实验一
实验任务1
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// 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
- 观察与思考
- reverse ：原地翻转，改原数据；
reverse_copy ：翻转并复制到新位置，原容器保持不变。
2.把区间 [first, last) 做循环左移：将 [middle, last) 的元素挪到前面， [first, middle) 的元素挪到后面。
三个参数含义
first ：序列起始迭代器
middle ：新序列的首元素位置
last ：序列末尾迭代器（左闭右开）
实验任务2
- task2.cpp源代码
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#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
![屏幕截图 2026-10-20 102935]()
- 观察与思考
1.遍历 [first, last) 区间里面每一个元素，反复调用传入的函数（生成器），将函数返回的值依次赋值给区间内各个元素，用来批量填充容器。
2.如果分开调用 min_element 和 max_element ，相当于要遍历序列两次，第一次找最小值，第二次找最大值。而 minmax_element 只遍历一趟序列，同时找出最小值和最大值。减少遍历次数，时间效率更高；代码也更加简洁，一次调用同时拿到最小、最大迭代器。
3.效果是等同的，两者功能完全一样，都是每次调用返回rand()%101的随机数。
实验任务3
- task3.cpp源代码
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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';
}
- 运行截图
- 观察与思考
1.将字母字符向后移一位（如 'a' 变成 'b'），如果是 'z' 则循环回到 'a'，如果是 'Z' 则循环回到 'A'；非字母字符保持不变。
2.tolower：将大写字母转换为小写字母，非大写字母不变。
toupper：将小写字母转换为大写字母，非小写字母不变。
3.参数意义：1. 源区间起始迭代器；2. 源区间结束迭代器；3. 目标区间起始迭代器；4. 变换操作函数。
区别：改成 s1.begin() 后，变换结果会直接覆盖写入到原字符串 s1 中，实现原地修改；而原代码是写入到新字符串 s2 中，s1 保持不变。
实验任务4
- task4.cpp源代码
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#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) {
int left = 0;
int right = s.length() - 1;
while (left < right) {
if (s[left] != s[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) {
std::string lower_s = s;
std::transform(lower_s.begin(), lower_s.end(), lower_s.begin(),
[](unsigned char c) { return std::tolower(c); });
return is_palindrome(lower_s);
}
- 运行截图
- 观察与思考
1.cin >> s 遇到空白字符（空格、制表符、换行符）就会停止读取。若要读取包含空格的整行字符串，应使用 std::getline 函数。
实验任务5
- task5.cpp源代码
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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
// 待补足
// ×××
std::string dec2n(int x, int n) {
if (x == 0) {
return "0";
}
std::string result = "";
const char digits[] = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
while (x > 0) {
result += digits[x % n];
x /= n;
}
std::reverse(result.begin(), result.end());
return result;
}
- 运行截图
实验任务6
- task6.cpp源代码
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#include <iostream>
#include <cstdio> // 用于 printf
int main() {
// 打印表头 (a-z)，每个字母后加一个空格
std::cout << " "; // 留出与行号 "%2d " 等宽的空格
for (char c = 'a'; c <= 'z'; ++c) {
std::cout << c << " ";
}
std::cout << "\n";
// 打印 26 行密文对照表
for (int i = 1; i <= 26; ++i) {
// 打印行号，保持左对齐，右侧留一个空格
printf("%2d ", i);
for (int j = 0; j < 26; ++j) {
// 计算当前字母
char ch = 'A' + (i + j) % 26;
// 每个字母后加一个空格
std::cout << ch << " ";
}
std::cout << "\n"; // 换行
}
return 0;
}
- 运行截图
实验任务7
- task7.cpp源代码
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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
int main() {
// 设置随机数种子
std::srand(std::time(0));
int correct_count = 0;
const int total_questions = 10;
std::cout << "欢迎进行算术测试！\n\n";
for (int i = 0; i < total_questions; ++i) {
// 随机生成运算符：0-加, 1-减, 2-乘, 3-除
int op = std::rand() % 4;
int a, b, answer, user_answer;
char op_char;
// 生成操作数并处理特殊规则
if (op == 0) { // 加法
a = std::rand() % 10 + 1;
b = std::rand() % 10 + 1;
answer = a + b;
op_char = '+';
} else if (op == 1) { // 减法
a = std::rand() % 10 + 1;
b = std::rand() % 10 + 1;
if (a < b) std::swap(a, b); // 保证 a >= b
answer = a - b;
op_char = '-';
} else if (op == 2) { // 乘法
a = std::rand() % 10 + 1;
b = std::rand() % 10 + 1;
answer = a * b;
op_char = '*';
} else { // 除法
// 为了保证整除且商在合理范围，先生成除数和商
b = std::rand() % 10 + 1; // 除数
int c = std::rand() % 10 + 1; // 商
a = b * c; // 被除数
// 若被除数超过10，重新生成，直到满足条件
while (a > 10) {
b = std::rand() % 10 + 1;
c = std::rand() % 10 + 1;
a = b * c;
}
answer = a / b;
op_char = '/';
}
// 输出题目并读取用户答案
std::cout << i + 1 << ". " << a << " " << op_char << " " << b << " = ";
std::cin >> user_answer;
// 判断答案
if (user_answer == answer) {
correct_count++;
}
}
// 计算并输出正确率
double accuracy = (static_cast<double>(correct_count) / total_questions) * 100.0;
std::cout << "\n正确率：" << std::fixed << std::setprecision(2) << accuracy << "%" << std::endl;
return 0;
}
实验总结
这次实验最大的感受就是“真香”。以前总习惯手写for循环处理数组，这次用了string、vector和
不过过程也有点曲折。比如做任务7的算术题时，没处理好减法出现负数、除法除不尽，被自己写的程序“坑”了好几次，理清逻辑才搞定。这次实验让我明白，看代码和自己敲完全两码事，遇到报错别慌，慢慢查资料才是正解。
浙公网安备 33010602011771号