C++Primer中文版（第4版）第三章习题答案
习题3.1
用适当的using声明，而不用std::前缀，访问标准库中的名字，重新编写2.3节的程序，计算一给定数的给定次幂的结果。
【解答】
#include
using std::cin;
using std::cout;
int main()
{
// 局部对象
int base, exponent;
long result=1;
// 读入底数和指数
cout << "Enter base and exponent:" << endl;
cin >> base >> exponent;
if (exponent < 0) {
cout << "Exponent can't be smaller than 0" << endl;
return -1;
}
if (exponent > 0) {
// 计算底数的指数次方
for (int cnt = 1; cnt <= exponent; ++cnt)
result *= base;
}
cout << base
<< " raised to the power of "
<< exponent << ": "
<< result << endl;
return 0;
}
习题3.2
什么是默认构造函数？
【解答】
默认构造函数（default constructor）就是在没有显式提供初始化式时调用的构造函数。它由不带参数的构造函数，或者为所有形参提供默认实参的构造函数定义。如果定义某个类的变量时没有提供初始化式，就会使用默认构造函数。
如果用户定义的类中没有显式定义任何构造函数，编译器就会自动为该类生成默认构造函数，称为合成的默认构造函数（synthesized default constructor）。
习题3.3
列举出三种初始化string对象的方法。
【解答】
(1) 不带初始化式，使用默认构造函数初始化string对象。
(2) 使用一个已存在的string对象作为初始化式，将新创建的string对象初始化为已存在对象的副本。
(3) 使用字符串字面值作为初始化式，将新创建的string对象初始化为字符串字面值的副本。
习题3.4
s和s2的值分别是什么？
string s;
int main() {
string s2;
}
【解答】
s和s2的值均为空字符串。
习题3.5
编写程序实现从标准输入每次读入一行文本。然后改写程序，每次读入一个单词。
【解答】
//从标准输入每次读入一行文本
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
string line;
// 一次读入一行，直至遇见文件结束符
while (getline(cin, line))
cout << line << endl; // 输出相应行以进行验证
return 0;
}
修改后程序如下：
//从标准输入每次读入一个单词
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
string word;
// 一次读入一个单词，直至遇见文件结束符
while (cin >> word)
cout << word << endl; // 输出相应单词以进行验证
return 0;
}
注意，一般而言，应该尽量避免使用using指示而使用using声明（参见17.2.4 节），因为如果应用程序中使用了多个库，使用using指示引入这些库中定义的名字空间，容易导致名字冲突。但本书中的程序都只使用了标准库，没有使用其他库。使用using指示引入名字空间std中定义的所有名字不会发生名字冲突。因此为了使得代码更为简洁以节省篇幅，本书的许多代码中都使用了 using指示using namespace std;来引入名字空间std。另外，本题中并未要求输出，加入输出是为了更清楚地表示读入的结果。本书后面部分有些地方与此类似处理，不再赘述。
习题3.6
解释string类型的输入操作符和getline函数分别如何处理空白字符。
【解答】
string类型的输入操作符对空白字符的处理：读取并忽略有效字符（非空白字符）之前所有的空白字符，然后读取字符直至再次遇到空白字符，读取终止（该空白字符仍留在输入流中）。
getline函数对空白字符的处理：不忽略行开头的空白字符，读取字符直至遇到换行符，读取终止并丢弃换行符（换行符从输入流中去掉但并不存储在string对象中）。
习题3.7
编一个程序读入两个string对象，测试它们是否相等。若不相等，则指出两个中哪个较大。接着，改写程序测试它们的长度是否相等，若不相等，则指出两个中哪个较长。
【解答】
测试两个string对象是否相等的程序：
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1, s2;
// 读入两个string对象
cout << "Enter two strings:" << endl;
cin >> s1 >> s2;
// 测试两个string对象是否相等
if (s1 == s2)
cout << "They are equal." << endl;
else if (s1 > s2)
cout << "\"" << s1 << "\" is bigger than"
<< " \"" << s2 << "\"" << endl;
else
cout << "\"" << s2 << "\" is bigger than"
<< " \"" << s1 << "\"" << endl;
return 0;
}
测试两个string对象的长度是否相等的程序：
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1, s2;
// 读入两个string对象
cout << "Enter two strings:" << endl;
cin >> s1 >> s2;
// 比较两个string对象的长度
string::size_type len1, len2;
len1 = s1.size();
len2 = s2.size();
if (len1 == len2)
cout << "They have same length." << endl;
else if (len1 > len2)
cout << "\"" << s1 << "\" is longer than"
<< " \"" << s2 << "\"" << endl;
else
cout << "\"" << s2 << "\" is longer than"
<< " \"" << s1 << "\"" << endl;
return 0;
}
习题3.8
编一个程序，从标准输入读取多个string对象，把它们连接起来存放到一个更大的string对象中，并输出连接后的string对象。接着，改写程序，将连接后相邻string对象以空格隔开。
【解答】
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
string result_str, str;
// 读入多个string对象并进行连接
cout << "Enter strings(Ctrl+Z to end):" << endl;
while (cin>>str)
result_str = result_str + str;
// 输出连接后的string对象
cout << "String equal to the concatenation of these strings is:"
<< endl << result_str << endl;
return 0;
}
改写后的程序：
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
string result_str, str;
// 读入多个string对象并进行连接
cout << "Enter strings(Ctrl+Z to end):" << endl;
cin >> result_str;//读入第一个string对象，放到结果对象中
while (cin>>str)
result_str = result_str + ' ' + str;
// 输出连接后的string对象
cout << "String equal to the concatenation of these strings is:"
<< endl << result_str << endl;
return 0;
}
习题3.9
下列程序实现什么功能？实现合法吗？如果不合法，说明理由。
string s;
cout << s[0] << endl;
【解答】
该程序段输出string对象s所对应字符串的第一个字符。
实现不合法。因为s是一个空字符串，其长度为0，因此s[0]是无效的。
注意，在一些编译器（如Microsoft Visual C++ .NET 2003）的实现中，该程序段并不出现编译错误。
习题3.10
编一个程序，从string 对象中去掉标点符号。要求输入到程序的字符串必须含有标点符号，输出结果则是去掉标点符号后的string对象。
【解答】
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
string s, result_str;
bool has_punct = false;//用于标记字符串中有无标点
char ch;
//输入字符串
cout << "Enter a string:" << endl;
getline(cin, s);
//处理字符串：去掉其中的标点
for (string::size_type index = 0; index != s.size(); ++index)
{
ch = s[index];
if (ispunct(ch))
has_punct = true;
else
result_str += ch;
}
if (has_punct)
cout << "Result:" << endl << result_str < > ivec;
(b) vector svec = ivec ;
(c) vector svec(10,"null");
【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 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 ivec1;
(b) vector ivec2(10);
(c) vector ivec3(10,42);
(d) vector svec1;
(e) vector svec2(10);
(f) vector 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。
(c) 元素个数为10，各元素的值均为42。
(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
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
vector 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::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;
}
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
#include
using namespace std;
int main()
{
vector 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;
}
cout << "Sum of each pair of counterpart elements in the vector:"
<< endl;
vector::size_type cnt = 0;
for (vector::size_type first = 0, last = ivec.size() - 1;
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。
//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
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
vector 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::size_type ix = 0; ix != svec.size(); ++ix) {
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 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 ivec(10, 42);
方法二：
vector ivec(10);
for (ix = 0; ix < 10; ++ix)
ivec[ix] = 42;
方法三：
vector ivec(10);
for (vector::iterator iter = ivec.begin();
iter != ivec.end(); ++iter)
*iter = 42;
方法四：
vector ivec;
for (cnt = 1; cnt <= 10; ++cnt)
ivec.push_back(42);
方法五：
vector ivec;
vector::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
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
#include
using namespace std;
int main()
{
vector 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::size_type cnt = 0;
for (vector::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
#include
using namespace std;
int main()
{
vector 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::size_type cnt=0;
for (vector::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 "
<< "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
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
vector 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;
vector::size_type cnt = 0;
for (vector::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】
//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
#include
using namespace std;
int main()
{
vector 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::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
#include
using namespace std;
int main()
{
vector 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::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::iterator和vector ::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？
vector::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);
(c) string bstr; cin >> bstr; bitset<8> bv(bstr);
【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、5、7、8、11、13、14、16、17、18、19位置为1，其余位置均为0。因为十进制数1010101对应的二进制数为000000000000011110110100110110101。
(c) bv有8个二进制位，（位编号从0开始）用读入的字符串的从右至左的8个字符对bv的0~7位进行初始化。
习题3.24
考虑这样的序列1,2,3,5,8,13,21，并初始化一个将该序列数字所对应的位置设置为1的bitset<32>对象。然后换个方法，给定一个空的bitset对象，编写一小段程序把相应的数位设置为1。
【解答】
bitset<32>对象的初始化：
bitset<32> bv(0x20212e)
方法二：
bitset<32> bv;
int x = 0, y = 1, z;
z = x + y;
while (z <= 21) {
bv.set(z);
x = y;
y = z;
z = x + y;
}
注意，设置为1的数位的位编号符合斐波那契数列的规律。