实验一
任务一
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); }
问题1：
reverse 把区间内的元素原地首尾互换，直接修改原序列，不生成新序列。
reverse_copy 则把反转结果写到另一个区间，原序列保持不变，目标序列必须有足够空间。
问题2：
rotate 把区间“循环左移”：从中间某点切开，把前半段移到后半段之后，保持元素相对顺序。
三个参数依次是：区间头迭代器新首元素位置（将成为旋转后的第一个元素）区间尾迭代器
任务2
#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; }
generate 的作用是把给定区间里的每一个元素改写成某个生成器产出的新值，生成器可以是一个函数指针、函数对象，也可以是 lambda。执行完后，原序列内容被完全覆盖。
minmax_element 一次遍历就能同时拿到最小和最大元素的迭代器；而先调 min_element 再调 max_element 至少要遍历两遍。数据量大时，前者省一半时间，也省一次循环开销，代码更短、缓存更友好。
第三个参数 [](){ return std::rand()%101; } 是个无捕获的 lambda，它临时内联在调用点，不需要额外写命名函数。和专门写一个 generate_random_number 函数相比，lambda 适合只用一次、逻辑简单、不想污染命名空间的场景；如果生成逻辑复杂、需要复用、调试或单元测试，还是单独写成具名函数更清晰。
任务3
#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'; }
问题1
func 把字母往后“移一位”：小写 z 回卷到 a，大写 Z 回卷到 A，其它字母直接 +1，非字母字符保持原样。它就是一个“字母循环+1”的小变换器，供 transform 调用。
问题2
tolower 把一个大写字母变成对应小写字母，其它字符原样返回； toupper 则相反，把小写字母变成对应大写字母。
问题3
transform 的四个参数依次是：1. 源区间起始迭代器2. 源区间结束迭代器3. 结果存放位置的起始迭代器4. 对每一个元素施加的“变换规则”（函数、函数对象、lambda）如果把第 3 个参数从 s2.begin() 改成 s1.begin() ，就意味着把变换结果直接写回到原序列 s1 里，实现“原地修改”；而原来写到 s2.begin() 是保留 s1 不变，把结果放到另一块空间。
任务4
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <cctype>
bool is_palindrome(const std::string &s) {
std::size_t i = 0, j = s.size();
if (j == 0) return true;
--j;
while (i < j) {
if (s[i] != s[j]) return false;
++i; --j;
}
return true;
}
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s) {
std::string t(s.size(), ' ');
std::transform(s.begin(), s.end(), t.begin(),
[](unsigned char c){ return static_cast<char>(std::tolower(c)); });
return is_palindrome(t); // 复用上面已写好的区分大小写版本
}
int main() {
using namespace std;
string s;
// 多组输入，直到按下 Ctrl+Z（Windows）或 Ctrl+D（Linux/macOS）结束
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;
}
把 cin >> s 换成 std::getline(cin, s) 即可一次读入一整行（含空格），其余逻辑不变。
任务5
#include <iostream> #include <string> #include <algorithm> std::string dec2n(int x, int n = 2) { if (x == 0) return "0"; // 特判 0 std::string digits = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUV"; std::string ret; bool neg = false; if (x < 0) { neg = true; x = -x; } // 支持负数（题目未用，保留扩展） while (x) { ret += digits[x % n]; x /= n; } if (neg) ret += '-'; std::reverse(ret.begin(), ret.end()); return ret; } 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; }
任务6
#include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; int main() { const int N = 27; // 27 行 27 列 char table[N][N]; /* 1. 填第 0 行：空 + a~z */ table[0][0] = ' '; for (int j = 1; j < N; ++j) table[0][j] = 'a' + j - 1; /* 2. 填第 0 列：空 + 1~26 */ for (int i = 1; i < N; ++i) table[i][0] = '0' + (i % 10); // 只放个位数字，美观对齐 // 如果想打印两位数，可改成 sprintf 或 to_string，这里简化为个位 /* 3. 填 26×26 大写字母区 */ for (int i = 1; i < N; ++i) { // 行 1~26 char start = 'A' + i - 1; // 本行起始字母 for (int j = 1; j < N; ++j) { // 列 1~26 table[i][j] = 'A' + (start - 'A' + j - 1) % 26; } } /* 4. 输出整张表 */ for (int i = 0; i < N; ++i) { for (int j = 0; j < N; ++j) { cout << setw(2) << table[i][j]; // 每个字符占 2 列，右对齐 if (j + 1 < N) cout << ' '; } cout << '\n'; } return 0; }
任务7
#include <iostream> #include <iomanip> #include <cstdlib> #include <ctime> using namespace std; int main() { srand(static_cast<unsigned>(time(0))); // 随机种子 const int TOTAL = 10; int correct = 0; for (int i = 0; i < TOTAL; ++i) { int op1, op2, result; char op; while (true) { // 保证条件合法 op1 = rand() % 10 + 1; // [1,10] op2 = rand() % 10 + 1; // [1,10] int opType = rand() % 4; // 0 1 2 3 对应 + - * / switch (opType) { case 0: op = '+'; result = op1 + op2; break; case 1: op = '-'; if (op1 < op2) continue; // 重选 result = op1 - op2; break; case 2: op = '*'; result = op1 * op2; break; default: op = '/'; if (op1 % op2 != 0) continue; // 重选 result = op1 / op2; break; } break; // 合法则跳出 } int userAns; cout << op1 << ' ' << op << ' ' << op2 << " = "; cin >> userAns; if (userAns == result) { ++correct; cout << "对\n"; } else { cout << "错\n"; } } double rate = 100.0 * correct / TOTAL; cout << fixed << setprecision(2); cout << "正确率：" << rate << "%\n"; return 0; }
浙公网安备 33010602011771号