实验一
task1
// 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);
}
Q1:reverse 和 reverse_copy 的区别?
reverse：直接修改原容器中的元素顺序，将指定范围内的元素进行反转。操作后原容器的元素顺序会被改变，而不会创建新的容器。
reverse_copy：不会修改原容器，而是将原容器中指定范围内的元素反转后，复制到另一个容器中。原容器的内容保持不变，需要提供目标容器的起始迭代器来存储反转结果。
Q2:rotate 算法的作用及参数含义?
rotate 算法的作用：将指定范围内的元素进行循环移位，使容器中的元素形成一个新的循环排列。
三个参数的含义：rotate(first, middle, last) 中三个参数均为迭代器，共同指定了要操作的元素范围和旋转点：
first：表示要旋转的元素范围的起始位置（包含此位置）。
middle：旋转的基准点，指定了旋转后成为新范围第一个元素的位置。
last：表示要旋转的元素范围的结束位置（不包含此位置）。
task2
#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));
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;
}
Q1: generate 算法的作用?
generate 算法用于给容器中指定迭代器区间 [first, last) 的元素赋值，其第三个参数是一个无参函数（或函数对象），算法会调用该函数生成值并依次赋给区间内的每个元素。在代码中，generate(v0.begin(), v0.end(), generate_random_number) 通过调用 generate_random_number 函数生成随机数，为 v0 的 10 个元素赋值。
Q2: minmax_element 相比分别调用 min_element 和 max_element 的优势?
效率更高：minmax_element 只需遍历容器一次就能同时找到最小值和最大值，而分别调用 min_element 和 max_element 需要遍历容器两次，减少了一次遍历操作。
代码更简洁：用一个函数调用替代两个，减少了代码量，逻辑更紧凑。
Q3:使用 lambda 表达式替代 generate_random_number 的效果及说明?
将 generate 的第三个参数改为 后，效果与原代码完全等同。这是因为 lambda 表达式 定义了一个匿名的无参函数，其功能与 generate_random_number 完全一致：返回 [0, 100] 区间内的随机整数。
task3
#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';
}
Q1:自定义函数 func 的功能?
func 函数用于对单个字符进行特定变换,func 实现了字母的 "后移一位" 操作，且对 z 和 Z 做了循环处理。
Q2:tolower 和 toupper 的功能?
tolower(c)：将字符 c 转换为小写形式（如果 c 是大写字母），非大写字母则保持不变。toupper(c)：将字符 c 转换为大写形式（如果 c 是小写字母），非小写字母则保持不变。
Q3:transform 的参数意义及修改参数的影响?
四个参数的意义：
std::transform(first1, last1, first2, func) 用于对指定范围的元素执行变换操作，参数含义：
first1 和 last1：迭代器，指定源容器中要处理的元素范围 [first1, last1)；
first2：迭代器，指定目标容器中存储变换结果的起始位置；
func：函数（或函数对象），表示对每个元素执行的变换操作。
算法会对 [first1, last1) 中的每个元素调用 func，并将结果依次存入 first2 开始的位置。
若将第 3 个参数 s2.begin() 改为 s1.begin()：原代码中，s2 是独立的目标容器，变换结果会存入 s2，s1 保持不变（非原地变换），修改后，变换结果会直接存入 s1 自身（原地变换），覆盖 s1 的原始值。
task4
#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;
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";
}
}
bool is_palindrome(const std::string& s) {
std::string s1(s.size(), ' ');
reverse_copy(s.begin(), s.end(), s1.begin());
int i;
for (i = 0;i < s.size();i++) {
if (s[i] != s1[i]) {
return 0;
break;
}
}
if (i == s.size() - 1)
return 0;
}
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string& s) {
std::string s1;
for (auto c : s)
s1 += std::tolower(c);
std::string s2(s1.size(), ' ');
reverse_copy(s1.begin(), s1.end(), s2.begin());
int i;
for (i = 0;i < s1.size();i++) {
if (s1[i] != s2[i]) {
return 0;
break;
}
}
if (i == s1.size() - 1)
return 0;
}
Q1: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 hello oop ），代码应如何调整？
可以使用 std::getline 函数替代 cin >> s
task5
#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";
}
}
std::string dec2n(int x, int n) {
if (x == 0) return "0";
std::string s;
while (x != 0) {
int r;
r = x % n;
if (r >= 10) s += static_cast<char>('A'+ r -10);
else
s += static_cast<char>(r + '0');
x = x / n;
}
std::reverse(s.begin(), s.end());
return s;
}
task6
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
void printCipherTable() {
std::cout << " ";
for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++) {
std::cout << std::setw(3) << c;
}
std::cout << "\n";
std::cout << " ";
for (int i = 0; i < 26; i++) {
std::cout << "---";
}
std::cout << "\n";
for (int row = 1; row <= 26; row++) {
std::cout << std::setw(2) << row << "|";
char startChar = 'A' + (row - 1) % 26;
for (int col = 0; col < 26; col++) {
char currentChar = 'A' + (startChar - 'A' + col) % 26;
std::cout << std::setw(3) << currentChar;
}
std::cout << "\n";
}
}
int main() {
std::cout << "字母密文对照表:\n";
std::cout << "========================================\n";
printCipherTable();
return 0;
}
task7
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
#include<vector>
#include<iomanip>
using namespace std;
int main() {
srand(time(0));
int correct = 0;
for (int i = 0;i < 10;i++) {
int x = rand() % 10 + 1;
int y = rand() % 10 + 1;
int z = rand() % 4;
int ans;
string s{ '+','-','*','/' };
if (z == 0)
ans = x + y;
if (z == 1) {
if (x < y)
swap(x, y);
ans = x - y;
}
if (z == 2)
ans = x * y;
if (z == 3) {
if (x % y != 0) {
vector<int> v;
for (int k = 1;;k++) {
x = k * y;
if (x > 10) break;
v.push_back(x);
}
x = v[rand() % v.size()];
}
ans = x / y;
}
int answer;
std::cout << x << " " << s[z] << " " << y << " " << "= ";
std::cin >> answer;
if (ans == answer)
correct++;
}
double rate = correct / 10.00 * 100;
std::cout << "正确率：" <<fixed<<setprecision(2)<< rate << '%' << '\n';
}
浙公网安备 33010602011771号