实验五
一、实验目的
1. 能够解释什么是指针，什么是指针变量
2. 能正确使用指针变量间接访问一维数组元素、二维数组元素
3. 能正确使用指针变量处理字符串
4. 知道指针变量作为函数参数（形参、实参）的用法，并能正确使用
5. 灵活应用数组、指针、函数，编程解决实际问题
二、实验准备
1. 实验前，请复习第6章：
使用指针间接访问一维数组、两维数组
指针作为函数参数
使用指针、指针数组处理字符串
指针数组在带有参数的main()函数中的用法
三、实验内容
1. 实验任务1
验证性实验：指针变量作为函数参数、指针变量作为函数返回值。
在C编码环境下，输入以下代码：
正确录入、编译程序后，运行程序。结合运行结果，理解代码，注意观察指针变量作为形参时，实参、
形参写法。回答问题：
1. 函数 find_min_max 实现的功能是？
2. "指针变量在使用之前必须指向确定的地址"。执行到line45时，指针变量pmin、pmax分别指
向什么？
task1_2.c
正确录入、编译程序后，运行程序。结合运行结果，理解代码，注意函数返回值类型，及，函数内部代
码实现方式，回答问题。
1. 函数 find_max 的功能是（返回的是什么）？
2. 把函数 find_max 的实现写成以下代码，可以吗？如果不可以，请给出你的理由。
2. 实验任务2
验证性实验。对比使用字符数组、字符指针变量处理字符串的区别。
在C开发环境下，输入代码task2_1.c, task2_2.c，结合运行结果，理解两个源码，对比、分析它们在使用
及实现功能上的差别。
task2_1.c
编译、运行程序。结合运行结果，理解代码，并回答问题：
问题1：数组s1的大小是多少？ sizeof(s1) 计算的是什么？ strlen(s1) 统计的是什么？
问题2：line7代码，能否替换成以下写法？如果不能，写出原因。
问题3：line20-22执行后，字符数组s1和s2中的内容是否交换？
task2_2.c
编译、运行程序。结合运行结果，理解代码。对比task2_1.c，回答问题：
问题1：指针变量s1中存放的是什么？ sizeof(s1) 计算的是什么？ strlen(s1) 统计的是什么？
问题2：line7代码能否替换成下面的写法？对比task2_1.c中的line7, 描述二者的语义区别。
问题3：line20-line22，交换的是什么？字符串常量"Learning makes me happy"和字符串常
量"Learning makes me sleepy"在内存存储单元中有没有交换？
3. 实验任务3
验证性实验。使用指针变量输出二维数组元素，加深对指向数组元素的指针变量，和指向一维数组的指
针变量的理解。
在C开发环境下，输入以下代码：
task3.c
4. 实验任务4
用指针变量处理字符串应用。根据要求，回答问题，或，补足代码。
在C开发环境下，输入以下代码：
运行程序，结合运行结果，理解代码，回答问题：
1. 函数 replace 的功能是？
2. line24, 圆括号里循环条件可以改写成 *str != '\0' 吗？
问题场景描述：
从键盘输入一个字符串及一个指定字符，把这个字符自第一次出现及其后的所有字符全部删除，结
果仍然保存在原串中。
例如，输入字符串spring summer autumn winter和字符u，输出spring s
5. 实验任务5
验证性实验。使用指针数组对字符串排序。
在C开发环境下输入以下源码：
task5_1.c （冒泡排序算法实现版本）
| 6. 实验任务6 | |
| 用指针作为函数参数，编写函数 check_id | 。该函数的功能是：判断一个身份证号码在形式上是否合法。 |
如果合法，返回1，否则，返回0。在main()函数中调用check_id()，对一组身份证号码做形式检查。
身份证号码形式合法规则：
如果身份证号码长度不是18位，不合法；
如果身份证号码中除了数字和大写字符X，还包括其它字符，不合法。
待补足代码task6.c
7. 实验任务7
编写程序实现对一段英文文本进行加密和解密。具体要求如下：
编写函数encoder()实现对一段英文文本进行编码。
字符型指针变量作为函数参数，指向要编码的文本字符串
编码规则：每个英文字符用其后面的英文字符替换，字母之外的其它字符保持不变。即：
字符a用b替换，字符b用c替换，字符y用字符z替换，字符z用字符a替换，依次类推。
大写字符A用大写字符B替换， 大写字符B用大写字符C替换，...，大写字符Z用大写字符
A替换。
通过字符型指针变量直接对原文本进行编码处理
编写函数decoder()实现对一段英文文本进行解码。
字符型指针变量作为函数参数，指向要解码的文本字符串
解码规则：每个英文字符用其前面的字符替换，字母之外的其它字符保持不变。即：
字符a用z替换，字符b用a替换，字符c用b替换，依次类推，...， 字符y用字符x替换，字
符z用y替换。
大写字符类同。
通过字符型指针变量直接对原文本进行解码处理
编写主体代码逻辑
在主体代码逻辑中，输入一段英文文本，调用encoder()程序对其进行加密，输出加密后的文本；
然后，再调用decoder()对加密后得到的密文进行解密，输出解密后的文本。
1. 实验任务1
此部分书写内容：
task1_1.c程序源码，和，运行结果截图
#include <stdio.h>
#define N 5
void input(int x[], int n);
void output(int x[], int n);
void find_min_max(int x[], int n, int *pmin, int *pmax);
int main() {
int a[N];
int min, max;
printf("录入%d个数据:\n", N);
input(a, N);
printf("数据是: \n");
output(a, N);
printf("数据处理...\n");
find_min_max(a, N, &min, &max);
printf("输出结果:\n");
printf("min = %d, max = %d\n", min, max);
return 0;
}
void input(int x[], int n) {
int i;
for(i = 0; i < n; ++i)
scanf("%d", &x[i]);
}
void output(int x[], int n) {
int i;
for(i = 0; i < n; ++i)
printf("%d ", x[i]);
printf("\n");
}
void find_min_max(int x[], int n, int *pmin, int *pmax) {
int i;
*pmin = *pmax = x[0];
for(i = 1; i < n; ++i)
if(x[i] < *pmin)
*pmin = x[i];
else if(x[i] > *pmax)
*pmax = x[i];
}
用文字回答问题：
1. 函数 find_min_max 实现的功能是？
找到最大最小值
2. "指针变量在使用之前必须指向确定的地址"。执行到line45时，指针变量pmin、pmax
分别指向什么？
指向x[0]
task1_2.c程序源码，和，运行结果截图
#include <stdio.h>
#define N 5
void input(int x[], int n);
void output(int x[], int n);
int *find_max(int x[], int n);
int main() {
int a[N];
int *pmax;
printf("录入%d个数据:\n", N);
input(a, N);
printf("数据是: \n");
output(a, N);
printf("数据处理...\n");
pmax = find_max(a, N);
printf("输出结果:\n");
printf("max = %d\n", *pmax);
return 0;
}
void input(int x[], int n) {
int i;
for(i = 0; i < n; ++i)
scanf("%d", &x[i]);
}
void output(int x[], int n) {
int i;
for(i = 0; i < n; ++i)
printf("%d ", x[i]);
printf("\n");
}
int *find_max(int x[], int n) {
int max_index = 0;
int i;
for(i = 1; i < n; ++i)
if(x[i] > x[max_index])
max_index = i;
return &x[max_index];
}
用文字回答问题：
1. 函数 find_max 的功能是（返回的是什么）？
返回数组中最大数的地址
2. 把函数 find_max 的实现写成以下代码，可以吗？如果不可以，请给出你的理由
int *find_max(int x[], int n) {
int *ptr = &x[0];
int i;
for(i = 1; i < n; ++i)
if(x[i] > *ptr)
ptr = &x[i];
return ptr;
}
可以
2. 实验任务2
此部分书写内容：
task2_1.c源码，及，运行测试截图
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 80
int main() {
char s1[] = "Learning makes me happy";
char s2[] = "Learning makes me sleepy";
char tmp[N];
printf("sizeof(s1) vs. strlen(s1): \n");
printf("sizeof(s1) = %d\n", sizeof(s1));
printf("strlen(s1) = %d\n", strlen(s1));
printf("\nbefore swap: \n");
printf("s1: %s\n", s1);
printf("s2: %s\n", s2);
printf("\nswapping...\n");
strcpy(tmp, s1);
strcpy(s1, s2);
strcpy(s2, tmp);
printf("\nafter swap: \n");
printf("s1: %s\n", s1);
printf("s2: %s\n", s2);
return 0;
}
回答问题：
问题1：数组s1的大小是多少？ sizeof(s1) 计算的是什么？ strlen(s1) 统计的是什么？
24；s1的数组大小；s1字符串的大小
问题2：line7代码，能否替换成以下写法？如果不能，写出原因。
char s1[]; s1 = "Learning makes me happy";
不可以
不满足可变长数组及定义
问题3：line20-22执行后，字符数组s1和s2中的内容是否交换？
是的
task2_2.c源码，及，运行测试截图
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 80
int main() {
char *s1 = "Learning makes me happy";
char *s2 = "Learning makes me sleepy";
char *tmp;
printf("sizeof(s1) vs. strlen(s1): \n");
printf("sizeof(s1) = %d\n", sizeof(s1));
printf("strlen(s1) = %d\n", strlen(s1));
printf("\nbefore swap: \n");
printf("s1: %s\n", s1);
printf("s2: %s\n", s2);
printf("\nswapping...\n");
tmp = s1;
s1 = s2;
s2 = tmp;
printf("\nafter swap: \n");
printf("s1: %s\n", s1);
printf("s2: %s\n", s2);
return 0;
}
回答问题：
问题1：指针变量s1中存放的是什么？ sizeof(s1) 计算的是什么？ strlen(s1) 统计的是什
么？
字符串的地址，s1地址长度 的大小，s1字符串的大小
问题2：line7代码能否替换成下面的写法？对比task2_1.c中的line7, 描述二者的语义区别。
char *s1; s1 = "Learning makes me happy";
不可以，上面定义的是一个字符的地址，不能用了存放字符串
问题3：line20-line22，交换的是什么？字符串常量"Learning makes me happy"和字符串常
量"Learning makes me sleepy"在内存存储单元中有没有交换？
交换的是地址，没有
此部分书写内容：
#include <stdio.h>
#include <stdio.h>
int main() {
int x[2][4] = {{1, 9, 8, 4}, {2, 0, 4, 9}};
int i, j;
int *ptr1; // 指针变量，存放int类型数据的地址
int(*ptr2)[4]; // 指针变量，指向包含4个int元素的一维数组
printf("输出1: 使用数组名、下标直接访问二维数组元素\n");
for (i = 0; i < 2; ++i) {
for (j = 0; j < 4; ++j)
printf("%d ", x[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n输出2: 使用指向元素的指针变量p间接访问二维数组元素\n");
for (ptr1 = &x[0][0], i = 0; ptr1 < &x[0][0] + 8; ++ptr1, ++i) {
printf("%d ", *ptr1);
if ((i + 1) % 4 == 0)
printf("\n");
}
printf("\n输出3: 使用指向一维数组的指针变量q间接访问二维数组元素\n");
for (ptr2 = x; ptr2 < x + 2; ++ptr2) {
for (j = 0; j < 4; ++j)
printf("%d ", *(*ptr2 + j));
printf("\n");
}
return 0;
}
task3.c源码，及，运行测试截图
回答问题
int (*ptr)[4]; 中，标识符ptr表示的语义是什么？
指针变量，指向包含4个int元素的一维数组
int *ptr[4]; 中，标识符ptr表示的语义是什么？
ptr[4]d的地址
4. 实验任务4
此部分书写内容：
task4_1.c源码，及，运行结果截图
#include <stdio.h>
#define N 80
void replace(char *str, char old_char, char new_char); // 函数声明
int main() {
char text[N] = "c programming is difficult or not, it is a question.";
printf("原始文本: \n");
printf("%s\n", text);
replace(text, 'i', '*'); // 函数调用 注意字符形参写法，单引号不能少
printf("处理后文本: \n");
printf("%s\n", text);
return 0;
}
// 函数定义
void replace(char *str, char old_char, char new_char) {
int i;
while(*str) {
if(*str == old_char)
*str = new_char;
str++;
}
}
回答问题：
1. 函数 replace 的功能是？
替换字符
2. line24, 圆括号里循环条件可以改写成 *str != '\0' 吗？
可以
补足后完整的task4_2.c源码，及，运行测试截图（换一组测试数据）
#include <stdio.h>
#define N 80
void str_trunc(char *str, char x);
int main() {
char str[N];
char ch;
printf("输入字符串: ");
gets(str);
printf("输入一个字符: ");
ch = getchar();
printf("截断处理...\n");
str_trunc(str, ch);
printf("截断处理后的字符串: %s\n", str);
}
void str_trunc(char *str, char x) {
while(*str) {
if(*str == x)
*str = '\0';
str++;
}
}
5. 实验任务5
此部分书写内容：
task5_1.c源码，及，运行测试截图
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void sort(char *name[], int n);
int main() {
char *course[4] = {"C Program",
"C++ Object Oriented Program",
"Operating System",
"Data Structure and Algorithms"};
int i;
sort(course, 4);
for (i = 0; i < 4; i++)
printf("%s\n", course[i]);
return 0;
}
void sort(char *name[], int n) {
int i, j;
char *tmp;
for (i = 0; i < n - 1; ++i)
for (j = 0; j < n - 1 - i; ++j)
if (strcmp(name[j], name[j + 1]) > 0) {
tmp = name[j];
name[j] = name[j + 1];
name[j + 1] = tmp;
}
}
task5_2.c源码，及，运行测试截图
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void sort(char *name[], int n);
int main() {
char *course[4] = {"C Program",
"C++ Object Oriented Program",
"Operating System",
"Data Structure and Algorithms"};
int i;
sort(course, 4);
for (i = 0; i < 4; i++)
printf("%s\n", course[i]);
return 0;
}
void sort(char *name[], int n) {
int i, j, k;
char *tmp;
for (i = 0; i < n - 1; i++) {
k = i;
for (j = i + 1; j < n; j++)
if (strcmp(name[j], name[k]) < 0)
k = j;
if (k != i) {
tmp = name[i];
name[i] = name[k];
name[k] = tmp;
}
}
}
回答问题
这两种算法实现中，交换的是指针变量的值，还是，内存中字符串的存储位置发生了交换？
5.1中存储位置发生改变，5.2中地址发生改变
6. 实验任务6
此部分书写内容：
task6.c源码，及，运行测试截图
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 5
int check_id(char *str); // 函数声明
int main() {
char *pid[N] = {"31010120000721656X",
"330106199609203301",
"53010220051126571",
"510104199211197977",
"53010220051126133Y"};
int i;
for (i = 0; i < N; ++i)
if (check_id(pid[i])) // 函数调用
printf("%s\tTrue\n", pid[i]);
else
printf("%s\tFalse\n", pid[i]);
return 0;
}
// 函数定义
// 功能: 检查指针str指向的身份证号码串形式上是否合法。
// 形式合法，返回1，否则，返回0
int check_id(char *str) {
int count = 0;
while(*str){
count++;
if(*str <=49&& *str >=57){
if(*str != 88){
return 0;
}
}
str++;
}
if(count != 18){
return 0;
}
return 1;
}
7. 实验任务7
此部分书写内容：
task7.c源码，及，运行测试截图
#include <stdio.h>
#define N 80
void encoder(char *str); // 函数声明
void decoder(char *str); // 函数声明
int main() {
char words[N];
printf("输入英文文本: ");
gets(words);
printf("编码后的英文文本: ");
encoder(words); // 函数调用
printf("%s\n", words);
printf("对编码后的英文文本解码: ");
decoder(words); // 函数调用
printf("%s\n", words);
return 0;
}
/*函数定义
功能：对s指向的字符串进行编码处理
编码规则：
对于a~z或A~Z之间的字母字符，用其后的字符替换; 其中，z用a替换，Z用A替换
其它非字母字符，保持不变
*/
void encoder(char *str) {
while(*str){
if(*str >=65 && *str <= 122){
if(*str == 'z'){
*str = 'a';
}else if(*str == 'Z'){
*str = 'A';
}else{
*str = *str + 1;
}
}
str++;
}
}
/*函数定义
功能：对s指向的字符串进行解码处理
解码规则：
对于a~z或A~Z之间的字母字符，用其前面的字符替换; 其中，a用z替换，A用Z替换
其它非字母字符，保持不变
*/
void decoder(char *str) {
while(*str){
if(*str >=65 && *str <= 122){
if(*str == 'a'){
*str = 'z';
}else if(*str == 'A'){
*str = 'Z';
}else{
*str = *str - 1;
}
}
str++;
}
}
