实验1
实验任务1
一、代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#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[v2.begin(), v2.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[v3.begin(), v3.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[v4.begin(), v4.end())区间内元素循环右移2位
rotate(v4.begin(), v4.end() - 2, v4.end());
cout << "v4: ";
output(v4);
}
二、运行截图
三、问题回答
1. reverse 和 reverse_copy 的区别？
reverse：原地反转，改自己；
reverse_copy：反转并拷贝，源不变，结果写到别的地方。
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？
将区间 [first,last) 切成两段 [first,middle) 和 [middle,last)，交换两段的前后顺序。
first：区间起始迭代器
middle：新的起点迭代器
last：区间后边界迭代器（左闭右开）
实验任务2
一、代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <ctime>
#include <iomanip>
// 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)); // 设置随机种子
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;
}
二、运行截图
三、回答问题
1. generate 算法作用
generate 接收一个区间[first, last)和一个无参函数对象，反复调用这个函数对象，将返回值依次赋值给区间内每一个元素，用来批量填充容器。
2. minmax_element 对比单独调用 min_element、max_element 的优势
只遍历容器一次就能同时拿到最小值、最大值迭代器；而分开调用 min_element 和 max_element 需要遍历两遍区间，数据量大时 minmax_element 效率更高。
3. 修改说明
注释掉generate_random_number的声明和定义，把 generate 的第三个参数换成 lambda 表达式[](){return std::rand()%101;}，效果完全等同。这个 lambda 就是一个匿名无参函数，和原来 generate_random_number 功能一模一样。
4. lambda 简单说明
[](){return std::rand()%101;}
[]：捕获列表，这里不捕获外部变量；()无参数；{}函数体，返回 0~100 随机整数。
下面整段可直接复制到博客的 Markdown 编辑器，替换你文末已有的“实验任务3”标题。五份代码均已编译并通过运行检查；运行截图需你实际运行后上传，替换占位文字。
也保存了完整 Markdown 文本。
实验任务3
一、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();
}
// 字母变成后一个字母，z和Z分别循环变成a和A
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;
}
// 测试1：字符串大小写转换
void test1()
{
std::string s1{"Hello World 2049!"};
std::cout << "s1 = " << s1 << '\n';
std::string s2;
for (unsigned char c : s1)
s2 += static_cast<char>(std::tolower(c));
std::cout << "s2 = " << s2 << '\n';
std::string s3;
for (unsigned char c : s1)
s3 += static_cast<char>(std::toupper(c));
std::cout << "s3 = " << s3 << '\n';
}
// 测试2：使用transform进行字符变换
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';
}
二、运行截图
三、问题回答
1. 自定义函数 func 功能是什么？
把字母变成字母表中的下一个字母，保留大小写；z 变成 a，Z 变成 A，其他非字母字符保持不变。
2. tolower 和 toupper 功能分别是什么？
tolower：把大写字母转换成对应的小写字母；
toupper：把小写字母转换成对应的大写字母。
不需要转换的字符保持不变。
3. transform 的4个参数意义分别是什么？如果把第3个参数 s2.begin() 改成 s1.begin()，有何区别？
s1.begin()：输入区间的起始迭代器；
s1.end()：输入区间的后边界迭代器，不包含该位置；
s2.begin()：变换结果写入的起始位置；
func：对每个字符执行的变换操作。
原写法把结果写到 s2，s1 保持不变。改成 s1.begin() 后，会直接修改 s1，s2 仍然是初始化时的空格。如果输出语句不变，输出的 s2 就只有空格。
实验任务4
一、代码
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <cctype>
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，Windows控制台中可按Ctrl+Z后回车结束
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";
}
}
// 区分大小写：反转后与原字符串比较
bool is_palindrome(const std::string &s)
{
std::string temp(s);
std::reverse(temp.begin(), temp.end());
return temp == s;
}
// 不区分大小写：统一转换成小写后判断
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 static_cast<char>(std::tolower(c));
});
return is_palindrome(temp);
}
二、运行截图
三、问题回答
1. 如果希望测试字符串包含空格，代码应如何调整？
把 while (cin >> s) 改为：
while (getline(cin, s))
cin >> s 遇到空白字符就停止读取，getline(cin, s) 按整行读取，可以保留字符串中的空格。其余判断和输出代码保持不变，读入的空格也会参与回文判断。
实验任务5
一、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";
}
}
// 将非负十进制整数转换成n进制，n的取值范围为[2, 36]
std::string dec2n(int x, int n)
{
const std::string digits = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
std::string result;
// 使用do-while，使x为0时也能得到字符串"0"
do
{
result += digits[x % n];
x /= n;
} while (x > 0);
// 余数按低位到高位产生，需要反转顺序
std::reverse(result.begin(), result.end());
return result;
}
二、运行截图
实验任务6
一、代码
#include <iostream>
#include <iomanip>
int main()
{
using namespace std;
// 表头：26个小写字母
cout << setw(3) << ' ';
for (int j = 0; j < 26; ++j)
cout << setw(3) << static_cast<char>('a' + j);
cout << '\n';
// 第i行将字母循环后移i位，用大写字母输出
for (int i = 1; i <= 26; ++i)
{
cout << setw(3) << i;
for (int j = 0; j < 26; ++j)
{
char c = static_cast<char>('A' + (j + i) % 26);
cout << setw(3) << c;
}
cout << '\n';
}
}
二、运行截图
实验任务7
一、代码
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <utility>
int main()
{
using namespace std;
srand(static_cast<unsigned int>(time(0)));
const int total = 10;
int correct = 0;
for (int i = 0; i < total; ++i)
{
int a = rand() % 10 + 1;
int b = rand() % 10 + 1;
int op = rand() % 4;
char symbol;
int result;
switch (op)
{
case 0:
symbol = '+';
result = a + b;
break;
case 1:
symbol = '-';
// 保证减法结果非负
if (a < b)
swap(a, b);
result = a - b;
break;
case 2:
symbol = '*';
result = a * b;
break;
default:
symbol = '/';
// 重新生成操作数，直到可以整除
while (a % b != 0)
{
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
}
result = a / b;
break;
}
cout << a << " " << symbol << " " << b << " = ";
int answer;
if (!(cin >> answer))
return 0;
if (answer == result)
++correct;
}
double accuracy = 100.0 * correct / total;
cout << "正确率: " << fixed << setprecision(2) << accuracy << "%\n";
}
浙公网安备 33010602011771号