实验1
任务1：
task1：
// 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);
}
问题1：reverse:原地反转指定区间内元素，直接修改原容器，没有新容器产生
reverse_copy:不会改动原容器，把反转后的元素复制到另一个目标容器，原容器内容保持不变
问题2：rotate(first,middle,last)
first:操作区间起始迭代器
middle:旋转后，作为新序列第一个元素的迭代器
last:操作区间末尾迭代器（左闭右开区间）
任务2：
task2:
#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;
}
运行结果：
问题1：
generate算法用于给容器指定区间批量填充数据。它遍历迭代器区间，反复调用传入的生成函数，将函数返回值依次赋值给区间内每一个元素。
问题2：
单独调用min_element、max_element需要遍历容器两次；
minmax_element只需要一次遍历，就能同时得到最小值、最大值的迭代器，减少遍历次数，运行效率更高。
问题3：
该参数是lambda匿名函数，就地定义、无需单独命名函数。
和普通自定义函数对比：
lambda适合逻辑简短、只在当前这一处使用的小函数，不用单独写函数声明与定义，代码紧凑，就地编写，减少函数命名污染；
如果函数逻辑很长、多处代码需要复用，则适合写普通命名函数。
简单总结：一次性、短小的逻辑，优先用lambda。
任务3：
task3:
#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';
}
运行结果：
问题1：
func实现英文字母循环后移一位：小写字母z转为a，大写字母Z转为A；其余英文字母向后移动一个字符；非字母字符保持不变。
问题2：
tolower：将大写英文字母转换为小写字母，其他字符不变。
toupper：将小写英文字母转换为大写字母，其他字符不变。
问题3：
transform四个参数：
1. first1：源数据区间起始迭代器
2. last1：源数据区间结束迭代器（左闭右开）
3. first2：目标存储区间起始迭代器
4. op：对每个元素执行转换的一元函数
区别：
使用s2.begin()：转换结果存入s2，原字符串s1不会被修改；
改为s1.begin()：转换结果直接覆盖写入原字符串s1，s1原有内容被改变。
任务4：
task4:
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
using namespace std;
bool is_palindrome(const std::string &s);
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s);
int main() {
using namespace std;
string s;
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";
}
}
bool is_palindrome(const std::string &s)
{
int l = 0, r = s.size() - 1;
while(l < r)
{
if(s[l] != s[r])
return false;
l++;
r--;
}
return true;
}
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s)
{
int l = 0, r = s.size() - 1;
while(l < r)
{
if(tolower(s[l]) != tolower(s[r]))
return false;
l++;
r--;
}
return true;
}
运行结果：
问题：
cin >> s遇到空格就终止读取；想要读取带空格的字符串，改用getline(cin, s)读取一整行。getline可以读取整行输入，包含空格，直到读到回车符为止
int main() {
using namespace std;
string s;
while(getline(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";
}
}
任务5：
task5:
#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";
}
}
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;
}
运行结果：
任务6：
task6:
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << " ";
for(char c = 'a'; c <= 'z'; c++)
{
cout << c << " ";
}
cout << endl;
for(int i = 1; i <= 26; i++)
{
cout << i << " ";
for(char ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
{
char cipher = 'A' + (ch - 'a' + i) % 26;
cout << cipher << " ";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
运行结果：
任务7：
task7:
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
srand((unsigned int)time(0));
int correct = 0;
int userAns, realAns;
int a, b, op;
char opChar;
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
op = rand() % 4;
switch(op)
{
case 0:
opChar = '+';
a = rand()%10 +1;
b = rand()%10 +1;
realAns = a + b;
break;
case 1:
opChar = '-';
a = rand()%10 +1;
b = rand()%10 +1;
if(a < b) swap(a,b);
realAns = a - b;
break;
case 2:
opChar = '*';
a = rand()%10 +1;
b = rand()%10 +1;
realAns = a * b;
break;
case 3:
opChar = '/';
do{
a = rand()%10 +1;
b = rand()%10 +1;
}while(a % b != 0);
realAns = a / b;
break;
}
cout << a << " " << opChar << " " << b << " = ";
cin >> userAns;
if(userAns == realAns)
{
correct++;
}
}
double rate = correct / 10.0;
cout << "正确率: " << fixed << setprecision(2) << rate*100 << "%" << endl;
return 0;
}
运行结果：
浙公网安备 33010602011771号