实验6

任务1

contestant.hpp

#pragma once
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <string>
struct Contestant {
    long   id;              // 学号
    std::string name;       // 姓名
    std::string major;      // 专业
    int    solved;          // 解题数
    int    penalty;         // 总罚时
};
// 重载<<
// 要求：姓名/专业里不含空白符
inline std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Contestant& c) {
    out << std::left;
    out << std::setw(15) << c.id
        << std::setw(15) << c.name
        << std::setw(15) << c.major
        << std::setw(10) << c.solved
        << std::setw(10) << c.penalty;
    return out;
}
// 重载>>
inline std::istream& operator>>(std::istream& in, Contestant& c) {
    in >> c.id >> c.name >> c.major >> c.solved >> c.penalty;
    return in;
}

utils.hpp

#pragma once
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <vector>
#include "contestant.hpp"
// ACM 排序规则：先按解题数降序，再按罚时升序
inline bool cmp_by_solve(const Contestant& a, const Contestant& b) {
    if(a.solved != b.solved)
        return a.solved > b.solved;
    
    return a.penalty < b.penalty;
}
// 将结果写至任意输出流
inline void write(std::ostream& os, const std::vector<Contestant>& v) {
    for (const auto& x : v) 
        os << x << '\n';
}
// 将结果打印到屏幕
inline void print(const std::vector<Contestant>& v) {
    write(std::cout, v);
}
// 将结果保存到文件
inline void save(const std::string& filename, const std::vector<Contestant>& v) {
    std::ofstream os(filename);
    if (!os) 
     throw std::runtime_error("fail to open " + filename);
    write(os, v);
}
// 从文件读取信息（跳过标题行）
inline std::vector<Contestant> load(const std::string& filename) {
    std::ifstream is(filename);
    if (!is) 
        throw std::runtime_error("fail to open " + filename);
    std::string line;
    std::getline(is, line);          // 跳过标题
    std::vector<Contestant> v;
    Contestant t;
    int seq;
    while (is >> seq >> t) 
        v.push_back(t);
        
    return v;
}    

task1.cpp

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <vector>
#include "contestant.hpp"
#include "utils.hpp"
const std::string in_file = "./data.txt";
const std::string out_file = "./ans.txt";
void app() {
    std::vector<Contestant> contestants;
    try {
        contestants = load(in_file);                                      
        std::sort(contestants.begin(), contestants.end(), cmp_by_solve); 
        print(contestants);      
        save(out_file, contestants);                         
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << e.what() << '\n';
        return;
    }
}
int main() {
    app();
}

 

问题1：流操作与代码复用

　　观察 print() 与 save() 的实现，均在内部调用write()：

　　（1）write() 的参数类型是 std::ostream&，它为什么能同时接受 std::cout和 std::ofstream对象作为实参？

　　　　答：std::cout是std::ostream的实例，std::ofstream是std::ostream的派生类，派生类对象可以隐式转换为基类的引用

　　（2）如果要把结果写到其他设备，只要该设备也提供 std::ostream 接口，还需改动 write() 吗？

　　　　答：不需要。

问题2：异常处理与捕获

　　在代码中找到两处 throw 语句，说明：

　　（1）什么情况下会抛出异常；

　　　　答：文件打开失败；数据匹配错误；空数据

　　（2）异常被谁捕获、做了哪些处理。

　　　　答：try-catch块。捕获异常进行错误处理。

问题3：替代写法

　　函数app中std::sort(contestants.begin(), contestants.end(), cmp_by_solve);参数cmp_by_solve换成下面的lambda表达式是否可以？功能、性能、结果是否一致？

　　　　答：可以。一致

问题4：数据完整性与代码健壮性

　　把 in_file 改成 "./data_bad.txt"（内含空白行或字段缺失），重新编译运行：

　　（1）观察运行结果有什么问题？给出测试截图并分析原因。

　　　　答：

　　　　

 把空读成了一串整数

任务2

student.hpp

 

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>

class Student {
public:
    Student() = default;
    ~Student() = default;
    
    const std::string get_major() const;
    int get_grade() const;

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Student& s);
    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, Student& s);

private:
    int id;   
    std::string  name;
    std::string  major;
    int          grade;  // 0-100
};
const std::string Student::get_major() const {
    return major;
}

// 获取成绩
int Student::get_grade() const {
    return grade;
}

// 输出学生信息
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Student& s) {
    os << s.id << " " << s.name << " " << s.major << " " << s.grade;
    return os;
}

// 输入学生信息
std::istream& operator>>(std::istream& is, Student& s) {
    is >> s.id >> s.name >> s.major >> s.grade;
    return is;
}

 

stumgr.hpp

#pragma once
#include <string>
#include <vector>
#include <fstream>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include "student.hpp"
#include <stdexcept>
class StuMgr {
public:
    void load(const std::string& file);  
    void sort();                       
    void print() const;                  
    void save(const std::string& file) const; 
private:
    void write(std::ostream &os) const;  

private:
    std::vector<Student> students;
};

void StuMgr::load(const std::string& file) {
    std::ifstream is(file);
    if (!is) {
        throw std::runtime_error("Fail to open " + file);
    }
    students.clear();
    Student t;
    int seq;
    while (is >> seq >> t) {
        students.push_back(t);
    }
    
    if (!is.eof()) {
        throw std::runtime_error("Error reading data from " + file);
    }
}

void StuMgr::sort() {
    std::sort(students.begin(), students.end(), 
        [](const Student& a, const Student& b) {
            if (a.get_major() != b.get_major()) {
                return a.get_major() < b.get_major();
            }

            return a.get_grade() > b.get_grade();
        });
}


void StuMgr::write(std::ostream& os) const {
    int seq = 1;
    for (const auto& student : students) {
        os << seq << " " << student << std::endl;
        seq++;
    }
}


void StuMgr::print() const {
    
    int seq = 1;
    for (const auto& student : students) {
        std::cout << seq << "\t" << student << std::endl;
        seq++;
    }
}

void StuMgr::save(const std::string& file) const {
    std::ofstream os(file);
    if (!os) {
        throw std::runtime_error("Fail to create " + file);
    }

    write(os);
}

task2.cpp

#include <iostream>
#include <limits>
#include <string>
#include "stumgr.hpp"

const std::string in_file = "./data.txt";
const std::string out_file = "./ans.txt";

void menu() {
    std::cout << "\n**********简易应用**********\n"
                 "1. 加载文件\n"
                 "2. 排序\n"
                 "3. 打印到屏幕\n"
                 "4. 保存到文件\n"
                 "5. 退出\n"
                 "请选择：";
}

void app() {
    StuMgr mgr;

    while(true) {
        menu();
        int choice;
        std::cin >> choice;

        try {
            switch (choice) {
            case 1: mgr.load(in_file); 
                    std::cout << "加载成功\n"; break;
            case 2: mgr.sort(); 
                    std::cout << "排序已完成\n"; break;
            case 3: mgr.print(); 
                    std::cout << "打印已完成\n"; break;
            case 4: mgr.save(out_file); 
                    std::cout << "导出成功\n"; break;
            case 5: return;
            default: std::cout << "不合法输入\n";
            }
        }
        catch (const std::exception& e) {
            std::cout << "Error: " << e.what() << '\n';
        }
    }
}

int main() {
    app();
}