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
- 问题1：
reverse 和reverse_copy 有什么区别？
答：前者直接原地反转容器内元素，后者反转区间元素，不改动原容器。 - 问题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？
答：rotate(first,mid,last):把[first,last]区间循环移位，将mid指向的元素变成新序列开头。first：区间起始迭代器，mid：新起点位置迭代器，last：区间末尾迭代器。
任务2
源代码task2
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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
-
问题1：generate 算法的作用是什么？
答：向指定容器区间填充元素，调用传入函数，将函数返回值依次赋值给区间内每个函数。 -
问题2：minmax_element 和分别调用min_element 、max_element 相比，有什么优势？
答：前者一次遍历，同时获取区间最小值最大值迭代器，效率高，而分别调用要遍历两次，性能较差。 -
问题3：查询generate 第3个参数 用法，与使用自定义函数generate_random_number 相比，lambda表达式适用场景是什么？
答：lambda适合简短，一次性使用的逻辑，就地定义，无需单独写命名函数。
任务3
源代码task3
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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';
}
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问题
- 问题1：自定义函数func 功能是什么？
答：接收字符，将大写字母转为小写，小写转为大写，实现字母大小写互换。 - 问题2：tolower 和toupper 功能分别是什么？
答：前者将大写英文字母转换为对应小写字母，后者将小写英文字母转换为对应大写字母。 - 问题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？
答:first1：源区间起始迭代器，last1：源区间末尾迭代器，first2：目标容器起始迭代器，存放转换结果。op：对每个元素执行一元操作。
如果互换：不再写入新容器s2，直接在原字符s1修改。
任务4
源代码task4
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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：区分大小写判断回文
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;
}
// 函数is_palindrome_ignore_case定义：不区分大小写判断回文
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;
}
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问题
- 问题：使用cin >> s输入时，输入的字符串中不能包含空格。如果希望测试字符串包含空格（如oop ），代码应如何调整？
答：cin >> s`遇到空格就停止读取。想要读取带空格的一整行字符串，要换成 getline(cin, s)。
任务5
源代码task5
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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 chars = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
std::string res;
while(x > 0)
{
int rem = x % n;
res += chars[rem];
x = x / n;
}
std::reverse(res.begin(), res.end());
return res;
}
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任务6
源代码task6
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#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << " abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" << endl;
for(int k = 1; k <= 26; ++k)
{
if(k < 10)
cout << " " << k;
else
cout << k;
for(int i = 0; i < 26; ++i)
{
char c = 'A' + (i + k) % 26;
cout << c;
}
cout << endl;
}
return 0;
}
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任务7
源代码task7
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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;
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 opType = rand() % 4;
if(opType == 0)
{
op = '+';
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
ans = a + b;
}
else if(opType == 1)
{
op = '-';
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % a + 1;
ans = a - b;
}
else if(opType == 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;
ans = a / b;
}
int userIn;
cout << a << " " << op << " " << b << " = ";
cin >> userIn;
if(userIn == ans)
{
right++;
}
}
double rate = 100.0 * right / total;
cout << fixed << setprecision(2);
cout << "正确率: " << rate << "%" << endl;
return 0;
}
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浙公网安备 33010602011771号