实验1 现代C++编程初体验

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一、实验目的 体验现代C++标准库、算法库用法 灵活组合使用现代C++基础语言特性（数据表示、分支、循环、函数）和标准库，编程解决简单、 基础问题 编程代码过程中，注意编码素养。关注代码表达，提升代码的可读性、易于维护性 二、实验准备 系统浏览教材以下章节，对现代c++基础语言特性和用法构建全局认知 第2章 C++语言简单程序设计 第3章 函数 第9章 9.1.1节 函数模板 通过以下网站，了解现代C++标准库中各类标准库组件、算法工具等的用法（如string, vector、算 法库等） https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-tutorial.html

三、实验内容 1. 实验任务1 验证性实验。 在C++编码环境中，输入以下代码，结合运行结果和注释，体验使用C++标准库进行编程的便捷，同时， 从面向对象编程范式的角度，体会面向对象设计中封装、暴露接口(interface)、基于接口编程的意义。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
template<typename T>
void output(const T &c);
void test1();
void test2();
void test3();
int main() {
cout << "测试1: \n";
test1();
cout << "\n测试2: \n";
test2();
cout << "\n测试3: \n";
test3();
}
template <typename T>
void output(const T &c) {
for(auto &i: c)
cout << i << " ";
cout << endl;
}
void test1() {
string s0{"0123456789"};
cout << "s0 = " << s0 << endl;
string s1{s0};
reverse(s1.begin(), s1.end()); 
cout << "s1 = " << s1 << endl;
string s2{s0};
reverse_copy(s0.begin(), s0.end(), s2.begin());
cout << "s2 = " << s2 << endl;
}
void test2() {
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() {
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);
}

　

2. 实验任务2 验证性实验。 在C++编码环境中，输入以下代码，结合运行结果和注释，体验使用C++标准库高效编程解决基础问题 （对指定区间进行排序、赋值；求最大值、最小值、均值）

 1 #include <iostream>
 2 #include <vector>
 3 #include <string>
 4 #include <algorithm>
 5 #include <numeric>
 6 #include <iomanip>
 7 using namespace std;
 8 template<typename T>
 9 void output(const T &c);
10 // 普通函数声明
11 int rand_int_100();
12 void test1();
13 void test2();
14 int main() {
15 cout << "测试1: \n";
16 test1();
17 cout << "\n测试2: \n";
18 test2();
19 }
20 template <typename T>
21 void output(const T &c) {
22 for(auto &i: c)
23 cout << i << " ";
24 cout << endl;
25 }
26 // 返回[0, 100]区间内的一个随机整数
27 int rand_int_100() {
28 return rand() % 101;
29 }
30 // 测试1
31 // 对容器类对象指定迭代器区间进行赋值、排序
32 void test1() {
33 vector<int> v0(10); // 创建一个动态数组对象v0, 对象大小为10
34 generate(v0.begin(), v0.end(), rand_int_100); // 产生[0, 100]之间的随机整数赋值给指定迭代器区间[v0.begin(), v0.end())内的每个数据项
35 cout << "v0: ";
36 output(v0);
37 vector<int> v1{v0};
38 sort(v1.begin(), v1.end()); // 对指定迭代器区间[v1.begin(), v1.end())内数据项进行升序排序
39 cout << "v1: ";
40 output(v1);
41 vector<int> v2{v0};
42 sort(v2.begin()+1, v2.end()-1); // 对指定迭代器区间[v1.begin()+1,v1.end()-1)内数据项进行升序排序
43 cout << "v2: ";
44 output(v2);
45 }
46 // 对容器类对象指定迭代器区间进行赋值、计算最大值/最小值/均值
47 void test2() {
48 vector<int> v0(10);
49 generate(v0.begin(), v0.end(), rand_int_100);
50 cout << "v0: ";
51 output(v0);
52 auto iter1 = min_element(v0.begin(), v0.end());
53 cout << "最小值: " << *iter1 << endl;
54 auto iter2 = max_element(v0.begin(), v0.end());
55 cout << "最大值: " << *iter2 << endl;
56 auto ans = minmax_element(v0.begin(), v0.end());
57 cout << "最小值: " << *(ans.first) << endl;
58 cout << "最大值: " << *(ans.second) << endl;
59 double avg1 = accumulate(v0.begin(), v0.end(), 0)/v0.size();
60 cout << "均值: " << fixed << setprecision(2) << avg1 << endl;
61 cout << endl;
62 vector<int> v1{v0};
63 cout << "v0: ";
64 output(v0);
65 sort(v1.begin(), v1.end());
66 double avg2 = accumulate(v1.begin()+1, v1.end()-1, 0)/(v1.size()-2);
67 cout << "去掉最大值、最小值之后，均值: " << avg2 << endl;
68 }

3. 实验任务3 编写程序，实现判断回文串。具体要求如下： 编写函数 bool is_palindrome(std::string s) 用于判断字符串s是否是回文串，是返回 true , 否则，返回 false 。 在main函数中，输入字符串，调用 is_palindrome , 输出结果，要求支持多组输入

 1 #include <iostream>
 2 #include <string>
 3 #include <algorithm>
 4 
 5 bool is_palindrome(std::string s)
 6 {
 7     
 8 
 9     int left = 0;
10     int right = s.size() - 1;
11     while (left < right) {
12         if (s[left]!= s[right]) {
13             return false;
14         }
15         left++;
16         right--;
17     }
18     return true;
19 }
20 
21 int main() {
22     using namespace std;
23     string s;
24 
25     while(cin >> s)  // 多组输入，直到按下Ctrl+Z后结束测试
26         cout << boolalpha << is_palindrome(s) << endl;
27 }

4. 实验任务4 编写程序实现进制转换。具体要求如下： 编写函数 std::string dec_to_n(x, n) 实现把一个十进制数x转换成n进制，结果以字符串形式 返回。如果第2个参数没有指定，默认转换成二进制。 在main函数中，输入十进制整数，调用函数 dec2n 得到转换成指定进制的字符串，输出。要求支持 多组输入。 

 1 #include <iostream>
 2 #include <string>
 3 #include <algorithm>
 4 
 5 std::string dec2n(int x, int n = 2)
 6 {
 7     std::string result;
 8     while (x >0) {
 9         int remainder = x % n;
10         if (remainder < 10) {
11             result += remainder + '0';
12         } else {
13             result += remainder - 10 + 'A';
14         }
15         x /= n;
16     }
17     std::reverse(result.begin(), result.end());
18     return result;
19 }
20 
21 int main() 
22 {
23     using namespace std;
24 
25     int x;
26     while(cin >> x) 
27     {
28         if(x==0)
29         {
30             cout << "十进制: " << 0 << endl;
31             cout << "二进制: " << 0 << endl;
32             cout << "八进制: " << 0 << endl;
33             cout << "十六进制: " << 0 << endl << endl;
34         }
35         else
36         {
37         
38             cout << "十进制: " << x << endl;
39             cout << "二进制: " << dec2n(x) << endl;
40             cout << "八进制: " << dec2n(x, 8) << endl;
41             cout << "十六进制: " << dec2n(x, 16) << endl << endl;
42         }
43     }
44 }

5. 实验任务5 编写一个程序，在屏幕上打印字母密文对照表。 程序正确编写后，预期输出如下：

 1 #include<bits/stdc++.h>
 2 using namespace std;
 3 
 4 int main(){
 5     vector<char> member;
 6     char ch;
 7     cout<<"  ";
 8     for(int i=0;i<26;i++){
 9         ch='a'+i;
10         cout<<ch<<' ';
11         member.push_back(ch-32);
12     }
13     cout<<endl;
14     for(int i=1;i<=26;i++){
15         cout<<i<<' ';
16         for(int j=i;j<26;j++)
17         cout<<member[j]<<' ';
18         for(int k=0;k<i;k++)
19         cout<<member[k]<<' ';
20         cout<<endl;
21     }
22 }

 

6. 实验任务6 编写一个程序，实现自动生成算术运算题目并自动评测。具体要求如下： 程序运行后，自动生成10道10以内的算术运算题目。 运算式（包括=）在程序运行时自动生成。运算式=右侧的答案由用户输入 算术运算包括：加、减、乘、除。生成题目时，运算随机。 两个操作数限制在[1, 10]区间内的整数。 当生成的随机运算是减法时，要求第一个操作数>第二个操作数 当生成的随机u那算时除法时，要求第一个操作数能整除第二个操作数整除 用户完成10道测试后，屏幕给出正确率，要求以百分号形式输出，保留小数点后两位。 多次运行程序时，每次生成的题目与上次不同。

 1 #include <iostream>
 2 #include <ctime>
 3 #include <cstdlib>
 4 #include <iomanip>
 5 
 6 
 7 void generateQuestion(int &num1, int &num2, char &op) {
 8     num1 = rand() % 10 + 1;
 9     num2 = rand() % 10 + 1;
10     int operation = rand() % 4;
11     switch (operation) {
12     case 0:  
13         op = '+';
14         break;
15     case 1: 
16         op = '-';
17         if (num1 <= num2) {
18             std::swap(num1, num2);
19         }
20         break;
21     case 2:  
22         op = '*';
23         break;
24     case 3:  
25         op = '/';
26         while (num1 % num2!= 0) {
27             num1 = rand() % 10 + 1;
28             num2 = rand() % 10 + 1;
29         }
30         break;
31     }
32 }
33 
34 
35 int calculateAnswer(int num1, int num2, char op) {
36     switch (op) {
37     case '+':
38         return num1 + num2;
39     case '-':
40         return num1 - num2;
41     case '*':
42         return num1 * num2;
43     case '/':
44         return num1 / num2;
45     }
46     return 0;
47 }
48 
49 int main() {
50     srand(static_cast<unsigned int>(time(nullptr)));
51     int correctCount = 0;
52     for (int i = 0; i < 10; i++) {
53         int num1, num2;
54         char op;
55         generateQuestion(num1, num2, op);
56         std::cout << num1 << " " << op << " " << num2 << " = ";
57         int userAnswer;
58         std::cin >> userAnswer;
59         int correctAnswer = calculateAnswer(num1, num2, op);
60         if (userAnswer == correctAnswer) {
61             correctCount++;
62         }
63     }
64     double accuracy = static_cast<double>(correctCount) / 10.0 * 100.0;
65     std::cout << std::fixed << std::setprecision(2) << accuracy << "%" << std::endl;
66     return 0;
67 }

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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