实验1 现代C++编程初体验
任务1
·源代码
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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
//模板函数声名
template<typename T>
void output(const T &c);
void test1();
void test2();
void test3();
int main()
{
std::cout << "test1: \n";
test1();
std::cout << "\ntest2: \n";
test2();
std::cout << "\ntest3: \n";
test3();
}
template<typename T>
void output(const T &c){
for(auto &i : c)
std::cout << i << ' ';
std::cout << '\n';
}
void test1(){
using namespace std;
string s0{"0123456789"};
cout << "s0 = " << s0 << endl;
string s1(s0);
//反转s1
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 = " << s1 << endl;
}
//测试二；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);
//reverse直接修改原容器，将其中的元素进行翻转；
//reverse_copy不改变原容器，而是将输入的元素反转将结果复制到新容器
}
//测试三
void test3(){
using namespace std;
vector<int> v0{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
cout << "v0: "; output(v0);
//rotate(begin,middle,end)以middle为标准，其左半边的元素保持相对位置不改变移到容器末尾
vector<int> v1{v0};
//将区间上的元素循环左移1位
rotate(v1.begin(),v1.begin()+1,v1.end());
cout << "v1: "; output(v1);
vector<int> v2{v0};
rotate(v2.begin(),v2.begin()+2,v2.end());
cout << "v2: "; output(v2);
vector<int> v3{v0};
rotate(v3.begin(),v3.end()-1,v3.end());
cout << "v3: " ; output(v3);
vector<int> v4{v0};
rotate(v4.begin(),v4.end()-2,v4.end());
cout << "v4: "; output(v4);
}
·运行截图
·问题1
reverse直接修改原容器，将其中的元素进行翻转；reverse_copy不改变原容器，而是将输入的元素反转将结果复制到新容器。
·问题2
（1）rotate(begin,middle,end)以middle为支点，其左半边的元素保持相对位置不改变移到容器末尾。
（2）rotate(,,)第一、三个参数分别指向序列的起始位置和结束位置，第二个参数指向支点元素。
任务二
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#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <iomanip>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
//模板函数声名
template<typename T>
void output(const T &c);
//int generate_random_number();
void test1();
void test2();
int main(){
std::srand(std::time(0));
std::cout << "test1:\n";
test1();
std::cout << "\ntest2: \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]区间内随机的一个整数
// int generate_random_number() {
// return std::rand() % 101;
// }
//测试一
void test1(){
using namespace std;
vector<int> v0(10);
//generate(v0.begin(),v0.end(),generate_random_number);
generate(v0.begin(), v0.end(), [] (){return std::rand()%101;});
//generate算法批量生成元素并填充指定范围
cout << "v0: "; output(v0);
vector<int> v1{v0};
sort(v1.begin(), v1.end());
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);
}
//测试二：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);
generate(v0.begin(), v0.end(), [](){return std::rand()%101;});
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 << "min: " << *min_iter << endl;
cout << "max: " << *max_iter << endl;
//同时求最大值和最小值
//效率更高，减少一次遍历。代码简洁
auto ans = minmax_element(v0.begin(), v0.end());
cout << "min: " << *(ans.first) << endl;
cout << "max: " << *(ans.second) << endl;
//求平均值
double avg1 = accumulate(v0.begin(), v0.end(),0.0) / v0.size();
cout << "average: " << 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 << "delete max,min,average: " << avg2 << endl;
}
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·问题1
generate算法批量生成元素并填充指定范围.
·问题2
minmax_element和分别调用min_element、max_element相比，同时求最大值和最小值，代码效率更高，减少一次遍历。并且代码更加简洁。
·问题3
对于 generate(v0.begin(), v0.end(), )的第三个参数，[]是捕获列表，用来捕获变量，让lambda获取对外部变量的读写权限(){...}是函数体，调用std::rand()生成随机数，实现返回0~100之间的整数。
lambda表达式适用的场景：（1）逻辑简单且需“一次性使用”；（2）需要捕获外部变量；（3）强调内联性与代码上下文关联性。
·任务三
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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 << "test1: string case conversion\n";
test1();
std::cout << "test2: character transformation\n";
test2();
}
unsigned char func(unsigned char c) {
if(c == 'z')
return 'a';
if (c == 'Z')
return 'A';
if(std::isalpha(c))//判断字符是否是字母
return static_cast<unsigned char>(c+1);//通过显式转换为 unsigned char
return c;
}//将字母字符向后移动 1 位（即 “递增 1”），非字母字符保持不变，同时处理了字母的 “循环边界”（小写z→a、大写Z→A），
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(), ' ');
//创建一个长度与 s1 相同、且每个字符都初始化为空格（' '）的字符串 s2。
std::transform(s1.begin(), s1.end(), s2.begin(), func);
//transform函数第一和第二个参数确定输入s1中元素的范围，第三个参数是变换结果开始存储的位置，第四个参数用于对输入元素进行变换
std::cout << "s2 = " << s2 << '\n';
}
·运行截图
·问题1
func的功能是将字母字符向后移动 1 位（即 “递增 1”），非字母字符保持不变，同时处理了字母的 “循环边界”（小写z→a、大写Z→A）。
·问题2
tolower和toupper功能分别是将大写字母转换成小写、将小写字母转换成大写。
·问题3
（1）transform的4个参数意义：第一和第二个参数确定输入s1中元素的范围，第三个参数是变换结果开始存储的位置，第四个参数用于对输入元素进行变换。
（2）将第3个参数s2.begin()改成s1.begin()，那么是s1将被修改成为运算的结果。
·任务四
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//判断回文串，是返回true，不是则返回false
#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control+Z
while(cin >> s){//std::getline(std::cin,s)可以解决输入是空格问题
cout << boolalpha
<< "is_palindrome: " << is_palindrome(s) << "\n"
<< "is_palindrome_ignore_case: " << is_palindrome_ignore_case(s) << "\n\n";
}
}
bool is_palindrome(const std::string &s){
std::string reversed_s = s;//复制源字符串
std::reverse(reversed_s.begin(),reversed_s.end());
return reversed_s == s;
}
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s){
std::string no_case_s = s;
//将字母都变成小写再进行判断
for(auto c: no_case_s)
no_case_s += std::tolower(c);
is_palindrome(no_case_s);
}
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问题1
可以写成std::getline(std::cin,s)可以解决输入含有空格问题。
·任务5
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//实现整数进制转换-> 十->n进制
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
std::string dec2n(int x, int n = 2);
int main()
{
int x;
while(std::cin >> x) {
std::cout << "10: " << x << '\n'
<< "2 : " << dec2n(x) << '\n'
<< "8 : " << dec2n(x,8) << '\n'
<< "12 : " << dec2n(x,12) << '\n'
<< "16 : " << dec2n(x,16) << '\n'
<< "32 : " << dec2n(x,32) << '\n';
};
}
std::string dec2n(int x, int n) {
std::string s1{""};
while(x != 0){
// 将整数结果转换为字符串
int remainder = x%n;
if(remainder < 10)
{
s1 += static_cast<char>('0' + remainder);
}
else{
s1 += static_cast<char>('A' + remainder - 10);//得到一个字母的偏移量
}
x = x / n;
}
std::reverse(s1.begin(),s1.end());
if (s1.empty()) {
return "0";
}
return s1;
}
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·任务6
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//打印字母密文对照表
#include <iostream>
#include <string>
#include <iomanip>
#include <algorithm>
//在字符间插入空格
std::string addSpaces(const std::string& s) {
std::string result;
for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i) {
result += s[i];
if (i != s.size() - 1) {
result += ' ';
}
}
return result;
}
int main()
{
std::string s1{"abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"};
std::string s2{""};
//把字母都转换成大写
for (auto c: s1)
{
s2 += static_cast<char>(std::toupper(static_cast<unsigned char>(c)));
}
std::string s1_with_spaces = addSpaces(s1);
std::cout << std::setw(2) << std::right << " " << " " << s1_with_spaces << '\n';
for (int i = 1; i <= 26; ++i) {
std::rotate(s2.begin(), s2.begin() + 1, s2.end()); // 左移1位
std::string s2_with_spaces = addSpaces(s2); // 插入空格
std::cout << std::setw(2) << std::right << i << " " << s2_with_spaces << '\n';
}
return 0;
}
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·任务7
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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
srand(time(0));
//统计用户正确的题目的数量
int correctCount = 0;
for (int i = 0; i<10; i++){
int num1 = rand() % 10 + 1;
int num2 = rand() % 10 + 1;
int sign = rand() %4;
int result,userAnswer;
//减法，保证num1>=num2
if (sign == 1) {
while (num1 < num2) {
num1 = rand() % 10 + 1;
num2 = rand() % 10 + 1;
}
}
//除法，保证num1能被number2整除，而且num2!=0
else if (sign == 3) {
while (num2 == 0 || num1%num2 != 0) {
num1 = rand() % 10 + 1;
num2 = rand() % 10 + 1;
}
}
//计算正确的结果，用来和用户输入作比较
switch(sign) {
case 0: result = num1 + num2; break;
case 1: result = num1 - num2; break;
case 2: result = num1 * num2; break;
case 3: result = num1 / num2; break;
default: result = 0;
}
//输出题目，接收用户输入
cout << num1 << (sign == 0 ? " + " : sign == 1 ? " - ": sign == 2 ? " * " : " / ") << num2 << " = ";
cin >> userAnswer;
//判断，统计正确次数
if (userAnswer == result) {
correctCount++;
}
}
//计算输出正确率
double accuracy = (double)correctCount / 10 * 100;
cout << "Accuracy: " << fixed << setprecision(2) << accuracy << "%" << endl;
}
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浙公网安备 33010602011771号