C++ 一道习题

本文探讨了在C++中确定数值集合中值的问题。通过构造特定的数值集合,证明了无法丢弃任何已读数值,否则可能导致最终中值发生变化。

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问题:

正在自学C++ 看译本大家都说好的《Accelerated C++》可是苦于没有答案
看到第3章 有这样一个习题 希望大家告诉我答案!~~如果能给我传份答案 我见感激不尽!~~:
 34  假设我们希望找出一个数值集合的中值:同时假定到目前为止,我们已经读进一些
数值了,而且不清楚还要再读进多少个值。证明:我们不能丢掉已经读到的任何值,提示:一
个可行的证明策略是,先假定我们可以丢掉一个值.然后找出我们的集合中末读的(也就是未
知的)那部分数值,要求这些数值将会使中值恰好就是我们丢掉的那个值-

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回答:

因为后续数值是任意的,那么我们可以在丢弃一个值后,构造出一个后续数值集合,使得这个丢弃的值是整个集合的中值。

证明:在已经读了N个值后,我们丢弃了一个值x。可以计算出,在已读集合中,比x大的值有n1个,比x小的值有n2个,n1+n2 < N(注意n1+n2不一定等于N-1,因为可能存在于x相等的值)。
1) 首先考虑在已读集合中,x只有一个,那么
令d = max(n1,n2) - min(n1,n2)。再令集合s = { n1 > n2 ? d个(x-1) : d个(x+1) },s就是使的x成为整个集合中值的后续数值集合,从而x不能丢弃。

2) 在考虑x有多个的情况,设为n3个,此时n1+n2+n3 = N,并令y1为输入值中比x大的所有值中最小的一个(即大于x的子集的下确界),类似,令y2为小于x的子集的上确界。
令d= max(n1,n2) - min(n1,n2)。令集合s = { n1 > n2 ? d个y2 : d个y1 }
再令 y3 = (x-y2)/2,令集合s' = {(n3-1)个 y3 }。s并s'即是令x为中值的后续数值集合。因为当整个集合中有n3个x时,中值是x,如果去掉一个x,则要根据中值在此时的定义决定:
a)如果整个集合为偶数时,取中间偏小的那个为中值,那么去掉x后,y3就成为中值,这是错误的,说明x不能去除。
b)如果整个集合为偶数时,取中间偏大的那个为中值,可以令y3' = (y1-x)/2代替上面的y3,则y3'就是新的中值。这是错误的,同样说明x不能去除。

综上,在任何情况下去除输入数值中的任何一个,都有可能(即存在一个未输入数值集合)使得整个集合的中值发生改变。得证。

<think>好的,用户让我再出一道关于C++的练习题。首先,我需要确定用户的需求是什么。可能他们正在学习C++,想通过练习巩固知识,或者是在准备面试,需要一些题目来测试自己的技能。接下来,我得考虑题目的难度。用户可能已经有一定基础,所以应该出中等难度的题目,既不过于简单也不过于复杂。 然后,我需要选择合适的内容范围。C++有很多方面,比如面向对象、模板、STL、内存管理、多线程等。考虑到常见考点,内存管理和面向对象是比较重要的部分,而且容易设计陷阱题。比如,可以设计一个涉及动态内存分配和类构造/析构的题目,这样能考察对拷贝构造函数、赋值运算符的理解,以及深拷贝和浅拷贝的区别。 接下来,具体设计题目。题目应该描述一个类,比如动态数组类,包含构造函数、拷贝构造函数、赋值运算符和析构函数。然后让用户实现这些函数,并预测输出,或者找出潜在的问题。例如,用户可能在没有正确实现拷贝构造函数的情况下导致浅拷贝,进而引发双重释放的错误。 然后,编写示例代码,确保代码中存在常见错误,比如未定义拷贝构造函数,导致默认的拷贝构造函数执行浅拷贝。这样当对象被复制时,两个对象的指针指向同一内存区域,析构时会被删除两次,导致运行时错误。 接下来,思考参考答案。需要详细解释每个函数的作用,指出代码中的问题,比如缺少深拷贝,导致双重释放。同时,给出修正后的代码,展示如何正确实现拷贝构造函数和赋值运算符,使用深拷贝,并确保在赋值时释放原有内存。 还要考虑用户可能的疑问点,比如为什么默认的拷贝构造函数不行,深拷贝和浅拷贝的区别,以及如何安全地管理动态内存。这些点都应在参考答案中详细解释,帮助用户理解问题本质。 最后,检查题目是否符合系统级指令:使用正确的中文,数学表达式用$...$格式(如果有的话),结构清晰,分步骤解答。确保LaTeX语法正确,但在这个问题中可能涉及较少数学公式,主要关注代码和内存管理的逻辑。 总结来说,设计一个涉及动态内存管理的类实现题目,能够有效考察用户对C++核心概念的理解,同时提供详细的解析帮助用户加深记忆。</think>### C++习题:动态数组类的实现与内存管理 --- #### 题目描述 设计一个动态数组类 `DynamicArray`,要求实现以下功能: 1. 构造函数:根据传入的整数 `n` 动态分配长度为 `n` 的整型数组,并初始化所有元素为 `0` 2. 拷贝构造函数:实现深拷贝 3. 赋值运算符重载:正确处理自我赋值及内存泄漏问题 4. 析构函数:正确释放内存 观察以下代码片段,指出存在的问题并提供修正后的完整实现: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class DynamicArray { private: int* data; int size; public: DynamicArray(int n) { size = n; data = new int[n]; for (int i = 0; i < n; ++i) data[i] = 0; } ~DynamicArray() { delete[] data; } void print() { for (int i = 0; i < size; ++i) cout << data[i] << " "; cout << endl; } }; int main() { DynamicArray arr1(5); DynamicArray arr2 = arr1; arr1.print(); arr2.print(); return 0; } ``` --- #### 参考答案 **问题分析**: 1. 未定义拷贝构造函数,导致默认拷贝构造函数执行浅拷贝 2. 未重载赋值运算符,同类对象赋值时存在相同问题 3. `arr1` 和 `arr2` 的 `data` 指向同一内存,程序退出时导致双重释放(double free) **修正代码**: ```cpp class DynamicArray { private: int* data; int size; public: // 构造函数 DynamicArray(int n) : size(n), data(new int[n]()) {} // 拷贝构造函数(深拷贝) DynamicArray(const DynamicArray& other) : size(other.size), data(new int[other.size]) { for (int i = 0; i < size; ++i) data[i] = other.data[i]; } // 赋值运算符重载 DynamicArray& operator=(const DynamicArray& other) { if (this != &other) { // 防止自我赋值 delete[] data; // 释放原有内存 size = other.size; data = new int[size]; for (int i = 0; i < size; ++i) data[i] = other.data[i]; } return *this; } // 析构函数 ~DynamicArray() { delete[] data; } void print() { /* 保持不变 */ } }; ``` **关键知识点**: 1. 当类包含动态分配的资源时,必须显式定义拷贝构造函数、赋值运算符和析构函数(Rule of Three) 2. 深拷贝与浅拷贝的区别:深拷贝会创建新的内存空间并复制内容,避免指针指向同一地址 3. 赋值运算符需先检查自我赋值,避免释放自身内存导致后续访问错误 --- #### 进阶思考 若将 `data` 成员改为 `unique_ptr<int[]>`,代码需要如何调整?这会如何影响内存管理方式?
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