opp实验6

一.实验任务1

1.源代码

 1 #pragma once
 2 #include <iomanip>
 3 #include <iostream>
 4 #include <string>
 5 
 6 struct Contestant {
 7     long   id;              // 学号
 8     std::string name;       // 姓名
 9     std::string major;      // 专业
10     int    solved;          // 解题数
11     int    penalty;         // 总罚时
12 };
13 
14 // 重载<<
15 // 要求：姓名/专业里不含空白符
16 inline std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Contestant& c) {
17     out << std::left;
18     out << std::setw(15) << c.id
19         << std::setw(15) << c.name
20         << std::setw(15) << c.major
21         << std::setw(10) << c.solved
22         << std::setw(10) << c.penalty;
23 
24     return out;
25 }
26 
27 // 重载>>
28 inline std::istream& operator>>(std::istream& in, Contestant& c) {
29     in >> c.id >> c.name >> c.major >> c.solved >> c.penalty;
30 
31     return in;
32 }
contestant.hpp
 1 #include <algorithm>
 2 #include <iostream>
 3 #include <stdexcept>
 4 #include <vector>
 5 #include "contestant.hpp"
 6 #include "utils.hpp"
 7 
 8 const std::string in_file = "./data.txt";
 9 const std::string out_file = "./ans.txt";
10 
11 void app() {
12     std::vector<Contestant> contestants;
13 
14     try {
15         contestants = load(in_file);                                      
16         std::sort(contestants.begin(), contestants.end(), cmp_by_solve); 
17         print(contestants);      
18         save(out_file, contestants);                         
19     } catch (const std::exception& e) {
20         std::cerr << e.what() << '\n';
21         return;
22     }
23 }
24 
25 int main() {
26     app();
27 }
task1.cpp
 1 #pragma once
 2 #include <fstream>
 3 #include <iostream>
 4 #include <stdexcept>
 5 #include <string>
 6 #include <vector>
 7 #include "contestant.hpp"
 8 
 9 // ACM 排序规则：先按解题数降序，再按罚时升序
10 inline bool cmp_by_solve(const Contestant& a, const Contestant& b) {
11     if(a.solved != b.solved)
12         return a.solved > b.solved;
13     
14     return a.penalty < b.penalty;
15 }
16 
17 // 将结果写至任意输出流
18 inline void write(std::ostream& os, const std::vector<Contestant>& v) {
19     for (const auto& x : v) 
20         os << x << '\n';
21 }
22 
23 // 将结果打印到屏幕
24 inline void print(const std::vector<Contestant>& v) {
25     write(std::cout, v);
26 }
27 
28 // 将结果保存到文件
29 inline void save(const std::string& filename, const std::vector<Contestant>& v) {
30     std::ofstream os(filename);
31     if (!os) 
32         throw std::runtime_error("fail to open " + filename);
33 
34     write(os, v);
35 }
36 
37 // 从文件读取信息（跳过标题行）
38 inline std::vector<Contestant> load(const std::string& filename) {
39     std::ifstream is(filename);
40     if (!is) 
41         throw std::runtime_error("fail to open " + filename);
42 
43     std::string line;
44     std::getline(is, line);          // 跳过标题
45 
46     std::vector<Contestant> v;
47     Contestant t;
48     int seq;
49     while (is >> seq >> t) 
50         v.push_back(t);
51         
52     return v;
53 }
utils.hpp

2.运行结果截图

1

3.问题1

（1）因为 std::cout和 std::ofstream都是 std::ostream 的派生类，派生类对象可以隐式转换为基类引用，所以 std::ostream& 能同时接受 std::cout 和 std::ofstream 对象作为实参。
（2）不需要改动 write()。只要该设备提供的输出流对象是 std::ostream 的派生类，就可以直接传递给 write()。

4.问题2

（1)在 load() 和 save() 函数中，如果打开文件失败，就会抛出 std::runtime_error 异常。
(2) app() 函数中的 try-catch 块捕获了异常，程序会输出错误信息到标准错误流 std::cerr，然后返回，不再执行后续操作。

5.问题3

①功能一致：lambda 表达式的逻辑与 cmp_by_solve 相同。
②性能一致：lambda 表达式会被编译器内联，与普通函数无性能差异。
③结果一致：排序结果相同。

6.问题4

(1）程序会在读取到无效行时直接停止读取。

问题4

原因：因为 operator>> 在遇到格式不匹配或文件结束时会设置 failbit，导致后续读取失败，程序无法继续。

(2)提高健壮性后的代码

 1 #pragma once
 2 #include <iomanip>
 3 #include <iostream>
 4 #include <string>
 5 
 6 struct Contestant {
 7     long   id;              // 学号
 8     std::string name;       // 姓名
 9     std::string major;      // 专业
10     int    solved;          // 解题数
11     int    penalty;         // 总罚时
12 };
13 
14 // 重载<<
15 // 要求：姓名/专业里不含空白符
16 inline std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Contestant& c) {
17     out << std::left;
18     out << std::setw(15) << c.id
19         << std::setw(15) << c.name
20         << std::setw(15) << c.major
21         << std::setw(10) << c.solved
22         << std::setw(10) << c.penalty;
23 
24     return out;
25 }
26 
27 // 重载>>
28 inline std::istream& operator>>(std::istream& in, Contestant& c) {
29     in >> c.id >> c.name >> c.major >> c.solved >> c.penalty;
30 
31     return in;
32 }
contestant.hpp
 1 #include <algorithm>
 2 #include <iostream>
 3 #include <stdexcept>
 4 #include <vector>
 5 #include "contestant.hpp"
 6 #include "utils.hpp"
 7 
 8 const std::string in_file = "./data_bad.txt";
 9 const std::string out_file = "./ans.txt";
10 
11 void app() {
12     std::vector<Contestant> contestants;
13 
14     try {
15         contestants = load(in_file);                                      
16         std::sort(contestants.begin(), contestants.end(), cmp_by_solve); 
17         print(contestants);      
18         save(out_file, contestants);                         
19     } catch (const std::exception& e) {
20         std::cerr << e.what() << '\n';
21         return;
22     }
23 }
24 
25 int main() {
26     app();
27 }
task1.cpp
 1 #pragma once
 2 #include <fstream>
 3 #include <iostream>
 4 #include <sstream>
 5 #include <stdexcept>
 6 #include <string>
 7 #include <vector>
 8 #include "contestant.hpp"
 9 
10 // ACM 排序规则：先按解题数降序，再按罚时升序
11 inline bool cmp_by_solve(const Contestant& a, const Contestant& b) {
12     if(a.solved != b.solved)
13         return a.solved > b.solved;
14     
15     return a.penalty < b.penalty;
16 }
17 
18 // 将结果写至任意输出流
19 inline void write(std::ostream& os, const std::vector<Contestant>& v) {
20     for (const auto& x : v) 
21         os << x << '\n';
22 }
23 
24 // 将结果打印到屏幕
25 inline void print(const std::vector<Contestant>& v) {
26     write(std::cout, v);
27 }
28 
29 // 将结果保存到文件
30 inline void save(const std::string& filename, const std::vector<Contestant>& v) {
31     std::ofstream os(filename);
32     if (!os) 
33         throw std::runtime_error("fail to open " + filename);
34 
35     write(os, v);
36 }
37 
38 // 从文件读取信息
39 inline std::vector<Contestant> load(const std::string& filename) {
40     std::ifstream is(filename);
41     if (!is)
42         throw std::runtime_error("fail to open " + filename);
43 
44     std::string line;
45     std::getline(is, line); 
46     std::vector<Contestant> v;
47     int lineNum = 2; 
48 
49     while (std::getline(is, line)) {
50         std::istringstream iss(line);
51         int seq;
52         Contestant t;
53         if (iss >> seq >> t) {
54             v.push_back(t);
55         } else {
56             std::cerr << "警告：第 " << lineNum << " 行格式错误，已跳过\n";
57         }
58         lineNum++;
59     }
60     return v;
61 }
utils.hpp

问题4 2

 

二.实验任务2

该实验我完成了必做和选做部分，未实现拓展

1.源代码

 1 #pragma once
 2 
 3 #include <iostream>
 4 #include <string>
 5 
 6 class Student {
 7 public:
 8     Student() = default;
 9     ~Student() = default;
10     
11     const std::string get_major() const;
12     int get_grade() const;
13 
14     friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Student& s);
15     friend std::istream& operator>>(std::istream& is, Student& s);
16 
17 private:
18     int id;   
19     std::string  name;
20     std::string  major;
21     int          grade;  // 0-100
22 };
student.hpp
 1 #include "student.hpp"
 2 #include <stdexcept>
 3 
 4 // 获取专业
 5 const std::string Student::get_major() const {
 6     return major;
 7 }
 8 
 9 // 获取成绩
10 int Student::get_grade() const {
11     return grade;
12 }
13 
14 std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Student& s) {
15     os << s.id << "\t" << s.name << "\t" << s.major << "\t" << s.grade;
16     return os;
17 }
18 
19 std::istream& operator>>(std::istream& is, Student& s) {
20     if (!(is >> s.id >> s.name >> s.major >> s.grade)) {
21         is.setstate(std::ios::failbit);
22         return is;
23     }
24     
25     if (s.grade < 0 || s.grade > 100) {
26         is.setstate(std::ios::failbit);
27     }
28     
29     return is;
30 }
student.cpp
 1 #pragma once
 2 #include <string>
 3 #include <vector>
 4 #include "student.hpp"
 5 
 6 class StuMgr {
 7 public:
 8     void load(const std::string& file);  // 加载数据文件（空格分隔）
 9     void sort();                         // 排序: 按专业字典序升序、同专业分数降序
10     void print() const;                  // 打印到屏幕
11     void save(const std::string& file) const; // 保存到文件
12 
13 private:
14     void write(std::ostream &os) const;  // 把数据写到任意输出流
15 
16 private:
17     std::vector<Student> students;
18 };
stumgr.hpp
 1 #include "stumgr.hpp"
 2 #include <fstream>
 3 #include <algorithm>
 4 #include <sstream>
 5 #include <stdexcept>
 6 #include <iostream>
 7 
 8 // 加载数据文件
 9 void StuMgr::load(const std::string& file) {
10     std::ifstream is(file);
11     if (!is) {
12         throw std::runtime_error("cannot open file: " + file);
13     }
14     
15     students.clear();
16     
17     std::string line;
18     std::getline(is, line); 
19     
20     int line_num = 2;
21     int error_count = 0;
22     
23     while (std::getline(is, line)) {
24         if (line.empty()) {
25             line_num++;
26             continue;
27         }
28         
29         std::istringstream iss(line);
30         Student s;
31         
32         if (iss >> s) {
33             students.push_back(s);
34         } else {
35             std::cerr << "警告：第" << line_num << "行数据格式错误或成绩无效(0-100)，已跳过\n";
36             error_count++;
37         }
38         
39         line_num++;
40     }
41     
42     if (error_count > 0) {
43         std::cout << "加载完成，共跳过" << error_count << "行无效数据\n";
44     }
45 }
46 
47 // 排序
48 void StuMgr::sort() {
49     if (students.empty()) {
50         std::cout << "请先加载数据或数据为空！\n";
51         return;
52     }
53     
54     std::sort(students.begin(), students.end(), 
55         [](const Student& a, const Student& b) {
56             if (a.get_major() != b.get_major()) {
57                 return a.get_major() < b.get_major();
58             }
59             return a.get_grade() > b.get_grade(); 
60         }
61     );
62 }
63 
64 
65 void StuMgr::print() const {
66     if (students.empty()) {
67         std::cout << "请先加载数据或数据为空！\n";
68         return;
69     }
70     
71     std::cout << "学号\t姓名\t专业\t成绩\n";
72     std::cout << "----------------------------\n";
73     write(std::cout);
74 }
75 
76 // 保存到文件
77 void StuMgr::save(const std::string& file) const {
78     if (students.empty()) {
79         std::cout << "请先加载数据或数据为空！\n";
80         return;
81     }
82     
83     std::ofstream os(file);
84     if (!os) {
85         throw std::runtime_error("cannot open file: " + file);
86     }
87     
88     os << "学号\t姓名\t专业\t成绩\n";
89     write(os);
90 }
91 
92 void StuMgr::write(std::ostream &os) const {
93     for (const auto& s : students) {
94         os << s << '\n';
95     }
96 }
stumgr.cpp
 1 #include <iostream>
 2 #include <limits>
 3 #include <string>
 4 #include "stumgr.hpp"
 5 
 6 const std::string in_file = "./data.txt";
 7 const std::string out_file = "./ans.txt";
 8 
 9 void menu() {
10     std::cout << "\n**********简易应用**********\n"
11                  "1. 加载文件\n"
12                  "2. 排序\n"
13                  "3. 打印到屏幕\n"
14                  "4. 保存到文件\n"
15                  "5. 退出\n"
16                  "请选择：";
17 }
18 
19 void app() {
20     StuMgr mgr;
21 
22     while(true) {
23         menu();
24         int choice;
25         std::cin >> choice;
26 
27         try {
28             switch (choice) {
29             case 1: mgr.load(in_file); 
30                     std::cout << "加载成功\n"; break;
31             case 2: mgr.sort(); 
32                     std::cout << "排序已完成\n"; break;
33             case 3: mgr.print(); 
34                     std::cout << "打印已完成\n"; break;
35             case 4: mgr.save(out_file); 
36                     std::cout << "导出成功\n"; break;
37             case 5: return;
38             default: std::cout << "不合法输入\n";
39             }
40         }
41         catch (const std::exception& e) {
42             std::cout << "Error: " << e.what() << '\n';
43         }
44     }
45 }
46 
47 int main() {
48     app();
49 }
task2.cpp

2.运行结果截图

1

2

图2为ans.txt文件保存内容

三.实验总结反馈

通过本次实验，我加强了对 I/O 流书写的熟练度，同时也掌握了对数据完整性、有效性（如文件字段是否有缺失、成绩值是否合法）提供异常处理，但是在进一步提高代码的健壮性：对文件数据的完整性、有效性提供异常处理时还有所欠缺，有时候写出来的代码并不能编译通过。

同时本次实验也为我的课设设计，提供了一定的思路，我的课设与实验任务2有所相似，我也可以利用今天学习的内容，完善对数据的异常处理，提高代码的健壮性。

 

posted @ 2025-12-17 09:20  flower00  阅读(8)  评论(0)    收藏  举报