实验6 模板类，文件I/O和异常处理

一、实验目的

 练习编写模板函数，模板类，从多态角度理解模板函数和模板类（类型作为参数）

体验标准I/O流类，文件I/O流类，字符串I/O流类的用法，能正确使用

针对问题场景，使用流类库对I/O数据进行格式化和读写操作

体验异常处理的基础用法，能解释异常处理的机制和流程

训练综合应用类的封装，继承，多态特性及现代C++标准库编写正确，高效，安全代码

二、实验准备

 函数模板和函数类

流类库与输入输出

异常处理

 

三、实验内容

 

4. 实验任务4

代码：

头文件

#pragma once
#include<iostream>
#include<stdexcept>
using namespace std;
template <typename T>
class Vector {
public:
    
    //构造函数  
    //支持在创建抽象数据类型T类型数组对象时，动态指定其大小
    Vector(int size) :size{ size } {
        if (size < 0)
            throw length_error("negative size");//异常抛出


        else
        {
            ptr = new T[size];//申请内存

        }
            
        }
    //构造函数
    //支持在创建T类型数组对象时，指定其大小，并将数组对象中每个数据项初始化到T类型的值value
    

    Vector(int s, T value) :size(s) {
        if (s < 0)
            throw length_error("negative size");//异常抛出
        else
        {
            ptr = new T[size];
            for (int i = 0; i < s; i++)
                *(ptr + i) = value;
        }
    }

    //支持用已经存在的 Vector<T> 数组对象x，来构造新的对象y（要求实现深复制）
    Vector(const Vector<T>& x) :size(x.size), ptr(new T[size]) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            ptr[i] = x.ptr[i];
        }
    }

    //析构函数
    ~Vector() { delete[]ptr; }

    //接口


    //1
    int get_size()const {
        return size;
    }

    //2
    T& at(int val) {
        if (val >= size)throw out_of_range("index out of range");
        else return ptr[val];

    }

    //3重载[]
    T& operator[](int val) {
        if (val < 0 || val >= size)throw out_of_range("index out of range");
        else return ptr[val];
    }

//友元函数

    //output()
    friend void output(const Vector<T>& x) {
        for (int i = 0; i < x.get_size(); i++) {
            cout << x.ptr[i] << ", ";//遍历输出
        }
        cout << endl;

    }


    
private:
    int size;
    T* ptr;
};

测试代码：

#include <iostream>
#include "Vector.hpp"
using namespace std;

void test1() {
   
    int n;
    cout << "Enter n: ";
    cin >> n;

    Vector<double> x1(n);
    for (auto i = 0; i < n; ++i)
        x1.at(i) = i * 0.7;

    cout << "x1: "; output(x1);

    Vector<int> x2(n, 42);
    const Vector<int> x3(x2);

    cout << "x2: "; output(x2);
    cout << "x3: "; output(x3);

    x2.at(0) = 77;
    x2.at(1) = 777;
    cout << "x2: "; output(x2);
    cout << "x3: "; output(x3);
}

void test2() {
    using namespace std;

    int n, index;
    while (cout << "Enter n and index: ", cin >> n >> index) {
        try {
            Vector<int> v(n, n);
            v.at(index) = -999;
            cout << "v: "; output(v);
        }
        catch (const exception& e) {
            cout << e.what() << endl;
        }
    }
}

int main() {
    cout << "测试1: 模板类接口测试\n";
    test1();

    cout << "\n测试2: 模板类异常处理测试\n";
    test2();
}

 

 

运行截图：

 

 

 

 

 

 

5. 实验任务5

代码：

 

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>

// 自定义学生结构体
struct Student {
    int id;              // 学号
    std::string name;    // 姓名
    std::string major;   // 专业
    int score;           // 成绩
};

// 重载小于运算符，以便根据专业和成绩排序
bool operator<(const Student& a, const Student& b) {
    return (a.major == b.major) ? (a.score > b.score) : (a.major < b.major);
}

// 从文件读取学生信息
std::vector<Student> readStudentsFromFile(const std::string& filename) {
    std::vector<Student> students;
    std::ifstream file(filename);
    std::string line;

    // 跳过第一行
    std::getline(file, line);
    
    // 逐行读取学生信息
    while (std::getline(file, line)) {
        std::istringstream iss(line);
        Student student;
        iss >> student.id >> student.name >> student.major >> student.score;
        students.push_back(student);
    }
    
    return students;
}

// 将学生信息写入文件
void writeStudentsToFile(const std::vector<Student>& students, const std::string& filename) {
    std::ofstream file(filename);
    for (const auto& student : students) {
        file << student.id << "\t" << student.name << "\t" << student.major << "\t" << student.score << '\n';
    }
}

// 主函数
int main() {
    // 读取学生信息
    auto students = readStudentsFromFile("data5.txt");
    
    // 按照自定义规则排序
    std::sort(students.begin(), students.end());
    
    // 输出排序后的学生信息
    std::cout << "学号\t姓名\t专业\t分数" << std::endl;
    for (const auto& student : students) {
        std::cout << student.id << "\t" << student.name << "\t" << student.major << "\t" << student.score << std::endl;
    }
    
    // 写入结果到文件
    writeStudentsToFile(students, "ans5.txt");
    return 0;
}

 

 

运行截图：