实验1 现代C++编程初体验
实验任务1
task1.cpp
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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 << "\n测试2: \n";
test2();
std::cout << "\n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};
rotate(v1.begin(), v1.begin()+1, v1.end());
cout << "v1: "; output(v1);
vector<int> v2{v0};
rotate(v2.begin(), v2.begin()+2, v2.end());
cout << "v2: "; output(v2);
vector<int> v3{v0};
rotate(v3.begin(), v3.end()-1, v3.end());
cout << "v3: "; output(v3);
vector<int> v4{v0};
rotate(v4.begin(), v4.end()-2, v4.end());
cout << "v4: "; output(v4);
}
问题1： reverse 和 reverse_copy 有什么区别？
reverse是直接对原容器的元素进行反转操作，reverse_copy是将原容器反转后的结果拷贝到另一个容器中。总而言之，reverse会改变原容器的内容，reverse_copy原容器自身的内容保持不变。
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将区间内的元素进行循环移位。
参数：三个参数分别是区间的起始迭代器、要移动到新起始位置的迭代器、区间的结束迭代器。代码中rotate(v1.begin(), v1.begin()+1, v1.end())表示将v1中从起始到结束的元素，以v1.begin()+1位置的元素为新起始，进行循环左移1位。
实验任务2
task2.cpp
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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));// 添加随机种子
std::cout << "测试1: \n";
test1();
std::cout << "\n测试2: \n";
test2();
}
template <typename T>
void output(const T &c) {
for(auto &i: c)
std::cout << i << ' ';
std::cout << '\n';
}
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);
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);
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 << "最小值: " << *(ans.first) << endl;
cout << "最大值: " << *(ans.second) << endl;
double avg1 = accumulate(v0.begin(), v0.end(), 0.0) / v0.size();
cout << "均值: " << fixed << setprecision(2) << avg1 << endl;//两位精度
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;
}
问题1： generate 算法的作用是什么？
用于向容器的指定迭代器区间内填充由生成函数（或可调用对象）生成的值，批量给数据赋值。
generate算法有三个参数：第一个参数是输入区间的起始迭代器，第二个参数是输入区间的结束迭代器，第三个参数是生成函数（或可调用对象）。
问题2： minmax_element 和分别调用 min_element 、 max_element 相比，有什么优势？
分别调用min_element和max_element，要遍历两次；minmax_element只需一次遍历就能同时找到区间内的最小值和最大值迭代器，效率更高。
问题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？
效果一样。generate第三个参数是生成函数，原generate_random_number函数的功能是生成[0,100]的随机整数，用lambda表达式{return std::rand()%101;}。lambda 表达式适用于临时、不要重复用的场景。代码里生成随机数仅在generate中使用一次，lambda可避免定义新函数，可以在不定义函数的情况下，直接完成相同的随机数生成功能。
修改后结果
实验任务3
task3.cpp
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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';
}
问题1：自定义函数 func 功能是什么？
对字符进行变换，若字符是'z'则返回'a'，是'Z'则返回'A'，若是字母则返回下一个字母，否则返回原字符。
问题2： tolower 和 toupper 功能分别是什么？
tolower将大写字母转换为对应的小写字母，非大写字母字符保持不变。
toupper将小写字母转换为对应的大写字母，非小写字母字符保持不变。
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？
四个参数分别是输入区间的起始迭代器、输入区间的结束迭代器、输出区间的起始迭代器、用于变换的函数（或可调用对象）。
若把第3个参数s2.begin()改成s1.begin()，则会在原字符串s1上直接进行变换，覆盖原字符串的内容；而原来使用s2.begin()是将变换结果输出到新字符串s2中，原字符串s1保持不变。
修改后结果
实验任务4
task4.cpp
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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;
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) {
int left = 0;
int right = s.size() - 1;
while (left < right) {
if (s[left] != s[right]) {
return false;
}
left++;
right--;
}
return true;
}
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s) {
std::string lower_s;
std::transform(s.begin(), s.end(), std::back_inserter(lower_s), ::tolower);
int left = 0;
int right = lower_s.size() - 1;
while (left < right) {
if (lower_s[left] != lower_s[right]) {
return false;
}
left++;
right--;
}
return true;
}
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？
可以把原来的cin >> s改成getline(cin, s)。
调整后运行测试截图
实验任务5
task5.cpp
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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";
}
}
std::string dec2n(int x, int n) {
if (x == 0) {
return "0";
}
std::string res;
while (x > 0) {
int mod = x % n;
char c;
if (mod < 10) {
c = '0' + mod;
} else {
c = 'A' + mod - 10;
}
res += c;
x /= n;
}
std::reverse(res.begin(), res.end());
return res;
}
实验任务6
task6.cpp
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#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void print6() {
string p = "a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z";//中间可以加空格
cout << " " << p << endl;
for (int i = 1; i <= 26; i++) {
if(i < 10) cout << " ";
cout << i << " ";
for (int j = 0; j < 26; j++) {
char c = 'A' + (j + i ) % 26;
cout << c << " ";
}
cout << endl;
}
}
int main() {
print6();
return 0;
}
实验任务7
task7.cpp
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#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <iomanip>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;
double calculate() {
int correct = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int a = rand() % 10 + 1;
int b = rand() % 10 + 1;
int op = rand() % 4;//op也是随机的
int ans, ans2;//ans正确答案，ans2用户输入的答案
if (op == 1) {
if (a < b) swap(a, b);
}
else if (op == 3) {
int max_k = 10 / b; //保证a = b*k ≤10
int k = rand() % max_k + 1; //k：1~max_k
a = b * k;
}
switch (op) {
case 0: ans = a + b; cout << a << " + " << b << " = "; break;
case 1: ans = a - b; cout << a << " - " << b << " = "; break;
case 2: ans = a * b; cout << a << " * " << b << " = "; break;
case 3: ans = a / b; cout << a << " / " << b << " = "; break;
}
cin >> ans2;
if (ans2 == ans) correct++;
}
return (double)correct / 10 * 100;
}
int main() {
std::srand(std::time(0)); //报错显示在下一行
double accuracy = calculate();
cout << "正确率：" << fixed << setprecision(2) << accuracy << "%" << endl;
return 0;
}
实验总结
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std::srand(std::time(0)); //报错显示在下一行
double accuracy = calculate();
浙公网安备 33010602011771号