实验1

任务1

源代码task1.cpp

// 现代C++标准库、算法库体验
// 功能：使用reverse/reverse_copy/rotate操作string和vector，体验标准库便捷性
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

// 模板函数声明：输出容器元素（支持string、vector等可迭代容器）
template<typename T>
void output(const T &c);
// 测试函数声明
void test1(); // 测试string反转
void test2(); // 测试vector反转
void test3(); // 测试vector旋转

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();
    return 0;
}

// 模板函数定义：输出容器元素
template <typename T>
void output(const T &c) {
    for (auto &i : c)
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
}

// 测试1：string反转（reverse直接修改，reverse_copy拷贝不修改原串）
void test1() {
    using namespace std;
    string s0{"0123456789"};
    cout << "s0 = " << s0 << endl;

    string s1(s0);
    reverse(s1.begin(), s1.end()); // 反转s1自身
    cout << "s1 = " << s1 << endl;

    string s2(s0.size(), ' ');
    reverse_copy(s0.begin(), s0.end(), s2.begin()); // 反转s0并拷贝到s2，s0不变
    cout << "s2 = " << s2 << endl;
}

// 测试2：vector反转（验证算法对不同容器的通用性）
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()); // 反转v1
    cout << "v1: "; output(v1);

    vector<int> v2{v0};
    reverse_copy(v0.begin(), v0.end(), v2.begin()); // 反转v0拷贝到v2
    cout << "v2: "; output(v2);
}

// 测试3：vector元素旋转（循环左移/右移）
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};
    rotate(v1.begin(), v1.begin()+1, v1.end()); // 左移1位（[begin, begin+1)与[begin+1, end)交换）
    cout << "v1: "; output(v1);

    vector<int> v2{v0};
    rotate(v2.begin(), v2.begin()+2, v2.end()); // 左移2位
    cout << "v2: "; output(v2);

    vector<int> v3{v0};
    rotate(v3.begin(), v3.end()-1, v3.end()); // 右移1位（[begin, end-1)与[end-1, end)交换）
    cout << "v3: "; output(v3);

    vector<int> v4{v0};
    rotate(v4.begin(), v4.end()-2, v4.end()); // 右移2位
    cout << "v4: "; output(v4);
}

运行结果截图：

 任务2

task2.cpp

#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：

 

 任务3

task3.cpp

#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：

 任务4：

task4.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <cctype> // 用于tolower函数

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）
bool is_palindrome(const std::string &s) {
    int left = 0;
    int right = s.size() - 1;
    // 双指针从首尾向中间比较
    while (left < right) {
        if (s[left] != s[right]) {
            return false;
        }
        left++;
        right--;
    }
    return true;
}

// 函数is_palindrome_ignore_case定义（不区分大小写）
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s) {
    int left = 0;
    int right = s.size() - 1;
    while (left < right) {
        // 转成小写后比较
        if (tolower(s[left]) != tolower(s[right])) {
            return false;
        }
        left++;
        right--;
    }
    return true;
}

运行结果截图：

 任务5：

task5.cpp

#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（十进制转n进制，默认二进制）
std::string dec2n(int x, int n) {
    // 处理x=0的特殊情况
    if (x == 0) {
        return "0";
    }
    // 定义进制字符集（0-9、A-Z覆盖36进制）
    const std::string chars = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    std::string result;

    // 循环取余计算每一位
    while (x > 0) {
        int remainder = x % n;
        result += chars[remainder]; // 拼接当前位字符
        x = x / n; // 更新x为商
    }

    // 计算结果是逆序的，需反转
    std::reverse(result.begin(), result.end());
    return result;
}

运行结果截图：

 任务6：

task6.cpp

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    // 原始小写字母表
    const std::string original = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    int len = original.size(); // 字母表长度（26）

    // 循环生成0-26位移位表（共27行，第26行回到原表）
    for (int i = 0; i <= 26; i++) {
        // 移位逻辑：截取i到末尾 + 截取0到i-1（左移i位）
        std::string shifted = original.substr(i) + original.substr(0, i);
        // 输出序号和移位后的字母表
        std::cout << i << shifted << std::endl;
    }

    return 0;
}

运行结果截图：

 任务7：

task7.cpp

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>

int main() {
    // 设置随机种子，确保每次运行题目不同
    std::srand(std::time(0));
    int correct = 0; // 正确题数
    const int total = 10; // 总题数

    // 生成10道题
    for (int i = 0; i < total; i++) {
        int a, b, ans, user_ans;
        char op;

        // 生成1-10的随机操作数
        a = std::rand() % 10 + 1;
        b = std::rand() % 10 + 1;

        // 随机选择运算符（0:加,1:减,2:乘,3:除）
        int op_type = std::rand() % 4;
        switch (op_type) {
            case 0:
                op = '+';
                ans = a + b;
                break;
            case 1:
                op = '-';
                // 确保减法：被减数 >= 减数
                if (a < b) {
                    std::swap(a, b);
                }
                ans = a - b;
                break;
            case 2:
                op = '*';
                ans = a * b;
                break;
            case 3:
                op = '/';
                // 确保除法：a能被b整除，且结果<=10
                // 重新计算a：a = b * 随机数（1到10/b）
                a = b * (std::rand() % (10 / b) + 1);
                ans = a / b;
                break;
        }

        // 输出题目并获取用户答案
        std::cout << a << op << b << "=";
        std::cin >> user_ans;

        // 判断对错
        if (user_ans == ans) {
            correct++;
        }
    }

    // 计算并输出正确率（保留两位小数，百分号格式）
    double accuracy = (correct * 1.0 / total) * 100;
    std::cout << "正确率: " << std::fixed << std::setprecision(2) << accuracy << "%" << std::endl;

    return 0;
}

运行结果截图：