• Turnin Code: cpp.hw4
• Due Date: 3/23 Monday 23:59:00 (midnight) Hard Deadline

本次 Turnin 作業包含多個程式題，建議先為本次 turnin 要繳交的內容建立一個外層資料夾（例如：hw4），切換到該資料夾後再為每一題建立一個內層資料夾（每一題的資料夾名稱已寫於題目前方，例如第一題的資料夾名稱為「p1」，第二題的為「p2」，餘以此類推），進入到內層資料夾才依照題目要求進行編撰。

同學們可參考如下命令列操作：

<ssh 登入系計中後> 
[user@ws ~]$ mkdir hw4      # 在家目錄建立了一個名為「hw4」的資料夾
[user@ws ~]$ cd hw4         # 進入「hw4」資料夾
[user@ws hw4]$ mkdir p1     # 建立一個名為「p1」資料夾
[user@ws hw4]$ cd p1        # 切換到「p1」資料夾
[user@ws p1]$ joe sort.cpp  # 使用 JOE 編輯器對檔名 sort.cpp 的檔案進行編輯

等到我們完成 p1 的撰寫後，請自行加以編譯與執行程式，確認正確無誤後回到外層資料夾使用 turnin▴cpp.hw4▴p1↵ 指令完成繳交第一題的整個資料夾：

[user@ws p1]$ cd ..              # 回到上一層資料夾
[user@ws hw4]$ turnin cpp.hw4 p1 # 使用 turnin 指令提交 p1 的程式碼
Turning in:
 p1/sort.cpp -- ok
All done.
[user@ws hw4]$ 

當然，你也可以等到本次作業要求的所有題目都在 hw4 資料夾裡完成後，一次將所有在目前資料夾中的所有檔案都加以上傳。

假設你已經在 hw4 資料夾裡完成所有題目，同時確認檔案的繳交格式正確，並且每個題目的程式檔案皆成功編譯並確認執行結果正確後，我們可以使用以下指令將多餘的（不需要繳交的）檔案加以刪除後，一次將所有檔案繳交：

[user@ws hw4]$ ls                # 檢視當前資料夾下有哪些內容
p1  p10  p2  p3  p4  p5  p6  p7  p8  p9
[user@ws hw4]$ rm -f */a.out     # 移除所有子資料夾中的 a.out 檔案（務必謹慎操作，可使用 -i 避免誤刪）
[user@ws hw4]$ rm -f */*.o       # 移除所有子資料夾中的 object 檔案（務必謹慎操作，可使用 -i 避免誤刪）
[user@ws hw4]$ rm -f */*.*~      # 移除所有子資料夾中的編輯器暫存檔案（務必謹慎操作，可使用 -i 避免誤刪）
[user@ws hw4]$ turnin cpp.hw4 .  # 使用 turnin 指令繳交該資料夾下的所有內容
Turning in:
 ./p6/decompose.cpp -- ok
 ./p6/main.cpp -- ok
 ./p6/Makefile -- ok
 ./p6/decompose.h -- ok
 ./p9/grade.cpp -- ok
 ./p9/grade.h -- ok
 ./p9/main.cpp -- ok
 ./p9/Makefile -- ok
 ./p3/score.cpp -- ok
 ./p1/sort.cpp -- ok
 ./p10/branch.cpp -- ok
 ./p10/branch.h -- ok
 ./p2/barchart.cpp -- ok
 ./p7/main.cpp -- ok
 ./p7/gcd.h -- ok
 ./p7/Makefile -- ok
 ./p7/gcd.cpp -- ok
 ./p8/main.cpp -- ok
 ./p8/Makefile -- ok
 ./p8/area.cpp -- ok
 ./p8/area.h -- ok
 ./p8/calculator.cpp -- ok
 ./p8/calculator.h -- ok
 ./p5/is_card_vaild.cpp -- ok
 ./p4/1A2B.cpp -- ok
All done.
[user@ws hw4]$ 

如果繳交後想要查看已繳交的檔案及相關資訊，可以輸入 turnin▴-ls▴cpp.hw4↵ 指令，例如：

.:
total 40
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p1
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p10
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p2
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p3
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p4
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p5
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p6
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p7
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p8
drwxrwx---. 2 turninman turnin 4096 Mar 19 09:32 p9
 
./p1:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 sort.cpp
 
./p10:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 branch.cpp
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 branch.h
 
./p2:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 barchart.cpp
 
./p3:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 score.cpp
 
./p4:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 1A2B.cpp
 
./p5:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 is_card_vaild.cpp
 
./p6:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 Makefile
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 decompose.cpp
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 decompose.h
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 main.cpp
 
./p7:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 Makefile
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 gcd.cpp
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 gcd.h
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 main.cpp
 
./p8:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 Makefile
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 area.cpp
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 area.h
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 main.cpp
 
./p9:
total 0
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 Makefile
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 grade.cpp
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 grade.h
-rw-rw----. 1 turninman turnin 0 Mar 19 09:32 main.cpp

請設計一個 C++ 語言的程式 sort.cpp，讓使用者輸入 10 個整數後，進行遞減（由大到小）排序加以輸出。此題的執行結果可參考如下：

請設計一個 C++ 語言的程式 barchart.cpp，此程式讀入使用者輸入的 7 個介於 0（含）至 10（含）之間整數，並依據其值輸出直式長條圖。本題的執行結果可參考如下：

[3:23 user@ws p2] ./a.out 
Please input 7 numbers: 10 6 2 5 6 8 4
# . . . . . .
# . . . . . .
# . . . . # .
# . . . . # .
# # . . # # .
# # . # # # .
# # . # # # #
# # . # # # #
# # # # # # #
# # # # # # #
1 2 3 4 5 6 7
[3:23 user@ws p2] 

假設有一個班級只有 10 個學生，請幫助教設計一個 C++ 語言的程式 score.cpp，瞭解該班的成績狀況。

讓使用者輸入 10 筆學生的成績（皆為整數）後：

• 當所輸入的成績低於 0 分時，該成績以 0 分計；所輸入的成績超過 100 時，以 100 分計。
• 計算總平均(無條件捨棄至小數點後一位)。
• 找出最高分與最低分。
• 計算分數最高的 6 名學生平均（四捨五入到整數位）。

此題的執行結果可參考如下：

請設計一個 C++ 語言的程式 1A2B.cpp，讓使用者連續輸入 4 個數字，並在所輸入的數字沒有重複的前提下，與數字 1234 進行比較。若有數值與位置皆相同的數字則記為 A，數值正確但位置不正確的數字則記為 B，請將比較後的結果輸出。此題的執行結果可參考如下:

信用卡、簽帳金融卡等「塑膠貨幣」在我們的生活中扮演著重要的角色，當我們要進行線上刷卡的時候，通常需要輸入 16 位數的卡號（本題以 16 位數卡號為例，台灣以外之其他地區銀行所發行卡號可能為 15～19 位數）：

• 前 6 位為的發行者代碼（Issuer Identification Number，IIN）
• 中間 9 位為的帳戶號碼
• 最後 1 位為的校驗碼

線上的刷卡系統在使用者按下送出後，都會先驗證其卡號是否有效，我們以卡號「4013-7356-3380-0642」為例，進行如下的驗證步驟（此法稱為 Luhn 演算法）：

我們先把每一個位數從左到右依序稱為「第 1 位（n1）」、「第 2 位（n2）」... 「第 16 位（n16）」，如下表：

接下來除最後一位的校驗碼外，將所有的奇數位數（n1、n3、n5...,n15）乘上 2，其計算過程如下表：

在上述的計算結果裡，若有任何位數的數值大於等於 10 時，則將該值減去 9，計算過程如下表:

再接下來，將包含校驗碼（此例為 2）在內的所有位數的值加總：

• 所有位數加總：$8+0+2+3+5+3+1+6+6+3+7+0+0+6+8 = 58$
• 再加上校驗碼的值：$58 + 2 = 60$

最後，如果得到的值能夠被 10 整除，則該卡號為有效號碼：

• $60 (mod 10) = 0$，60 能被 10 整除，該卡號為有效卡號；

反之該卡號無效。

若該卡號經判定有效後，請接著判斷其發行者代碼：

• Visa：第一位以 4 開頭
• Mastercard：前 2 位以 50～55 開頭
• JCB：前 4 位以 3528～3589 開頭
• none of Visa, Mastercard and JCB：上述範圍以外

請設計一個 C++ 語言的程式 is_card_vaild.cpp（該處檔名拼寫錯誤，應為 is_card_valid.cpp，批改時此兩檔名都被接受），讓使用者輸入 16 位數的卡號（使用者一定會輸入 16 位數），並根據上述方法進行針對卡號的驗證。若卡號經驗證判定為無效卡號，請輸出「Invalid▴Card!↵」；最後，若卡號被判定為有效卡號請依照下方執行結果的格式輸出卡號，以及其發行者名稱。

此題的執行結果可參考如下:

請注意，從現在開始，之後的每一題同一資料夾可能需要繳交超過一個檔案。

請同學們至系計中依據檔名旁的路徑取得程式碼。請參考下列的 main.cpp 程式:

#include "decompose.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    double fp_num = 0;
    cout << "Please input a floating-point number: ";
    cin >> fp_num;

    cout << "integer part: " << int_part(fp_num) << endl;
    cout << "floating part: " << float_part(fp_num) << endl;
    return 0;
}

請完成名為 decompose.cpp 與 decompose.h 的 C++ 語言程式，其中分別包含 int_part() 以及 float_part() 函式的 Implementation 與其 Prototype 宣告。

本題的相關程式將使用以下的 Makefile 進行編譯：

all: main.cpp decompose.o
	c++ main.cpp decompose.o
decompose.o: decompose.cpp decompose.h
	c++ -c decompose.cpp
clean:
	rm -f a.out *.c~ *.o*

此題的執行結果可參考如下：

請同學們至系計中依據檔名旁的路徑取得程式碼。請參考下列的 main.cpp 程式:

#include "gcd.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 0, b = 0;
    cout << "Please input 2 numbers(a b): ";
    cin >> a >> b;

    cout << "gcd(" << a << ", " << b << ")" << " = " << gcd(a, b) << endl;
    return 0;
}

請完成名為 gcd.cpp 與 gcd.h 的 C++ 語言程式，其中分別包含 gcd() 函式的 Implementation 與其 Prototype 宣告。本題限定使用「遞迴」方式撰寫，否則不予計分。

本題的相關程式將使用以下的 Makefile 進行編譯：

all: main.cpp gcd.o
	c++ main.cpp gcd.o
gcd.o: gcd.cpp gcd.h
	c++ -c gcd.cpp
clean:
	rm -f a.out *.c~ *.o*

此題的執行結果可參考如下：

請同學們至系計中依據檔名旁的路徑取得程式碼。請參考下列的 main.cpp 程式:

#include "area.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{

    int select = 0;

    cout << "Please choose a shape to calculate its area (1: Square, 2: Triangle): ";
    cin >> select;

    switch (select)
    {
        case 1:
        {
            double side_length = 0;
            cout << "[Square] Please input the side length: ";
            cin >> side_length;
            cout << "area = " << area(side_length) << endl;
            return 0;
        }
        case 2:
        {
            double base = 0, height = 0;
            cout << "[Triangle] Please input the base and height(a b): ";
            cin >> base >> height;
            cout << "area = " << area(base, height) << endl;
            return 0;
        }
        default:
            cout << "Wrong Input!" << endl;
            return -1;
    }
    return 0;
}

請完成名為 area.cpp 與 area.h 的 C++ 語言程式，其中分別包含 area() 函式的 Implementation 與其 Prototype 宣告。

本題的相關程式將使用以下的 Makefile 進行編譯：

all: main.cpp area.o
	c++ main.cpp area.o
area.o: area.cpp area.h
	c++ -c area.cpp
clean:
	rm -f a.out *.c~ *.o*

此題的執行結果可參考如下：

請同學們至系計中依據檔名旁的路徑取得程式碼。請參考下列的 main.cpp 程式:

#include "grade.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int arr_i[10], data_type = 0;
    double arr_d[10];

    cout << "Should the grades be entered as integers(1) or floats(2)? ";
    cin >> data_type;

    if ((data_type < 1) || (data_type > 2))
    {
        cout << "Wrong Input!" << endl;
        return -1;
    }

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << "Student " << i + 1 << ": ";
        if (data_type == 1)
            cin >> arr_i[i];
        else
            cin >> arr_d[i];
    }

    cout << "The highest score: " << ((data_type == 1) ? max(arr_i) : max(arr_d));
    cout << endl;
    cout << "The lowest score: " << ((data_type == 1) ? min(arr_i) : min(arr_d));
    cout << endl;
    cout << "average score: " << ((data_type == 1) ? average(arr_i) : average(arr_d));
    cout << endl;

    return 0;
}

使用者會輸入 10 個成績，但是必須先選擇使用哪一個型態的陣列去儲存這些成績（使用者輸入的分數會符合所選擇的型態），最後找出這些分數中最高分與最低分，並計算這 10 個成績的平均。請完成名為 grade.h 的 C++ 語言程式，其中分別包含 max()、min() 以及 average() 函式模板的 Implementation 與其 Prototype 宣告。本題限定使用「函式模板」方式撰寫，否則不予計分。

本題的相關程式將使用以下的 Makefile 進行編譯（Makefile 檔案已更新，請各位同學重新複製）：

all: main.cpp
	c++ main.cpp 
clean:
	rm -f a.out *.c~ *.o*

此題的執行結果可參考如下：

請同學們至系計中依據檔名旁的路徑取得程式碼。請參考下列的 main.cpp 程式:

#include "branch.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int select = 0;
    double subtotal = 0;
    cout << "Welcome to Matsons!" << endl;
    cout << "Choose a region(1: Taiwan, 2: Hong Kong): ";
    cin >> select;

    if (select < 1 || select > 2)
    {
        cout << "Unknown region!" << endl;
        return -1;
    }

    cout << "How much should the customer pay(excluding tax)? ";
    cin >> subtotal;

    cout << "Customer should pay $";
    switch (select)
    {
        case 1:

            cout << tw::with_tax(subtotal);
            break;
        case 2:
            cout << hk::with_tax(subtotal);
            break;
        default:
            cout << "Wrong Input!" << endl;
            return -1;
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

趨橙釋的總部在香港，目前台灣也有分店。但是兩地的稅制計算方式不同：

• 台灣加上 5% 的營業稅（並四捨五入到整數位）
• 香港沒有營業稅（不需額外處理）

參考主程式，請完成名為 branch.cpp 與 branch.h 的 C++ 語言程式，其中分別包含同名的 with_tax() 在兩個命名空間「tw」與「hk」的 Implementation 與其 Prototype 宣告。

本題的相關程式將使用以下的 Makefile 進行編譯：

all: main.cpp branch.o
	c++ main.cpp branch.o
branch.o: branch.cpp branch.h
	c++ -c branch.cpp
clean:
	rm -f a.out *.c~ *.o*

此題的執行結果可參考如下：