Aplicació: Suma d'un segon

Aquest lliçó reforça l'ús de la instrucció condicional amb un programa que afegeix un segon a una hora del dia, donades les seves hores, minuts i segons.

Descripció del problema

Considereu el problema següent: Donada un hora (amb el seu nombre d'hores, de minuts i de segons), es vol sumar un segon a aquesta hora. A més, es vol que el resultat s'escrigui amb el format habitual dels rellotges: les hores, minuts i segons s'escriuen amb dos dígits i se separen per dos punts. Per exemple, donada l'hora 14:09:59, cal escriure 14:10:00.

Entrada

L’entrada consisteix en tres naturals h, m i s que representen una hora del dia, és a dir, tals que 0 <= h < 24, 0 <= m < 60, i 0 <= s< 60.

Sortida

Cal escriure el nou temps definit per h, m i s més un segon, en el format HH:MM:SS.

Exemples

• Per a l'entrada 10 20 30 cal escriure 10:20:31.
• Per a l'entrada 0 0 59 cal escriure 00:01:00.
• Per a l'entrada 23 59 59 cal escriure 00:00:00.

Solució

Per resoldre el problema, dividirem el programa en tres passos:

1. Primer, es llegiran les dades de l'entrada (una hora del dia).
2. Després, se sumarà un segon a aquesta hora del dia.
3. Finalment, s'escriurà l'hora del dia resultant, en el format requerit.

És molt habitual dividir un programa en aquests tres passos (lectura, càlcul i escriptura). A continuació els detallem:

1. Lectura de l'hora

Tal com diu l'enunciat, l’entrada consisteix en tres naturals h, m i s que representen una hora del dia. Per tant, les declarem com a variables de tipus enter (int):

int h, m, s;

La lectura és ben senzilla: només cal llegir les tres dades, l'una darrera l'altra:

cin >> h >> m >> s;

Recordeu que aquesta instrucció llegeix tres enters del canal d'entrada (cin) i els deixa en ordre en h, m i s respectivament.

2. Increment d'un segon

Per sumar un segon a l'hora, cal sumar un a la variable s, que representa el nombre de segons. Com ho farem? Amb la instrucció

s = s + 1;

Per exemple, suposem que s val 23 abans d'executar aquesta línia. Primer, es calcula el valor de s + 1, el qual és 24. Després, aquest valor es copia a s. Realment, l'efecte final és un increment d's, en aquest cas de 23 a 24.

Ara, si el nombre resultant és menor que 60, ja hem acabat. Altrament, el nombre de segons és exactament 60 (perquè sabem per l'enunciat que estava entre 0 i 59), i per tant cal posar a zero el nombre de segons s i sumar un a la variable m, que representa el nombre de minuts. Si el nombre resultant és menor que 60, ja hem acabat també. Sinó, caldrà posar a zero el nombre de minuts m i sumar un a la variable h, que representa el nombre d'hores. Finalment, si el nombre d'hores resultat és 24, cal posar h a zero, perquè les 24:00:00 no és una hora vàlida: hauria de ser 00:00:00.

Tot aquest procés el podem implementar de la forma següent amb condicionals imbricats:

s = s + 1;
if (s == 60) {
    s = 0;
    m = m + 1;
    if (m == 60) {
        m = 0;
        h = h + 1;
        if (h == 24) h = 0;
    }
}

En aquest programa, les frases com ara "Si el nombre resultant és menor que 60, ja hem acabat. Altrament, ..." han estat codificades del revés: if (s == 60) { ... } . D'aquesta forma ens estalviem construccions amb cossos buits.

Recordeu que l'operador de comparació s'escriu amb dos iguals (==) i que la instrucció d'assignació utilitza un sol igual (=). Per això, quan es comprova si h ha arribat a 24 s'utilitza la condició h == 24, però quan es posa el seu valor a zero s'utilitza la instrucció h = 0;.

A més, fixeu-vos que, en informàtica, l'operador d'assignació = (llegit pren per valor) indica que el valor expressat a la dreta s'ha de desar a la variable de l'esquerra. En matemàtiques, s = s + 1 seria una absurditat.

3. Escriptura del resultat

Un cop incrementada l'hora d'entrada en un segon, toca escriure el resultat: Primer, cal escriure h, m i s separades per :. A més, cal assegurar que cada nombre s'escrigui amb dos dígits. Com aconseguir-ho? Doncs escrivint un zero abans si el seu valor no arriba a deu. Així doncs, podem escriure la part corresponent a l'hora d'aquesta forma:

if (h < 10) cout << 0;
cout << h << ":";

i completar-ho de la mateixa forma per la part dels minuts i dels segons:

if (m < 10) cout << 0;
cout << m << ":";
if (s < 10) cout << 0;
cout << s << endl;

⚡ Observeu que en lloc d'escriure el caràcter de dos punts després d's, cal escriure endl per posar el salt de línia final.

Solució completa

El programa complet queda doncs així:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 1. Lectura de l'hora
    int h, m, s;
    cin >> h >> m >> s;

    // 2. Increment d'un segon
    s = s + 1;
    if (s == 60) {
        s = 0;
        m = m + 1;
        if (m == 60) {
            m = 0;
            h = h + 1;
            if (h == 24) {
                h = 0;
            }
        }
    }

    // 3. Escriptura del resultat
    if (h < 10) cout << 0;
    cout << h << ":";
    if (m < 10) cout << 0;
    cout << m << ":";
    if (s < 10) cout << 0;
    cout << s << endl;
}

Solució alternativa

Per resoldre aquest problema, també ens podem inspirar en el programa de la descomposició horària. La part del càlcul del resultat quedaria així:

    // 2. Increment d'un segon
    int t = 3600*h + 60*m + s + 1;        // Nombre total de segons
    if (t == 3600*24) t = 0;              // Per evitar el 24:00:00
    int h = n/3600;                       // Càlcul del nombre d'hores
    int m = (n%3600)/60;                  // Càlcul del nombre de minuts
    int s = n%60;                         // Càlcul del nombre de segons
}

Lliçons.jutge.org
Jordi Petit, Salvador Roura
© Universitat Politècnica de Catalunya, 2024