【广州大学程序设计基础实验三：数组、结构体和指针】_广州大学程序设计实验报告3-优快云博客

实验A

一、实验目的

1．了解数组与数学矩阵的关系；
2．掌握数组的定义、引用与初始化；
3．理解二维数组数据的存储顺序；
4．理解并掌握冒泡排序法、选择排序法；
5．掌握字符数组与字符串的定义、引用；
6．了解字符串处理函数的用法。

二、实验设备及平台

实验设备：计算机；
平台：Windows操作系统，Visual C++ 6.0或Microsoft Visual Studio 2005/2008/2010/2012/2013/2015/2017/2019/2022；或适合的C/C++编程环境。

三、实验内容

编写程序，解下列问题，然后把编写的程序代码和运行结果截图复制到题目后面的空白处。
0、参考教程：调试 C++ 代码 - Visual Studio (Windows) | Microsoft Docs ，了解项目的创建、编译、连接、运行与调试。

1、求某班学生的平均成绩和均方差

n为学生人数，si为第i个学生成绩。求某班学生的平均成绩和均方差。（要求用一个函数同时完成平均值和方差计算，两个输出用指针参数）
在这里插入图片描述

实验代码

#include <iostream>
#include <cmath>  // 用于 sqrt 函数
using namespace std;

// 函数计算平均值和方差
void calculateStatistics(double* scores, int n, double* mean, double* variance) {
   
   
    if (n <= 0) return;  // 如果学生人数不大于0，返回

    // 计算平均值mean
    double sum = 0.0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
   
   
        sum += scores[i];
    }
    *mean = sum / n;

    // 计算方差
    double squaredDifferenceSum = 0.0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
   
   
        // 利用方差的公式
        squaredDifferenceSum += pow(scores[i] - *mean, 2);
    }
    *variance = squaredDifferenceSum / n;
}

int main() {
   
   
    // 示例数据
    double scores[] = {
   
    85, 90, 78, 92, 88 };  // 假设五个学生的成绩
    int n = sizeof(scores) / sizeof(scores[0]);  // 学生人数

    double mean, variance;
    calculateStatistics(scores, n, &mean, &variance);

    // 输出结果
    cout << "平均成绩: " << mean << endl;
    cout << "方差: " << variance << endl;
    cout << "标准差: " << sqrt(variance) << endl;
    return 0;
}

实验结果
在这里插入图片描述

2、随机输出整数并输出其中素数

用随机函数产生10个互不相同的两位整数存放到一维数组中，并输出其中的素数。（要编写函数：实现素数判断，一个数是否已在数字中）
实验代码

#include <iostream>
#include <cstdlib>  // rand() 和 srand()
#include <ctime>    // time()
#include <vector>
using namespace std;

// 判断一个数是否是素数
bool isPrime(int num) {
   
   
    if (num <= 1) return false;  // 1 和负数不是素数
    for (int i = 2; i * i <= num; ++i) {
   
     // 只需判断到 sqrt(num)
        if (num % i == 0) {
   
   
            return false;  // 如果能整除，说明不是素数
        }
    }
    return true;
}

// 判断一个数是否已经存在于数组中
bool isInArray(const std::vector<int>& arr, int num) {
   
   
    for (int i = 0; i < arr.size(); ++i) {
   
   
        if (arr[i] == num) {
   
   
            return true;
        }
    }
    return false;
}

// 生成 10 个互不相同的两位数
void RandomNumbers(vector<int>& numbers) {
   
   
    while (numbers.size() < 10) {
   
   
        int num = rand() % 90 + 10;  // 生成 10 到 99 之间的随机数
        if (!isInArray(numbers, num)) {
   
   
            numbers.push_back(num);  // 如果该数不在数组中，则添加
        }
    }
}

int main() {
   
   
    srand(static_cast<unsigned int>(time(0)));  // 设置随机种子

    vector<int> numbers;  // 用于存放生成的随机数
    RandomNumbers(numbers);  // 生成 10 个不重复的两位数

    cout << "生成随机数字: ";
    for (int num : numbers) {
   
   
       cout << num << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "素数: ";
    for (int num : numbers) {
   
   
        if (isPrime(num)) {
   
   
            cout << num << " ";
        }
    }
    return 0;
}

本题代码使用了容器vector，并用了种子相关知识，希望大家在使用本代码前自行了解
实验结果
在这里插入图片描述

3、考试

某班期末考试科目为数学（MT）、英语（EN）和物理（PH），有最多不超过30人参加考试。考试后要求：

（1）计算每个学生的总分和平均分；
（2）按总分成绩由高到低排出成绩的名次；
（3）打印出名次表，表格内包括学生编号、各科分数、总分和平均分；
（4）任意输入一个学号，能够查找出该学生在班级中的排名及其考试分数。

实验代码

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iomanip> // 用于设置输出精度

using namespace std;

// 定义学生结构体
struct Student {
   
   
    int id;
    int MT;
    int EN;
    int PH;
    int total;
    // 移除平均分字段，因为我们不再需要它
};

// 结构体用于存储各科的总分和平均分
struct Subject {
   
   
    int totalScore;
    double averageScore;
};

// 比较函数，用于按总分从高到低排序
bool compare(const Student* a, const Student* b) {
   
   
    return a->total > b->total;
}

// 计算各科平均分的函数
void Averages(const vector<Student*>& students, Subject& MT, Subject& EN, Subject& PH) {
   
   
    int numStudents = students.size();
    // 提前定义后续用于存储的变量
    MT.totalScore = 0;
    EN.totalScore = 0;
    PH.totalScore = 0;

    // 使用循环
    for (const auto& student : students) {
   
   
        MT.totalScore += student->MT;
        EN.totalScore += student->EN;
        PH.totalScore += student->PH;
    }

    MT.averageScore = static_cast<double>(MT.totalScore) / numStudents;
    EN.averageScore = static_cast<double>(EN.totalScore) / numStudents;
    PH.averageScore = static_cast<double>(PH.totalScore) / numStudents;