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小鸟游星野
小鸟游星野
Published on 2025-05-21 / 3 Visits
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C++简单分支

平均绩点

前言

除了数组外，我们还经常使用的一种结构是字符串string，字符串表示可以变长的字符序列，用来操作文本数据。本节课我们会通过一个例子掌握字符串的基本使用，具体包括以下内容：

  • 字符串的声明和初始化

  • 字符串操作

  • 字符串的输入输出

  • 字符串的遍历

  • 浮点数运算

  • getline函数

  • printf函数

  • flag编程思想

String的使用

字符表示单个字符，每个字符用单引号扩起来，比如'a', 而字符串是一个可变长度的字符序列，可以包含多个字符，用双引号扩起来，比如"hello"。

  1. 引入头文件

使用string类型必须包含头文件<string>, 作为标准库的一部分，string也被定义在命名空间std中。

#include <string>
using std::string;

  1. 声明和初始化

可以通过多种方式来声明和初始化string变量，下面是比较常用的几种方式：

string s1; // 默认初始化，s1是一个空的字符串
string s2 = "hello"; // 初始化一个值为hello的字符串
string s3(5, 'a') // 连续5个字符a组成的串，即'aaaaa'

  1. 字符串操作

和数组类似，字符串也提供了一系列对字符串的操作方法，常见的有以下几种

使用+对字符串进行拼接操作，返回字符串连接之后的结果

string s1 = "hello";
string s2 = "world";
string s3 = s1 + " " + s2; // 对字符串进行连接，拼接之后的字符串是"hello world", 中间加了空格

使用size()获取字符串的长度

int length = s1.size(); // 字符串的长度即字符串中字符的个数，"hello"的长度为5

使用下标操作符 []访问字符串中的每一位字符

char c1 = s1[1]; // 下标从0开始，表示字符串的第一个字符

使用empty()来判断字符串是否为空

if (s1.empty()) {
  // 如果字符串为空则返回true, 否则返回false
}

  1. 输入输出string

依旧可以使用标准库中的iostream来读写string， 比如使用 std::cin 从标准输入读取字符串，使用 std::cout 将字符串输出到标准输出。

int main() {
  string s; // 定义空字符串
  // 将标准输入的内容读入到字符串s中，从第一个真正的字符（去掉空格、换行等）开始读取，直到遇到空白停止
  cin >> s; 
  cout << s << endl; // 输出s
  return 0;
}

下面的程序仿照整数的读取，实现了从标准输入中读取文本，并将读取到的每个单词（以空格分隔）逐行输出到屏幕。

int main() {
  string word;
  while(cin >> word) { // 反复读取，直到到达末尾
    cout << word << endl; // 读取一个字符串并将其存储在 word 变量，然后输出，会附加一个换行符
  }
}

因为字符串读取遇到空格就会停止，表示这是一个单词，但有的时候我们想读取完整的一行，这就要求我们的读取不会在空格处停止，这种情况下可以使用到getline()，它会一直读取字符，直到遇到换行符（Enter键）或文件结束符（如果从文件读取）才结束。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
  string line;
  // 获取用户输入的一行文本,并将其存储到line变量中
  getline(cin, line);
  // 输出读取的一行文本
  cout << line << endl;
}

代码编写

根据题目要求，有多组测试用例，每组输入数据占一行，也就是说要接收一行数据作为一个字符串，这就需要使用到刚刚使用的getline()

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
  string s; // 定义变量接收输入的每一行字符串
  while(getline(cin, s)) {// 读取每一行字符串
    
  }
}

想要计算平均绩点，我们需要计算一行数据的分数总和，再除以数据的个数，所以需要定义变量sum表示分数总和，count表示数据的个数

int sum = 0; // 分数总和
int count = 0; // 分数的个数

接着对字符串进行遍历

for(int i = 0; i < s.size(); i++) {
  // 遍历字符串
}

如果是A则转换成4分，B转换成3分，C转换成2分，D转换成1分，F转换成0分，如果输入的内容不在集合{A, B, C, D, F}中，则输出Unknown, 对用不同的情况需要使用不同的代码进行处理，可以借助if-else进行解决。

for(int i = 0; i < s.size(); i++) {
  if (s[i] == 'A')  {   // 如果输入的字符是A, 总分增加4，数据量 + 1
    sum += 4;
    count++;
  } else if (s[i] == 'B') { // 如果输入的字符串是B, 总分增加3， 数据量 + 1
    sum += 3;
    count++;
  } else if(s[i] == 'C') { // 如果输入的字符串是C, 总分增加2， 数据量 + 1 
    sum += 2;
    count++;
  } else if (s[i] == 'D') { // 如果输入的字符串是D, 总分增加1， 数据量 + 1
    sum += 1; 
    count++;
  } else if (s[i] == 'F') { // 如果输入的字符串是F, 总分增加0， 数据量 + 1
    sum += 0; 
    count++;
  } else if (s[i] == ' ')  { // 如果输入的字符串是空格，则不对当前的字符串做任何处理，继续遍历下一个字符
    continue;
  } else { // 如果输入的字符串不在{A, B, C, D, F}中，则输出"Unknown", 并跳出执行这一行字符串
    cout << "Unknown" << endl;
    break;
  }
}

最后我们需要按照题目的输出格式输出，题目要求我们输出对应的平均绩点，结果保留两位小数，也就是说sum / count的结果是浮点数，并且需要格式化为两位小数。

想要在C++中输出保留两位小数的数字，可以使用printf 函数，其中格式字符串 "%.2f" 表示输出一个浮点数并保留两位小数, 不过想要使用printf函数需要引入头文件<stdio.h>或者<cstdio>

#include <stdio.h>
int main() {
    double number = 3.14159265359;
    // 使用printf进行格式化输出，只保留两位小数
    printf("%.2f\n", number);
    return 0;
}

所以只需要在for循环之后加上下面的代码

for(int i = 0; i < s.size(); i++) {
  // {A, B, C, D, F}的条件判断
}
// 循环结束后对 sum / count的结果进行格式化输出
printf("%.2f\n", sum / count);

是不是以为已经结束了，实际上，这里面有两个很严重的问题还没有得到解决。

第一个问题是当循环遇到{A, B, C, D, F}以及空格之外的字符时，会输出"Unknown", 然后退出for循环的执行，但是仍然会执行printf语句，实际上，这行代码不应该被执行，应该怎样做才能避免这行代码的执行呢？

我们知道if(条件)可以控制语句的执行，当条件为真的时候，if结构体中的代码可以执行，条件为假的时候则不用执行，所以我们可以联想到下面的形式：

if (某种条件成真) {
  printf("%.2f\n", sum / count);
}

也就是说，我们可以采用这样一种思路，事先给每一行字符串一个“真的令牌”，字符串遍历处理过程中，如果有哪一行字符串中有{A, B, C, D, F}以及空格之外的字符，则把“真令牌”替换成“假令牌”，这样当走出循环之后再进行输出处理时，就会因为不认识这个“假令牌”而不进行输出。

比如下面的示例：

int main() {
  // 初始化一个 "真令牌"
  bool flag = true;
  
  // 在某种情况下真令牌被替换成假令牌
  flag = false;
  
  // 无法执行下面的逻辑
  if (flag) {
    
  }
}

不过我们经常使用0/1来代替布尔值。

int flag = 1;

// 在某种情况下 1 被修改为0

// flag为0，表示false, 无法执行下面的逻辑
if (flag) {
  
}

第二个问题更为隐晦，但更加致命，在最后的输出中，我们使用printf("%.2f\n", sum / count),希望能输出一个两位有效数字的浮点数，但是我们在定义变量的时候sum和count都是整数, 在C++中，整数除法（即两个整数相除）会截断小数部分，只保留整数部分。因此，表达式 3 / 2 的结果将是 1，而不是 1.5。如果想要得到浮点数结果，可以将操作数中至少一个强制转换为浮点数类型，例如：

float result = 3.0 / 2;

所以我们需要将sum定义成浮点数类型。

float sum = 0;

完整的代码如下：

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
    string s;
    while (getline(cin, s)) { // 接受一整行字符串
        float sum = 0; // 定义总分数为浮点类型
        int count = 0;
        int flag = 1; // 初始化一个 "真令牌"
      // 遍历字符串，根据不同的分数进行处理
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if (s[i] == 'A') {sum += 4; count++;}
            else if (s[i] == 'B') {sum += 3; count++;}
            else if (s[i] == 'C') {sum += 2; count++;}
            else if (s[i] == 'D') {sum += 1; count++;}
            else if (s[i] == 'F') {sum += 0; count++;}
            else if (s[i] == ' ') continue;
          // 如果不是{A, B, C, D, F}的字符，退出此次循环
            else {
                flag = 0;
                cout << "Unknown" << endl;
                break;
            }
        }
      // 格式化输出
        if (flag) printf("%.2f\n", sum / count);
    }
    return 0;
}

总结

本节课我们学习到了字符串的使用，包括声明和初始化、字符串操作、输入输出等，除此之外，还扩充了printf方法对输出结果进行格式化以及使用flag方法控制代码执行，这种方法在编写条件执行的代码时非常有用。您可以根据需要动态地更改 "flag" 的值，从而控制程序的行为。

简单工厂设计模式(暂时)
C++简单循环

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