Molar mass

題目來源

• 來源平台：vjudge 平台收錄 UVA 題目
• 題目編號：UVA-1586
• 連結：題目連結

題目描述

在有機化合物是分子中含有碳元素的化學化合物。這道題目要求給定有機化合物的分子式，計算該分子式的摩爾質量。分子式由元素符號及其對應的原子數量組成，如 C3H4O3。元素符號可能有四種：C（碳）、H（氫）、O（氧）、N（氮）。每個元素的標準原子量如下：

• 碳 (C): 12.01 g/mol
• 氫 (H): 1.008 g/mol
• 氧 (O): 16.00 g/mol
• 氮 (N): 14.01 g/mol

例如，分子式 C6H5OH 的摩爾質量為 94.108 g/mol，計算方式為：
6 × (12.01 g/mol) + 6 × (1.008 g/mol) + 1 × (16.00 g/mol)

思路與解法

分析

1. 解析分子式：從左到右遍歷分子式，識別每個元素及其對應的原子數量。

   • 如果數字部分缺失，則默認該元素的原子數量為 1。

2. 計算元素質量：根據標準原子量和解析出的原子數量計算該元素的質量。

3. 計算總摩爾質量：將所有元素的質量加總得到最終的摩爾質量。

解法過程

1. 初始化：創建一個字典來存儲每個元素的標準原子量，並初始化總質量變數 total 為 0。

2. 遍歷分子式：

   • 逐字符遍歷分子式，識別元素符號。
   • 尋找元素符號後的數字並解析出原子數量。如果沒有數字則默認為 1。
   • 根據標準原子量和原子數量計算該元素的質量，並加到總質量中。

3. 輸出結果：遍歷結束後，輸出總質量 total。

代碼實現

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

map<char, float> atomic_map = {
  {'C', 12.01},
  {'H', 1.008},
  {'O', 16.00},
  {'N', 14.01}};

int main()
{
  ios::sync_with_stdio(0);
  cin.tie(0);

  int t;
  cin >> t;
  while (t--)
  {
    string atomic;
    cin >> atomic;

    double number = 0.0, total = 0.0;
    int length = atomic.size();
    for(int i = 0; i < length; i++) {
      number = 0.0;
      char letter = atomic[i];


      while (i + 1 < length && isdigit(atomic[i + 1]))
      {
        number = number * 10 + (atomic[++i] - '0');
      }

      number = number <= 0 ? 1 : number;
      total += number * atomic_map[letter];
    }

    printf("%.3f\n", total);
  }
}