实验一 现代C++基础编程
#任务1
##代码
代码1
// 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); //程序正确录入、编译后，运行测试结果： 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); }
##运行测试截图
##问题回答
reverse 是自我反转 reverse_copy 是拷贝反转，不改变原序列
rotate 将序列
[first, last) 分为两部分 [first, middle) 和 [middle, last)，然后交换这两部分的位置first -指向序列的起始位置，middle -指向要成为新序列第一个元素的元素，last -指向序列的结束位置（最后一个元素的下一个位置）#任务2
##代码
代码2
#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; }
##运行测试截图
##问题回答
将指定范围内的每个元素替换为生成器函数的返回值
minmax_element一行代码同时获取最小值和最大值
效果等同
#任务3
##代码
代码3
#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'; }
##运行测试截图
##问题回答
对字母字符进行 +1 ,循环移位非字母字符保持不变
tolower作用：将大写字母转换为小写字母 toupper作用：将小写字母转换为大写字母
s1.begin()输入序列的起始位置 ,s1.end()输入序列的结束位置,s2.begin()输出序列的起始位置 ::tolower转换函数（一元操作）
#任务4
##代码
#include <iostream> #include <string> #include <algorithm> #include <cctype> bool is_palindrome(const std::string &s); bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s); int main() { using namespace std; 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"; } } bool is_palindrome(const std::string &s){ using namespace std; bool is = true; string new_s(s.size(),' '); reverse_copy(s.begin(),s.end(),new_s.begin()); if(new_s != s){ is = false; } return is; } bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s){ using namespace std; string s1; for(auto c: s) s1 += std::tolower(c); bool is = true; string new_s(s.size(),' '); reverse_copy(s1.begin(),s1.end(),new_s.begin()); if(new_s != s1){ is = false; } return is; }
##运行测试截图
##问题回答
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 hello oop ），代码应使用 std::string 而不是 char[]
#任务5
##代码
代码5
#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 // 待补足 std::string dec2n(int x, int n){ if(x==0) return "0"; using namespace std; char map[] = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"; string s; while(x/n!=0){ int i = x%n; s+=map[i]; x/=n; } reverse(s.begin(),s.end()); return s; }
##运行测试截图
#任务6
##代码
#include <iostream> #include<iomanip> #include <string> #include <algorithm> using namespace std; int main(){ int i=0; string str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"; cout<<setw(2)<<' '; while(i<26){ cout<<' '<<str[i]; i++; } cout<<endl; i=1; while(i<=26){ cout<<setw(2)<<i; rotate(str.begin(),str.begin()+1,str.end()); string s2; for(auto &i:str){ s2+=toupper(i); } for(auto &i:s2){ cout<<' '<<i; } cout<<endl; i++; } return 0; }
##运行测试截图
#任务7
##代码
#include <iostream> #include <cstdlib> #include <ctime> #include <iomanip> #include <string> using namespace std; int generateRandomNumber(int min, int max) { return rand() % (max - min + 1) + min; } char generateOperator() { int op = rand() % 4; switch(op) { case 0: return '+'; case 1: return '-'; case 2: return '*'; case 3: return '/'; default: return '+'; } } int calculateResult(int num1, int num2, char op) { switch(op) { case '+': return num1 + num2; case '-': return num1 - num2; case '*': return num1 * num2; case '/': return num1 / num2; default: return 0; } } void generateQuestion(int& num1, int& num2, char& op) { do { num1 = generateRandomNumber(1, 10); num2 = generateRandomNumber(1, 10); op = generateOperator(); if (op == '-' && num1 < num2) { continue; } if (op == '/' && (num2 == 0 || num1 % num2 != 0)) { continue; } break; } while(true); } int main() { srand(time(0)); int totalQuestions = 10; int correctAnswers = 0; for (int i = 1; i <= totalQuestions; i++) { int num1, num2; char op; generateQuestion(num1, num2, op); int correctResult = calculateResult(num1, num2, op); cout<< num1 << " " << op << " " << num2 << " = "; int userAnswer; cin >> userAnswer; if (userAnswer == correctResult) { correctAnswers++; } } double accuracy = (static_cast<double>(correctAnswers) / totalQuestions) * 100; cout << fixed << setprecision(2); cout << "正确率: " << accuracy << "%" << endl; return 0; }
##运行测试截图
实验总结：
1.C++标准库中有很多非常方便的接口函数，熟练掌握可以减少代码量，节省时间。比如这次实验中的reverse，reverse_copy,tolower,toupper等函数。
2.注意区分cin >>与getline的输入差异，解决包含空格的字符串读取问题。
3.初步了解了 lambda 表达式的语法与场景。
浙公网安备 33010602011771号