作业1
实验任务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);
}
运行截图
回答问题
问题1： reverse 和 reverse_copy 有什么区别？
reverse：原地反转，改原数据，不需要额外空间存结果
reverse_copy：复制反转，原数据不变，必须提前准备好目标空间
问题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？
rotate(first, middle, last)作用于左闭右开区间[first, last)，它将区间分为[first, middle)和[middle, last)两部分，不改变两段内部元素顺序，原地把后一段放到前一段前面，也就是旋转后middle指向的元素成为区间首元素；三个参数first是区间起始迭代器，middle是旋转分界迭代器，last是区间尾后迭代器。
实验任务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;
}
运行截图
回答问题
问题1： generate 算法的作用是什么？
generate(first, last, gen) 对 [first,last) 区间里每个元素，调用生成函数gen，用返回值给容器元素赋值，批量填充容器。
问题2： minmax_element 和分别调用 min_element 、 max_element 相比，有什么优势？
minmax_element 只遍历一次序列就能同时拿到最小值、最大值迭代器；分开调用min_element、max_element要遍历两次，效率更低。
问题3：查询generate 第3个参数 [](){return std::rand()%101;} 用法，与使用自定义函数 generate_random_number 相比，lambda表达式适用场景是什么？
效果等同。[](){return std::rand()%101;}是 lambda 匿名函数，在这里和独立函数generate_random_number功能完全一样，不用单独写函数声明和定义，代码更紧凑。
实验任务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';
}
运行截图
回答问题
1.自定义函数func功能是什么？
func：字母向后移一位，z变成a、Z变成A；非字母原样返回。
2.tolower和toupper功能分别是什么？
tolower：把大写字母转为小写，其他字符不变；toupper：把小写字母转为大写，其他字符不变。
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？
first：源起始迭代器；last：源尾后迭代器；dest：目标起始迭代器；op：变换函数。
写s1.begin()就是原地修改原字符串 s1；写s2.begin()是把结果放到 s2，原 s1 保持不变。
实验任务4
源代码
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <cctype>
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)
{
int left = 0;
int right = s.size() - 1;
while(left < right)
{
if(s[left] != s[right])
{
return false;
}
left++;
right--;
}
return true;
}
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s)
{
std::string tmp = s;
// 全部转为小写
transform(tmp.begin(), tmp.end(), tmp.begin(),
[](unsigned char c){
return tolower(c);
});
int left = 0;
int right = tmp.size() - 1;
while(left < right)
{
if(tmp[left] != tmp[right])
{
return false;
}
left++;
right--;
}
return true;
}
运行截图
回答问题
cin >> s读取字符串时会在空格处停止，无法读取带空格的内容；若要读取包含空格的字符串，应改用getline(cin, s)，它可以读取一整行直到回车，能保留其中的空格，在本程序中将循环内的输入方式替换为while(getline(cin, s))即可实现。
实验任务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)
{
std::string table = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
std::string res;
// 单独处理0的情况
if (x == 0)
{
return "0";
}
while (x > 0)
{
int rem = x % n;
res += table[rem];
x = x / n;
}
reverse(res.begin(), res.end());
return res;
}
运行截图
实验任务6
源代码
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
// 第一行明文小写字母
cout << " a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z" << endl;
for (int k = 1; k <= 26; ++k)
{
// 输出行号，占2格对齐
cout << (k < 10 ? " " : "") << k;
for (int i = 0; i < 26; ++i)
{
char ch = 'A' + (i + k) % 26;
cout << " " << ch;
}
cout << endl;
}
return 0;
}
运行截图
实验任务7
源代码
#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, b, op;
char opChar;
int ans;
// 随机运算符 0加 1减 2乘 3除
while (true)
{
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
op = rand() % 4;
if (op == 0)
{
opChar = '+';
ans = a + b;
break;
}
else if (op == 1)
{
opChar = '-';
if (a >= b)
{
ans = a - b;
break;
}
}
else if (op == 2)
{
opChar = '*';
ans = a * b;
break;
}
else if (op == 3)
{
opChar = '/';
if (b != 0 && a % b == 0)
{
ans = a / b;
break;
}
}
}
int userIn;
cout << a << opChar << b << " = ";
cin >> userIn;
if (userIn == ans)
{
correct++;
}
}
double rate = 100.0 * correct / total;
cout << fixed << setprecision(2);
cout << "正确率：" << rate << "%" << endl;
return 0;
}
运行截图
浙公网安备 33010602011771号