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);

  // 程序正确录入、编译后，运行测试结果：
  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);
}

运行结果截图：

task1

观察与思考：

  1. reverse 和 reverse_copy 有什么区别？

    reverse 直接修改原容器，将元素就地反转；reverse_copy 不修改原容器，把反转后的元素复制到新容器中。

  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？

    rotate 算法用于将容器中指定范围内的元素循环旋转，核心是将某个位置的元素作为新的 “起点”，其左侧元素被移至末尾。
    first：范围的起始迭代器（整个序列的起点）。
    middle：旋转的 “支点” 迭代器（以此位置元素为新起点）。
    last：范围的结束迭代器（整个序列的终点，不包含该位置）

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;
}

运行结果截图：

task2

观察与思考：

  1. generate 算法的作用是什么？

    generate 算法用于为容器指定范围内的元素生成值，具体是通过调用一个无参函数（或函数对象），将其返回值依次赋给范围内的每个元素，覆盖原有值。

  2. minmax_element 和分别调用 min_element 、 max_element 相比，有什么优势？

    前者的效率更高，只需要遍历一次，而后者需遍历两次。

  3. 把代码中函数 generate_random_number 的声明（line13）和定义（line35-37）注释起来，把两处调用改成如
    下写法，观察效果是否等同？查阅c++中lambda表达式用法。

    // test1()模块和test2()模块：
generate(v0.begin(), v0.end(), generate_random_number);
---->改成
generate(v0.begin(), v0.end(), []              (){return std::rand()%101;});

    相同。

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';
}

运行结果截图：

task3

观察与思考：

  1. 自定义函数 func 功能是什么？

    根据输入的小写字母，返回下一个小写字母。

  2. tolower 和 toupper 功能分别是什么？

    tolower是将大写字母转化为小写字母。toupper是将大写字母转化为小写字母。

  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？

    first1：输入范围的起始迭代器（要转换的元素的起始位置）。
    last1：输入范围的结束迭代器（要转换的元素的结束位置，不包含该位置）。
    result：输出范围的起始迭代器（转换后元素的存放起始位置）。
    unary_op：一元函数（或函数对象），用于对输入范围中的每个元素执行转换操作（接收一个参数，返回转换后的值）。
    s2将不会改变，s1会变为s1执行操作后的字符串。

实验任务4

源代码：

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

bool is_palindrome(std::string s);
bool is_palindrome_ignore_case(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";
  }
}
bool is_palindrome(std::string s) // 函数is_palindrome定义
{
  std::string _s = s;
  std::reverse(s.begin(), s.end());
  for (int i = 0; i < static_cast<int>(s.size()); i++)
  {
    if (_s[i] != s[i])
    {
      return false;
    }
  }
  return true;
}
// ×××

bool is_palindrome_ignore_case(std::string s) // 函数is_palindrome_ignore_case定义
{
  std::transform(s.begin(), s.end(), s.begin(), ::tolower);
  std::string _s = s;
  std::reverse(s.begin(), s.end());
  for (int i = 0; i < static_cast<int>(s.size()); i++)
  {
    if (_s[i] != s[i])
    {
      return false;
    }
  }
  return true;
}
// ×××

运行结果截图：

屏幕截图 2025-10-13 201622

观察与思考：

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dec2n定义
std::string dec2n(int x, int n)
{
  if (x == 0)
    return "0";
  const char *s = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
  std::string res;
  while (x)
  {
    res += s[x % n];
    x /= n;
  }
  std::reverse(res.begin(), res.end());
  return res;
}

运行结果截图：

屏幕截图 2025-10-13 201951

实验任务6

源代码：

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

int main()
{
  std::cout << std::setw(2) << "  ";
  for (int i = static_cast<int>('a'); i <= static_cast<int>('z'); i++)
    std::cout << std::setw(2) << static_cast<char>(i);
  std::cout << std::endl;
  for (int i = 1; i <= 26; i++)
  {
    std::cout << std::setw(2) << i;
    for (int j = 0; j < 26; j++)
      std::cout << std::setw(2) << static_cast<char>('A' + (i + j) % 26);
    std::cout << std::endl;
  }
  return 0;
}

运行结果截图：

屏幕截图 2025-10-13 202131

实验任务7

源代码：

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

bool generate()
{
  int res;
  char s[4] = {'*', '/', '-', '+'};
  char c = s[std::rand() % 4];
  if (c == '-')
  {
    int x = std::rand() % 11, y = std::rand() % (x + 1);
    std::cout << x << " - " << y << " = ";
    res = x - y;
  }
  else if (c == '+')
  {
    int x = std::rand() % 11, y = std::rand() % 11;
    std::cout << x << " + " << y << " = ";
    res = x + y;
  }
  else if (c == '*')
  {
    int x = std::rand() % 11, y = std::rand() % 11;
    std::cout << x << " * " << y << " = ";
    res = x * y;
  }
  else if (c == '/')
  {
    int y = std::rand() % 11, x = y * (std::rand() % (10 / y + 1));
    std::cout << x << " / " << y << " = ";
    res = x / y;
  }
  int ans;
  std::cin >> ans;
  std::cout << std::endl;
  if (ans == res)
    return true;
  return false;
}

int main()
{
  std::srand(time(0));
  int cnt = 0;
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    if (generate())
      cnt++;
  }
  std::cout << "正确率 : " << 10.0 * cnt << "%" << std::endl;
  return 0;
}

运行结果截图：

屏幕截图 2025-10-13 202245

屏幕截图 2025-10-13 202340

posted @ 2025-10-13 21:05  ltffff  阅读(14)  评论(1)    收藏  举报