实验一

实验任务1：

源代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

// 模板函数声明
template<typename T>
void output(const T &c);

void test1();
void test2();
void test3();

int main() {
    std::cout << "测试1: \n";
    test1();

    std::cout << "\n测试2: \n";
    test2();

    std::cout << "\n测试3: \n";
    test3();
}

// 输出容器对象c中的元素
template <typename T>
void output(const T &c) {
    for(auto &i : c)
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
}

// 测试1：组合使用算法库、迭代器、string反转字符串
void test1() {
    using namespace std;

    string s0{"0123456789"};
    cout << "s0 = " << s0 << endl;

    string s1(s0);
    // 反转s1自身
    reverse(s1.begin(), s1.end());
    cout << "s1 = " << s1 << endl;

    string s2(s0.size(), ' ');
    // 将s0反转后结果拷贝到s2，s0自身不变
    reverse_copy(s0.begin(), s0.end(), s2.begin());
    cout << "s2 = " << s2 << endl;
}

// 测试2：组合使用算法库、迭代器、vector反转动态数组对象vector内数据
void test2() {
    using namespace std;

    vector<int> v0{2, 0, 4, 9};
    cout << "v0: "; output(v0);

    vector<int> v1{v0};
    reverse(v1.begin(), v1.end());
    cout << "v1: "; output(v1);

    vector<int> v2{v0};
    reverse_copy(v0.begin(), v0.end(), v2.begin());
    cout << "v2: "; output(v2);
}

// 测试3：组合使用算法库、迭代器、vector实现元素旋转移位
void test3() {
    using namespace std;

    vector<int> v0{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    cout << "v0: "; output(v0);

    vector<int> v1{v0};
    // 将[v1.begin(), v1.end())区间内元素循环左移1位
    rotate(v1.begin(), v1.begin()+1, v1.end());
    cout << "v1: "; output(v1);

    vector<int> v2{v0};
    // 将[v1.begin(), v1.end())区间内元素循环左移2位
    rotate(v2.begin(), v2.begin()+2, v2.end());
    cout << "v2: "; output(v2);

    vector<int> v3{v0};
    // 将[v1.begin(), v1.end())区间内元素循环右移1位
    rotate(v3.begin(), v3.end()-1, v3.end());
    cout << "v3: "; output(v3);

    vector<int> v4{v0};
    // 将[v1.begin(), v1.end())区间内元素循环右移2位
    rotate(v4.begin(), v4.end()-2, v4.end());
    cout << "v4: "; output(v4);
}

运行截图：

1.reverse和reverse_copy有什么区别？

reverse是反转原序列，原序列改变了；reverse_copy是将原序列反转后复制入新序列，原序列未改变。

2.rotate算法是如何改变元素顺序的？它的三个参数分别代表什么？

将(begen，end)区间内的元素进行循环移位，将中间参数位置以及之后的元素移动到起始，原首元素到中间参数元素的前一个元素的部分会被移至序列末尾。第一个参数是初始范围的起点，第二个参数是位移分界点，第三个参数是初始范围的终点。

实验任务2：

源代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <iomanip>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

// 模板函数声明
template<typename T>
void output(const T &c);

int generate_random_number();
void test1();
void test2();

int main() {
    std::srand(std::time(0));  // 添加随机种子
    std::cout << "测试1: \n";
    test1();

    std::cout << "\n测试2: \n";
    test2();
}

// 输出容器对象c中的元素
template <typename T>
void output(const T &c) {
    for (auto &i : c)
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
}

// 返回[0, 100]区间内的一个随机整数
int generate_random_number() {
    return std::rand() % 101;
}

// 测试1：对容器类对象指定迭代器区间赋值、排序
void test1() {
    using namespace std;

    vector<int> v0(10);  // 创建一个动态数组对象v0，对象大小为10
    generate(v0.begin(), v0.end(), generate_random_number);  // 生成随机数填充v0
    cout << "v0: "; output(v0);

    vector<int> v1{v0};
    sort(v1.begin(), v1.end());  // 对整个vector排序
    cout << "v1: "; output(v1);

    vector<int> v2{v0};
    sort(v2.begin() + 1, v2.end() - 1);  // 只对中间部分排序，不包含首尾元素
    cout << "v2: "; output(v2);
}

// 测试2：对容器类对象指定迭代器区间赋值、计算最大值/最小值/均值
void test2() {
    using namespace std;

    vector<int> v0(10);
    generate(v0.begin(), v0.end(), generate_random_number);
    cout << "v0: "; output(v0);

    // 求最大值和最小值
    auto min_iter = min_element(v0.begin(), v0.end());
    auto max_iter = max_element(v0.begin(), v0.end());
    cout << "最小值: " << *min_iter << endl;
    cout << "最大值: " << *max_iter << endl;

    // 同时求最大值和最小值
    auto ans = minmax_element(v0.begin(), v0.end());
    cout << "最小值: " << *(ans.first) << endl;
    cout << "最大值: " << *(ans.second) << endl;

    // 求平均值
    double avg1 = accumulate(v0.begin(), v0.end(), 0.0) / v0.size();
    cout << "均值: " << fixed << setprecision(2) << avg1 << endl;

    sort(v0.begin(), v0.end());
    double avg2 = accumulate(v0.begin() + 1, v0.end() - 1, 0.0) / (v0.size() - 2);
    cout << "去掉最大值、最小值之后，均值: " << avg2 << endl;
}

运行截图：

问题1：

generrater算法用于通过调用指定的生成函数，为容器中的每个元素赋值。

问题2：

minmax_element可以在遍历一遍后找出最小和最大元素，相比min_element和max_element时间复杂度更低，效率更高。

问题3：

效果是一样的，lambda中的[]是捕获列表，()是参数列表，{return std::rand()%101;}是函数体。

实验任务3：

源代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <cctype>

unsigned char func(unsigned char c);

void test1();
void test2();

int main() {
    std::cout << "测试1：字符串大小写转换\n";
    test1();

    std::cout << "\n测试2：字符变换\n";
    test2();
}

unsigned char func(unsigned char c) {
    if (c == 'z')
        return 'a';
    if (c == 'Z')
        return 'A';
    if (std::isalpha(c))
        return static_cast<unsigned char>(c + 1);
    return c;
}

void test1() {
    std::string s1{"Hello world 2049!"};
    std::cout << "s1 = " << s1 << '\n';

    std::string s2;
    for (auto c : s1)
        s2 += std::tolower(c);
    std::cout << "s2 = " << s2 << '\n';

    std::string s3;
    for (auto c : s1)
        s3 += std::toupper(c);
    std::cout << "s3 = " << s3 << '\n';
}

void test2() {
    std::string s1{"I love cosmos!"};
    std::cout << "s1 = " << s1 << '\n';

    std::string s2(s1.size(), ' ');
    std::transform(s1.begin(), s1.end(),
                   s2.begin(),
                   func);
    std::cout << "s2 = " << s2 << '\n';
}

运行截图：

问题一：

若输入字符是'z'，返回'a'；若输入字符是'Z'，返回'A'。对于其他字母字符返回该字符的下一个字符

问题二：

tolower将大写字母变成小写，toupper将小写字母变成大写

问题三：

第 1 个参数：输入序列的起始

第 2 个参数：输入序列的结束

第 3 个参数：输出序列的起始，存放转换后的结果

第 4 个参数：用于转换的函数

如果把第 3 个参数s2.begin()改成s1.begin()，那么转换后的结果会直接覆盖原字符串中的内容，而不是输出到新的字符串中

实验任务4：

源代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
bool is_palindrome(const std::string &s);
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s);

int main() {
    using namespace std;
    string s;

    // 多组输入，直到按下Ctrl+Z结束测试
    while (cin >> s) {
        cout << boolalpha
             << "区分大小写: " << is_palindrome(s) << "\n"
             << "不区分大小写: " << is_palindrome_ignore_case(s) << "\n\n";
    }
}

// 函数is_palindrome定义
bool is_palindrome(const std::string &s) {
    int left = 0;
    int right = s.size() - 1;
    while (left < right) {
        if (s[left] != s[right]) {
            return false;
        }
        left++;
        right--;
    }
    return true;
}
// 函数is_palindrome_ignore_case定义
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s) {
    int left = 0;
    int right = s.size() - 1;
    while (left < right) {
        if (toupper(s[left]) != toupper(s[right])) {
            return false;
        }
        left++;
        right--;
    }
    return true;
}

运行截图：

问题：

可以改用 getline(cin, s) 函数进行输入

实验任务5：

源代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>

std::string dec2n(int x, int n = 2);

int main() {
    int x;
    while(std::cin >> x) {
        std::cout << "十进制: " << x << '\n'
                  << "二进制: " << dec2n(x) << '\n'
                  << "八进制: " << dec2n(x, 8) << '\n'
                  << "十二进制: " << dec2n(x, 12) << '\n'
                  << "十六进制: " << dec2n(x, 16) << '\n'
                  << "三十二进制: " << dec2n(x, 32) << "\n\n";
    }
}
//函数dec2的定义 
std:: string dec2n(int x,int n){
    if(x==0)
    return "0";
    const std::string num = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    std::string result;
    while(x>0){
        int remainder=x%n;
        result=result+num[remainder];
        x/=n; 
    }
    std::reverse(result.begin(), result.end());
    return result;
}

运行截图：

实验任务6：

源代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <algorithm>

using namespace std;

template <typename T>
void output(const T &c) {
    for (auto &i : c)
        cout << i << ' ';
    cout << '\n';
}

int main() {
    int x = 1;
    //初始化v0
    vector<string>v0; 
   for(char ch='a';ch<='z';++ch)
   v0.push_back(string(1,ch)); 
   cout<<"   ";    output(v0);
   //建新组temp将v0中字符大写 
   vector<string> temp=v0;
        for(string &s:temp){
            for(char &c:s)
            c=toupper(c);
        }     
        rotate(temp.begin(), temp.begin()+1, temp.end());
    while (x <=26) {
    //数字对齐            
        if(x<10)
        cout <<" "<< x << " ";  
        else{
            cout<< x << " "; 
        }
        
        output(temp);
        x++;
        rotate(temp.begin(), temp.begin()+1, temp.end());
    }
    return 0;
}

运行截图：

实验任务7：

源代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <cstdlib> 
#include <ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main(){
    srand(time(0));
    int count=0;
    double total=10;
    for(int i=0;i<total;i++){
        //取随机数及运算符 
        int num1=rand()%10+1;
        int num2=rand()%10+1;
        int op=rand()%4;
        int uanswer,canswer;
        char oper;
        //减法 
        if(op==1){
            if(num1<num2)
            swap(num1,num2);
            oper='-';
            canswer=num1-num2;
        //除法 
        }
        else if(op==3){
            while(num1%num2!=0||num2==0){
                num1=rand()%10+1;
                num2=rand()%10+1;
            }
            oper='/';
            canswer=num1/num2;
        }
        //加法 
        else if(op==0){
            oper='+';
            canswer=num1+num2;
        }
        //乘法 
        else if(op==2){
            oper='*';
            canswer=num1*num2;
        }
        cout<<num1<<oper<<num2<<'=';
        cin>>uanswer;
        if(uanswer==canswer)
        count++;
        
    }
    //计算正确率 
    double accuracy=static_cast<double>(count)/total*100;
    cout<<"正确率："<<fixed<<setprecision(2)<<accuracy<<"%"<<endl;
    return 0;
}

运行截图：