实验一
任务一：
源代码task1.cpp
#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);
}
运行结果图：
观察与思考：
1.reverse 和 reverse_copy 有什么区别？
reverse是反转变量本身，而reverse_copy是将反转的内容复制到新的变量中，原变量的顺序不变。
2.rotate 算法是如何改变元素顺序的？它的三个参数分别代表什么？
我们先回答第二个问题：rotate包含三个参数，分别为first，middle，last，分别代表序列的起始位置（包含此位置的元素），表示旋转操作的范围从该位置开始、起始位置移位后的位置以及序列的结束位置。
然后，rotate会将 [middle, last) 部分移到序列开头，[first, middle) 部分移到序列末尾，以此实现改变元素的位置。
任务二：
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;
}
观察与思考：
1.generate 算法的作用是什么？
通过调用generate_random_number函数，为v0中的每一个元素赋值。
2.minmax_element 和分别调用 min_element 、 max_element 相比，有什么优势？
minmax_element可以通过一次遍历就获得最大值和最小值，而min_element 、 max_element需要遍历两次，并且维护两个变量，因此，在时间效率和内存空间上更有优势。
3.效果是一样的。lambda 表达式是一种匿名函数（没有函数名的函数），可以直接定义在代码中，用于简化函数对象的使用，更加简洁方便。
任务三：
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'; }
测试结果：
观察与思考：
1.自定义函数 func 功能是什么？
把字符串中的每个字母换成字母表中对应的下一个字母，如果是Z/z，则换成A/a。
2.tolower 和 toupper 功能分别是什么？
把字符串中的字母变成小写和把字符串中的字母变成大写。
3.transform 的4个参数意义分别是什么？如果把第3个参数 s2.begin() 改成 s1.begin() ，有何区别？
（1）前两个参数分别是输入迭代器的开始位置和结束位置，第三个参数是输出迭代器的起始位置，第四个参数是操作函数。
（2）输出变成和s1一样长度的空串，即s2是空串，s1是字符串改变后的结果。
任务4：
task4.cpp
#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; 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"; } } //待补足 bool is_palindrome(const std::string &s){ using namespace std; string s1(s.size(),' '); reverse_copy(s.begin(),s.end(),s1.begin()); if(s==s1) return true; else return false; }
//待补足 bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s) { using namespace std; string s1; for(auto c:s) { s1+=toupper(c); } string s2(s.size(),' '); reverse_copy(s1.begin(),s1.end(),s2.begin()); if(s1==s2) return true; else return false; }
测试结果如下：
观察与思考：
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 ），代码应如 何调整？
需要将 cin >> s 替换为 getline(cin, s)。cin >> s 会以空格、制表符、换行符等作为分隔符，导致只能读取到第一个空格前的内容；而 getline(cin, s) 会读取一整行输入（包括空格），直到遇到换行符为止。
任务5：
task5.cpp
#include <iostream> #include <string> #include <algorithm> using namespace std; std::string dec2n(int x, int n = 2); int main() { using namespace std; 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"; } } string dec2n(int x, int n ){ string result; int t; if(x==0) return "0"; while(x>0) { t=x%n; if(t<=9) result+=char(t+'0'); else { result+=char('A'+t-10); } x=x/n; } reverse(result.begin(),result.end()); return result; }
实验结果：
补充说明：
先求出余数，然后对余数进行大小判断，0-9直接输出，大于10则转为字母，最后将结果反转，因为余数是逆序求出的。
任务六：
task6：
#include <iostream> #include <string> #include <algorithm> #include <vector> using namespace std; int main() { vector<char> s0{'a','b','c','d','e','f','g','h','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z'};
cout<<' '<<' '; for(auto ch : s0) { cout<<' '<<ch; } cout<<endl; int i=1; for(auto &c:s0) c=(char)toupper(c); while(i<=26) {
if(i<=9)
cout<<' '; cout<<i<<' '; rotate(s0.begin(),s0.begin()+1,s0.end()); for(auto ch : s0) { cout<<ch<<' '; } cout<<endl; i++; } return 0; }
任务7：
task7.cpp
#include <iostream> #include <cstdlib> #include <ctime> #include <iomanip> using namespace std; int main() { srand(time(0)); int correct = 0; const int total = 10; for (int i = 0; i < total; i++) { int a = rand() % 10 + 1; int b = rand() % 10 + 1; int op = rand() % 4; if (op == 1) { if (a < b) { swap(a, b); } } else if (op == 3) { if(a%b!=0){ int multiple = rand() % 10 + 1; a = b * multiple; if (a > 10) { a = b; } } } int answer; char op_char; switch (op) { case 0: answer = a + b; op_char = '+'; break; case 1: answer = a - b; op_char = '-'; break; case 2: answer = a * b; op_char = '*'; break; case 3: answer = a / b; op_char = '/'; break; } cout << a << " " << op_char << " " << b << " = "; int user_answer; cin >> user_answer; if (user_answer == answer) { correct++; } } double rate = (double)correct / total * 100; cout << "正确率: " << fixed << setprecision(2) << rate << "%" << endl; return 0; }
实验总结：
1.熟悉了rorate以及transfrom等函数的使用，并且熟悉了进制转换的计算方法；
2.对C++库中的vector的用法有了更加深入的理解；并且明白了reverse以及reverse_copy的区别。
[capture-list] (parameters) mutable noexcept -> return-type { // 函数体 }
#include #include #include #include #include #include #include // 模板函数声明 template<typenameT> voidoutput(constT&c); intgenerate_random_number(); voidtest1(); voidtest2(); intmain() { std::srand(std::time(0)); // 添加随机种子 std::cout<<"测试1: \n"; test1(); 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 std::cout<<"\n测试2: \n"; test2(); } // 输出容器对象c中的元素 template<typenameT> voidoutput(constT&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 intgenerate_random_number() { returnstd::rand() %101; } // 测试1：对容器类对象指定迭代器区间赋值、排序 voidtest1() { usingnamespacestd; 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 voidtest2() { usingnamespacestd; vector<int>v0(10); generate(v0.begin(), v0.end(), generate_random_number); cout<<"v0: "; output(v0); // 求最大值和最小值 automin_iter=min_element(v0.begin(), v0.end()); automax_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 autoans=minmax_element(v0.begin(), v0.end()); cout<<"最小值: "<<*(ans.first) <<endl; cout<<"最大值: "<<*(ans.second) <<endl; 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74正确正确录入、编译后，运行测试结果： 观察与思考： generate 算法的作用是什么？ minmax_element 和分别调用 min_element 、 max_element 相比，有什么优势？ 把代码中函数 generate_random_number 的声明（line13）和定义（line35-37）注释起来，把两处调用改成如 下写法，观察效果是否等同？查阅c++中lambda表达式用法。 3. 实验任务3验证性实验。 在C++编码环境中，输入、运行并观察以下代码，体验使用C++标准库高效完成字符串变换操作。 task3.cpp // 求平均值 doubleavg1=accumulate(v0.begin(), v0.end(), 0.0) /v0.size(); cout<<"均值: "<<fixed<<setprecision(2) <<avg1<<endl; sort(v0.begin(), v0.end()); doubleavg2=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; }
浙公网安备 33010602011771号