实验1
四、实验结论
1、实验任务1
程序源代码
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#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<algorithm>
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 << "测试2：\n";
test2();
std::cout << "测试3：\n";
test3();
}
template<typename T>
void output(const T& c) {
for (auto& i : c)
std::cout << i << ' ';
std::cout << '\n';
}
void test1() {
using namespace std;
string s0{ "0123456789" };
cout << "s0=" << s0 << endl;
string s1(s0);
reverse(s1.begin(), s1.end());
cout << "s1=" << s1 << endl;
string s2(s0.size(), ' ');
reverse_copy(s0.begin(), s0.end(), s2.begin());
cout << "s2=" << s2 << endl;
}
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);
}
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 };//左移一位
rotate(v1.begin(), v1.begin() + 1, v1.end());
cout << "v1:"; output(v1);
vector<int> v2{ v0 };//左移两位
rotate(v2.begin(), v2.begin() + 2, v2.end());
cout << "v2:"; output(v2);
vector<int> v3{ v0 };//右移一位
rotate(v3.begin(), v3.end() - 1, v3.end());
cout << "v3:"; output(v3);
vector<int> v4{ v0 };//右移两位
rotate(v4.begin(), v4.end() -2, v4.end());
cout << "v4:"; output(v4);
}
测试截图
回答问题
1、reverse 和 reverse_copy 有什么区别？
reverse：原地反转，原数据被改变。
reverse_copy：复制+反转，不改动原数据，反转后的结果放到新容器里。
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)，first和last表示容器的范围，middle表示新的起点，指这个位置的元素会跑到整个区间最前面。使用该算法时，（middle，last)部分移到前面，（first，middle）部分移到后面。
2、实验任务2
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#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<numeric>
#include<iomanip>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
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：";
test2();
}
template<typename T>
void output(const T& c) {
for (auto& i : c)
std::cout << i << ' ';
std::cout << '\n';
}
//随机返回0-100中的一个整数
int generate_random_number() {
return std::rand() % 101;
}
void test1() {
using namespace std;
vector<int> v0(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());
cout << "v1:"; output(v1);
vector<int> v2{ v0 };
sort(v2.begin() + 1, v2.end() - 1);
cout << "v2:"; output(v2);
}
void test2() {
using namespace std;
vector<int> v0(10);
generate(v0.begin(), v0.end(), generate_random_number);//生成随机数填充v0
cout << "v0:"; output(v0);
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;
auto ans = minmax_element(v0.begin(), v0.end());
cout << "最大值：" << *(ans.first) << endl;
cout << "最小值：" << *(ans.second) << endl;
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();
cout << "去掉最大值、最小值之后，均值：" << avg2 << endl;
}
测试截图
回答问题
1、generate 算法的作用是什么？
generate(first, last, generate_random_number)：在(first,last)区间内，反复调用generate_random_number，将生成的随机数依次填入容器。
2、minmax_element 和分别调用 min_element 、 max_element 相比，有什么优势？
minmax_element只用便利一次序列就可以找到最大值和最小值，而min_element和max_element要便利两次。前者效率更高。
3、查询 generate 第3个参数 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？
：无参数，每次调用返回 0~100 的随机整数，无需单独声明命名函数。
lambda：匿名的内联函数，适合简短、仅单次使用的回调逻辑。
自定义函数：命名函数适合逻辑复杂、多处复用的场景。
3、实验任务3
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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';
}
测试截图
回答问题
1、自定义函数 func 功能是什么？
对字母进行移位：普通字母后移一位，z变为a,Z变为A,非字母字符保持原样。
2、tolower 和 toupper 功能分别是什么？
tolower(c)：将字母转为小写。
toupper(c)：将字母转为大写。
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(first1,last1,first2,func()),前两个参数代表要改变的原数据的范围，第三个参数代表要存放的转换后数据的容器的起始位置，第四个参数代表转换函数。原来表示不修改s1，将结果写入s2，将s2.begin() 改成 s1.begin()表示原地变换，直接覆盖原字符s1。
4、实验任务4
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#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;
// 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
bool is_palindrome(const std::string& s) {
using namespace std;
string co_s = s;
reverse(co_s.begin(), co_s.end());
return co_s == s;
}
// 函数is_palindrome_ignore_case定义
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string& s) {
using namespace std;
string temp;
for (auto c : s)
temp += tolower(static_cast<unsigned char>(c));
string rev_temp=temp;
reverse(rev_temp.begin(), rev_temp.end());
return rev_temp == temp;
}
测试截图
回答问题
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 hello oop ），代码应如何调整？
将cin>>s替换为getline(cin,s)。
5、实验任务5
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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
std::string dec2n(int x, int n) {
using namespace std;
if (x ==0 )
return "0";
string list{ "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" };
char s[100];
int i = 0;
while (x != 0) {
s[i++] = list[x % n];
x /= n;
}
reverse(s,s+i);
string res(s, i);
return res;
}
测试截图
6、实验任务6
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#include<iostream>
#include<string>
#include<iomanip>
#include<algorithm>
#include<cctype>
void test();
int main() {
test();
}
void test() {
using namespace std;
string s{"abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"};
cout << " ";
for (auto& i : s)
cout << setw(2) << right << i;
cout << endl;
string s1;
for (auto c : s)
s1 += std::toupper(c);
for (int i = 1; i <= 26;i++) {
cout << setw(2) << right << i;
rotate(s1.begin(), s1.begin() + 1, s1.end());
for (auto& j : s1)
cout << setw(2) << right << j;
cout << '\n';
}
}
测试截图
7、实验任务7
程序源代码
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#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;
int generate_random_number() {
return std::rand() % 10+1;
}
char generate_random_ch() {
return std::rand() % 4+1;
}
int compute(int a, int b, char c) {
if (c == '+')return a + b;
if (c == '-')return a - b;
if (c == '*')return a * b;
if (c == '/')return a / b;
return 0;
}
char compute_ch(int c) {
if (c == 1)return'+';
if (c == 2)return'-';
if (c == 3)return'*';
if (c == 4)return'/';
return '+';
}
int main() {
srand(time(0)); // 设置随机种子，每次运行题目不同
int ans;
int a, b;
int i = 0,T=0;
int c;
char ch;
while (i < 10) {
a = generate_random_number();
b = generate_random_number();
c = generate_random_ch();
ch = compute_ch(c);
if (ch == '-' && a < b||ch=='/'&&a%b!=0)
continue;
else {
cout << a << ch << b << '=';
cin >> ans;
if(ans==compute(a,b,ch))
T++;
}
i++;
}
double rate = static_cast<double>(T) / 10 * 100;
cout << endl;
cout<<"正确率："<< fixed << setprecision(2) << rate << "%" << endl;
return 0;
}
测试截图
五、实验总结
提炼本次实验的核心收获与思考：相较于c语言，c++的标准库提供的函数使得在编写程序时更加高效、快捷。以前遇到数组或字符串的倒序、排序、找最值等问题，我的第一反应总是写个for循环，这次实验让我体会到了库的强大。在任务3中，transform算法的第三个参数决定结果输出到哪里。如果改成 s2.begin() 就存入新字符串，改成 s1.begin() 就是原地修改。这让我意识到，算法设计非常灵活，全看使用者如何组合。标准库让代码变短了，程序变得更加精简。
浙公网安备 33010602011771号