers[OrderSort[j]], numbers[OrderSort[j + 1]] = \
                           numbers[OrderSort[j + 1]], numbers[OrderSort[j]]
                       table_canvas.delete("numbers")
               except IndexError:
                   pass
           side = 49
           x, y = ListSort[Marker]
           x1, y1 = x * 50 - 23 + side // 2, y * 50 - 23 + side // 2
           x2, y2 = x * 50 + 26 + side // 2, y * 50 + 26 + side // 2
           table_canvas.create_rectangle(x1, y1, x2, y2, fill='steel blue', outline='', tags=f'square')
       side = 49
       x, y = ListSort[0]
       x1, y1 = x * 50 - 23 + side // 2, y * 50 - 23 + side // 2
       x2, y2 = x * 50 + 26 + side // 2, y * 50 + 26 + side // 2
       table_canvas.create_rectangle(x1, y1, x2, y2, fill='steel blue', outline='', tags=f'square')
       for k, number in enumerate(numbers):
           y = (k % 4) * 50 + 25
           x = (k // 4) * 50 + 25
           table_canvas.create_text(x, y, text=str(number), tags="numbers")
       progressbar.grid_forget()
       label.config(text="Готово!", width=11, height=2, relief="sunken")
       StopSort2 = False
       SortDone = True
   else:
       for i in range(15):
           progressbar["value"] = i
           root.update_idletasks()
           Marker = Marker - 1
           for j in range(Marker):
               try:
                   if StopSort == True:
                       toggle_highlight_button.config(state="normal")
                       root.update()
                       return
                   if SpeedSort == 0:
                       progressbar.grid_forget()
                       bubble_sort(numbers)
                       return
                   if numbers[OrderSort[j]] > numbers[OrderSort[j+1]]:
                       numbers[OrderSort[j]], numbers[OrderSort[j+1]] = \
                           numbers[OrderSort[j+1]], numbers[OrderSort[j]]
                       table_canvas.delete("numbers")
                       for k, number in enumerate(numbers):
                           y = (k % 4) * 50 + 25
                           x = (k // 4) * 50 + 25
                           table_canvas.create_text(x, y, text=str(number), tags="numbers")
                       highlight(numbers, j, "pink")
                       time.sleep(SpeedSort*5)
                   else:
                       highlight(numbers, j, "slategray2")
                       time.sleep(SpeedSort)
               except IndexError:
                   pass
       for r in range(16):
           table_canvas.delete('square' + str(r))
       side = 49
       x, y = ListSort[0]
       x1, y1 = x * 50 - 23 + side // 2, y * 50 - 23 + side // 2
       x2, y2 = x * 50 + 26 + side // 2, y * 50 + 26 + side // 2
       table_canvas.create_rectangle(x1, y1, x2, y2, fill='steel blue', outline='', tags=f'square')
       x = x * 50 + 25
       y = y * 50 + 25
       table_canvas.create_text(x, y, text=str(numbers[OrderSort[0]]), tags="numbers")
       x, y = ListSort[1]
       x1, y1 = x * 50 - 23 + side // 2, y * 50 - 23 + side // 2
       x2, y2 = x * 50 + 26 + side // 2, y * 50 + 26 + side // 2
       table_canvas.create_rectangle(x1, y1, x2, y2, fill='steel blue', outline='', tags=f'square')
       x = x * 50 + 25
       y = y * 50 + 25
       table_canvas.create_text(x, y, text=str(numbers[OrderSort[1]]), tags="numbers")
       progressbar.grid_forget()
       label.config(text="Готово!", width=11, height=2, relief="sunken")
       SortDone = True
       StopSort2 = False


def highlight(numbers, index, color):
   for k, number in enumerate(numbers):
       if StopSort == True:
           toggle_highlight_button.config(state="normal")
           root.update()
           return
       if SpeedSort == 0:
           progressbar.grid_forget()
           bubble_sort(numbers)
           return
       if k == index:
           side = 49
           x, y = ListSort[index]
           x1, y1 = x * 50 - 23 + side//2, y * 50 - 23 + side//2
           x2, y2 = x * 50 + 26 + side//2, y * 50 + 26 + side//2
           table_canvas.create_rectangle(x1, y1, x2, y2, fill=str(color), outline='', tags=f'square' + str(index))
           x = x * 50 + 25
           y = y * 50 + 25
           table_canvas.create_text(x, y, text=str(numbers[OrderSort[index]]), tags="numbers")
           x, y = ListSort[index + 1]
           x1, y1 = x * 50 - 23 + side // 2, y * 50 - 23 + side // 2
           x2, y2 = x * 50 + 26 + side // 2, y * 50 + 26 + side // 2
           table_canvas.create_rectangle(x1, y1, x2, y2, fill=str(color), outline='',
                                         tags=f'square' + str(index + 1))
           x = x * 50 + 25
           y = y * 50 + 25
           table_canvas.create_text(x, y, text=str(numbers[OrderSort[index + 1]]), tags="numbers")
       elif k < Marker + 1:
           table_canvas.delete('square' + str(index - 1))
           table_canvas.delete('square' + str(index + Marker))
       else:
           side = 49
           x, y = ListSort[Marker + 1]
           x1, y1 = x * 50 - 23 + side // 2, y * 50 - 23 + side // 2
           x2, y2 = x * 50 + 26 + side // 2, y * 50 + 26 + side // 2
           table_canvas.create_rectangle(x1, y1, x2, y2, fill='steel blue', outline='', tags=f'square')
           x = x * 50 + 25
           y = y * 50 + 25
           table_canvas.create_text(x, y, text=str(numbers[OrderSort[Marker+1]]), tags="numbers")


def update_SpeedSort(val):
   global SpeedSort
   box = slider.get()
   if box == 0:
       SpeedSort = 0
   elif box == 1:
       SpeedSort = 0.025
   elif box == 2:
       SpeedSort = 0.05
   elif box == 3:
       SpeedSort = 0.075
   elif box == 4:
       SpeedSort = 0.1
   return


# Структуры 2

lab1_label = tk.Label(root, text="Лабораторная 1\n\nПроизвести сортировку элементов квадратной матрицы "
                                "в\nсоответствии с заданной схемой, порядком сортировки по\nне убыванию"
                                " и методом упорядочивания «Пузырьком»",
                     font=("Times New Roman", 12), bg="white", fg="black", width=49, height=6, justify="left")

table_canvas2 = tk.Canvas(root, bg="white", bd=2, relief="sunken", width=195, height=195)


toggle_button = tk.Button(root, text="Нечетные" if StateButton.get() == "odd" else "Четные",
                         command=toggle_numbers,width=11, height=2, bg="burlywood",
                         activebackground="darksalmon")

toggle_highlight_button = tk.Button(root, text="Сортировка!" if StateButton2.get() == "odo" else "Повторить",
                                   command=toggle_highlight, width=11, height=2, bg="burlywood",
                                   activebackground="darksalmon")

label2 = tk.Label(root, text="Скорость", width=8, height=2, anchor='w')
label3 = tk.Label(root, text="x1.0  x0.8  x0.6  x0.4  x0.2", width=20, height=2, anchor='s')

slider = tk.Scale(root, from_=0, to=4, length=137, resolution=1,
                 orient=tk.HORIZONTAL, command=update_SpeedSort, showvalue=False)
slider.set(1)

progressbar = ttk.Progressbar(root, orient="horizontal", length=83, mode="determinate",
                                 maximum=14, style="burlywood.Horizontal.TProgressbar")
progressbar.grid_forget()

label = tk.Label(root, text="Сортировка ...", width=11, height=1, relief="sunken")
label.grid_forget()


# Стили

style = ttk.Style()
style.theme_use("default")
style.configure("burlywood.Horizontal.TProgressbar", foreground='burlywood', background='burlywood')


# Рисунки в таблицах

table_canvas.create_line(50, 0, 50, 210, width=1)
table_canvas.create_line(100, 0, 100, 210, width=1)
table_canvas.create_line(150, 0, 150, 210, width=1)
table_canvas.create_line(0, 50, 210, 50, width=1)
table_canvas.create_line(0, 100, 210, 100, width=1)
table_canvas.create_line(0, 150, 210, 150, width=1)

table_canvas2.create_line(50, 0, 50, 210, width=1)
table_canvas2.create_line(100, 0, 100, 210, width=1)
table_canvas2.create_line(150, 0, 150, 210, width=1)
table_canvas2.create_line(0, 50, 210, 50, width=1)
table_canvas2.create_line(0, 100, 210, 100, width=1)
table_canvas2.create_line(0, 150, 210, 150, width=1)

table_canvas2.create_line(125, 25, 175, 25, width=2)
table_canvas2.create_line(125, 25, 175, 75, width=2)
table_canvas2.create_line(175, 75, 175, 125, width=2)
table_canvas2.create_line(75, 25, 175, 125, width=2)
table_canvas2.create_line(25, 25, 75, 25, width=2)
table_canvas2.create_line(25, 25, 175, 175, width=2)
table_canvas2.create_line(125, 175, 175, 175, width=2)
table_canvas2.create_line(25, 75, 125, 175, width=2)
table_canvas2.create_line(25, 125, 25, 75, width=2)
table_canvas2.create_line(25, 125, 75, 175, width=2)
table_canvas2.create_line(25, 175, 75, 175, arrow="first", width=2)