实验一
任务一
- 源代码
// 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);
}
- 运行截图
- 回答问题
1.reverse 和 reverse_copy 有什么区别？
reverse是直接反转自身，比如这个实验里面，s1复制了s0，然后直接反转了s1，s1的初始状态消失只剩翻转后的了。
而reverse_copy是一边倒着读s0，一边把字符写进s2，s0内部没有变化
（_copy 后缀的算法：读源、写目标、源不动。）
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) 把区间看成一条队列，让 [middle, last) 这段搬到最前面，[first, middle) 这段接到后面——整体像“转轮盘”一样循环移位。
三个参数：
first —— 区间开头
middle —— 分割点：这个位置指向的元素将成为旋转后的新第一个元素
last —— 区间结尾（不含）
左移 k 位：middle = begin()+k
右移 k 位：middle = end()-k
任务二
- 源代码
#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
-
回答问题
1.generate 算法的作用是什么？
generate 对 [first, last) 区间内每个元素，调用第 3 个参数指定的生成器，把返回值依次赋进去——即“批量填充”。区别于 fill（填固定值），它每次可以产生不同的值。2.minmax_element 和分别调用 min_element 、 max_element 相比，有什么优势？
① 只扫一遍数组（min/max 分开写要扫两遍），比较次数更少；
② 一次调用返回 pair，.first/.second 直接拿到最小、最大值迭代器，代码更短。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？
改用 lambda 后效果完全等同，lambda 就是现写的匿名函数。适用场景：短小、只在调用处用一次的逻辑——就地定义不用来回翻代码，也不用额外写函数声明和定义，还能用 [] 捕获周围局部变量。逻辑长、要复用的，才写成普通函数。
任务三
- 源代码
#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
- 回答问题
1.自定义函数 func 功能是什么？
把字母换成下一个字母（循环移位）
2.tolower 和 toupper 功能分别是什么？
tolower(c)：若 c 是大写字母，返回对应小写；否则原样返回。
toupper(c)：若 c 是小写字母，返回对应大写；否则原样返回。
都是
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？
s1.begin() —— 源区间起点
s1.end() —— 源区间终点（不含）
s2.begin() —— 结果写入的起点
func —— 变换函数，对每个源元素调用一次
把第 3 个参数改成 s1.begin() 的区别：结果就地写回 s1 自身，s，而 s2 保持初始的 9 个空格不变。
任务四
- 源代码
#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";
}
}
// is_palindrome定义
bool is_palindrome(const std::string &s)
{
std::size_t i = 0;
std::size_t j = s.size();
while(i + 1 < j) {
if(s[i] != s[j - 1])
return false;
++i;
--j;
}
return true;
}
// is_palindrome_ignore_case定义
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s) {
std::size_t i = 0;
std::size_t j = s.size();
while(i + 1 < j) {
unsigned char left = static_cast<unsigned char>(s[i]);
unsigned char right = static_cast<unsigned char>(s[j - 1]);
if(std::tolower(left) != std::tolower(right))
return false;
++i;
--j;
}
return true;
}
- 运行截图
- 回答问题
1.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？
把 while(cin >> s) 改成 while(getline(cin, s)) 即可，getline 读到回车才停，空格照收。
任务五
- 源代码
#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) {
if(x == 0)
return "0";
std::string ans;
while(x > 0) {
int rem = x % n;
if(rem < 10)
ans += static_cast<char>('0' + rem);
else
ans += static_cast<char>('A' + rem - 10);
x /= n;
}
std::reverse(ans.begin(), ans.end());
return ans;
}
- 运行截图
任务六
- 源代码
#include <iostream>
#include <iomanip>
int main() {
std::cout << " ";
for(int k = 0; k < 26; ++k) {
std::cout << static_cast<char>('a' + k);
if(k < 25) std::cout << ' ';
}
std::cout << '\n';
for(int n = 1; n <= 26; ++n) {
std::cout << std::setw(2) << n << ' ';
for(int k = 0; k < 26; ++k) {
std::cout << static_cast<char>('A' + (n + k) % 26);
if(k < 25) std::cout << ' ';
}
std::cout << '\n';
}
}
- 运行截图
任务七
- 源代码
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
int main() {
std::srand(static_cast<unsigned>(std::time(0)));
const int TOTAL = 10;
int correct = 0;
for(int i = 0; i < TOTAL; ++i)
{
int a = std::rand() % 10 + 1;
int b = std::rand() % 10 + 1;
int op = std::rand() % 4;
int answer = 0;
char symbol = '+';
switch(op) {
case 0:
symbol = '+'; answer = a + b; break;
case 1:
symbol = '-';
if(a < b) { int t = a; a = b; b = t; }
answer = a - b;
break;
case 2:
symbol = '*'; answer = a * b; break;
default:
symbol = '/';
while(a % b != 0) {
a = std::rand() % 10 + 1;
b = std::rand() % 10 + 1;
}
answer = a / b;
break;
}
std::cout << a << ' ' << symbol << ' ' << b << " = ";
int user_answer;
std::cin >> user_answer;
std::cout << '\n';
if(user_answer == answer)
++correct;
}
double rate = static_cast<double>(correct) / TOTAL * 100;
std::cout << "正确率: " << std::fixed << std::setprecision(2) << rate << "%\n";
return 0;
}
- 运行截图
浙公网安备 33010602011771号