实验二 控制结构和数组
1 实验目的
（1）灵活掌握控制结构及其逻辑特点，学会逐步求精的算法设计。
（2）学习如何把逻辑结构相同的部分抽象为函数，以提高代码的可重用性，
达到提高程序的可维护性的目的。
（3）学习使用数组作为函数参数的方法。
2 实验内容
2.1 打印温度柱状图
（1）问题描述
下图是某城市 15 天的气温变化曲线。其中标注为 A 的地方称为峰点，标记
为 B 的地方称为谷点，而标记为 C 的地方称为崮。要求编写 1 个函数输入 15 天
的气温，然后通过 3 个函数分别实现下述功能：
（1）打印每天温度的柱状图（仅考虑温度为正值的情况）。
（2）打印所有峰点的位置（该月的第几天）及峰值。如果没有，则打印没
有峰值。
（3）打印最长的崮的长度。只使用一重循环即可求出。
（2）问题要求
请实现以下函数声明，要求能得到如下图所示的运行结果。
源代码
/***********************************************
文件名：WeatherForecast.cpp
概要： 模拟天气预报，一个月的温度分析
函数：
1. displayTemp，显示月间温度的柱状图
2. displayPeaks，显示月间温度中的峰值
3. displayFlat，显示月间持续最久的温度
4. forecasting，接收用户输入，
调用上面的3个函数
************************************************/
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int minTemp(int temp[], int n) {
int min = temp[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {
if (min > temp[i])
min = temp[i];
}
return min;
}
// 显示柱状图
void displayTemp(int temp[], int n) {
int min = minTemp(temp, n); // 先求出最低温度
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (min < 0) {// 存在零下温度的时候，最低温度小于零
cout << setw(4) << temp[i] << " ";
if (temp[i] < 0) {
for (int j = 0; j < temp[i] - min; j++)
cout << " ";
for (int k = temp[i]; k < 0; k++)
cout << "*";
cout << "|" << endl;
} else {
for (int j = min; j < 0; j++)
cout << " ";
cout << "|";
for (int k = 0; k < temp[i]; k++)
cout << "*";
cout << endl;
}
} else { // 不存在零下温度的时候
cout << setw(4) << temp[i] << " |";
for (int j = 0; j < temp[i]; j++)
cout << "*";
cout << endl;
}
}
}
// 显示月间温度中的峰值
void displayPeaks(int temp[], int n) {
bool flag = false;
for (int i = 1; i < n - 1; i++) {
if (temp[i - 1] < temp[i] && temp[i] > temp[i + 1]) {
flag = true;
cout << "Peak at day " << i + 1 << " is " << temp[i] << endl;
}
}
if (!flag)
cout << "No peaks." << endl;
}
// 显示月间持续最久的温度
void displayFlat(int temp[], int n) {
int length = 1;
int maxLength = 0;
for (int i = 1; i < n; i++) {
if (temp[i - 1] == temp[i])
length++;
else {
if (length > maxLength)
maxLength = length;
length = 1;
}
}
// 处理最长崮在最后的情况
if (length > maxLength)
maxLength = length;
cout << "The length of longest flat is " << maxLength << endl;
}
int main() {
int temp[15]; // 存储 15 天的温度
cout << "Please input the tempratures:\n";
// 输入 15 天的温度
for (int i = 0; i < 15; i++)
cin >> temp[i];
cout << "\n显示柱状图如下：\n";
displayTemp(temp, 15); // 显示柱状图
cout << "\n显示峰值如下：\n";
displayPeaks(temp, 15); // 求出所有的峰值温度
cout << "\n显示崮的长度如下：\n";
displayFlat(temp, 15); // 求出持续时间最长的温度
return 0;
}
2.2 滑动积木块游戏
（1）问题描述
滑动积木块游戏的棋盘结构及某一种将牌的初始排列结构如图所示。
其中，B 表示黑色将牌，W 表示白色将牌，E 表示空格。我们称将牌的排列
结构称为格局，而根据单色将牌的个数，将游戏分别称为 3 滑块或 4 滑块游戏等。
所以，上图就是 3 滑块游戏的初始格局。我们可以用字符串来代表格局，代表上
图中初始格局的字符串为 BBBWWWE。
游戏的规定走法是：
（1）任意一个将牌可以移入相邻的空格；
（2）任意一个将牌可相隔 1 个或 2 个其他的将牌跳入空格。
游戏要达到的目标是使所有白将牌都处在黑将牌的左边（左边有无空格均可），我们称为目标格局。很显然，3 滑块游戏的目标格局共有 7 种。
随着将牌的移动，我们会得到一些中间格局，例如：
对于某个格局，通过一次移动滑块而得到的格局，称为其后继格局。我们需
要找到某个中间格局的所有后继格局，即每种可能的走法所能得到的格局。
（2）输入
输入的第一行是一个整数 N，表示共有 N 个格局。后续紧跟 N 行，每行由
两部分构成，第一部分是一个整数 n，表示这是一个 n 滑块游戏，第二部分是 2n+1
个字符，表示该游戏的某个格局。
（3）输出
首先判断输入的格局是否是目标格局，如果是，则输出“目标格局”后结束；
4
如果不是目标格局，则按顺序（将格局看作字符串后，按照字典序排序，即
B < E < W）输出该格局的所有后继格局。例如，BBEBWWW 格局应该排在
BBWBWEW 格局的前面，因为在英文字母表中，第一个格局中的第 3 个字符 E
排在第二个格局的第 3 个字符 W 前面
（4）示例
输入
2
3 BBWBEWW
4 WWWWBBEBB
输出
结果_1
BBEBWWW
BBWBWEW
BBWBWWE
BBWEBWW
BEWBBWW
结果_2
目标格局
题目分析
题目中没有说明输入的格局数N的范围，也没有说明每个格局的最大长度，为了简化代码，我们假设输入的格局数不超过6，每个格局的长度不超过20个字符。将所有输入的格局存储到二维数组buffer中，其定义如下
const int MAX_N = 6;//输入的最大格局数
const int MAX_LEN = 20;//每个格局的最大长度
char buffer[MAX_N][MAX_LEN];
待全部格局都输入到buffer中之后，对每个格局进行遍历。首先判断当前遍历到的格局是否为目标格局，这个判断相对来说是比较容易的，可以通过找最后一个W的位置wMaxIndex和第一个B的位置bMinIndex来判断。如果满足wMaxIndex < bMinIndex，那么此格局为目标格局。举个例子，比如说下面的这个格局。
BBWBEWW
最后一个W的位置wMaxIndex是6（从0开始），第一个B的位置bMinIndex是0。不满足上式，因此不是目标格局。
再看另一个格局。
WWWWBBEBB
最后一个W的位置wMaxIndex是3，第一个B的位置bMinIndex是4，满足wMaxIndex < bMinIndex，因此它是目标格局。
若不是目标格局，后面就需要找它的后继格局。首先找到E所在的位置，根据题目要求，E之前的三个将牌都可以和E进行交换，E之后的三个将牌也可以和E交换。现在的问题是，E之前或之后是否有三个将牌？因此在交换之前，需要先判断一下是否越界。比如下面这个格局。
BBWBEWW
E的位置index为4，它可以与第index+1个将牌交换，可以与第index+2个将牌交换，但是不能与第index+3个将牌交换，因为index+3已经越界了。
将所有的后继格局存储下来，在输出之前按照题目要求进行排序即可。
源代码
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
//将数组str中的第i个元素和第j个元素互换
void swap(char str[], int i, int j) {
char ch = str[i];
str[i] = str[j];
str[j] = ch;
}
//将result数组的前counter个进行冒泡排序，看不懂也没关系，只要知道函数的功能就行
void bubbleSort(char result[][20], int counter, int length) {
char str[20];
for (int i = counter - 1; i > 0; i--)
for (int j = 0; j < i - 1; j++)
if (strcmp(result[j + 1], result[j]) < 0) {
strcpy(str, result[j]);
strcpy(result[j], result[j + 1]);
strcpy(result[j + 1], str);
}
}
//判断sliders是否为目标格局
bool check(char* sliders,int length) {
int wMaxIndex = 0;//最后一个白色将牌的下标
int bMinIndex = 0;//第一个黑色将牌的下标
for (int i = 0; i < length; i++) {
if (sliders[i] == 'W')
wMaxIndex = i;
else if (sliders[i] == 'B')
bMinIndex = i;
}
if (wMaxIndex < bMinIndex)
return true;
return false;
}
int main() {
//假设输入的最大格局数是6，每个格局的最大长度是20
const int MAX_N = 6;//输入的最大格局数
const int MAX_LEN = 20;//每个格局的最大长度
char buffer[MAX_N][MAX_LEN];//假设输入的格局不超过6个，每个格局不超过20个字符。
int N;
cin >> N;
for (int i = 0; i < N; i++) {
int numSlider;
cin >> numSlider;
cin >> buffer[i];
}
for (int k = 0; k < N; k++) {//对每一个格局进行遍历处理
int counter = 0;//记录该格局的后继格局数
int length = strlen(buffer[k]);//length是当前格局的长度
char sliders[20];
char result[10][20];//存放该格局的所有后继格局，假设不超过10个
cout << "结果_" << k + 1 << endl;
strcpy(sliders, buffer[k]);//将当前格局复制到sliders中
if (check(sliders,length)) {//检查当前格局是否为目标格局
cout << "目标格局" << endl;
continue;
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {//将当前格局复制到二维数组result的每一维上
strcpy(result[i], sliders);
}
int index = 0;
for (; index < length; index++) { // 查找空格字符E的下标
if (sliders[index] == 'E')
break;
}
for (int offset = 1; offset < 4; offset++) {
if (index + offset < length) {
swap(result[counter], index, index + offset);//将空格和它右边的将牌交换
counter++;
}
if (index - offset >= 0) {
swap(result[counter], index, index - offset);//将空格和它左边的将牌交换
counter++;
}
}
bubbleSort(result, counter, length);//对当前格局的所有后继格局按照题目要求进行排序
for (int m = 0; m < counter; m++)//输出当前格局的所有后继格局
cout << result[m] << endl;
}
return 0;
}
