面向对象编程实验一

1.实验任务一：
**reverse和reverse_copy有什么区别？**
答：reverse和reverse_copy都是将一个容器里的元素倒置，区别在于前者是将倒置后的新序列依旧存储在原来的容器中，而后者是将倒置后的序列放在一个新的容器中，并且保持元来的容器的序列顺序不变。

**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？**
答：rotate是将容器里的元素分成左右两部分，将左边部分的元素不改变原来的相对顺序地移到右边部分的后面，这样就实现了循环移动的效果。
rotate的三个参数依次分别代表：左边部分的起始元素的位置，右边部分起始元素的位置（也是左边部分最后一个元素的后一个元素的位置），以及右边部分的最后一个元素的后一个元素的位置。

// 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);
}

 

 

2.实验任务二：
**generate算法的作用是什么？**
答：generate通过生成器函数可以将一个容器中指定范围内的元素进行赋值。

**minmax_element和分别调用min_element、max_element相比，有什么优势？**
答：（1）minmax_element将最小值和最大值的迭代器“打包”在一起，方便后续的管理和操作，不需要独立的管理两个本来关系紧密的两个变量。
（2）代码更简洁，而且只需要调用一个函数，减少了函数调用的开销
（3）一样的

**查询generate第3个参数[](){return std::rand()%101;}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？**

  答：lamda表达式更加的轻量化，在只需要调用一次的场景中，使用lanmda表达式更方便简洁。二generate_random_number更适合需要多次调用的场景。

 

     

#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;
    }

 

 

3.实验任务三：

**自定义函数func功能是什么？**
答：将一个序列里的大写或小写字母变成它26个字母表中的下一个字母，其中z（z）变成a（A）。
**tolower和toupper功能分别是什么？**
答：tolower：将一个字母变成小写，toupper：将一个字母变成大学。
**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.s1.begin()**
答：参数一：需要改变的序列的起始位置；参数二：需要改变的序列的最后一个元素的后一个元素的位置，参数三：改变后的元素存放的首位置；参数四：函数对象，处理元素的函数。
改成s1.begin()之后改变的元素都依然存储在s1序列中，相当于s1被改变了
没改之前，就是s1的每个元素都通过函数对象发生改变后存储在了s2里，而s1本身没有发生任何变化。

#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';
}

 

 

4.实验任务四：

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
using namespace std;
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";
    }
}
// 函数is_palindrome定义
bool is_palindrome(const string& s)
{
    string temp{ s };
    reverse_copy(s.begin(), s.end(), temp.begin());
    if (s == temp)
        return true;
    else
        return false;
}
bool is_palindrome_ignore_case(const std::string& s)
{
    string temp{ s };
    transform(s.begin(), s.end(), temp.begin(), toupper);//将传s全部变成大写
    return is_palindrome(temp);
}
// ×××

**使用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？

  答：（1）可以使用getline(std::cin,s)来代替 cin <<s。

while (getline(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";
}

 

　　  (2)  可以使用std::cin.get(c);s+=c;逐字符的输入。

5.实验任务五：

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
using namespace std;
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 )
{string trans{ "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" };string result;while (x){result += trans[x % n];x = x / n;}if (result.empty())return "0";reverse(result.begin(), result.end());return result;
}
// ×××

 

 6.实验任务六：

 

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<iomanip>
using namespace std;
int main()
{
    string s{ "BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA" };
    string t{ "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" };
    cout << "   ";
    for (char item : t)
        cout << item << ' ';
    cout << '\b' << '\n';
    for (int i = 1; i <= 26; i++)
    {
        cout <<setw(2)<<right<< i << ' ';
        for (char item : s)
            cout << item << ' ';
        cout << '\b' << '\n';
        rotate(s.begin(), s.begin() + 1, s.end());
    }
    return 0;
}

 

 7.实验任务七：

#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
#include<string>
#include<iomanip>
using namespace std;
int get_rand_range(int min, int max);
bool generate_rand_arith();
int main()
{
    srand(static_cast<unsigned int>(time(0)));
    int sum = 10, num = 0;
    double percent;
    for (int i = 1; i <= sum; i++)
    {
        num+=generate_rand_arith();
    }
    percent = double(num) / sum * 100;
    cout << "正确率 ：" << fixed << setprecision(2) << percent << "%" << '\n';
    return 0;
}
bool generate_rand_arith()
{
    string s{ "=+-*/" };
    int k,m,n;
    int result;
    k = get_rand_range(1, 4);
    m = get_rand_range(1, 10);
    n = get_rand_range(1, 10);
    if (k == 2)
    {
        if (m < n)
        {
            int temp = m;
            m = n;
            n = temp;
        }
    }
    if(k == 4)
        while (m % n != 0)
        {
            m = get_rand_range(1, 10);
            n = get_rand_range(1, 10);
        }
    cout << m << ' ' << s[k] << ' ' << n << ' ' << s[0];
    cin >> result;
    switch (k)
    {
    case 1:
        if (result == m + n)
            return true;
        break;
    case 2:
        if (result == m - n)
            return true;
        break;
    case 3:
        if (result == m * n)
            return true;
        break;
    case 4:
        if (result == m / n)
            return true;
    }
    return false;
}
int get_rand_range(int min,int max)
{
    if (min > max)
    {
        int temp = max;
        max = min;
        min = temp;
    }
    return min + rand()%(max - min +1);
}