实验1

Task 1

源代码task1.c

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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

1. reverse(s1.begin(), s1.end());
   reverse函数是将s1反转，改变的是s1
   reverse_copy(s0.begin(), s0.end(), s2.begin());
   reverse_copy函数是将s0反转,所得结果赋值给s2，而s0不变
   至于这两个函数选用哪个，得看：1.你有几个对象 2.你要不要保留原字符串的内容
2. rotate算法如何改变元素顺序以及三个参数的作用：
   可以这样理解，rotate（l.begin,l.middle,l.end）,rotate把l切成两块，一块是[l.begin,l.middle)，第二块是[l.middle,l.end)，然后，它把第二块拼接到第一块的前面。

Task 2

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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;
}

##源代码task2.c

运行测试截图

修改后：

问题回答

1. generate算法的作用：生成0-100内的一个随机整数
2. minmax_element只需要遍历数组一次，更快
3. 效果等同。使用lambda表达式的话，就是可以不用自己写一个generate_random_number函数了，可以用lambda表达式规定生成数的规则，然后传给标准库里的generate算法，然后就可以完成对容器的填充。

Task 3

源代码task3.c

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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

问题回答

1. 自定义函数func功能是按照26个字母的顺序把给定字符变为给定字符的下一位，若是z则返回a
2. tolower可将大写字母转换为小写形式，toupper可将小写字母转换为大写形式
3. transform(s1.begin(),s1.end(),s2.begin(),func())意思是遍历[s1.begin,s1.end)，对里面的每一个元素都做func的变换，然后从s2.begin()开始，逐个写入变换后的结果。如果换成s1.begin()，那么就是直接在s1的基础上修改了。

Task 4

源代码task4.c

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#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;

    // 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 rev=s;
	std::reverse(rev.begin(),rev.end());
	return rev==s;
	
}

// 函数is_palindrome_ignore_case定义
// 待补足
// ×××
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s){
	int left = 0;
	int right = static_cast<int>(s.size())-1;
	while(right > left){
		char l =std::tolower(static_cast<unsigned char>(s[left]));
		char r =std::tolower(static_cast<unsigned char>(s[right]));
		if(l!=r) {
		return false;
	}
		left++;right--;
		
	}
	return true;
}

##运行测试截图

问题回答

1. 只需要把13行改成 while(std::getline(std::cin,s)) { 即可

Task 5

源代码task5.c

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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 ){
	std::string res;
	std::string table="0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
	if(x==0) return "0";
	
	while(x>0) {
		int m=x%n;
		res+= table[m];
		x/=n;
	}
	reverse(res.begin() ,res.end() );
	return res;
}

##运行测试截图

Task 6

源代码task6.c

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#include<stdio.h>
#include<string>
#include<iostream>
#include<cctype>
#include<algorithm>
int main(){
using namespace std;
string s1 ="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
string s2 ;
char ch;
for(auto ch:s1){
	s2+=toupper(ch);
}//s1小写,s2大写 

cout <<"  ";
for(auto ch:s1) cout << ch<< " ";
cout << endl;//第一行 

for(int i=1;i<=26;i++){
	cout << i ;
	rotate(s2.begin() ,s2.begin() +1,s2.end());
	for (auto ch :s2) cout << " " << ch ;
	cout <<endl;
}
return 0;
}

##运行测试截图

用toupper要加cctype，用rotate要加algorithm

Task 7

源代码task7.c

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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main()
{
    srand((unsigned int)time(0)); 
    int correct = 0;  
    const int total = 10; 

    for(int i = 0; i < total; i++)
    {
        int a, b;
        char op;
        int ans;
        //运算符:0+,1-,2*,3/
        int opType = rand() % 4;

        if(opType == 0)
        {
            // 加法 [1,10]
            a = rand()%10 + 1;
            b = rand()%10 + 1;
            op = '+';
            ans = a + b;
        }
        else if(opType == 1)
        {
            // 减法 a >= b
            do{
                a = rand()%10 +1;
                b = rand()%10 +1;
            }while(a < b);
            op = '-';
            ans = a - b;
        }
        else if(opType == 2)
        {
            //乘法
            a = rand()%10 +1;
            b = rand()%10 +1;
            op = '*';
            ans = a * b;
        }
        else
        {
            //除法：a可以整除b，a,b∈[1,10]
            do{
                a = rand()%10 +1;
                b = rand()%10 +1;
            }while( a % b != 0 );//不满足整除条件时重新生成 
            op = '/';
            ans = a / b;
        }

   
        int userIn;
        cout << a << op << b << "=";
        cin >> userIn;
        if(userIn == ans)
        {
            correct++;
        }
    }
    
    double rate = 100.0 * correct / total;
    cout << fixed << setprecision(2) << "正确率：" << rate << "%" << endl;
    return 0;
}

##运行测试截图

实验总结：

学到了rotate/toupper/tolower/还有生成随机数的方法srand((unsigned int)time(0))和generate与lambda配合使用