实验1
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);
}
- 问题回答
问题1
reverse 和 reverse_copy 的区别是：
reverse：原地反转容器里的元素，直接修改原容器；
reverse_copy：不改动原容器，把反转后的元素复制到另一个容器里。
问题2
rotate把区间[first, last)分成两段，交换两段的前后顺序，段内元素顺序不变。
三个参数
first：区间起始迭代器
middle：旋转后放到开头的那个元素的位置
last：区间尾后迭代器（不包含）
实验任务2
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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;
}
- 问题回答
问题1
generate用来调用生成函数，给迭代器区间里的每个元素填充上新值。
问题2
minmax_element只遍历一次容器就能同时拿到最小、最大值；分开调用min_element和max_element要遍历两遍，效率更高。
问题3
lambda 不用单独写一个外部函数，就地定义、用完就结束，代码紧凑，适合这种只在这一处临时使用的简单生成逻辑。
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';
}
- 问题回答
问题1
func 是字母移位：普通英文字母往后移一位，z变回a、Z变回A，其他字符保持原样。
问题2
tolower：把字母转为小写
toupper：把字母转为大写，非字母字符不变。
问题3
transform 四个参数：源起始迭代器、源尾后迭代器、目标起始迭代器、转换函数。
改成s1.begin()就是原地修改原字符串 s1；用s2.begin()是把转换结果放到新容器，原字符串不受影响。
实验任务4
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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";
}
}
// 区分大小写判断回文
bool is_palindrome(const std::string &s)
{
return std::equal(s.begin(), s.begin() + s.size()/2, s.rbegin());
}
// 不区分大小写判断回文
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s)
{
return std::equal(s.begin(), s.begin() + s.size()/2, s.rbegin(),
[](char a, char b){
return std::tolower(static_cast<unsigned char>(a)) == std::tolower(static_cast<unsigned char>(b));
});
}
- 问题回答
问题1
想要读取带空格的整行字符串，改用 std::getline(cin, s)
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";
}
}
std::string dec2n(int x, int n)
{
if (x == 0)
return "0";
const char table[] = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
std::string res;
bool neg = false;
if (x < 0)
{
neg = true;
x = -x;
}
while (x > 0)
{
res += table[x % n];
x /= n;
}
if (neg)
res += '-';
std::reverse(res.begin(), res.end());
return res;
}
实验任务6
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#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
cout << " 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\n";
for(int offset = 1; offset <= 26; offset++)
{
cout << setw(2) << offset << " ";
for(int i = 0; i < 26; i++) {
cout << (char)('A' + (i + offset) % 26);
if(i < 25) cout << " ";
}
cout << '\n';
}
return 0;
}
实验任务7
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#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main() {
// 1. 设置随机数种子，保证每次运行生成的题目不同
srand(time(0));
int score = 0;
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
int num1, num2;
int op = rand() % 4;
char op_char;
int correct_answer = 0;
// 2. 根据运算类型生成符合要求的操作数
if (op == 3) {
num2 = rand() % 10 + 1;
int max_q = 10 / num2;
int q = rand() % max_q + 1;
num1 = num2 * q;
} else {
num1 = rand() % 10 + 1;
num2 = rand() % 10 + 1;
if (op == 1) {
if (num1 < num2) {
int temp = num1;
num1 = num2;
num2 = temp;
}
}
}
// 3. 确定运算符并计算正确答案
switch (op) {
case 0:
op_char = '+';
correct_answer = num1 + num2;
break;
case 1:
op_char = '-';
correct_answer = num1 - num2;
break;
case 2:
op_char = '*';
correct_answer = num1 * num2;
break;
case 3:
op_char = '/';
correct_answer = num1 / num2;
break;
}
// 4. 输出题目并接收用户输入
cout << "第" << i << "题: " << num1 << " " << op_char << " " << num2 << " = ";
int user_answer;
cin >> user_answer;
// 5. 判断对错
if (user_answer == correct_answer) {
score++;
}
}
// 6. 计算并输出正确率 (保留两位小数)
double accuracy = (double)score / 10.0 * 100.0;
cout << "----------------------" << endl;
cout << "测试结束！正确率：" << fixed << setprecision(2) << accuracy << "%" << endl;
return 0;
}
浙公网安备 33010602011771号