实验六

1.试验任务一

#pragma once
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <string>

struct Contestant {//结构体访问权限默认public 
    long   id;              // 学号
    std::string name;       // 姓名
    std::string major;      // 专业
    int    solved;          // 解题数
    int    penalty;         // 总罚时
};

// 重载<<
// 要求：姓名/专业里不含空白符
inline std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Contestant& c) {
    out << std::left;///左对齐   默认右对齐 
    out << std::setw(15) << c.id//设置输出宽度 
        << std::setw(15) << c.name
        << std::setw(15) << c.major
        << std::setw(10) << c.solved
        << std::setw(10) << c.penalty;

    return out;
}

// 重载>>
inline std::istream& operator>>(std::istream& in, Contestant& c) {
    in >> c.id >> c.name >> c.major >> c.solved >> c.penalty;

    return in;
}

#pragma once
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <vector>
#include "contestant.hpp"

// ACM 排序规则：先按解题数降序，再按罚时升序
inline bool cmp_by_solve(const Contestant& a, const Contestant& b) {
    if(a.solved != b.solved)
        return a.solved > b.solved;
    
    return a.penalty < b.penalty;
}

// 将结果写至任意输出流
inline void write(std::ostream& os, const std::vector<Contestant>& v) {
    for (const auto& x : v) 
       os << x << '\n';
}

// 将结果打印到屏幕
inline void print(const std::vector<Contestant>& v) {
   write(std::cout, v);
}

// 将结果保存到文件
inline void save(const std::string& filename, const std::vector<Contestant>& v) {
    std::ofstream os(filename);//输出文件流对象 
    if (!os) ///os.fail() 
        throw std::runtime_error("fail to open " + filename);
    write(os, v);
}

// 从文件读取信息（跳过标题行）
inline std::vector<Contestant> load(const std::string& filename) {
    std::ifstream is(filename);
    if (!is) 
        throw std::runtime_error("fail to open " + filename);

    std::string line;
    std::getline(is, line);          // 跳过标题

    std::vector<Contestant> v;
    Contestant t;
    int seq;
    while (is >> seq >> t) 
        v.push_back(t);
        
    return v;
}

#include <algorithm> //sort
#include <iostream>
#include <stdexcept> //跑错误 
#include <vector>
#include "contestant.hpp"
#include "utils.hpp"

const std::string in_file = "./data.txt";
const std::string out_file = "./ans.txt";

void app() 
{
    std::vector<Contestant> contestants;

    try {
        contestants = load(in_file); //加载读取文件                                     
        std::sort(contestants.begin(), contestants.end(), cmp_by_solve); 
        print(contestants);      
        save(out_file, contestants);                         
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << e.what() << '\n';  //输出抛回的信息 
        return;
    }
}

int main() {
    app();
}

 屏幕输出截图：

 生成数据文件ans.txt截图

问题1：流操作与代码复用

观察 print() 与 save() 的实现，均在内部调用 write() ：

（1） write() 的参数类型是 std::ostream& ，它为什么能同时接受 std::cout 和 std::ofstream

对象作为实参？

　　因为std::cout和std::ofstream都是std::ostream的派生类对象

（2）如果要把结果写到其他设备，只要该设备也提供 std::ostream 接口，还需改动 write() 吗？

 　　不需要

问题2：异常处理与捕获

在代码中找到两处 throw 语句，说明：

（1）什么情况下会抛出异常；

　　load()函数打开、读取文件内容失败

（2）异常被谁捕获、做了哪些处理。

　　被上层函数中的try catch捕获；输出抛回的异常信息并终止程序

问题3：替代写法

函数 app 中 std::sort(contestants.begin(), contestants.end(), cmp_by_solve); 参数

cmp_by_solve 换成下面的lambda表达式是否可以？功能、性能、结果是否一致？

 可以，是一致的

问题4：数据完整性与代码健壮性

把 in_file 改成 "./data_bad.txt" （内含空白行或字段缺失），重新编译运行：

（1）观察运行结果有什么问题？给出测试截图并分析原因。

 　　第一行thomas最后数值出现问题，原因：文件中的他的解题数和总罚时没有数据，但是代码中没有对于这个异常的捕获与处理

2.试验任务二

 

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>

class Student {
public:
    Student() = default;
    ~Student() = default;
    
    const std::string get_major() const;
    int get_grade() const;

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Student& s);
    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, Student& s);

private:
    int id;   
    std::string  name;
    std::string  major;
    int          grade;  // 0-100
};

#include<iostream>
#include<iomanip>
#include<string>
#include<stdexcept>
#include"student.hpp"

using namespace std;
     
const std::string Student::get_major() const{
    return this->major ;
}

int Student::get_grade() const{
    return this->grade ;
}
std::istream& operator>>(std::istream& is, Student& s) {
    is.clear();
    is>>s.id>>s.name>>s.major>>s.grade; 
  /*  if (!(is >> s.grade) || s.grade < 0 || s.grade > 100) {
        throw std::out_of_range("成绩非法");
    }*/
    return is;
}

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Student& s){
    os<<left;
    os<<setw(15)<<s.id
        <<setw(15)<<s.name
        <<setw(8)<<s.major
        <<setw(8)<<s.grade;
    return os;
}

#pragma once
#include <string>
#include <vector>
#include "student.hpp"

class StuMgr {
public:
    void load(const std::string& file);  // 加载数据文件（空格分隔）
    void sort();                         // 排序: 按专业字典序升序、同专业分数降序
    void print() const;                  // 打印到屏幕
    void save(const std::string& file) const; // 保存到文件

private:
    void write(std::ostream &os) const;  // 把数据写到任意输出流

private:
    std::vector<Student> students;
};

#include "stumgr.hpp"
#include <fstream>
#include <stdexcept>
#include <algorithm>

// 加载文件（跳过表头+处理文件异常）
void StuMgr::load(const std::string& file) {
    std::ifstream ifs(file);
    if (!ifs.is_open()) {
        throw std::runtime_error("cannot open file: " + file);
    }

    students.clear(); // 清空原有数据
    std::string head;
    std::getline(ifs, head); // 跳过表头（学号    姓名    专业    成绩）

    Student temp;
    while (ifs) {
        try {
            ifs >> temp; 
            students.push_back(temp);
        } catch (const std::exception& e) {
            std::cerr << "警告：跳过非法数据行 - " << e.what() << "\n";
            continue;
        }
    }
}
inline bool cmp_by_solve(const Student& a,const Student& b){
    if(a.get_major() != b.get_major() )return a.get_major() < b.get_major() ;
    return a.get_grade()>b.get_grade() ;
}

void StuMgr::sort() {
    std::sort(students.begin(), students.end(), cmp_by_solve);
}

void StuMgr::print() const {
    write(std::cout);
}

void StuMgr::save(const std::string& file) const {
    std::ofstream ofs(file);
    if (!ofs.is_open()) {
        throw std::runtime_error("cannot create file: " + file);
    }

    write(ofs);
    ofs.close();
}

void StuMgr::write(std::ostream& os) const {
    for (const auto& stu : students) {
        os << stu << "\n"; 
    }
}

屏幕输出截图：