任务1
源代码
1 #include<iostream> 2 #include<string> 3 #include<vector> 4 #include<algorithm> 5 6 template<typename T> 7 void output(const T &C); 8 9 void test1(); 10 void test2(); 11 void test3(); 12 13 int main(){ 14 std::cout<<"测试1: \n"; 15 test1(); 16 17 std::cout<<"\n测试2: \n"; 18 test2(); 19 20 std::cout<<"\n测试3: \n"; 21 test3(); 22 } 23 24 template <typename T> 25 void output(const T &c) { 26 for(auto &i : c) 27 std::cout << i << ' '; 28 std::cout << '\n'; 29 } 30 31 void test1() { 32 using namespace std; 33 34 string s0{"0123456789"}; 35 cout << "s0 = " << s0 << endl; 36 37 string s1(s0); 38 reverse(s1.begin(), s1.end()); 39 cout << "s1 = " << s1 << endl; 40 41 string s2(s0.size(), ' '); 42 reverse_copy(s0.begin(), s0.end(), s2.begin()); 43 cout << "s2 = " << s2 << endl; 44 } 45 void test2() { 46 using namespace std; 47 48 vector<int> v0{2, 0, 4, 9}; 49 cout << "v0: "; output(v0); 50 51 vector<int> v1{v0}; 52 reverse(v1.begin(), v1.end()); 53 cout << "v1: "; output(v1); 54 55 vector<int> v2{v0}; 56 reverse_copy(v0.begin(), v0.end(), v2.begin()); 57 cout << "v2: "; output(v2); 58 } 59 60 void test3() { 61 using namespace std; 62 63 vector<int> v0{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; 64 cout << "v0: "; output(v0); 65 66 vector<int> v1{v0}; 67 rotate(v1.begin(), v1.begin()+1, v1.end()); 68 cout << "v1: "; output(v1); 69 70 vector<int> v2{v0}; 71 rotate(v2.begin(), v2.begin()+2, v2.end()); 72 cout << "v2: "; output(v2); 73 74 vector<int> v3{v0}; 75 rotate(v3.begin(), v3.end()-1, v3.end()); 76 cout << "v3: "; output(v3); 77 78 vector<int> v4{v0}; 79 rotate(v4.begin(), v4.end()-2, v4.end()); 80 cout << "v4: "; output(v4); 81 }
运行结果截图：
观察与思考：
1. reverse 直接在原容器内反转元素，会修改原始数据，reverse 无返回值（void）； reverse_copy 则将反转后的元素复制到新容器，原始数据保持不变，返回指向新容器中反转序列末尾的迭代器。
2.将容器中[first, last)范围内的元素，以middle为界，把[first, middle)的元素“旋转”到[middle, last)之后，最终形成[middle, last) + [first, middle)的新顺序，类似“循环移位”。
它的三个参数（均为迭代器）含义如下：
first：指向要旋转的元素范围的起始位置，即整个序列的第一个元素。
middle：指向旋转的分界点，原序列中从first到middle（不含middle）的元素会被移到末尾。
last：指向要旋转的元素范围的末尾位置的下一个位置，标志着整个旋转序列的结束边界（不含该位置元素）。
任务2
源代码
1 #include<iostream> 2 #include<vector> 3 #include<algorithm> 4 #include<numeric> 5 #include<iomanip> 6 #include<cstdlib> 7 #include<ctime> 8 // 模板函数声明 9 template<typename T> 10 void output(const T &c); 11 12 int generate_random_number(); 13 void test1(); 14 void test2(); 15 16 int main() { 17 std::srand(std::time(0)); // 添加随机种子 18 std::cout<<"测试1: \n"; 19 test1(); 20 std::cout<<"\n测试2: \n"; 21 test2(); 22 } 23 // 输出容器对象c中的元素 24 template <typename T> 25 void output(const T &c) { 26 for(auto &i:c) 27 std::cout<<i<<' '; 28 std::cout<<'\n'; 29 } 30 // 返回[0, 100]区间内的一个随机整数 31 int generate_random_number() { 32 return std::rand()%101; 33 } 34 // 测试1：对容器类对象指定迭代器区间赋值、排序 35 void test1() { 36 using namespace std; 37 38 vector<int>v0(10); // 创建一个动态数组对象v0, 对象大小为10 39 generate(v0.begin(),v0.end(), generate_random_number); // 生成随机数填充v0 40 cout<<"v0: ";output(v0); 41 42 vector<int>v1{v0}; 43 sort(v1.begin(),v1.end()); // 对整个vector排序 44 cout<<"v1: ";output(v1); 45 46 vector<int> v2{v0}; 47 sort(v2.begin()+1, v2.end()-1); // 只对中间部分排序，不包含首尾元素 48 cout<<"v2: ";output(v2); 49 } 50 51 // 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 52 void test2() { 53 using namespace std; 54 55 vector<int> v0(10); 56 generate(v0.begin(), v0.end(), generate_random_number); 57 cout << "v0: "; output(v0); 58 59 // 求最大值和最小值 60 auto min_iter = min_element(v0.begin(), v0.end()); 61 auto max_iter = max_element(v0.begin(), v0.end()); 62 cout << "最小值: " << *min_iter << endl; 63 cout << "最大值: " << *max_iter << endl; 64 65 // 同时求最大值和最小值 66 auto ans = minmax_element(v0.begin(), v0.end()); 67 cout << "最小值: " << *(ans.first) << endl; 68 cout << "最大值: " << *(ans.second) << endl; 69 70 // 求平均值 71 double avg1 = accumulate(v0.begin(), v0.end(), 0.0) / v0.size(); 72 cout << "均值: " << fixed << setprecision(2) << avg1 << endl; 73 74 sort(v0.begin(), v0.end()); 75 double avg2 = accumulate(v0.begin()+1, v0.end()-1, 0.0) / (v0.size()-2); 76 cout << "去掉最大值、最小值之后，均值: " << avg2 << endl; 77 }
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观察与思考
1. 在 C++ 标准库中， generate 算法的作用是对指定迭代器区间内的每个元素，调用给定的函数（或可调用对象）来生成新值，并将这些值依次赋给区间内的元素。以代码中的用法为例， generate(v0.begin(), v0.end(), generate_random_number) 会遍历 v0 的所有元素，每次调用 generate_random_number 函数生成一个随机数，并用该随机数填充 v0 的对应位置，从而完成容器的批量赋值。
2. minmax_element 可以一次遍历容器，同时找到最小值和最大值的迭代器；而分别调用 min_element 和 max_element 需要两次遍历容器。
优势在于：时间效率更高，尤其在处理大规模数据时，减少了一次遍历的开销，能显著提升程序性能。
3. 将 generate_random_number 的声明和定义注释后，改用 generate(v0.begin(), v0.end(), [](){return std::rand()%101;}); ，效果是等同的。
任务3
源代码
1 #include <iostream> 2 #include <string> 3 #include <algorithm> 4 #include <cctype> 5 unsigned char func(unsigned char c); 6 void test1(); 7 void test2(); 8 int main() { 9 std::cout << "测试1: 字符串大小写转换\n"; 10 test1(); 11 12 std::cout << "\n测试2: 字符变换\n"; 13 test2(); 14 } 15 unsigned char func(unsigned char c) { 16 if(c == 'z') 17 return 'a'; 18 19 if(c == 'Z') 20 return 'A'; 21 22 if(std::isalpha(c)) 23 return static_cast<unsigned char>(c+1); 24 25 return c; 26 } 27 void test1() { 28 std::string s1{"Hello World 2049!"}; 29 std::cout << "s1 = " << s1 << '\n'; 30 31 std::string s2; 32 for(auto c: s1) 33 s2 += std::tolower(c); 34 std::cout << "s2 = " << s2 << '\n'; 35 36 std::string s3; 37 for(auto c: s1) 38 s3 += std::toupper(c); 39 std::cout << "s3 = " << s3 << '\n'; 40 } 41 void test2() { 42 std::string s1{"I love cosmos!"}; 43 std::cout << "s1 = " << s1 << '\n'; 44 45 std::string s2(s1.size(), ' '); 46 std::transform(s1.begin(), s1.end(),s2.begin(),func); 47 std::cout << "s2 = " << s2 << '\n'; 48 }
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观察与思考
1. func 的功能是对字符进行特定变换：
若输入字符是 'z' ，返回 'a' ；
若输入字符是 'Z' ，返回 'A' ；
若输入是其他字母（通过 std::isalpha 判断），返回该字母的下一个字母（如 'a' 变 'b' ， 'B' 变 'C' 等）；
若输入不是字母，直接返回原字符。
2. tolower ：将大写字母转换为对应的小写字母
toupper ：将小写字母转换为对应的大写字母
3. transform 是 C++ 标准算法，用于对区间内的元素做变换并输出。其4个参数的意义如下：
第1个参数：输入区间的起始迭代器（如 s1.begin() ），指定要处理的元素起始位置；
第2个参数：输入区间的结束迭代器（如 s1.end() ），指定要处理的元素结束位置（左闭右开）；
第3个参数：输出区间的起始迭代器（如 s2.begin() ），指定变换后结果的存储起始位置；
第4个参数：变换函数（如 func ），定义对每个输入元素的变换规则。
如果把第3个参数 s2.begin() 改成 s1.begin() ，区别是变换结果会覆盖原输入容器 s1 的内容。原本是将结果存到新容器 s2 ，修改后会直接修改 s1 自身的元素，可能破坏原数据的完整性。
任务4
源代码
1 #include <iostream> 2 #include <string> 3 #include <algorithm> 4 bool is_palindrome(const std::string &s); 5 bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s); 6 int main() { 7 using namespace std; 8 string s; 9 // 多组输入，直到按下Ctrl+Z结束测试 10 while(cin >> s) { 11 cout << boolalpha<< "区分大小写: " << is_palindrome(s) << "\n" 12 << "不区分大小写: " << is_palindrome_ignore_case(s) << "\n\n"; 13 } 14 } 15 // 函数is_palindrome定义 16 // 待补足 17 bool is_palindrome(const std::string &s) { 18 int left = 0; 19 int right = s.size() - 1; 20 while (left < right) { 21 if (s[left] != s[right]) { 22 return false; 23 } 24 left++; 25 right--; 26 } 27 return true; 28 } 29 30 31 // 函数is_palindrome_ignore_case定义 32 // 待补足 33 bool is_palindrome_ignore_case(const std::string &s) { 34 std::string lower_s; 35 for (char c : s) { 36 lower_s += std::tolower(static_cast<unsigned char>(c)); 37 } 38 int left = 0; 39 int right = lower_s.size() - 1; 40 while (left < right) { 41 if (lower_s[left] != lower_s[right]) { 42 return false; 43 } 44 left++; 45 right--; 46 } 47 return true; 48 }
运行结果截图
观察与思考
将cin<<s输入改为getline输入，如下图
while(getline(cin,s)) {
if(s.empty()) break;
cout << boolalpha<< "区分大小写: " << is_palindrome(s) << "\n"
<< "不区分大小写: " << is_palindrome_ignore_case(s) << "\n\n";
}
任务5
源代码
1 #include <iostream> 2 #include <string> 3 #include <algorithm> 4 std::string dec2n(int x, int n = 2); 5 int main() { 6 int x; 7 while(std::cin >> x) { 8 std::cout << "十进制: " << x << '\n' 9 << "二进制: " << dec2n(x) << '\n' 10 << "八进制: " << dec2n(x, 8) << '\n' 11 << "十二进制: " << dec2n(x, 12) << '\n' 12 << "十六进制: " << dec2n(x, 16) << '\n' 13 << "三十二进制: " << dec2n(x, 32) << "\n\n"; 14 } 15 } 16 // 函数dec2n定义 17 // 待补足 18 // ××× 19 std::string dec2n(int x, int n) { 20 if (x == 0) { 21 return "0"; 22 } 23 std::string result; 24 while (x > 0) { 25 int r = x % n; 26 char digit; 27 if (r < 10) { 28 digit = '0' + r; 29 } else { 30 digit = 'A' + r - 10; 31 } 32 result.push_back(digit); 33 x = x / n; 34 } 35 std::reverse(result.begin(), result.end()); 36 return result; 37 }
运行结果截图
任务6
源代码
1 #include <iostream> 2 #include <string> 3 using namespace std; 4 5 int main() { 6 // 输出原始小写字母表 7 char s = 'a'; 8 cout << " "; 9 for(int j = 1; j <= 26 ; j++){ 10 cout << s << " "; 11 s+=1; 12 } 13 cout << "\n"; 14 // 循环生成26行密文表 15 for (int i = 1; i <= 26; i++) { 16 cout << (i < 10 ? " " : "") << i << " "; 17 for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++) { 18 // 计算密文字母：当前字母 + 偏移量 - 1（因为从第1行开始偏移1），超过'z'则循环到'a' 19 char cipher = (c - 'a' + i) % 26 + 'A'; 20 cout << cipher << " "; 21 } 22 cout << endl; 23 } 24 return 0; 25 }
运行结果截图
任务7
源代码
1 #include<iostream> 2 #include<cstdlib> 3 #include<ctime> 4 #include<cmath> 5 #include<iomanip> 6 7 using namespace std; 8 9 // 生成随机运算符（+、-、*、/） 10 char getRandomOp() { 11 int op = rand() % 4; 12 if (op == 0) return '+'; 13 else if (op == 1) return '-'; 14 else if (op == 2) return '*'; 15 else return '/'; 16 } 17 18 // 生成随机操作数（1-10） 19 int getRandomNum() { 20 return rand() % 10 + 1; 21 } 22 23 int main() { 24 srand(time(0)); // 设置随机种子，确保每次题目不同 25 int correct = 0; 26 27 for (int i = 0; i < 10; i++) { 28 int a = getRandomNum(); 29 int b = getRandomNum(); 30 char op = getRandomOp(); 31 int result; 32 33 // 处理减法：保证a >= b 34 if (op == '-') { 35 if (a < b) swap(a, b); 36 result = a - b; 37 } 38 // 处理除法：保证a能被b整除 39 else if (op == '/') { 40 while (a % b != 0) { 41 a = getRandomNum(); 42 b = getRandomNum(); 43 } 44 result = a / b; 45 } 46 // 处理加法和乘法 47 else if (op == '+') { 48 result = a + b; 49 } else { 50 result = a * b; 51 } 52 53 // 输出题目并获取用户答案 54 cout << a << " " << op << " " << b << " = "; 55 int userAns; 56 cin >> userAns; 57 58 // 判断答案是否正确 59 if (userAns == result) { 60 correct++; 61 } 62 } 63 64 // 计算并输出正确率 65 double accuracy = (double)correct / 10 * 100; 66 cout << "正确率：" << fixed << setprecision(2) << accuracy << "%" << endl; 67 68 return 0; 69 }
运行结果截图
