实验1
任务1
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// 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);
}
- 运行测试截图
-
问题回答
问题1:reverse是反转原容器里的数据，但是reverse_copy是把反转后的数据拷贝到新的容器，而原容器的数据不变。问题2:以rotate(v.begin(),v.begin()/end+/-num,v.end())为例，rotate中三个参数：begin()表示指向容器第一个元素的指针，end()表示指向最后一个元素的下一个空位的指针，begin()/end+/-num这里+/-num是表示指针begin()/end()左移/右移num格，然后实现rotate的操作就是把begin()和end()之间的区域向左/右移num格，然后剩下的按顺序补齐。
任务2
- 源代码
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#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;
}
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- 回答问题
问题1:遍历所有位置，反复调用函数，然后把函数返回的值装进容器当中。
问题2:minmax_element只要遍历一次就能找到最小值和最大值，效率高。
问题3:lambda适用于只需要使用一次并且代码简短的逻辑。
任务3
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#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
- 回答问题
问题1:func的功能是字符的转换，如果输入的是‘z’，则输出‘a’，如果输入‘Z’，则输出‘A’，如果输入的是其他字母，则输出该字母的下一位字母。
问题2:tolower的功能是把大写字母转换成小写，其他保持不变。
toupper的功能是把小写字母转换成大写，其他保持不变。
问题3:参数1表示字符串起始位置，参数2表示字符串末尾位置，参数3表示结果存放的起始位置，参数4表示处理字符的函数func。原本是把处理后的字符串存到s2中，s1里还保留原有的字符串，但是如果两个调换了，则原来的字符串是s1就会被处理后的字符串覆盖。
任务4
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#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;
// 多组输入，直到按下Ctrl+Z结束测试
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";
}
}
// 函数is_palindrome定义
// 待补足
// ×××
bool is_palindrome(const std::string &s)
{
std::string temp{s};
std::reverse(temp.begin(), temp.end());
return temp == s;
}
// 函数is_palindrome_ignore_case定义
// 待补足
// ×××
// 函数is_palindrome_ignore_case定义
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s)
{
std::string lowerStr;
for(auto ch : s)
{
lowerStr += static_cast<char>(std::tolower(static_cast<unsigned char>(ch)));
}
std::string revLower{lowerStr};
std::reverse(revLower.begin(), revLower.end());
return lowerStr == revLower;
}
- 运行测试截图
- 回答问题
问题1:可以将cin>>s换成std::getline(std::cin,s),这个原理是持续读取键盘输入的所有字符，直到遇到换行符才停止。
任务5
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#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";
}
const std::string dict = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
std::string res;
while(x > 0)
{
int rem = x % n;
res += dict[rem];
x = x / n;
}
std::reverse(res.begin(), res.end());
return res;
}
- 运行测试截图
任务六
- 源代码
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#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <iomanip>
int main()
{
std::string base = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
std::cout << " ";
for(int i = 0; i < base.size(); ++i)
{
if(i > 0) std::cout << ' ';
std::cout << base[i];
}
std::cout << '\n';
for(int offset = 1; offset <= 26; ++offset)
{
std::string s = base;
rotate(s.begin(), s.begin() + offset, s.end());
for(auto &ch : s)
{
ch = static_cast<char>(std::toupper(static_cast<unsigned char>(ch)));
}
std::cout << std::setw(2) << offset << ' ';
for(char c : s)
{
std::cout << c << ' ';
}
std::cout << '\n';
}
return 0;
}
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任务七
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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
int main()
{
std::srand(std::time(0));
const int total = 10;
int correct = 0;
for(int i = 0; i < total; ++i)
{
int op = std::rand() % 4;
int a, b;
char opChar;
switch(op)
{
case 0:
opChar = '+';
a = std::rand() % 10 + 1;
b = std::rand() % 10 + 1;
break;
case 1:
opChar = '-';
a = std::rand() % 10 + 1;
b = std::rand() % a + 1;
break;
case 2:
opChar = '*';
a = std::rand() % 10 + 1;
b = std::rand() % 10 + 1;
break;
case 3:
opChar = '/';
b = std::rand() % 10 + 1;
a = b * (std::rand() % 10 + 1);
if(a > 10) a = b;
break;
default:
opChar = '+';
a = 1;
b = 1;
break;
}
int realAns;
switch(opChar)
{
case '+': realAns = a + b; break;
case '-': realAns = a - b; break;
case '*': realAns = a * b; break;
case '/': realAns = a / b; break;
default: realAns = 0;
}
int userAns;
std::cout << a << opChar << b << "=";
std::cin >> userAns;
if(userAns == realAns)
{
correct++;
}
}
double rate = static_cast<double>(correct) / total * 100.0;
std::cout << "正确率:" << std::fixed << std::setprecision(2) << rate << "%" << std::endl;
return 0;
}
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