实验1
任务1
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// 现代C++标准库、算法库体验
// 本例用到以下内容:
// 1. 字符串string, 动态数组容器类vector、迭代器
// 2. 算法库：反转元素次序、旋转元素
// 3. 函数模板、const引用作为形参
#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
- 问题回答
1.reverse是原地反转，直接改变原容器；reverse_copy是原容器不变，复制反转后的结果到新容器。
2."rotate(first,middle,last);"把区间分成两段[first,middle)和[middle,last),两段整体调换位置，段内元素先后顺序不变，middle指向的元素会变成整个区间的第一个元素。
任务2
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#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
- 问题回答
1.generate调用生成0~100的随机整数的函数，将函数返回值依次赋值给区间内每一个元素。
2.min_element，max_element需要遍历容器2次，minmax_element只需要遍历容器一次，优势在减少遍历次数，效率更高。
3.效果相同，修改后是lambda匿名函数，直接在参数位置写临时函数，不用单独写函数声明和定义。
任务3
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#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
- 问题回答
1.func实现字母循环后移一位
2.tolower(c)：将大写字母转为对应的小写字母，如果不是大写字母，字符不改变。
toupper(c)：将小写字母转为对应的大写字母，如果不是小写字母，字符不改变。
3.第一个参数：源容器起始迭代器，第二个参数：源容器末尾迭代器，第三个参数：目标容器起始迭代器，第四个参数：自定义变换函数func。第三个参数修改后覆盖了原始s1的数据，原始内容丢失。
任务4
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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";
}
}
//严格区分大小写判断回文
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;
}
//不区分大小写，参考任务3字符串大小写转换
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s)
{
std::string temp = s;
std::transform(temp.begin(), temp.end(), temp.begin(),
[](unsigned char c){ return std::tolower(c); });
int left = 0;
int right = temp.size() - 1;
while(left < right)
{
if(temp[left] != temp[right])
return false;
left++;
right--;
}
return true;
}
- 运行截图
- 问题回答
把"cin >> s"改成"getline(cin,s)"
任务5
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#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dec2n定义
std::string dec2n(int x,int n){
if(x==0){
return "0";
}
std::string table="0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
std::string res;
while(x>0){
int rem=x%n;
res +=table[rem];
x=x/n;
}
std::reverse(res.begin(),res.end());
return res;
}
- 运行截图
任务6
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#include <iostream>
int main()
{
// 表头
std::cout << "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\n";
for (int i=1;i<=26;++i)
{
// 输出行号，对齐
if (i<10)
std::cout << " " << i;
else
std::cout << i;
for (int j=0;j<26;++j)
{
char c='A'+(i+j) % 26;
std::cout << c;
}
std::cout<<'\n';
}
return 0;
}
- 运行截图
任务7
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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
int main()
{
srand((unsigned int)time(0));
int right = 0;
const int total = 10;
for (int i = 0; i < total; ++i)
{
int a, b;
char op;
int ans;
int opt = rand() % 4;
if (opt == 0)
{
op = '+';
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
ans = a + b;
}
else if (opt == 1)
{
op = '-';
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
if (a < b)
{
int t = a;
a = b;
b = t;
}
ans = a - b;
}
else if (opt == 2)
{
op = '*';
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
ans = a * b;
}
else
{
op = '/';
b = rand() % 10 + 1;
int k = rand() % 10 + 1;
a = b * k;
while (a > 10)
{
b = rand() % 10 + 1;
k = rand() % 10 + 1;
a = b * k;
}
ans = a / b;
}
int user;
std::cout << a << " " << op << " " << b << " = ";
std::cin >> user;
if (user == ans)
{
right++;
}
}
double rate = 100.0 * right / total;
std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);
std::cout << "正确率：" << rate << "%" << std::endl;
return 0;
}
- 运行截图
实验总结
通过七次任务，巩固了函数的定义与使用、分支、循环、自定义函数等基础内容以及类与对象的知识，了解到reverse、generate、tolower、toupper等的用法。通过完成任务的问题回答加深了对代码的印象和理解，学习着用不同的角度和方法去调试代码。同时在调试代码的过程中，我体会到程序设计的严谨性，细节疏漏容易导致程序异常，需要耐心排查验证。
浙公网安备 33010602011771号