实验4

1. 实验任务1

#include <stdio.h>
#define N 4
void test1() {
int a[N] = {1, 9, 8, 4};
int i;
// 输出数组a占用的内存字节数
printf("sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));
// 输出int类型数组a中每个元素的地址、值
for (i = 0; i < N; ++i)
printf("%p: %d\n", &a[i], a[i]);
// 输出数组名a对应的值
printf("a = %p\n", a);
}
void test2() {
char b[N] = {'1', '9', '8', '4'};
int i;
// 输出数组b占用的内存字节数
printf("sizeof(b) = %d\n", sizeof(b));
// 输出char类型数组b中每个元素的地址、值
for (i = 0; i < N; ++i)
printf("%p: %c\n", &b[i], b[i]);
// 输出数组名b对应的值
printf("b = %p\n", b);
}
int main() {
printf("测试1: int类型一维数组\n");
test1();
printf("\n测试2: char类型一维数组\n");
test2();
return 0;
}

截图：

用文字回答问题：
① int型数组a，在内存中是否是连续存放的？每个元素占用几个内存字节单元？ 数组名a对应
的值，和&a[0]是一样的吗?
② char型数组b，在内存中是否是连续存放的？每个元素占用几个内存字节单元？ 数组名b对
应的值，和&b[0]是一样的吗？
A：（1）在内存中是连续存放的，占4字节，一样。
（2）（1）在内存中是连续存放的，占1字节，一样。


task1_2.c程序源码，

#include <stdio.h>
#define N 2
#define M 4
void test1() {
int a[N][M] = {{1, 9, 8, 4}, {2, 0, 4, 9}};
int i, j;
// 输出int类型二维数组a占用的内存字节数
printf("sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));
// 输出int类型二维数组a中每个元素的地址、值
for (i = 0; i < N; ++i)
for (j = 0; j < M; ++j)
printf("%p: %d\n", &a[i][j], a[i][j]);
printf("\n");
// 输出int类型二维数组名a, 以及，a[0], a[1]的值
printf("a = %p\n", a);
printf("a[0] = %p\n", a[0]);
printf("a[1] = %p\n", a[1]);
printf("\n");
}
void test2() {
char b[N][M] = {{'1', '9', '8', '4'}, {'2', '0', '4', '9'}};
int i, j;
// 输出char类型二维数组b占用的内存字节数
printf("sizeof(b) = %d\n", sizeof(b));
// 输出char类型二维数组b中每个元素的地址、值
for (i = 0; i < N; ++i)
for (j = 0; j < M; ++j)
printf("%p: %c\n", &b[i][j], b[i][j]);
printf("\n");
// 输出char类型二维数组名b, 以及，b[0], b[1]的值
printf("b = %p\n", b);
printf("b[0] = %p\n", b[0]);
printf("b[1] = %p\n", b[1]);
}
int main() {
printf("测试1: int型两维数组");
test1();
printf("\n测试2: char型两维数组");
test2();
return 0;
}

截图：

用文字回答问题：
① int型二维数组a，在内存中是否是"按行连续存放"的？每个元素占用几个内存字节单元？
数组名a的值、a[0]的值、&a[0][0]的值，在数字字面值上，是一样的吗？
② char型二维数组b，在内存中是否是"按行连续存放"的？每个元素占用几个内存字节单元？
数组名b的值、b[0]的值、&b[0][0]的值，在数字字面值上，是一样的吗？
③ 对于二维数组， 观察a[0], a[1]的值，它们之间相差多少？观察b[0]和b[1]的值，它们之间
相差多少？有什么规律吗？
A: (1)是连续存放的，4字节，不一样。
(2)是连续存放的，1字节，不一样。
（3）相差16字节，4字节，。

2. 实验任务2

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 80
void swap_str(char s1[N], char s2[N]);
void test1();
void test2();
int main() {
printf("测试1: 用两个一维char数组,实现两个字符串交换\n");
test1();
printf("\n测试2: 用二维char数组,实现两个字符串交换\n");
test2();
return 0;
}
void test1() {
char views1[N] = "hey, C, I hate u.";
char views2[N] = "hey, C, I love u.";
printf("交换前: \n");
puts(views1);
puts(views2);
swap_str(views1, views2);
printf("交换后: \n");
puts(views1);
puts(views2);
}
void test2() {
char views[2][N] = {"hey, C, I hate u.",
"hey, C, I love u."};
printf("交换前: \n");
puts(views[0]);
puts(views[1]);
swap_str(views[0], views[1]);
printf("交换后: \n");
puts(views[0]);
puts(views[1]);
}
void swap_str(char s1[N], char s2[N]) {
char tmp[N];
strcpy(tmp, s1);
strcpy(s1, s2);
strcpy(s2, tmp);
}

函数模块swap_str()的形参是一维数组。为什么test1()和test2()模块中调用时，实参的书写形
式一个不加[]、一个加[]？
类似地，test1()和test2()模块中，调用标准库函数puts()实现输出时，实参书写形式也类同。
思考并归纳、总结其用法。
A：这两种方式在大多数情况下是等效的。

3. 实验任务3

task3_1.c源码，

#include <stdio.h>
#define N 80
int count(char x[]);
int main() {
char words[N+1];
int n;
while(gets(words) != NULL) {
n = count(words);
printf("单词数: %d\n\n", n);
}
return 0;
}
int count(char x[]) {
int i;
int word_flag = 0; // 用作单词标志，一个新单词开始，值为1；单词结束，值为0
int number = 0; // 统计单词个数
for(i = 0; x[i] != '\0'; i++) {
if(x[i] == ' ')
word_flag = 0;
else if(word_flag == 0) {
word_flag = 1;
number++;
}
}
return number;
}

运行结果：

task3_2.c源码，

#include <stdio.h>
#define N 1000
int main() {
char line[N];
int word_len; // 记录当前单词长度
int max_len; // 记录最长单词长度
int end; // 记录最长单词结束位置
int i;
while(gets(line) != NULL) {
word_len = 0;
max_len = 0;
end = 0;
i = 0;
while(1) {
// 跳过连续空格
while(line[i] == ' ') {
word_len = 0; // 单词长度置0，为新单词统计做准备
i++;
}
// 在一个单词中，统计当前单词长度
while(line[i] != '\0' && line[i] != ' ') {
word_len++;
i++;
}
// 更新更长单词长度，并，记录最长单词结束位置
if(max_len < word_len) {
max_len = word_len;
end = i; // end保存的是单词结束的下一个坐标位置
}
// 遍历到文本结束时，终止循环
if(line[i] == '\0')
break;
}
// 输出最长单词
printf("最长单词: ");
for(i = end - max_len; i < end; ++i)
printf("%c", line[i]);
printf("\n\n");
}
return 0;
}

结果：

思考
统计文本中单词数，统计文本中最长单词，目前这两个代码实现都对文本形式做了简化限制
（比如要求只能以空格间隔）。统计的单词长度可能包含一些除了空格以外的标点符号。
如果想要更精确统计单词数、最长单词数，你认为可以如何处理？

A：在统计单词长度时，可以在计算单词长度之前去除标点符号。这可以通过一次遍历文本，将标点符号替换为空格或直接移除来实现。
（如果已经尝试用代码实现，请附上改进后的代码和测试样例截图）

4. 实验任务4

代码：

#define N 100
#include <stdio.h>

// 函数声明
void dec_to_n(int x, int n);

int main() {
    int x;
    printf("输入一个十进制整数: ");
    
    while (scanf("%d", &x) != EOF) {
        dec_to_n(x, 2);  // 转换为二进制
        dec_to_n(x, 8);  // 转换为八进制
        dec_to_n(x, 16); // 转换为十六进制
        printf("\n输入一个十进制整数: ");
    }

    return 0;
}

// 函数定义
void dec_to_n(int x, int n) {
    // 存储每一位的余数
    int remainder[N];
    
    // 初始化
    int i = 0;

    // 当 x 不为 0 时，进行进制转换
    while (x != 0) {
        remainder[i] = x % n;
        x = x / n;
        i++;
    }

    // 打印输出
    printf("%d进制数为: ", n);
    for (int j = i - 1; j >= 0; j--) {
        if (remainder[j] < 10) {
            printf("%d", remainder[j]);
        } else {
            printf("%c", 'A' + remainder[j] - 10);
        }
    }
    printf("\n");
}

结果：

5. 实验任务5

代码

#define N 5
#include <stdio.h>

// 函数声明
void input(int x[], int n);
void output(int x[], int n);
double average(int x[], int n);
void bubble_sort(int x[], int n);

int main() {
    int scores[N];
    double ave;

    printf("录入%d个分数:\n", N);
    input(scores, N);

    printf("\n输出课程分数: \n");
    output(scores, N);

    printf("\n课程分数处理: 计算均分、排序...\n");
    ave = average(scores, N);
    bubble_sort(scores, N);

    printf("\n输出课程均分: %.2f\n", ave);

    printf("\n输出课程分数(高->低):\n");
    output(scores, N);

    return 0;
}

// 函数定义

// 输入n个整数保存到整型数组x中
void input(int x[], int n) {
    int i;
    for (i = 0; i < n; ++i)
        scanf("%d", &x[i]);
}

// 输出整型数组x中n个元素
void output(int x[], int n) {
    int i;
    for (i = 0; i < n; ++i)
        printf("%d ", x[i]);
    printf("\n");
}

// 计算整型数组x中n个元素均值，并返回
double average(int x[], int n) {
    int i;
    double sum = 0.0;

    for (i = 0; i < n; ++i)
        sum += x[i];

    return sum / n;
}

// 对整型数组x中的n个元素降序排序
void bubble_sort(int x[], int n) {
    int i, j, temp;

    for (i = 0; i < n - 1; ++i) {
        for (j = 0; j < n - i - 1; ++j) {
            if (x[j] < x[j + 1]) {
                // 交换元素
                temp = x[j];
                x[j] = x[j + 1];
                x[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

结果：

6. 实验任务6

补充完整的task5.c源码，

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 5
#define M 20

// 函数声明
void output(char str[][20], int n);
void bubble_sort(char str[][20], int n);

int main() {
    char name[][20] = {"Bob", "Bill", "Joseph", "Taylor", "George"};

    printf("输出初始名单:\n");
    output(name, 5);

    printf("\n排序中...\n");
    bubble_sort(name, 5); // 函数调用

    printf("\n按字典序输出名单:\n");
    output(name, 5);

    return 0;
}

// 函数定义

// 功能：按行输出二维数组中的字符串
void output(char str[][20], int n) {
    int i;
    for (i = 0; i < n; ++i)
        printf("%s\n", str[i]);
}

// 功能：使用冒泡排序算法对二维数组str中的n个字符串按字典序排序
void bubble_sort(char str[][20], int n) {
    int i, j;
    char temp[20];

    for (i = 0; i < n - 1; ++i) {
        for (j = 0; j < n - i - 1; ++j) {
            if (strcmp(str[j], str[j + 1]) > 0) {
                // 交换字符串
                strcpy(temp, str[j]);
                strcpy(str[j], str[j + 1]);
                strcpy(str[j + 1], temp);
            }
        }
    }
}

结果：

7. 实验任务7

补充完整的task7.c源码，

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

// 函数声明
bool hasDuplicateDigits(int num);

int main() {
    int num;

    printf("从键盘上输入整数（1<= 整数数位 <=100)，输入EOF结束:\n");

    while (scanf("%d", &num) != EOF) {
        if (hasDuplicateDigits(num)) {
            printf("YES\n");
        } else {
            printf("NO\n");
        }
    }

    return 0;
}

// 函数定义

// 功能：检查整数是否包含重复数字
bool hasDuplicateDigits(int num) {
    // 用于标记数字是否已经出现
    bool digitSeen[10] = {false};

    // 逐位检查数字
    while (num > 0) {
        int digit = num % 10;

        // 如果数字已经出现过，返回true
        if (digitSeen[digit]) {
            return true;
        }

        // 标记数字已经出现
        digitSeen[digit] = true;

        // 去掉最后一位
        num /= 10;
    }

    // 所有数字都不重复，返回false
    return false;
}

结果：

8. 实验任务8

补充完整的task8.c源码，

#include <stdio.h>

// 函数声明
void output(int x[][100], int n); // 函数声明
void rotate_to_right(int x[][100], int n); // 函数声明

int main() {
    int t[][100] = {
        {21, 12, 13, 24},
        {25, 16, 47, 38},
        {29, 11, 32, 54},
        {42, 21, 33, 10}
    };

    printf("原始矩阵:\n");
    output(t, 4); // 函数调用

    rotate_to_right(t, 4); // 函数调用

    printf("变换后矩阵:\n");
    output(t, 4); // 函数调用

    return 0;
}

// 函数定义

// 功能: 输出一个n*n的矩阵x
void output(int x[][100], int n) {
    int i, j;
    for (i = 0; i < n; ++i) {
        for (j = 0; j < n; ++j)
            printf("%4d", x[i][j]);
        printf("\n");
    }
}

// 功能: 把一个n*n的矩阵x，每一列向右移, 最右边被移出去的一列绕回左边
void rotate_to_right(int x[][100], int n) {
    int i, j, temp;

    // 遍历每一列
    for (j = 0; j < n; ++j) {
        // 保存最后一个元素
        temp = x[n - 1][j];

        // 向右移动每个元素
        for (i = n - 1; i > 0; --i) {
            x[i][j] = x[i - 1][j];
        }

        // 最后一个元素绕回左边
        x[0][j] = temp;
    }
}

结果：