实验1
任务1
- 源代码
// 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);
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);
}
-
运行测试结果截图
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-
回答问题
1.reverse(it1,it2)：直接反转原容器区间内元素，修改源对象；reverse_copy(in1,in2,out)：把反转后的结果拷贝到目标迭代器位置，原容器保持不变，不修改原数据。
2.左旋转，把区间 [first, last）分成两段：[first, middle)和 [middle, last)；旋转之后，middle指向的元素变成整个区间的第一个元素，原来前半段整体挪到后半段后面。
first：区间起始迭代器
middle：分割点迭代器，middle旋转后会成为新序列的第一个元素
last：区间末尾迭代器
任务2
- 源代码
#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;
}
-
运行测试结果截图
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-
回答问题
1.向迭代器区间填充数据，第三个参数是生成器函数，反复调用生成器把返回值赋值给区间每一个元素。
2.只遍历一遍容器同时得到最小、最大迭代器；min_element+max_element要遍历两遍，大数据量效率更低。
3.适合只使用一次、简短的回调逻辑，不用单独写全局函数，代码局部内聚；适合算法的回调参数；复杂逻辑、多处复用的逻辑更适合写独立命名函数。
任务3
- 源代码
#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';
}
-
运行测试结果截图
![image]()
-
回答问题
1.对字母字符向后移位 1；z→a，Z→A，非字母字符原样返回。
2.tolower转小写；toupper转大写。
3.参数1源起始，参数2源末尾；参数3目标起始迭代器；参数4变换函数。
任务4
- 源代码
#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";
}
return 0;
}
bool is_palindrome(const std::string &s)
{
std::string rev(s);
std::reverse(rev.begin(), rev.end());
return s == rev;
}
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s)
{
std::string temp;
for(auto ch : s)
{
temp += static_cast<char>(std::tolower(static_cast<unsigned char>(ch)));
}
std::string rev(temp);
std::reverse(rev.begin(), rev.end());
return temp == rev;
}
-
运行测试结果截图
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-
回答问题
使用std::getline(std::cin, s)读取一整行，可以接收空格。注意混用cin与getline要处理换行符残留。
任务5
- 源代码
#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";
}
return 0;
}
std::string dec2n(int x, int n)
{
if(x == 0)
return "0";
const std::string table = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
std::string res;
while(x > 0)
{
int rem = x % n;
res += table[rem];
x = x / n;
}
std::reverse(res.begin(), res.end());
return res;
}
- 运行测试结果截图
![image]()
任务6
- 源代码
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <iomanip>
int main()
{
std::string base = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
std::cout << std::setw(2) << "" << base << '\n';
for(int k = 1; k <=25; ++k)
{
std::string line = base;
std::rotate(line.begin(), line.begin()+k, line.end());
std::cout << std::setw(2) << k << line << '\n';
}
return 0;
}
- 运行测试结果截图
![image]()
任务7
- 源代码
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
int main()
{
std::srand(std::time(nullptr));
int total = 10;
int correct = 0;
for(int i = 0; i < total; i++)
{
int op1, op2;
char op;
int ans;
int optype;
while(true)
{
optype = std::rand() %4;
op1 = std::rand()%10 +1; //[1,10]
op2 = std::rand()%10 +1;
if(optype == 1)
{
if(op1 >= op2)
{
ans = op1 - op2;
op = '-';
break;
}
}
else if(optype ==3)
{
if(op2 !=0 && op1 % op2 ==0)
{
ans = op1 / op2;
op = '/';
break;
}
}
else if(optype ==0)
{
ans = op1 + op2;
op = '+';
break;
}
else if(optype ==2)
{
ans = op1 * op2;
op = '*';
break;
}
}
int user_input;
std::cout << op1 << op << op2 << "=";
std::cin >> user_input;
if(user_input == ans)
correct++;
}
double rate = 100.0 * correct / total;
std::cout << "正确率:" << std::fixed << std::setprecision(2) << rate << "%" << std::endl;
return 0;
}
- 运行测试结果截图
![image]()
浙公网安备 33010602011771号