【C++】P1957 口算练习题

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💯前言

• 在编程学习过程中，C++ 语言为我们提供了强大的控制能力和灵活的操作方式。在本次学习中，我们面对的是一个简单的算术口算题目的处理任务。任务要求通过程序自动处理多个口算算式，输出完整的算式、其计算结果，并计算算式的总长度。这个问题看似简单，但可以通过多种方式解决，过程中涉及到字符串拼接、运算符判断和数据存储等基础编程技术。
  在本次讨论中，我们将深入分析两种不同的解决方法：我提出的做法与老师的做法。我们将详细对比这两种方法的思路、代码实现，并进行优化和拓展，以便对 C++ 编程的理解更为深刻。
  C++ 参考手册
  

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💯题目描述

P1957 口算练习题

题目要求我们处理一组口算题目，每道题目可能包括加法、减法或乘法操作。每道题的输入由两个或三个数据组成，若有三个数据，第一个表示运算符（a 表示加法，b 表示减法，c 表示乘法），接下来的两个数据为参与运算的数值；若只有两个数据，则表示继承上一道题的运算符。

我们需要输出每道题的完整算式，并且输出算式的总长度。以下是题目的完整描述：

输入格式：

4
a 64 46
275 125
c 11 99
b 46 64

输出格式：

64+46=110
9
275+125=400
11
11*99=1089
10
46-64=-18
9

💯我的做法

我的实现方法着眼于输入的处理与字符串的拼接，基本流程如下：

1. 输入读取：首先读取题目数量 i，然后循环处理每一道算式。每道算式可以是完整的带有运算符的输入，也可以是继承上题的运算符。
2. 算式计算：对于每道算式，根据运算符 a, b, 或 c 来决定进行加法、减法或乘法操作。
3. 字符串拼接：利用字符串的拼接（+=）来构造完整的算式表达式，并计算结果。
4. 输出：输出每道算式及其结果，最后输出算式的总长度。

代码实现：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{int  i;cin >> i;int a, b;string temp, ysf;while(i--){string s;cin >> temp;if(temp == "a" || temp == "b" || temp == "c"){cin >> a >> b;if(temp == "a"){s += to_string(a);s += '+';s += to_string(b);s += '=';s += to_string(a + b);}else if(temp == "b"){s += to_string(a);s += '-';s += to_string(b);s += '=';s += to_string(a - b);}else if(temp == "c"){s += to_string(a);s += '*';s += to_string(b);s += '=';s += to_string(a * b);}ysf = temp;}else{a = stoi(temp);cin >> b;if(ysf == "a"){s += to_string(a);s += '+';s += to_string(b);s += '=';s += to_string(a + b);}else if(ysf == "b"){s += to_string(a);s += '-';s += to_string(b);s += '=';s += to_string(a - b);}else{s += to_string(a);s += '*';s += to_string(b);s += '=';s += to_string(a * b);}}cout << s << endl;cout << s.size() << endl;}return 0;
}

💯老师的做法

老师的做法与我的实现思路相似，但有一些不同之处。老师的代码在结构上稍显复杂，特别是在输入和字符串拼接部分的处理上，且做了更多的优化来处理继承运算符的情况。

代码实现：

int main()
{int n = 0;cin >> n;string op;string num1;string num2;string last;int ret = 0;while (n--){string ans;cin >> op;if (op == "a" || op == "b" || op == "c"){cin >> num1 >> num2;int n1 = stoi(num1);int n2 = stoi(num2);ans += num1;if (op == "a"){ret = n1 + n2;ans += "+";}else if (op == "b"){ret = n1 - n2;ans += "-";}else{ret = n1 * n2;ans += "*";}last = op;}else{num1 = op;cin >> num2;int n1 = stoi(num1);int n2 = stoi(num2);ans += num1;if (last == "a"){ret = n1 + n2;ans += "+";}else if (last == "b"){ret = n1 - n2;ans += "-";}else{ret = n1 * n2;ans += "*";}}ans += (num2 + "=" + to_string(ret));cout << ans << endl;cout << ans.size() << endl;}return 0;
}

💯对比分析

1. 结构差异：

   • 我的做法中，我们根据输入的运算符判断是否更新运算符，并且用 last_op 来记住上一题的运算符，保证后续算式的正确计算。
   • 老师的做法稍微复杂一些，采用了更显式的变量存储（如 last 变量）。另外，老师在每次处理完一个算式后，拼接完成的字符串才会输出。

2. 字符串拼接：

   • 我的做法通过直接将 +、-、* 等运算符拼接进 ans 字符串。
   • 老师的做法在拼接过程中，将运算符的插入和结果的转换更加细化，也做了更精确的类型转换处理（使用 stoi 将字符串转换为整数）。

3. 处理继承运算符：

   • 我的做法是依赖 last_op 来判断是否使用上一题的运算符。
   • 老师的做法在这一点上比较细致，利用了 last 变量来确保后续运算使用的是正确的运算符。

💯拓展与优化

1. 代码优化：

   • 对于运算符和结果拼接部分，使用了 += 拼接字符串，但如果问题较为复杂或涉及到更多操作，可能会导致拼接效率不高。可以考虑使用 ostringstream 来拼接字符串，这样可以提高性能。

2. 用户输入优化：

   • 可以增加输入校验，避免用户输入错误的数据类型（如非数字输入等）。

3. 更广泛的应用：

   • 这类算术问题不仅限于加法、减法和乘法。如果要处理更多运算符（如除法、取余等），可以通过扩展运算符判断来完成。

4. 函数化：

   • 该问题的不同部分（如运算符判断、算式拼接、输出结果等）可以通过函数化进行封装，提高代码的模块化和复用性。

💯总结

本次学习和讨论了如何用 C++ 语言处理简单的口算算式，通过两种不同的实现方法（我的做法与老师的做法），我们掌握了如何判断运算符、处理继承运算符的情况，并输出结果与算式的总长度。通过对比分析，我们看到了两种做法的异同与各自的优缺点。

在优化方面，我们提出了改进的思路，如何提高代码性能、增强可扩展性，以及如何处理更多复杂的运算符类型。总体来说，这道题目的解决方案为我们提供了一个很好的编程练习机会，帮助我们更好地理解字符串操作、控制流程和输入输出的细节。

一开始的错误做法

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{int i = 0;cin >> i;int opera = 0;string s;while(i--){int index = 0, a = 0, b = 0;while(cin >> s){index++;if(index == 1){if(s[i] == 'a')opera = 1;else if(s[i] == 'b')opera = 2;else if(s[i] == 'c')opera = 3;elsea = stoi(string(1, s[i]));  // 将字符 s[i] 转换为字符串后再使用 stoi}if(index == 2 && a != 0)b = stoi(string(1, s[i]));else if(index == 2 && a == 0)a = stoi(string(1, s[i]));if(index == 3)b = stoi(string(1, s[i])); }if(opera == 1)cout << a << "+" << b << "=" << (a + b) << endl;else if(opera == 2)cout << a << "-" << b << "=" << (a - b) << endl;elsecout << a << "*" << b << "=" << (a * b) << endl;}return 0;
}

还有，要注意变量的作用域

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学习C++的建议

C++ 是一门强大且广泛应用的编程语言，无论是系统开发、游戏开发还是高性能计算，它都有不可替代的地位。然而，学习C++的道路可能是陡峭的，为了帮助你更高效地掌握这门语言，我总结了一些学习建议和经验。

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1. 理解C++的基础
学习重点：

1. 掌握基本语法：
   • 学会声明变量、条件语句、循环、函数等核心语法。
   • 掌握数组、指针、引用等基础知识。
2. 熟悉标准输入输出：
   • 掌握 cin 和 cout 的用法。
   • 理解格式化输出，例如 std::setw 和 std::fixed。
3. 记住编译器的角色：
   • 理解源代码如何通过编译器转换为可执行程序，选择一款好的IDE（如Visual Studio、Clion、VSCode）。

建议：用大量小程序练习这些基础语法，比如写一个计算器、模拟猜数字游戏等。

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2. 深入学习C++的特性
学习重点：

1. 面向对象编程（OOP）：
   • 理解类和对象，熟悉如何定义类、成员变量和成员函数。
   • 掌握封装、继承、多态三大核心特性。
2. 内存管理：
   • 理解指针的用法，掌握动态内存分配（new 和 delete）。
   • 学习如何避免内存泄漏，熟悉智能指针（如std::unique_ptr 和 std::shared_ptr）。
3. 标准模板库（STL）：
   • 熟悉常用的容器（如vector、map、set）和算法（如sort、find）。
   • 掌握迭代器的用法。
4. 异常处理：
   • 学习使用try-catch块处理异常。
   • 理解异常的用途以及如何设计健壮的代码。

建议：尝试开发一个小型项目，比如一个学生管理系统，综合应用类、STL、指针和动态内存分配。

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3. 掌握进阶内容
学习重点：

1. 模板：
   • 理解函数模板和类模板，掌握泛型编程思想。
   • 学习模板特化和模板元编程的基本概念。
2. 多线程与并发：
   • 学习 C++11 提供的多线程支持（如std::thread）。
   • 熟悉互斥锁（std::mutex）和条件变量（std::condition_variable）。
3. C++与C的兼容性：
   • 学习如何在C++中使用C语言代码，理解C和C++的区别。
   • 掌握C风格字符串（char[]）和C++字符串（std::string）的转换。

建议：在这一阶段，可以挑战更复杂的项目，比如开发一个小型的HTTP服务器，学习网络编程并结合多线程。

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4. 学习资源与实践方法
学习资源：

1. 书籍：
   • 《C++ Primer》：非常适合初学者的经典书籍。
   • 《Effective C++》：进阶学习C++最佳实践的指南。
   • 《The C++ Programming Language》：Bjarne Stroustrup（C++之父）的权威著作。
2. 在线课程：
   • Coursera 上的 C++ 编程课程。
   • YouTube 上免费的 C++ 系列教程。
3. 社区与文档：
   • 参与C++相关的论坛（如CSDN、Stack Overflow）。
   • 阅读官方文档（https://en.cppreference.com）。

实践方法：

1. 多写代码，多调试：
   • 每学一个概念后，写至少两个示例代码并进行调试。
2. 做小项目：
   • 从简单的控制台程序开始，比如文件读写、计算器、小游戏等。
   • 慢慢过渡到图形界面或网络程序开发。
3. 阅读他人代码：
   • 阅读开源项目的代码，理解优秀代码的设计思路。
4. 参加编程比赛：
   • 比如 LeetCode 或 Codeforces，可以帮助你提升算法能力和C++的熟练度。

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5. 保持耐心与兴趣
学习C++可能会面临以下困难：

1. 复杂的语法：如模板、智能指针、多线程等。
2. 调试困难：指针错误、内存泄漏、未定义行为可能让人头疼。

如何应对：

• 将大问题拆解成小问题，逐步解决。
• 不断重复基础知识，以加深理解。
• 保持兴趣，尝试一些有趣的项目，比如写一个游戏、制作一个简单的图形程序。

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小结
学习C++需要一个循序渐进的过程，从基础语法到面向对象编程，再到进阶的模板和并发编程，每一步都需要耐心和实践。通过充分利用学习资源、进行大量编码练习，以及挑战实际项目，你一定可以成为C++的高手。记住，学习的核心在于理解，而非死记硬背。

祝你学有所成，享受C++编程的乐趣！

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