实验4—C语言数组应用编程

1、实验任务1

task1_1

源代码

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#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;
}
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①int型数组a在内存中连续存放，每个元素占用4个内存字节单元，数组名a对应的值和&a[0]是一样的。

②char型数组b在内存中是连续存放的，每个元素占用1个内存字节单元，数组名b对应的值和&b[0]是一样的。

task1_2

源代码

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#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;
}
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运行结果截图

①int型二维数组a在内存中是“按行连续存放”的，每个元素占用4个内存字节单元，数组名a的值、a[0]值、&a[0][0]的值在数字字面值上是一样的。

②char型二维数组b在内存中是“按行连续存放”的，每个元素占用1个内存字节单元，数组名b的值、b[0]的值、&b[0][0]的值在数字字面上是一样的。

③对于二维数组，a[0]和a[1]的值相差16个内存字节单元，b[0]和b[1]的值相差4个内存字节单元，相当于一行元素所占用的内存字节单元。

2、试验任务2

源代码

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#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);
}
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运行结果截图

思考：test1中调用的是2个一维数组，实现交换的是2个一维数组，实参为数组名即可，而test2中调用的是一个二维数组，实现交换的是二维数组中的不同行，通过标[]来表明交换的行数。使用puts()实现输出可以避免空格和逗号的影响。

3、实验任务3

task3_1

源代码

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/* 
从键盘输入一行英文文本，统计英文单词总数
为了简化问题处理，只考虑单词以空格间隔的情形
对教材例5.22代码做了些微改动:
1. 统计单词个数，编写成函数模块；增加了多组输入
2. 去掉了不必要的中间变量
*/

#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;
}
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运行结果截图

task3_2

源代码

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/*
输入一行英文文本，统计最长单词，并打印输出。
为简化问题，只考虑单词之间用空格间隔的情形。
相较于教材例5.24，做了以下改动：
1. 增加了多组输入，因此，一些变量初始化放到了第一层循环里面
2. 微调了代码书写逻辑和顺序
*/

#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;
}
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运行结果截图

优化：

源代码

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/*
输入一行英文文本，统计最长单词，并打印输出。
为简化问题，只考虑单词之间用空格间隔的情形。
相较于教材例5.24，做了以下改动：
1. 增加了多组输入，因此，一些变量初始化放到了第一层循环里面
2. 微调了代码书写逻辑和顺序
*/

#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]<65||(line[i]>90&&line[i]<97)||line[i]>122||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]>=65&&line[i]<=90)||(line[i]>=97&&line[i]<=122)) {
                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;
}
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4、实验任务4

源代码

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#include <stdio.h>
#define N 100
void dec_to_n(int x, int n); // 函数声明

int main() {
    int x;

    printf("输入一个十进制整数: ");
    while(scanf("%d", &x) != EOF) {
        dec_to_n(x, 2);  // 函数调用: 把x转换成二进制输出
        dec_to_n(x, 8);  // 函数调用: 把x转换成八进制输出
        dec_to_n(x, 16); // 函数调用: 把x转换成十六进制输出

        printf("\n输入一个十进制整数: ");
    }

    return 0;
}

// 函数定义
// 功能: 把十进制数x转换成n进制，打印输出
// 补足函数实现
// ×××
void dec_to_n(int x,int n){
    char map[17]={"0123456789ABCDEF"},ans[N];//通过数组map[]实现二、八、十六进制的统一转化 
    int i,count=0,t;
    do{
        t=x%n;//取余得到的数即为数组map中相应下标对应的数 
        ans[count++]=map[t];
        x=x/n;
    }while(x>0);
    for(i=count-1;i>=0;i--)//反向输出 
    {
        printf("%c",ans[i]);
    }
    printf("\n");
}
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5、实验任务5

源代码

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#include <stdio.h>
#define N 5

// 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 
// 补足函数average()实现
// ××× 
double average(int x[], int n){
    int i;
    double ave=0.0;
    for(i=0;i<n;i++){
        ave+=x[i];
    }
    ave/=n;
    return ave;
}


// 对整型数组x中的n个元素降序排序 
// 补足函数bubble_sort()实现
// ××× 
void bubble_sort(int x[], int n){
    int i,j,t;
    int m=1;
    for(i=0;i<n-1;i++){
        m=0;
        for(j=0;j<n-1-i;j++)
            if(x[j]<x[j+1])
            {
                m=1;
                t=x[j];
                x[j]=x[j+1];
                x[j+1]=t;
            }
        if(m=0)
            break;
    }
    
}
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6、实验任务6

源代码

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#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define N 5
#define M 20

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

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

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

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

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

    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[][M], int n) {
    int i;

    for(i = 0; i < n; ++i)
        printf("%s\n", str[i]);
}

// 函数定义
// 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
// 补足函数bubble_sort()实现 
// ×××
void bubble_sort(char str[][M], int n){
    int i,j;
    char temp[M];
    for(i=0;i<n-1;i++){
        for(j=0;j<n-1-i;j++){
            if(strcmp(str[j],str[j+1])>0)
            {
                strcpy(temp,str[j]);
                strcpy(str[j],str[j+1]);
                strcpy(str[j+1],temp);
            }
        }    
    }
}
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7、实验任务7

源代码

 

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#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define N 100

int main(){
    char x[N];
    while(gets(x)!=NULL)
    {
        int i,j,t=0,m=0;
        int count[10]={0};
        char y[11]={"0123456789"};
        t=strlen(x);
        for(i=0;i<t;i++)
            for(j=0;j<10;j++)
                if(x[i]==y[j])
                {
                    count[j]++;
                }
        for(i=0;i<10;i++)
        {
            if(count[i]>=2)
                m++;
        }
        if(m!=0)
            printf("YES\n");
        else
            printf("NO\n");
    }
    return 0;
}
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8、实验任务8

源代码

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#include <stdio.h>
#define N 100
#define M 4

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


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

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

    rotate_to_right(t, M); // 函数调用 

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

    return 0;
}

// 函数调用 
// 功能：输出一个n*n的矩阵x 
void output(int x[][N], int n) {
    int i, j;

    for (i = 0; i < n; ++i) {
        for (j = 0; j < n; ++j)
            printf("%4d", x[i][j]);

        printf("\n");
    }
}
//待补足3：函数rotate_to_right()定义 
// 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 
// xxx
void rotate_to_right(int x[][N], int n){
    int i,j,t;
    for(i=0;i<n;i++)
    {    t=x[i][n-1];
        for(j=n-1;j>0;j--)
        {
            x[i][j]=x[i][j-1];
        }
        x[i][0]=t; 
    }
}
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9、实验任务9

源代码

 

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#include<stdio.h>

int main(){
    int n;
    while(scanf("%d",&n)!=EOF){
    int array[n][n]; // 声明一个n阶二维数组
    int i, j, k,sum;
    // 二维数组赋初值都为0
    for(i = 0; i < n; i++){
        for(j = 0; j < n; j++){
            array[i][j] = 0;
        }
    }
    
    // 找到1存放的位置
    i=0;
    j=n/2;
    array[i][j] = 1;
    
    // 从2 ~ n*n一次添加到矩阵中
    for(k = 2; k <= n*n; k++)
    {
        i = i - 1; // 行减1
        j = j + 1; // 列加1
    
        if((i < 0) && (j == n)){ // 如果上一个元素为第一行第n列，则放在上一个元素的下面 
            i = i + 2;
            j = j - 1;
            }
        else{
            if(i < 0) 
                i = n - 1; // 如果上一个元素是第一行，则下个元素在最后一行
            if(j == n) 
                j = 0; // 如果上一个元素是第一列，则下个元素在第一列
            }
            
        if(array[i][j] == 0){ // 如果二维数组array[i][j]的位置未被占用，则把k赋值到 array[i][j]
            array[i][j] = k;
            }
        else{ // 如果二维数组array[i][j]位置已经被占用，则把k放在上一个位置的下面
            i = i + 2;
            j = j -1;
            array[i][j] = k;
            }
    }
    
    // 打印魔方阵
    for(i = 0; i < n; i++){
        sum=0;
        for(j = 0; j < n; j++){
            printf("%2d ", array[i][j]);
            sum+=array[i][j];
        }
        printf("\n");
    }
    printf("每行、每列、每条对角线上的和都是%d\n",sum);
}
    return 0;
}
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