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C++实验三实验报告：解析XML文件并进行数据统计分析

2023-07-04 20:37:17 深夜i -- --

C++ 实验三 XML文件数据统计分析

本次C++实验三的主要内容是解析XML文件并进行数据统计分析。在本次实验中，我们选择了RapidXML库来进行XML文件的解析。同时，我们也使用了STL（标准模板库）来进行数据的存储和分析。

首先，我们需要了解XML文件的格式和内容。XML（eXtensible Markup Language）是一种标记语言，用来传输和存储数据。在XML文件中，我们可以使用自定义的标签和属性来描述数据。在本次实验中，我们使用的XML文件格式如下：


<students>
 <student id="1">
  <name>John</name>
  <age>20</age>
  <gender>male</gender>
  <score>80</score>
 </student>
 <student id="2">
  <name>Jenny</name>
  <age>19</age>
  <gender>female</gender>
  <score>90</score>
 </student>
 <student id="3">
  <name>Mike</name>
  <age>21</age>
  <gender>male</gender>
  <score>70</score>
 </student>
</students>

上述XML文件描述了三位学生的信息。每个学生都有一个唯一的标识符（id），以及姓名、年龄、性别和分数等属性。我们的任务是解析该XML文件，并进行统计分析。

为了完成此任务，我们使用了RapidXML库来解析XML文件。RapidXML是一个轻量级的XML解析器，其具有快速、可扩展和易于使用等特点。在本次实验中，我们编写了一个C++函数来解析上述XML文件。该函数的代码如下所示：


void parse_xml_file(string xml_file) {
  xml_document<> doc;
  ifstream ifs(xml_file);
  vector<char> buffer((istreambuf_iterator<char>(ifs)), istreambuf_iterator<char>());
  buffer.push_back('\0');
  doc.parse<0>(&buffer[0]);
  xml_node<> *root_node = doc.first_node("students");
  for (xml_node<> *student_node = root_node->first_node("student"); student_node; student_node = student_node->next_sibling()) {
    int id = atoi(student_node->first_attribute("id")->value());
    string name = student_node->first_node("name")->value();
    int age = atoi(student_node->first_node("age")->value());
    string gender = student_node->first_node("gender")->value();
    int score = atoi(student_node->first_node("score")->value());
    // 将解析结果存储到STL容器中
    // ...
  }
}

在上述代码中，我们首先读取XML文件，并将其存储到一个字符向量中。然后，我们使用RapidXML库中的`xml_document`类来解析XML文件，并获取根节点。接下来，我们使用一个for循环来遍历XML文件中的所有学生节点，并获取其各个属性的值。最后，我们将解析结果存储到STL容器中，以便进行统计分析。

在本次实验中，我们选择了map容器来存储解析的数据。Map是一种关联容器，其中的元素都是一对键值对（key-value）。在本次实验中，我们将学生的id作为map的键，将学生的姓名、年龄、性别和分数等属性作为map的值。我们的统计分析将基于这些数据。

下面是map容器的声明和初始化代码：


map<int, map<string, int>> data;

在上述代码中，我们定义了一个名为`data`的map容器，其中键为整型，并且值也是一个map容器。我们可以通过以下代码向map中添加数据：


map<string, int> student_data;
student_data["age"] = age;
student_data["score"] = score;
student_data["gender"] = gender;
data[id] = student_data;

在上述代码中，我们首先创建了一个名为`student_data`的map容器，用于存储学生的属性数据。然后，我们将该容器作为值添加到`data`容器中，将学生的id作为键。

最后，我们使用STL中的算法和函数来对数据进行统计分析。例如，我们可以使用以下代码来对分数进行排序，并输出排名前三的学生姓名和分数：


vector<pair<string, int>> scores;
for (auto const &i : data) {
  scores.push_back(make_pair(i.second["name"], i.second["score"]));
}
sort(scores.begin(), scores.end(), [](auto const &a, auto const &b)
  return a.second > b.second;
);
cout << "Top 3 students by score:" << endl;
int rank = 1;
for (auto const &score : scores) {
  cout << rank << ". " << score.first << " - " << score.second << endl;
  if (++rank > 3)
    break;
  
}

在上述代码中，我们首先创建了一个名为`scores`的向量，用于存储学生的姓名和分数。然后，我们使用`sort`算法对分数进行排序，并输出排名前三的学生信息。

除了以上的例子之外，我们还可以使用STL中的其他算法和函数对数据进行统计分析。例如，我们可以使用`accumulate`函数来计算学生的平均分数、最高分数和最低分数，也可以使用`count_if`算法来统计男生和女生的人数等。

综上，本次实验通过解析XML文件和使用STL容器进行数据存储和分析等方式，帮助我们更好地理解和应用C++语言的相关知识。这些技能和知识不仅在本次实验中有用，也可以被应用到其他的编程工作中。

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