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title = "Bj Homework"
date = 2022-10-12
draft = false
author = "Logic"
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## 第一部分 {#第一部分}

1.  str大小为指针的大小即8字节，p的大小也为指针的大小即8字节。因为C++传数组给一个函数，数组类型自动转换为指针类型，因而传的实际是地址。创建一个数组，数组名实际为一指针变量，指向该数组的起始地址。
2.  运行测试的结果为段错误。这是因为p是形参，p相当于str指针的复制，在函数内部new申请新内存后将内存地址赋给p并不会改变str指针的值。故str指针仍为NULL，则在将数据复制到str指针指向的地址时会段错误。
3.  运行结果为一串未知字符，这是因为函数内部申请的变量为局部变量，其作用域仅限于函数执行过程中，在函数执行结束后局部变量即这里的p指向的栈空间中的内存区域就会被释放，返回值只是p指针的拷贝，指向原来p指向的地址。此时返回的指针指向的地址中的数据是不确定的，故可能会打印出一串未知字符或出现错误。 4. 会正常打印出“你好世界”。
4.  会打印出“世界”，因为使用new在堆上分配了内存后，str指向分配的这片内存，即str保存了这片内存的起始地址，而使用delete清理这片内存只是回收了这片内存空间，并没有将str指针重置。str仍然指向这片内存空间，则str并非空指针，strcpy可以正常的复制字符串，printf也可以正常打印输出。


## 第三次作业 {#第三次作业}

1.  **使用I/O流以文本方式建立一个文件test1.txt，写入字符"已成功写入文件！"，用其他字处理程序（例如Windows记事本程序Notepad）打开，看看是否正确写入。**
    本题比较简单，只需掌握C++中基本的I/O输入输出方式即可，这里重要的是掌握C++中流的概念。这一部分可以参考 _C++ Prime Plus(第6版)中文版_ 第17章相关内容。简单理解流相当于管道，在文件（硬件也可视为文件）和程序之间传递字节数据。因此文件流相关的类fstream对应的重载如<<和标准输入输出流iostream中的用法类似。则代码如下

    ```C++
    #include <fstream>
    #include <iostream>
    using namespace std;

    int main() {
      fstream iofile("test1.txt", ios::out);
      iofile << "已成功写入文件!";
      cout << "写入成功";
      iofile.close();
    }
    ```

编译运行如下

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1004jRF7OH.png" >}}

查看文件内容如下

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1004TxWH43.png" >}}

2.  **声明一个dog类，包含体重合年龄两个成员变量及相应的成员两数．声明一个实例dog1.体重为5，年龄为10，使用I/O流把dog1的状态写入磁盘文件，再声明另一个实例dog2，通过读文件把dog1的状态赋给dog2。分别使用文本方式和二进制方式操作文件，看看有何不同：再看看磁盘文件的ASCI码有何不同。**

这个题只是在第一个题的基础上结合面向对象编程，简单的声明一个类并构造两个成员函数，一个用于修改对象的信息，一个用于打印对象的信息。在打开文件流的时候用两种不同的方式打开文件流即可。

```C++
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;

class dog {
public:
  int weight;
  int age;

  void change_attr(int x1, int x2) {
    weight = x1;
    age = x2;
  }

  // 打印dog信息
  void print() { cout << "weight: " << weight << "  age: " << age << endl; }

  dog() {}
};

int main() {
  string line;
  dog dog1;
  dog1.change_attr(5, 10);

  // 文本模式
  fstream doginfo("./test2.txt", ios::out);
  // cout << doginfo.is_open();
  // 写入文件
  doginfo << dog1.weight << " " << dog1.age;
  dog dog2;
  doginfo.close();
  doginfo.open("./test2.txt", ios::in);
  getline(doginfo, line);
  stringstream ss;
  // 读取文件内容转换成字符串流并读入
  string wei;
  string ag;
  ss << line;
  ss >> wei >> ag;
  int x1 = stoi(wei), x2 = stoi(ag);
  dog2.change_attr(x1, x2);
  dog2.print();
  doginfo.close();

  // 二进制模式
  doginfo.open("test3.txt", ios::out | ios::binary);
  // 写入文件
  doginfo << dog1.weight << " " << dog1.age;
  doginfo.close();
  doginfo.open("test3.txt", ios::in | ios::binary);
  getline(doginfo, line);
  ss << line;
  ss >> wei >> ag;
  x1 = stoi(wei);
  x2 = stoi(ag);
  dog2.change_attr(stoi(wei), stoi(ag));
  dog2.print();
  doginfo.close();
}
```

运行结果为

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1007fXhkIJ.png" >}}

用文本编辑器打开test2.txt和test3.txt得

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1007LKkmym.png" >}}

这里并没有显示出什么差异主要是因为对于可见字符来说，使用二进制方式和文本方式差异不大，但是对于一些不可见字符如文件的文件头等，二进制读取方式会将数据原封不动的读取出来，而文本则会处理为文本后读取，因为txt文件除了编码类型外无文件头，所以二者没什么区别，但对于其他有格式文件来说可能就会存在区别，另外，以文本方式打开时，遇到结束符CTRLZ(0x1A)就认为文件已经结束。所以，若使用文本方式打开二进制文件，就很容易出现文件读不完整，或內容不对的错误。即使是用文本方式打开文本文件，也要谨慎使用，比如复制文件，就不应该使用文本方式。

3.  **编写程序提示用户输入一个十进制整数．分别用十进制、八进制、和十六进制形式输出。**

对进制进行转换可以使用短除反取余的方式，除对应进制数然后反向取余数即可。但是如果用int 或者long int类型存储输入的十进制数并进行转换，能转换的数字大小是有限的，在考虑可能有大整数的情况下，使用字符串存储并进行大整数的模数运算，从而实现了大整数的进制转换。该程序可以输入任意大的整数，都可以完成进制转换。

```C++
#include <algorithm>
#include <atomic>
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <sstream>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>
using namespace std;

// 字符转数字
int ctoi(char num) { return num - '0'; }

// 8进制大整数转换
pair<string, int> big_mod_eight(string now) {
  string quo;
  int remain;
  int before = ctoi(now[0]);
  if (now.length() == 1) {
    remain = before % 8;
    int result = before / 8;
    quo = to_string(result);
    return make_pair(quo, remain);
  }
  before = 0;
  for (int i = 0; i < now.length(); i++) {
    int number = before * 10 + ctoi(now[i]);
    before = number % 8;
    remain = number / 8;
    quo = quo + to_string(remain);
  }
  if (quo[0] == '0')
    quo.erase(quo.begin());
  return make_pair(quo, before);
}

// 16进制大整数转换
pair<string, int> big_mod_hex(string now) {
  string quo;
  int remain;
  // 只有一位直接返回
  if (now.length() == 1) {
    remain = ctoi(now[0]);
    quo = "0";
    return make_pair(quo, remain);
  }
  // 两位及以上进行处理
  int before = ctoi(now[0]);
  for (int i = 1; i < now.length(); i++) {
    int number = before * 10 + ctoi(now[i]);
    if (number < 16) {
      quo += "0";
      i++;
      if (i < now.length())
        number = number * 10 + ctoi(now[i]);
    }
    before = number % 16;
    remain = number / 16;
    quo = quo + to_string(remain);
  }
  if (quo[0] == '0')
    quo.erase(quo.begin());
  return make_pair(quo, before);
}

int main(int argc, char *argv[]) {

  string interger;
  vector<int> convert;

  while (true) {
    cout << "Please enter a decimal, and q for quit: ";
    cin >> interger;
    // interger = "23";
    string result;
    int remain;
    pair<string, int> temp;
    result = interger;
    if (interger == "q") {
      break;
    } else {
      cout << "Dec = " << interger;
      while (result != "0") {
        temp = big_mod_eight(result);
        result = temp.first;
        remain = temp.second;
        convert.push_back(remain);
      }
      cout << " Oct = ";
      // 将结果逆序
      reverse(begin(convert), end(convert));
      for (auto n : convert) {
        cout << n;
      }
      convert.clear();

      result = interger;
      while (result != "0") {
        temp = big_mod_hex(result);
        result = temp.first;
        remain = temp.second;
        convert.push_back(remain);
      }
      cout << " Hex = ";
      // 将结果逆序
      reverse(begin(convert), end(convert));
      for (auto n : convert) {
        cout << hex << n;
      }
      cout << endl;
      convert.clear();
    }
  }
  return 0;
}
```

运行结果图如下

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1011Jy1fbS.png" >}}

4.  **编写程序实现如下功能：打开指定的一个文木文件，在每一个行前加行号。**

本题考察C++基本的文件IO和文件指针，比较方便的做法是用一个中间文件，首先读取原文件的内容，每读取一行加一个行号并写入到中间文件中，最后将加了行号的中间文件内容再写入原文件并删除中间文件。

```C++
#include <cstdio>
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
  cout << "Please input the filename you want to open: ";
  string filename;
  cin >> filename;
  ifstream fin(filename);
  string backup = filename + ".back_up";
  ofstream fout(backup);
  int number = 1;
  string sline;
  while (true) {
    getline(fin, sline);
    if (fin.eof())
      break;
    fout << number << " " << sline << endl;
    number++;
  }
  fin.close();
  fout.close();
  fout.open(filename);
  fin.open(backup);
  while (true) {
    getline(fin, sline);
    if (fin.eof())
      break;
    fout << sline << endl;
  }
  fin.close();
  fout.close();
  // 删除临时文件
  const char *filerename = backup.c_str();
  if (remove(filerename) == 0) {
    cout << "Add line number success!";
  } else {
    cout << "Remove backup file error!";
  }
  return 0;
}
```

效果如下，原文件内容为

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1011AbNMl5.png" >}}

运行程序后，文件内容为

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1011d5ZAut.png" >}}

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1011FgrC32.png" >}}

5.  **定义一个保存学生信息的结构体STUDENT，包含的学生信息有：学号、姓名、专业和平均分。其中学号和平均分使用整型，姓名和专业使用宁符数组。使用动态数组存储学生信息，并编写菜单，实现学生信息的录入、删除和显示功能。由手录入学生的数量未知，因此要使用new运算符实现动态内存的分配、使用delete运算符实现动态内存的回收。另外，使用标准流对象cin和cout完𢦓数据的输入输出；使用函数重载(例如添加学生到数组时可以采用不同的参数列表、显示学生信息时可以指定成绩区间等）、默认形参、引用变量；以上功能实现在自定义的名字空间中(建议使用学号做名字空间)。**

定义命名空间为zqy19281235，定义STUDENT结构体，定义添加学生函数，使用默认形参和引用变量。考虑到学号的唯一性，使用map模板来存储学生信息。并将map通过引用传入函数，通过学号删除学生信息并释放申请的内存，重载显示学生信息的函数，当不输入指定的成绩区间时默认全部显示，当输入指定成绩区间时可以仅指定最大值或者最小值，另一个使用默认形参进行处理。代码如下

```C++
#include <cstdio>
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <map>
#include <sstream>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>
using namespace std;

namespace zqy19281235 {
struct STUDENT {
  int sno;
  string name;
  string specialty;
  int average;
};

// 有默认形参,使用引用变量
void add_stu(map<int, struct STUDENT *> &students, int sno, string name,
             string specialty, int average = 60) {
  struct STUDENT *new_stu = new (struct STUDENT);
  new_stu->sno = sno;
  new_stu->name = name;
  new_stu->specialty = specialty;
  new_stu->average = average;
  students.insert(make_pair(sno, new_stu));
}

void del_stu(map<int, struct STUDENT *> &students, int sno) {
  // 释放内存
  delete (students.find(sno)->second);
  students.erase(sno);
  cout << "Delete success!";
}

// 默认全部显示
void look_up_stu(map<int, struct STUDENT *> &students) {
  for (auto stu : students) {
    cout << "Sno = " << stu.second->sno << " Name = " << stu.second->name
         << " Specialty = " << stu.second->specialty
         << " Average = " << stu.second->average << endl;
  }
}

// 重载的显示函数
void look_up_stu(map<int, struct STUDENT *> &students, int flag, int min = 0,
                 int max = 100) {
  for (auto stu : students) {
    if (stu.second->average >= min && stu.second->average <= max) {
      cout << "Sno = " << stu.second->sno << " Name = " << stu.second->name
           << " Specialty = " << stu.second->specialty
           << " Average = " << stu.second->average << endl;
    }
  }
}

} // namespace zqy19281235

int main() {
  char select;
  cout << "Welcome to my student manage system!!!!!" << endl;
  map<int, zqy19281235::STUDENT *> students;
  while (true) {
    cout << "Please select the operation you want:" << endl
         << "\t1.add a student.\n"
         << "\t2.delete a student\n"
         << "\t3.display students infomation\n"
         << "\tq for quit\n"
         << "your select:";
    cin >> select;
    switch (select) {
    case '1': {
      int number, average;
      string aver;
      string name, specialty;
      cout << "The student number:";
      cin >> number;
      cout << "The student name:";
      cin >> name;
      cout << "The student specialty:";
      cin >> specialty;
      cin.get();
      cout << "The student average(can be nothing):";
      getline(cin, aver);
      if (aver.length() == 0) {
        zqy19281235::add_stu(students, number, name, specialty);
      } else {
        average = stoi(aver);
        zqy19281235::add_stu(students, number, name, specialty, average);
      }
      break;
    }
    case '2': {
      int number;
      cout << "The student number:";
      cin >> number;
      zqy19281235::del_stu(students, number);
      break;
    }
    case '3': {
      string min, max;
      cout << "Enter the min average of the students:";
      cin.get();
      getline(cin, min);
      cout << "Enter the max average of the students:";
      getline(cin, max);
      if (min.length() == 0 && max.length() == 0) {
        zqy19281235::look_up_stu(students);
        break;
      } else if (max.length() == 0) {
        zqy19281235::look_up_stu(students, 1, stoi(min));
      } else if (min.length() == 0) {
        zqy19281235::look_up_stu(students, 1, 0, stoi(max));
      } else {
        zqy19281235::look_up_stu(students, 1, stoi(min), stoi(max));
      }
      break;
    }
    case 'q': {
      return 0;
    }
    default:
      break;
    }
  }
}
```

功能展示如下：

-   添加学生

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1012YB8d7l.png" >}}

-   显示学生信息（无限制）

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1012NSCVin.png" >}}

-   显示学生信息（有限制）

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1012JkQKxs.png" >}}

-   删除学生信息

{{< figure src="https://gcore.jsdelivr.net/gh/game-loader/picbase@master/uPic/1012uB9SkP.png" >}}