实验1 现代C++编程初体验

任务一

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);

    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);
}

效果

结论

1.reverse就是直接将原容器的元素顺序倒转，括号里面的是要倒转的范围，从开始到最后。reverse_copy就是不改变原来的容器，将反转后的结果复制到新的容器，括号里面前两个是原容器的范围，后面一个是复制到的地址。2.rotate就是将容器里的元素循环移动位置，第一个和第三个参数是用来确定要循环移位的元素的起始与结束，第二个是把这个位置的元素移到第一个位置。

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;
}

效果

结论

1.generate根据前两个参数确定要填充的容器范围，第三个参数是函数名，生成的函数返回值填充到前两个参数确定范围的容器里。

2.minmax_element只需要遍历一次就能找到最大值和最小值，而min_element 、 max_element要遍历两次，能提升函数的运行速度。

3.效果相同，lambda格式为[捕获列表](参数列表){函数体}，这里能直接代替函数体，不需要提前声明定义函数。

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';
}

效果

结论

1.func的作用是将字符里的每个字母都转变为26个字母中顺序的后一位，并且最后一个z返回到a，同时转变前后大小写不变。

2.tolower将字符中的大写字母改成小写字母，toupper将小写字母改成大写字母。

3.第一个和第二个参数是要处理的容器起始和结束，第四个是函数处理方式，对第一个和第二个参数确定的容器范围进行处理操作，第三个参数是将处理操作后的元素放到那个容器的起始位置。如果把第3个参数 s2.begin() 改成 s1.begin()，会导致s1会被改变而s2不会被改变。

任务4

源代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <cctype>

using namespace std;

bool is_palindrome(const string &s);
bool is_palindrome_ignore_case(const string &s);

int main() {
    string s;
    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";
    }
    return 0;
}


bool is_palindrome(const string &s) {
    int l = 0;
    int r = s.size() - 1;
    while (l < r) {
        if (s[l] != s[r]) {
            return 0;
        }
        l++;
        r--;
    }
    return 1;
}


bool is_palindrome_ignore_case(const string &s) {
    int l = 0;
    int r = s.size() - 1;
    while (l < r) {
        if (tolower(s[l]) != tolower(s[r]))
        {
            return 0;
        }
        l++;
        r--;
    }
    return 1;
}

效果

结论

将cin>>s改成getline(cin, s)，cin>>s遇到空格会停止读取，但是getline（cin,s)会读取一整行的内容

任务5

源代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;

string dec2n(int x, int n = 2);

int main() {
    int x;
    while (cin >> x) {
        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"; 
    }
    return 0;
}

string dec2n(int x, int n) {
    if (x == 0) {
        return "0";
    }

    int a = x;
    vector<int> c;

    while (a != 0) {
        int d = a % n;
        a = a / n;
        c.push_back(d);
    }

    string e;
    for (int i = c.size() - 1; i >= 0; --i) {
        int d = c[i];
        if (d >= 10) {
            e += static_cast<char>(d + 55); 
        } else {
            e += static_cast<char>(d + '0');
        }
    }

    return e;
}

效果

任务6

源代码

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

using namespace std;

int main() {
    string a = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    cout << "   ";
    for (char c : a) 
    cout << c << " ";
    cout << endl;

    string b = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    for (int i = 1; i <= 26; ++i) 
    {
        string c = b;
        rotate(c.begin(), c.begin() + i, c.end());
        cout << setw(2) << i << " ";
        for (char ch : c) cout << ch << " ";
        cout << endl;
    }

    return 0;
}

效果

任务7

源代码

#include <bits/stdc++.h>
#define LEN 10

using namespace std;

class Calc {
private:
    const vector<char> op = {'+', '-', '*', '/'};
    vector<int> ans;
    vector<int> in;
    float cr;  
    int len;   

public:
    Calc(int l) : len(l), cr(0.0f) {
        cout.flags(ios::fixed);
        cout.precision(2);
        srand(time(0));
    }
    Calc(const Calc&) = delete;
    Calc(Calc&&) = delete;

private:
    int gen() {
        int a = rand() % 10 + 1;
        int b = rand() % 10 + 1;
        int idx = rand() % 4;

        switch (idx) {
            case 0:
                cout << a << " + " << b << " = ";
                ans.push_back(a + b);
                return a + b;
            case 1:
                if (a < b) swap(a, b);
                cout << a << " - " << b << " = ";
                ans.push_back(a - b);
                return a - b;
            case 2:
                cout << a << " * " << b << " = ";
                ans.push_back(a * b);
                return a * b;
            case 3:
                while (!b) b = rand() % 10 + 1;
                if (a < b) swap(a, b);
                while (a % b != 0) b--;
                cout << a << " / " << b << " = ";
                ans.push_back(a / b);
                return a / b;
        }
        return 0;
    }

    void put(int val) {
        in.push_back(val);
    }

    void rate() {
        int wrong = 0;
        for (int i = 0; i < ans.size(); i++)
            if (ans[i] != in[i]) wrong++;
        cr = static_cast<float>(ans.size() - wrong) / ans.size();
        cout << "正确率：" << cr * 100 << "%" << endl;
    }

public:
    void play() {
        if (len < 1) {
            cout << "无效长度，请重置。\n";
            return;
        }
        int val;
        while (len--) {
            gen();
            cin >> val;
            put(val);
        }
        rate();
    }

    void reset(int l) {
        ans.clear();
        in.clear();
        len = l;
        cr = 0.0f;
    }
};

int main() {
    Calc c(LEN);
    c.play();
    return 0;
}

效果

posted @ 2025-10-15 14:53 duser 阅读(12) 评论(0) 收藏举报

刷新页面返回顶部

实验1 现代C++编程初体验

公告