实验1
1. 实验任务1
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);
}
2)运行测试截图
3)回答问题
问题1： reverse 和 reverse_copy 有什么区别？
reverse会修改原来容器里的数据，reverse_copy不会但不能直接输出，需要另一个容器来复制
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把一个区间内的元素分成2段，然后交换这两段的位置。
第一个参数代表区间的起始处置，第二个参数代表旋转后的新区间的起始位置，第三个参数代表区间的末尾位置
2. 实验任务2
1)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;
}
2)运行测试截图
3)回答问题
问题1： generate 算法的作用是什么？
generate(begin, end, generate_random_number);将generate_random_number的值赋给[first, last)区间内每一个元素
问题2： minmax_element 和分别调用 min_element 、 max_element 相比，有什么优势？
min_element 、 max_element 分别调用需要两次遍历序列；minmax_element只要一次遍历序列
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？
代码中[](){return std::rand()%101;}是 lambda 表达式（匿名函数）。
lambda适用于需要的函数逻辑简短且只要在当前这一处使用
3. 实验任务3
1)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';
}
2)运行测试截图
3)回答问题
问题1：自定义函数 func 功能是什么？
将传入的字母循环后移一位，a->b,b->c,z->a，且大写字母同理，非字母不变
问题2： tolower 和 toupper 功能分别是什么？
tolower ：将字母字符转为小写，非字母字符保持不变
toupper ：将字母字符转为大写，非字母字符保持不变
问题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？
transform(begin1, end1,begin2,func);
begin1：源序列起始迭代器
end1：源序列末尾迭代器（开区间）
begin2：目标输出序列起始迭代器
func：变换处理函数 / 回调，对源中每个元素执行该函数，结果写入目标位置。
原代码变换结果写入新字符串 s2，原字符串s1内容保持不变
如果改为s1.begin() ：变换结果直接写回原字符串s1，原地修改 s1 本身，不再保留原始 s1 的数据
4. 实验任务4
1)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;
// 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)
{
auto left = s.begin();
auto right = s.end() - 1;
while(left < right)
{
if(*left != *right)
{
return false;
}
++left;
--right;
}
return true;
}
// 函数is_palindrome_ignore_case定义
// 待补足
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s)
{
auto left = s.begin();
auto right = s.end() - 1;
while(left < right)
{
// 全部转小写后比较
if(std::tolower(static_cast<unsigned char>(*left)) != std::tolower(static_cast<unsigned char>(*right)))
{
return false;
}
++left;
--right;
}
return true;
}
2)运行测试截图
3)回答问题 问题：使用 cin >> s 输入时，输入的字符串中不能包含空格。如果希望测试字符串包含空格（如 hellooop ），代码应如何调整？
将while(cin >> s)改为while(getline(cin, s))
5. 实验任务5
1)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";
}
}
// 函数dec2n定义
// 待补足
std::string dec2n(int x, int n)
{
// 字符映射表：0?9，A?Z，对应数值0~35
const std::string table = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
std::string res;
// 特殊处理x等于0的情况，否则返回空字符串
if(x == 0)
{
return "0";
}
// 除基取余法
while(x > 0)
{
int rem = x % n; // 求余数
res += table[rem]; // 查表得到对应字符
x = x / n; // 除以进制
}
// 得到的余数是逆序，反转字符串
std::reverse(res.begin(), res.end());
return res;
}
2)运行测试截图
6. 实验任务6
1)源代码
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
// 第一行：明文 a~z
cout << " ";
for(char c = 'a'; c <= 'z'; ++c)
{
cout << c << " ";
}
cout << endl;
// 26行密文表，偏移量从1到26
for(int offset = 1; offset <= 26; ++offset)
{
// 输出行号，注意10、11...26是两位，对齐和样例保持一致
cout << offset;
if(offset < 10) cout << " ";
for(int i = 0; i < 26; ++i)
{
char ch = 'A' + (i + offset) % 26;
cout << ch << " ";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
2)运行测试截图
7. 实验任务7
1)源代码
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
srand((unsigned int)time(0)); // 设置随机种子，每次题目不同
const int total = 10;
int right = 0;
for (int i = 0; i < total; i++)
{
int a, b;
char op;
int opType = rand() % 4; // 0加，1减，2乘，3除
if (opType == 0)
{
op = '+';
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
}
else if (opType == 1)
{
op = '-';
// 减法保证 a >= b
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % a + 1;
}
else if (opType == 2)
{
op = '*';
a = rand() % 10 + 1;
b = rand() % 10 + 1;
}
else
{
op = '/';
// 除法：a可以被b整除，a,b∈[1,10]
b = rand() % 10 + 1;
int k = rand() % 10 + 1;
a = b * k;
// 如果a超过10，重新生成，保证a在1~10
while (a > 10)
{
b = rand() % 10 + 1;
k = rand() % 10 + 1;
a = b * k;
}
}
int ans;
cout << a << " " << op << " " << b << " = ";
cin >> ans;
// 计算标准答案
int stdAns;
if (op == '+') stdAns = a + b;
else if (op == '-') stdAns = a - b;
else if (op == '*') stdAns = a * b;
else stdAns = a / b;
if (ans == stdAns)
{
right++;
}
}
// 输出正确率，保留2位小数
double rate = 100.0 * right / total;
cout << "正确率：" << fixed << setprecision(2) << rate << "%" << endl;
return 0;
}
2)运行测试截图
浙公网安备 33010602011771号