实验2-3-3 求奇数分之一序列前N项和 (15分)自我学习

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#C语言练习题

该程序计算序列1 + 1/3 + 1/5 + ...的前N项和。输入一个正整数N，程序输出精确到小数点后6位的部分和。

本题要求编写程序
计算序列 1 + 1/3 + 1/5 + … 的前N项之和。

输入格式:
输入在一行中给出一个正整数N。

输出格式:
在一行中按照“sum = S”的格式输出部分和的值S，精确到小数点后6位。题目保证计算结果不超过双精度范围。

输入样例:
23

输出样例:
sum = 2.549541

 #include<stdio.h>
 int main(){
   
   
 double sum=0.0;
 int a;
 scanf("%d"
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Cortex-M3学习笔记（持续更新）
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Cortex-M3 是一个 32 位处理器内核。内部的数据路径是 32 位的，寄存器是 32 位的，存储器接口也是 32 位的。CM3 采用了哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行不悖。这样一来数据访问不再占用指令总线，从而提升了性能。为实现这个特性， CM3 内部含有好几条总线接口，每条都为自己的应用场合优化过，并且它们可以并行工作。但是另一方面，指令总线和数据总线共享同一个存储器空间（一个统一的存储器系统）。换句话说，不是因为有两条总线，可寻址空间就变成 8GB 了。
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用C++完成实验题目：循环语句、列表操作及综合练习完成循环语句的练习（要求用 for + range 完成）：用循环语句输出1-100中所有的偶数之和。用循环语句输出1-100中所有的数的平均值。
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10-31
<think>我们有两个任务： 1. 计算1-100中所有偶数之和。 2. 计算1-100中所有数的平均值。 对于第一个任务，我们可以使用循环遍历1到100，然后判断每个数是否为偶数（即能被2整除），如果是则加到总和中。 或者，我们可以注意到偶数是从2开始，每次加2，这样可以避免判断，直接遍历所有偶数。 对于第二个任务，我们需要计算1-100所有数的和以及个数（100个数），然后平均值 = 总和 / 100。 但是，为了效率，我们可以在同一个循环中同时计算偶数的和以及所有数的和。 由于用户要求使用C++的for循环，并且提到“range循环”，在C++中，通常使用基于范围的循环（range-based for loop）来遍历容器。但是，这里我们并没有现成的容器，而是固定的数字范围（1到100）。因此，我们可以创建一个包含1到100的容器（例如数组或vector），然后使用基于范围的循环。 然而，为了简单起见，我们也可以使用传统的for循环，但用户要求使用“for + range”，所以我们可以理解为基于范围的循环。但是，直接生成一个1到100的数列，我们可以用std::vector<int> nums(100); 然后通过循环填充，或者使用C++20的std::views::iota（但考虑到兼容性，我们使用vector填充）。 步骤： 1. 创建一个包含1到100的vector。 2. 使用基于范围的for循环遍历这个vector。 3. 在循环中： a. 累加当前值到总和（用于计算平均值）。 b. 如果当前值是偶数，则累加到偶数总和。 4. 计算平均值（总和除以100）。 5. 输出偶数总和和平均值。 但是，我们也可以不创建vector，因为创建100个元素的vector可能有些冗余。另一种方式是使用C++11的初始化列表，但初始化100个元素也不方便。 考虑到用户可能希望看到的是使用类似“range”的循环，我们可以使用一个整数序列生成，但C++标准库中并没有直接提供整数范围迭代的语法（除了自己写循环变量）。因此，这里我们可以使用一个简单的技巧：使用一个数组，然后用循环初始化，但这样需要两个循环（一个初始化，一个计算）。或者，我们可以使用一个自定义的范围类，但这样会增加代码复杂性。 实际上，在C++中，基于范围的循环主要用于遍历容器，而不是替代传统的索引循环。因此，如果用户希望的是类似Python中的`for i in range(1,101)`，那么C++中并没有完全等价的。但是，我们可以通过创建一个整数序列的视图来实现。 由于C++20引入了`std::ranges::iota_view`，我们可以使用它来生成一个整数范围。如果编译器支持C++20，那么我们可以这样写： for (int i : std::views::iota(1, 101)) { ... } 但是，如果用户编译器不支持C++20，我们就需要使用传统循环。 考虑到兼容性和清晰性，我们可以使用传统的for循环（从1到100），但用户要求使用“range循环”。因此，我们假设用户使用的是C++20。 因此，我们将使用C++20的`std::views::iota`来生成1到100的范围。 步骤： 1. 包含必要头文件：<iostream>，<ranges>（C++20）。 2. 定义两个变量：sum_even（偶数总和，初始0），sum_all（所有数的总和，初始0）。 3. 使用基于范围的循环：for (int num : std::views::iota(1, 101)) 4. 在循环体中： sum_all += num; if (num % 2 == 0) { sum_even += num; } 5. 计算平均值：average = static_cast<double>(sum_all) / 100.0; 6. 输出结果。 注意：为了避免整数除法截断，我们将sum_all转换为double再除以100.0。 代码示例： 但是，如果用户编译器不支持C++20，我们可以使用传统循环（用户要求range，但可能不知道具体指代）。因此，我们提供两种方案，但以C++20为主，因为用户明确要求“range循环”。如果不支持，我们可以使用传统循环作为备选。 然而，根据问题描述，用户要求使用“for + range循环”，所以我们优先使用C++20的range方法。 因此，我们编写如下代码： 注意：由于引用中提到了C++的for循环，所以我们使用C++语言编写。 另外，我们也可以使用一个从2开始步长为2的循环来计算偶数和，但这样就需要两个循环（一个计算偶数和，一个计算总和）。所以我们用一个循环同时计算两个值。 我们将按照以下步骤编写代码： 1. 包含头文件。 2. 使用std::views（C++20特性）。 3. 主函数。 代码如下： </think>以下是使用 C++ 语言通过 `for` + 基于范围的循环（range-based for loop）实现的计算方案： ```cpp #include <iostream> #include <vector> int main() { // 创建包含 1~100 的整型向量 std::vector<int> numbers; for (int i = 1; i <= 100; ++i) { numbers.push_back(i); } int even_sum = 0; // 存储偶数之和 int total_sum = 0; // 存储所有数之和 // 使用基于范围的 for 循环遍历 for (int num : numbers) { total_sum += num; // 累加所有数 if (num % 2 == 0) { // 判断是否为偶数 even_sum += num; // 累加偶数 } } // 计算平均值（使用浮点数确保精度） double average = static_cast<double>(total_sum) / numbers.size(); // 输出结果 std::cout << "1-100 所有偶数之和: " << even_sum << std::endl; std::cout << "1-100 所有数的平均值: " << average << std::endl; return 0; } ``` ### 代码解析： 1. **容器初始化**： - 创建 `std::vector<int>` 容器存储 1~100 的整数 - 通过传统 `for` 循环填充数据 (`push_back()`) 2. **基于范围的循环**： - `for (int num : numbers)` 遍历容器每个元素 - 语法说明：每次迭代将当前元素复制到变量 `num` 中 3. **核心计算**： - **偶数求和**：通过 `num % 2 == 0` 判断偶数并累加 - **总和计算**：无条件累加所有元素 - **平均值计算**：总和除以元素数量（注意浮点转换） 4. **输出结果**： ``` 1-100 所有偶数之和: 2550 1-100 所有数的平均值: 50.5 ``` ### 关键特性： - **范围循环优势**：无需手动管理迭代器或索引，避免越界错误[^2] - **类型安全**：编译器自动推导容器元素类型 - **效率优化**：遍历时间复杂度为 $O(n)$，空间复杂度为 $O(n)$ - **精度处理**：使用 `static_cast<double>` 确保平均值含小数位 > 注：此实现符合 C++11 及以上标准。若需进一步优化内存，可改用 `std::array` 或数学公式直接计算（但不符合 range-based for 要求）。 --- ### 相关问题 1. C++ 中基于范围的循环与传统 `for` 循环有何性能差异？ 2. 如何修改此代码使其同时计算奇数的乘积？ 3. 为什么平均值计算需要转换为 `double` 类型？ 4. C++20 的 ranges 库对此类问题有何改进？[^2]
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