程序的设计艺术与方法

程序设计艺术与方法实验一 STL 的熟悉与使用1．实验目的（1）掌握 C++中 STL 的容器类的使用。

（2）掌握C++中 STL 的算法类的使用。

2．试验设备硬件环境：PC 计算机软件环境：操作系统：Windows 2000 / Windows XP / Linux 语言环境：Dev cpp / gnu c++3．试验容 (1) 练习 vector 和 list 的使用。

定义一个空的 vector，元素类型为 int，生成 10 个随机数插入到 vector 中，用迭代器遍历 vector 并输出其中的元素值。

在vector 头部插入一个随机数，用迭代器遍历 vector 并输出其中的元素值。

用泛型算法find 查找某个随机数，如果找到便输出，否则将此数插入 vector 尾部。

用泛型算法 sort 将 vector 排序，用迭代器遍历 vector 并输出其中的元素值。

删除 vector 尾部的元素，用迭代器遍历 vector 并输出其中的元素值。

将 vector 清空。

定义一个 list，并重复上述实验，并注意观察结果。

(2) 练习泛型算法的使用。

- 149定义一个 vector，元素类型为 int，插入 10 个随机数，使用 sort 按升序排序，输出每个元素的值，再按降叙排序，输出每个元素的值。

练习用 find 查找元素。

用 min 和max 找出容器中的小元素个大元素，并输出。

源代码：#include <iostream>#include <vector>#include<iomanip>#include<ctime>#include <algorithm>using namespace std;vector<int> myV;bool sortup(int v1,int v2){return v1<v2;}int main(int argc, char *argv[]){srand(time(NULL));for (int i=0;i<10;i++)myV.push_back(rand());sort(myV.begin(),myV.end(),sortup);vector<int>::iterator it1;for (it1=myV.begin();it1!=myV.end();it1++){cout<<(*it1)<<setw(6);}cout<<endl;int min=myV[0];for (it1=myV.begin()+1;it1!=myV.end();it1++) if((*it1)<min)min=(*it1);cout<<"最小元素为" <<min<<endl;int max=myV[0];for (it1=myV.begin();it1!=myV.end();it1++) if((*it1)>max)max=(*it1);cout<<"最大元素为" <<max<<endl;cout<<endl;int value=rand();it1=find(myV.begin(),myV.end(),value); if((*it1)==value)cout<<"找到了这个随机数"<<endl ;elsecout<<"没有找到这个随机数"<<endl;myV.insert(myV.end(),value);cout<<"插入尾部的随机数为"<<value<<endl; for (it1=myV.begin();it1!=myV.end();it1++) {cout<<(*it1)<<setw(6);}cout<<"\n"<<endl;int t=rand();myV.insert(myV.begin(),t);cout<<"插入头部的随机数为" <<t<<endl;for (it1=myV.begin();it1!=myV.end();it1++) {cout<<(*it1)<<setw(6);}cout<<endl;myV.pop_back ();for (it1=myV.begin();it1!=myV.end();it1++) {cout<<(*it1)<<setw(6);}cout<<endl;myV.clear();if(myV.empty()){cout << "It's empty!" << endl;}system("PAUSE");return 0;}运行截图：2 练习泛型算法的使用：源代码：#include<list>#include<iostream>//#inclued<algorithm>using namespace std;typedef list<int> lin;int value[]={1,2,3,4,5};void print(lin &l){int i;lin::iterator lit;for(lit=l.begin();lit!=l.end();lit++) cout<<(*lit)<<" ";cout<<endl;}bool sortsp(int v1,int v2){return v1>v2;}int main(){lin lin2;lin2.push_front(3);lin2.push_front(4);lin2.insert(lin2.begin(),value,value+5);cout<<"lin2的元素为：";print(lin2);lin2.sort();cout<<"排序后的lin2: ";print(lin2);lin2.push_front(10);cout<<"在list头部插入10之后的结果：";print(lin2);lin2.remove(6);cout<<"删除一个数后的lin1:";print(lin2);system("PAUSE");return 0;}运行截图：实验二搜索算法的实现1. 实验目的 (1) 掌握宽度优先搜索算法。

(2) 掌握深度优先搜索算法。

2. 试验设备硬件环境：PC 计算机软件环境：操作系统：Windows 2000 / Windows XP / Linux 语言环境：Dev cpp / gnu c++3. 试验容 (1) 将书上的走迷宫代码上机运行并检验结果，并注意体会搜索的思想。

(2) 八皇后问题：在一个国际象棋棋盘上放八个皇后，使得任何两个皇后之间不相互攻击，求出所有的布棋方法。

上机运行并检验结果。

思考：将此题推广到 N 皇后的情况，检验在 N 比较大的情况下，比方说 N=16 的时候，你的程序能否快速的求出结果，如果不能，思考有什么方法能够优化算法。

(3) 骑士游历问题：在国际棋盘上使一个骑士遍历所有的格子一遍且仅一遍，对于任意给定的顶点，输出一条符合上述要求的路径。

(4) 倒水问题：给定 2 个没有刻度容器，对于任意给定的容积，求出如何只用两个瓶装出 L 升的水，如果可以，输出步骤，如果不可以，请输出 No Solution。

（2）八皇后问题源代码：#include <iostream>using namespace std;#include <math.h>int sum = 0;int upperlimit = 1;void compare(int row,int ld,int rd){if(row!=upperlimit){int pos=upperlimit&~(row|ld|rd);while(pos!=0){int p=pos&-pos;pos-=p;compare(row+p,(ld+p)<<1,(rd+p)>>1);}}else{sum++;}}int main(){int n;cout<<"请输入皇后的个数:";cin>>n;upperlimit = (upperlimit<<n)-1;compare(0,0,0);cout<<"问题的解如下:"<<sum<<endl;return 0;}运行截图：（4）倒水问题源代码：4.倒水问题：#include"stdio.h"int main(){int ca,cb,cc,x,y;while(scanf("%d%d%d",&ca,&cb,&cc)!=EOF) {if(cb==cc){ printf("fill B\n");}else if(ca==cc){printf("fill A\n");printf("pour A B\n");}else{x=y=0;if(ca<cc){while(1){ if(y==0){y=cb;printf("fill B\n");}if(y>ca-x)//如果b中的水大于a中的剩余容积，就把a灌满//{y-=ca-x;x=ca;printf("pour B A\n");}else//如果b中的水小于a中的剩余容积，那么把b中的水全加入a//{x+=y;y=0;printf("pour B A\n");}if(y==cc) //如果b中的水已经和cc相等，那就结束//{break;}if(ca==x) //如果a中的水满了，就把a倒空//{x=0;printf("empty A\n");}}}else{while(1){if(x==0){x=ca;printf("fill A\n");}if(x>cb-y) //如果a中的水大于b中的剩余容积，就把b灌满//{x-=cb-y;y=cb;printf("pour A B\n");}else //如果a中的水小于b中的剩余容积，那么把a中的水全加入b//{y+=x;x=0;printf("pour A B\n");}if(y==cc) //如果b中的水已经和cc相等，那就结束//{break;}if(y==cb) //如果b中的水满了，就把b倒空//{y=0;printf("empty B\n");}}}}printf("success\n");}return 0;}运行截图:实验三计算几何算法的实现1. 实验目的 (1) 理解线段的性质、叉积和有向面积。