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);
}
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- 问题回答
1.reverse直接在原容器上将范围内的元素反转，会修改原来的数据，没有额外输出；reverse_copy不改动原容器，它把元素逆序复制到另一个目标位置。
2.rotate对区间原地循环左移，原来middle指向的元素，变成旋转后整个区间第一个元素；first:要旋转的范围起点，包含在内；middle:旋转分界点，旋转完成后变成新序列的起点；last:要旋转的范围终点，不包含在内
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;
}
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- 问题回答
1.generate对迭代器范围里的每个元素依次调用生成器函数gen()，把gen()的返回值赋值给容器里的对应元素，用来批量给容器填充自定义生成的数据，它不会自己生成数值。
2.min_element、max_element：要遍历两次，一次找最小一次找最大；minmax_element：只需要遍历一次，优势：减少一边循环，效率更高，对长序列效果明显。
3.Lambda 是匿名函数，适合只在一处临时使用、逻辑简单短小的场景
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';
}
- 运行测试截图
- 问题回答
1.func把字母字符向后偏移1位，非字母字符保持不变。
2.tolower(c)如果c是大写英文字母，就转换成对应的小写，其他字符保持原样；toupper(c)如果c是小写英文字母就转换成对应的大写，其他字符保持原样。
3.first1:原序列的起始迭代器；last1:原序列的末尾迭代器；dest：目标位置的起始迭代器，存放变换后的结果；op:一元操作函数，对源里每个元素执行变换；区别：用 s2.begin()：原地外存，转换结果写入另一个字符串s2，原字符串s1保持不变，改成 s1.begin()：原地变换，转换结果直接覆盖写回原来的字符串s1，原来s1的内容会被修改、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";
}
}
// 函数is_palindrome定义
// ×××
bool is_palindrome(const std::string &s)
{
int left = 0;
int right = (int)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)
{
std::string temp = s;
std::transform(temp.begin(), temp.end(), temp.begin(),
[](unsigned char c) { return std::tolower(c); });
int left = 0;
int right = (int)temp.size() - 1;
while (left < right)
{
if (temp[left] != temp[right])
return false;
left++;
right--;
}
return true;
}
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- 问题回答
应该把输入语句替换为std::getline(std::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 )
{
const char* digits = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
std::string res;
if (x == 0)
{
res = "0";
return res;
}
while (x > 0)
{
int rem = x % n;
res.push_back(digits[rem]);
x = x / n;
}
std::reverse(res.begin(), res.end());
return res;
}
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任务6
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#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
cout << " ";
for(char c = 'a'; c <= 'z'; ++c)
{
cout << left << setw(2) << c;
}
cout << endl;
for(int row = 1; row <= 26; ++row)
{
cout << left << setw(3) << row;
char start = 'A' + row - 1;
for(int i = 0; i < 26; ++i)
{
char ch = start + i;
if(ch > 'Z') ch -= 26;
cout << left << setw(2) << ch;
}
cout << endl;
}
return 0;
}
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任务7
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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
srand((unsigned)time(NULL));
int right = 0;
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
int a, b, op;
int ans;
char opChar;
op = rand() % 4;
if(op == 0)
{
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
opChar = '+';
ans = a + b;
}
else if(op == 1)
{
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % a + 1;
opChar = '-';
ans = a - b;
}
else if(op == 2)
{
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
opChar = '*';
ans = a * b;
}
else
{
do
{
b = rand() % 10 + 1;
a = b * (rand() % 10 + 1);
}while(a > 10);
opChar = '/';
ans = a / b;
}
int userIn;
cout << a << " " << opChar << " " << b << " = ";
cin >> userIn;
if(userIn == ans)
{
right++;
}
}
double rate = right / 10.0;
cout << "正确率: " << fixed << setprecision(2) << rate * 100 << "%" << endl;
return 0;
}
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浙公网安备 33010602011771号