实验4

任务1

源代码

#define N 4
#define M 2

void test1() {
    int x[N] = {1, 9, 8, 4};          
    int i;

    // 输出数组x占用的内存字节数
    printf("sizeof(x) = %d\n", sizeof(x));

    // 输出每个元素的地址、值 
    for (i = 0; i < N; ++i)
        printf("%p: %d\n", &x[i], x[i]);

    // 输出数组名x对应的值 
    printf("x = %p\n", x); 
}

void test2() {
    int x[M][N] = {{1, 9, 8, 4}, {2, 0, 4, 9}};
    int i, j;

    // 输出二维数组x占用的内存字节数
    printf("sizeof(x) = %d\n", sizeof(x));

    // 输出每个元素的地址、值 
    for (i = 0; i < M; ++i)
        for (j = 0; j < N; ++j)
            printf("%p: %d\n", &x[i][j], x[i][j]);
    printf("\n");

    // 输出二维数组名x, 以及，x[0], x[1]的值
    printf("x = %p\n", x);
    printf("x[0] = %p\n", x[0]);
    printf("x[1] = %p\n", x[1]);
    printf("\n");
}

int main() {
    printf("测试1: int型一维数组\n");
    test1();

    printf("\n测试2: int型二维数组\n");
    test2();

    return 0;
}

 

 

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问题1：一维数组x在内存中连续存放，x和&x[0]的值相同。

问题2：二维数组x在内存中按行连续存放；x[0]和&x[0][0]的值相同；x[0]和x[1]相差 N*sizeof(int) （通常为16字节），差值代表一行元素占用的内存字节数（第0行到第1行的地址偏移量）。

 

任务2

 

源代码

#include <stdio.h>
#define N 100

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

int main() {
    int x[N];
    int n, i;
    double ans;

    while(printf("Enter n: "), scanf("%d", &n) != EOF) {
        input(x, n);            // 函数调用
        ans = compute(x, n);    // 函数调用
        printf("ans = %.2f\n\n", ans);
    }

    return 0;
}

// 函数定义
void input(int x[], int n) {
    int i;

    for(i = 0; i < n; ++i)
        scanf("%d", &x[i]);
}

// 函数定义
double compute(int x[], int n) {
    int i, high, low;
    double ans;

    high = low = x[0];
    ans = 0;

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

        if(x[i] > high)
            high = x[i];
        else if(x[i] < low)
            low = x[i];
    }

    ans = (ans - high - low)/(n-2);

    return ans;
}

 

 

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问题1：形参为 int x[] （或 int *x ）和 int n ；实参为数组名 x 和变量 n 。

问题2： input 函数用于输入 n 个整数到数组 x 中； compute 函数用于计算数组去掉最大值、最小值后的平均分并返回   

 

任务3

源代码

#include <stdio.h>
#define N 100

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

int main() {
    int x[N][N];
    int n, value;

    while(printf("Enter n and value: "), scanf("%d%d", &n, &value) != EOF) {
        init(x, n, value);  // 函数调用
        output(x, n);       // 函数调用
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

// 函数定义
void output(int x[][N], int n) {
    int i, j;

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

// 函数定义
void init(int x[][N], int n, int value) {
    int i, j;

    for(i = 0; i < n; ++i)
        for(j = 0; j < n; ++j)
            x[i][j] = value;
}

 

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问题1：形参： int x[][N] （第一维可省略，第二维必须指定）、 int n ；实参：数组名 x 、 n 。

问题2：第二维大小不能省略，省略后编译器会报错。

问题3： init 函数：用指定 value 初始化 n×n 二维数组的所有元素； output 函数：按行输出 n×n 二维数组的所有元素。

 

任务4

 

源代码

#include <stdio.h>
#define N 100

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

int main() {
    int x[N];
    int n;
    double ans;

    while (printf("Enter n: "), scanf("%d", &n) != EOF) {
        input(x, n);        // 函数调用
        ans = median(x, n); // 函数调用
        printf("ans = %g\n\n", ans);
    }

    return 0;
}

// 函数定义
void input(int x[], int n) {
    int i;
    for (i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", &x[i]);
    }
}

static void sort(int x[], int n) {
    int i, j, temp;
    for (i = 0; i < n - 1; i++) {
        for (j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
            if (x[j] > x[j + 1]) {
                temp = x[j];
                x[j] = x[j + 1];
                x[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

double median(int x[], int n) {
    sort(x, n);
    if (n % 2 == 1) {
        return x[n / 2];
    } else {
        return (x[n / 2 - 1] + x[n / 2]) / 2.0;
    }
}

 

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任务5

 

源代码

#include <stdio.h>
#define N 100

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

int main() {
    int x[N][N];
    int n;

    printf("Enter n: ");
    scanf("%d", &n);
    input(x, n);

    printf("原始矩阵:\n");
    output(x, n);

    // 函数rotate_to_right调用
    rotate_to_right(x, n);

    printf("变换后矩阵:\n");
    output(x, n);

    return 0;
}

// 函数定义
// 功能：输入一个n*n的矩阵x
void input(int x[][N], int n) {
    int i, j;

    for (i = 0; i < n; ++i) {
        for (j = 0; j < n; ++j) {
            scanf("%d", &x[i][j]);
        }
    }
}

// 函数定义
// 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");
    }
}

// 函数rotate_to_right定义
// 功能：把一个n*n的矩阵x，每一列向右移，最右边一列绕回左边
void rotate_to_right(int x[][N], int n) {
    int i, j;
    int last_col[N]; // 存储每一行的最右列元素

    // 保存最右列
    for (i = 0; i < n; i++) {
        last_col[i] = x[i][n - 1];
    }

    // 列元素右移
    for (j = n - 1; j > 0; j--) {
        for (i = 0; i < n; i++) {
            x[i][j] = x[i][j - 1];
        }
    }

    // 原最右列放到最左列
    for (i = 0; i < n; i++) {
        x[i][0] = last_col[i];
    }
}

 

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任务6

 

源代码

#include<stdio.h>
#define N 100

void dec_to_n(int x, int n); // 函数声明

int main() {
    int x;

    while (printf("输入十进制整数: "), scanf("%d", &x) != EOF) {
        dec_to_n(x, 2);  // 二进制
        dec_to_n(x, 8);  // 八进制
        dec_to_n(x, 16); // 十六进制
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

// 函数定义：十进制转n进制并输出
void dec_to_n(int x, int n) {
    int arr[N];
    int i = 0;

    if (x == 0) {
        printf("0\n");
        return;
    }

    while (x > 0) {
        int rem = x % n;
        arr[i++] = rem;
        x = x / n;
    }

    for (int j = i - 1; j >= 0; j--) {
        if (arr[j] < 10) {
            printf("%d", arr[j]);
        } else {
            printf("%c", 'A' + arr[j] - 10);
        }
    }
    printf("\n");
}

 

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任务7

 

源代码

#include <stdio.h>
#define N 100

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

int main() {
    int x[N][N];
    int n;

    while (printf("输入n: "), scanf("%d", &n) != EOF) {
        printf("输入方阵:\n");
        input(x, n);

        printf("输出方阵:\n");
        output(x, n);

        if (is_magic(x, n))
            printf("是魔方矩阵\n\n");
        else
            printf("不是魔方矩阵\n\n");
    }

    return 0;
}

// 函数定义：输入n*n矩阵
void input(int x[][N], int n) {
    int i, j;
    for (i = 0; i < n; ++i) {
        for (j = 0; j < n; ++j) {
            scanf("%d", &x[i][j]);
        }
    }
}

// 函数定义：输出n*n矩阵
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");
    }
}

// 函数定义：判断是否为魔方矩阵
int is_magic(int x[][N], int n) {
    int i, j;
    int sum_row, sum_col, sum_diag1 = 0, sum_diag2 = 0;
    int target_sum;

    // 计算两条对角线的和
    for (i = 0; i < n; i++) {
        sum_diag1 += x[i][i];
        sum_diag2 += x[i][n - 1 - i];
    }
    if (sum_diag1 != sum_diag2) return 0;
    target_sum = sum_diag1;

    // 检查每行和
    for (i = 0; i < n; i++) {
        sum_row = 0;
        for (j = 0; j < n; j++) {
            sum_row += x[i][j];
        }
        if (sum_row != target_sum) return 0;
    }

    // 检查每列和
    for (j = 0; j < n; j++) {
        sum_col = 0;
        for (i = 0; i < n; i++) {
            sum_col += x[i][j];
        }
        if (sum_col != target_sum) return 0;
    }

    return 1;
}

 

 

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思路说明：

1. 先计算主对角线（左上→右下）和副对角线（右上→左下）的元素和，若两者不相等，直接判定不是魔方矩阵；

​

2. 以对角线和为基准值，依次校验每一行的元素和，若任意一行和与基准值不符，判定为非魔方矩阵；

​

3. 再依次校验每一列的元素和，若任意一列和与基准值不符，判定为非魔方矩阵；

​

4. 所有行、列、对角线的元素和均相等，则判定该矩阵为魔方矩阵。