C++ Primer 第4版课后习题解析(1-18章)

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"C++Primer第4版课后习题解答(第1~18章)完整版.pdf" 本文档提供了C++ Primer第四版的前18章课后习题的详细解答，覆盖了C++语言的基础到进阶概念。这份解答旨在帮助读者巩固和深化对C++的理解，提升编程技能。第一部分：C++基础概念 1.1 文件命名规范：C++程序通常包含源文件和头文件，文件名由文件名和扩展名组成。源文件扩展名可能为.cc或.cpp，头文件为.h或.hpp。具体命名规则取决于所使用的编译器，查阅编译器文档可获取更多信息。 1.2 main函数的返回值：main函数的返回值用于表示程序执行状态，返回-1通常表示程序运行失败。不同系统对返回值的处理方式可能不同，例如在某些系统中，可通过echo%ERRORLEVEL%查看返回值。第二部分：C++基本语法 1.3 打印"Hello,World"：使用iostream库中的std::cout输出欢迎信息。 1.4 数字乘法：通过乘法操作符"*"计算两个数的乘积，输入读取通常使用std::cin。第三部分：C++数据类型和表达式在后续章节中，将涵盖变量、基本类型、标准库类型、数组、指针、表达式、语句、函数、标准I/O库等内容。这些知识点包括但不限于： - 变量的声明和初始化 - 基本类型（如int, float, double等） - 标准库类型，如容器（vector, array, deque等）和迭代器 - 指针的使用，包括引用和指针运算 - 表达式和运算符优先级 - 控制流语句（if, for, while, switch等） - 函数的定义、调用和参数传递 - 输入/输出流的使用，如std::cin和std::cout 第四部分：容器和算法 9-11章涉及了C++标准模板库(STL)中的容器，如顺序容器（vector, deque, list）和关联容器（set, map）。此外，还有泛型算法，如排序、查找等。第五部分：面向对象编程从第12章开始，讲解类和数据抽象，包括封装、继承、多态等面向对象编程的核心概念。接着，13章探讨复制控制（构造函数、拷贝构造函数、赋值运算符），14章介绍重载操作符和类型转换，15章深入讲解面向对象编程的实践。第六部分：高级主题 16-18章涉及部分选做习题、用于大型程序的工具（如命名空间、模板、异常处理）以及一些特殊工具和技术，如预处理器、链接器和静态/动态库。这份详尽的解答涵盖了C++编程的多个方面，对初学者和有一定经验的程序员都极具参考价值，有助于读者全面理解和掌握C++语言。通过逐个解决习题，读者可以逐步提升自己的编程能力，更好地运用C++进行实际项目开发。

result_str += ch;

}

if (has_punct)

cout << "Result:" << endl << result_str <<endl;

else {

cout << "No punctuation character in the string?!" <<

endl;

return -1;

}

return 0;

}

习题 3.11

下面哪些 vector 定义不正确？

(a) vector< vector<int> > ivec;

(b) vector<string> svec = ivec ;

C++ Primer（4 版）习题解答

【解答】

(b)不正确。因为 svec 定义为保存 string 对象的 vector 对

象，而 ivec 是

保存 vector <int>对象的 vector 对象（即 ivec 是 vector

的 vector），二者

的元素类型不同，所以不能用 ivec 来初始化 svec。

习题 3.12

下列每个 vector 对象中元素个数是多少？各元素的值是什

么？

(a) vector<int> ivec1;

(b) vector<int> ivec2(10);

(d) vector<string> svec1;

(e) vector<string> svec2(10);

(f) vector<string> svec3(10,"hello");

【解答】

(a) 元素个数为 0。

(b) 元素个数为 10，各元素的值均为 0。

(d) 元素个数为 0。

(e) 元素个数为 10，各元素的值均为空字符串。

(f) 元素个数为 10，各元素的值均为"hello"。

习题 3.13

读一组整数到 vector 对象，计算并输出每对相邻元素的和。

如果读入元素个数

为奇数，则提示用户最后一个元素没有求和，并输出其值。

然后修改程序：头

尾元素两两配对（第一个和最后一个，第二个和倒数第二个，

以此类推），计

算每对元素的和，并输出。

【解答】

//读一组整数到 vector 对象，计算并输出每对相邻元素的

和

C++ Primer（4 版）习题解答

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main()

{

vector<int> ivec;

int ival;

// 读入数据到 vector 对象

cout << "Enter numbers(Ctrl+Z to end):" << endl;

while (cin>>ival)

ivec.push_back(ival);

// 计算相邻元素的和并输出

if (ivec.size() == 0) {

cout << "No element?!" << endl;

return -1;

}

cout << "Sum of each pair of adjacent elements in the

vector:"

<< endl;

for (vector<int>::size_type ix = 0; ix < ivec.size()-1;

ix = ix + 2) {

cout << ivec[ix] + ivec[ix+1] << "\t";

if ( (ix+1) % 6 == 0) // 每行输出 6 个和

cout << endl;

}

C++ Primer（4 版）习题解答

if (ivec.size() % 2 != 0) // 提示最后一个元素没有求和

cout << endl

<< "The last element is not been summed "

<< "and its value is "

<< ivec[ivec.size()-1] << endl;

return 0;

}

修改后的程序：

//读一组整数到 vector 对象，计算首尾配对元素的和并输

出

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main()

{

vector<int> ivec;

int ival;

//读入数据到 vector 对象

cout << "Enter numbers:" << endl;

while (cin>>ival)

ivec.push_back(ival);

//计算首尾配对元素的和并输出

if (ivec.size() == 0) {

cout << "No element?!" << endl;

return -1;

C++ Primer（4 版）习题解答

}

cout << "Sum of each pair of counterpart elements in

the vector:"

<< endl;

vector<int>::size_type cnt = 0;

for (vector<int>::size_type first = 0, last = ivec.size() -

first < last; ++first, --last) {

cout << ivec[first] + ivec[last] << "\t";

++cnt;

if ( cnt % 6 == 0) //每行输出 6 个和

cout << endl;

}

if (first == last) //提示居中元素没有求和

cout << endl

<< "The center element is not been summed "

<< "and its value is "

<< ivec[first] << endl;

return 0;

}

习题 3.14

读入一段文本到 vector 对象，每个单词存储为 vector 中

的一个元素。把 vector

对象中每个单词转化为大写字母。输出 vector 对象中转化

后的元素，每 8 个单

词为一行输出。

【解答】

//读入一段文本到 vector 对象，每个单词存储为 vector 中

的一个元素。

C++ Primer（4 版）习题解答

//把 vector 对象中每个单词转化为大写字母。

//输出 vector 对象中转化后的元素，每 8 个单词为一行输

出

#include <iostream>

#include <string>

#include <vector>

#include <cctype>

using namespace std;

int main()

{

vector<string> svec;

string str;

// 读入文本到 vector 对象

cout << "Enter text(Ctrl+Z to end):" << endl;

while (cin>>str)

svec.push_back(str);

//将 vector 对象中每个单词转化为大写字母,并输出

if (svec.size() == 0) {

cout << "No string?!" << endl;

return -1;

}

cout << "Transformed elements from the vector:"

<< endl;

for (vector<string>::size_type ix = 0; ix != svec.size();

++ix) {

C++ Primer（4 版）习题解答

for (string::size_type index = 0; index != svec[ix].size();

++index)

if (islower(svec[ix][index]))

//单词中下标为 index 的字符为小写字母

svec[ix][index] = toupper(svec[ix][index]);

cout << svec[ix] << " ";

if ((ix + 1) % 8 == 0)//每 8 个单词为一行输出

cout << endl;

}

return 0;

}

习题 3.15

下面程序合法吗？如果不合法，如何更正？

vector<int> ivec;

ivec[0] = 42;

【解答】

不合法。因为 ivec 是空的 vector 对象，其中不含任何元素，

而下标操作只

能用于获取已存在的元素。

更正：将赋值语句改为语句 ivec.push_back(42);。

习题 3.16

列出三种定义 vector 对象的方法，给定 10 个元素，每个

元素值为 42。指出是

否还有更好的实现方法，并说明为什么。

【解答】

方法一：

vector<int> ivec(10, 42);

C++ Primer（4 版）习题解答

方法二：

vector<int> ivec(10);

for (ix = 0; ix < 10; ++ix)

ivec[ix] = 42;

方法三：

vector<int> ivec(10);

for (vector<int>::iterator iter = ivec.begin();

iter != ivec.end(); ++iter)

*iter = 42;

方法四：

vector<int> ivec;

for (cnt = 1; cnt <= 10; ++cnt)

ivec.push_back(42);

方法五：

vector<int> ivec;

vector<int>::iterator iter = ivec.end();

for (int i = 0; i != 10; ++i) {

ivec.insert(iter, 42);

iter = ivec.end();

}

各种方法都可达到目的，也许最后两种方法更好一些。它们

使用标准库中定义

的容器操作在容器中增添元素，无需在定义 vector 对象时

指定容器的大小，比

较灵活而且不容易出错。

习题 3.17

C++ Primer（4 版）习题解答

重做 3.3.2 节的习题，用迭代器而不是下标操作来访问

vector 中的元素。

【解答】

重做习题 3.13 如下：

//读一组整数到 vector 对象，计算并输出每对相邻元素的

和

//使用迭代器访问 vector 中的元素

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main()

{

vector<int> ivec;

int ival;

//读入数据到 vector 对象

cout << "Enter numbers(Ctrl+Z to end):" << endl;

while (cin>>ival)

ivec.push_back(ival);

//计算相邻元素的和并输出

if (ivec.size() == 0) {

cout << "No element?!" << endl;

return -1;

}

cout << "Sum of each pair of adjacent elements in the

vector:"

<< endl;

vector<int>::size_type cnt = 0;

C++ Primer（4 版）习题解答

for (vector<int>::iterator iter = ivec.begin();

iter < ivec.end()-1;

iter = iter + 2) {

cout << *iter + *(iter+1) << "\t";

++cnt;

if ( cnt % 6 == 0) //每行输出 6 个和

cout << endl;

}

if (ivec.size() % 2 != 0) //提示最后一个元素没有求和

cout << endl

<< "The last element is not been summed "

<< "and its value is "

<< *(ivec.end()-1) << endl;

return 0;

}

//读一组整数到 vector 对象，计算首尾配对元素的和并输

出

//使用迭代器访问 vector 中的元素

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main()

{

vector<int> ivec;

int ival;

C++ Primer（4 版）习题解答

//读入数据到 vector 对象

cout << "Enter numbers(Ctrl+Z to end):" << endl;

while (cin>>ival)

ivec.push_back(ival);

//计算首尾配对元素的和并输出

if (ivec.size() == 0) {

cout << "No element?!" << endl;

return -1;

}

cout << "Sum of each pair of counterpart elements in

the vector:"

<< endl;

vector<int>::size_type cnt=0;

for (vector<int>::iterator first = ivec.begin(),

last = ivec.end() - 1;

first < last;

++first, --last) {

cout << *first + *last << "\t";

++cnt;

if ( cnt % 6 == 0) //每行输出 6 个和

cout << endl;

}

if (first == last) //提示居中元素没有求和

cout << endl

<< "The center element is not been summed "

C++ Primer（4 版）习题解答

<< "and its value is "

<< *first << endl;

return 0;

}

重做习题 3.14 如下：

//读入一段文本到 vector 对象，每个单词存储为 vector 中

的一个元素。

//把 vector 对象中每个单词转化为大写字母。

//输出 vector 对象中转化后的元素，每 8 个单词为一行输

出。

//使用迭代器访问 vector 中的元素

#include <iostream>

#include <string>

#include <vector>

#include <cctype>

using namespace std;

int main()

{

vector<string> svec;

string str;

//读入文本到 vector 对象

cout << "Enter text(Ctrl+Z to end):" << endl;

while (cin>>str)

svec.push_back(str);

//将 vector 对象中每个单词转化为大写字母,并输出

if (svec.size() == 0) {

C++ Primer（4 版）习题解答

cout << "No string?!" << endl;

return -1;

}

cout << "Transformed elements from the vector:"

<< endl;

vector<string>::size_type cnt = 0;

for (vector<string>::iterator iter = svec.begin();

iter != svec.end(); ++iter) {

for (string::size_type index = 0; index != (*iter).size();

++index)

if (islower((*iter)[index]))

//单词中下标为 index 的字符为小写字母

(*iter)[index] = toupper((*iter)[index]);

cout << *iter << " ";

++cnt;

if (cnt % 8 == 0)//每 8 个单词为一行输出

cout << endl;

}

return 0;

}

习题 3.18

编写程序来创建有 10 个元素的 vector 对象。用迭代器把

每个元素值改为当前

值的 2 倍。

【解答】

C++ Primer（4 版）习题解答

//创建有 10 个元素的 vector 对象，

//然后使用迭代器将每个元素值改为当前值的 2 倍

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main()

{

vector<int> ivec(10, 20);//每个元素的值均为 20

//将每个元素值改为当前值的 2 倍

for (vector<int>::iterator iter = ivec.begin();

iter != ivec.end(); ++iter)

*iter = (*iter)*2;

return 0;

}

习题 3.19

验证习题 3.18 的程序，输出 vector 的所有元素。

【解答】

//创建有 10 个元素的 vector 对象，

//然后使用迭代器将每个元素值改为当前值的 2 倍并输出

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

int main()

{

C++ Primer（4 版）习题解答

vector<int> ivec(10, 20);//每个元素的值均为 20

//将每个元素值改为当前值的 2 倍并输出

for (vector<int>::iterator iter = ivec.begin();

iter != ivec.end(); ++iter) {

*iter = (*iter)*2;

cout << *iter << " ";

}

return 0;

}

习题 3.20

解释一下在上几个习题的程序实现中你用了哪种迭代器，并

说明原因。

【解答】

上述几个习题的程序实现中使用了类型分别为

vector<int>::iterator 和

vector <string>::iterator 的迭代器，通过这些迭代器分别

访问元素类型为

int 和 string 的 vector 对象中的元素。

习题 3.21

何时使用 const 迭代器？又在何时使用 const_iterator？

解释两者的区别。

【解答】

const 迭代器是迭代器常量，该迭代器本身的值不能修改，

即该迭代器在定义时

需要初始化，而且初始化之后，不能再指向其他元素。若需

要指向固定元素的

迭代器，则可以使用 const 迭代器。

const_iterator 是一种迭代器类型，对这种类型的迭代器解

引用会得到一个指

向 const 对象的引用，即通过这种迭代器访问到的对象是常

量。该对象不能修

改，因此，const_iterator 类型只能用于读取容器内的元素，

不能修改元素的

值。若只需遍历容器中的元素而无需修改它们，则可以使用

const_iterator。

习题 3.22

如果采用下面的方法来计算 mid 会产生什么结果？

C++ Primer（4 版）习题解答

vector<int>::iterator mid = (vi.begin() + vi.end())/2;

【解答】

将两个迭代器相加的操作是未定义的，因此用这种方法计算

mid 会出现编译错

误。

习题 3.23

解释下面每个 bitset 对象包含的位模式：

(a) bitset<64> bitvec(32);

(b) bitset<32> bv(1010101);

【解答】

(a) bitvec 有 64 个二进制位，（位编号从 0 开始）第 5 位

置为 1，其余位置均

为 0。

(b) bv 有 32 个二进制位，（位编号从 0 开始）第 0、2、4、

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