实验四

实验任务1

1.源代码

#include <stdio.h>
#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;
}

2.运行截图

3.问答

1. 内存是否连续存放？
   是连续存放的。
2. x 和 &x[0] 的值相同吗？
   值相同。
3. 二维数组是否按行连续存放？
   是按行连续存放的（行优先存储）。
4. x、x[0] 和 &x[0][0] 的值相同吗？
   三者的地址值相同。
5. x[0] 和 x[1] 相差多少？该差值的含义是什么？
   差值大小：x[1] - x[0] 的数值差是 N * sizeof(int)（本例中 N=4，sizeof(int)=4，差值为 16 字节）。
   x[0]和x[1]相差16字节。差值的含义是二维数组中一整行元素所占用的总内存字节数。

实验任务2

1.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;
}

2.运行截图

3.问答

1.一维数组作为函数参数时（以 input 函数为例），形参和实参的书写格式分别是什么？
形参写法：int x[]
实参写法：直接传入数组名 x
2.input 函数的作用是什么？compute 函数的作用是什么？
input 函数：用于从键盘输入 n 个整数，并把这些数值保存到一维数组 x 里。
compute 函数：用于计算数组中去掉一个最大值和一个最小值之后，剩下所有元素的平均值。

实验任务3

1.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;
}

2.运行结果

3.问答

1.两维数组作为函数参数时（以函数output为例），形参、实参书写形式分别是什么？
形参书写形式为int x[][N]。
实参书写形式直接写数组名 x
2.两维数组作为函数形参时，第二维大小能省略吗？（以函数output为例，试着把形参x[][N]写成x[][]，编译代码，观察编译器是否报错）
不能省略。如果写成[][]，编译器会报错，因为C语言编译器需要知道二维数组每一行的长度，才能在内存中正确计算并定位元素的偏移地址。
3.函数output的功能是？函数init的功能是？
output的功能是以矩阵形式按行输出一个NN的二维数组。init 的功能是将一个NN二维数组中的所有元素都初始化为指定的value值。

实验任务4

1.源代码

#include <stdio.h>
#define N 100
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);      
        ans = median(x, n); 
        printf("ans = %g\n\n", ans);
    }
    return 0;
}
void input(int x[], int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", &x[i]);
    }
}
double median(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;
            }
        }
    }
    if (n % 2 != 0) {
        return x[n / 2];
    }
    else {
        return (x[n / 2 - 1] + x[n / 2]) / 2.0;
    }
}

2.运行截图

实验任务5

1.源代码

#include <stdio.h>
#define N 100
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);

    rotate_to_right(x, n);

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

    return 0;
}
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]);
        }
    }
}
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");
    }
}
void rotate_to_right(int x[][N], int n) {
    int temp[N];
    int i, j;

    for (i = 0; i < n; i++) {
        temp[i] = x[i][n - 1];
    }

    for (j = n - 1; j > 0; j--) {
        for (i = 0; i < n; i++) {
            x[i][j] = x[i][j - 1];
        }
    }

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

2.运行结果

实验任务6

1.源代码

#include <stdio.h>
#define N 100
void dec_to_n(int x, int n); 
int main() {
    int x;

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

    return 0;
}
void dec_to_n(int x, int n) {
    char result[N];
    int count = 0;

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

    while (x > 0) {
        int rem = x % n;
        if (rem < 10) {
            result[count] = rem + '0';
        }
        else {
            result[count] = rem - 10 + 'A';
        }
        count++;
        x = x / n;
    }

    for (int i = count - 1; i >= 0; i--) {
        printf("%c", result[i]);
    }
    printf("\n");
}

2.运行结果

实验任务7

1.源代码

#include <stdio.h>
#define N 100
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;
}
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]);
        }
    }
}
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");
    }
}
int is_magic(int x[][N], int n) {
    int target = n * (n * n + 1) / 2;
    int sum_diag1 = 0, sum_diag2 = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        int sum_row = 0, sum_col = 0;
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            sum_row += x[i][j];
            sum_col += x[j][i];
        }
        if (sum_row != target || sum_col != target) {
            return 0;
        }
        sum_diag1 += x[i][i];
        sum_diag2 += x[i][n - 1 - i];
    }
    if (sum_diag1 != target || sum_diag2 != target) {
        return 0;
    }

    return 1;
}

2.运行结果

3.算法思路

先计算魔方矩阵的标准和：target = n*(n²+1)/2逐行计算每一行的和，判断是否等于标准和。逐列计算每一列的和，判断是否等于标准和。计算主对角线和副对角线的和，判断是否等于标准和。所有条件都满足是魔方矩阵；任意一项不满足不是魔方矩阵

实验任务8

1.源代码

#include <stdio.h>
int main() {
	long long int i, sq, cu;
    for (i = 1; ; i++) {
        sq = i * i;
        cu = i * i * i;

        int counts[10] = { 0 };
        int total_digits = 0;
        int valid = 1;
        long long int temp;
        temp = sq;
        while (temp > 0) {
            counts[temp % 10]++;
            total_digits++;
            temp /= 10;
        }
        temp = cu;
        while (temp > 0) {
            counts[temp % 10]++;
            total_digits++;
            temp /= 10;
        }
        if (total_digits > 10) {
            break;
        }
        if (total_digits == 10) {
            for (int k = 0; k < 10; k++) {
                if (counts[k] != 1) {
                    valid = 0;
                    break;
                }
            }
            if (valid) {
                printf("Found: %lld\n", i);
                printf("Square: %lld\n", sq);
                printf("Cube: %lld\n", cu);
                break;
                }
            }
        }
        return 0;
}

2.运行结果

3.算法思路

从 1 开始逐个遍历整数，无限循环检查每一个数 i。计算当前数的平方和立方：sq = ii，cu = ii*i。拆分平方和立方的每一位数字，用数组统计 0~9 每个数字出现的次数，并统计总位数。提前终止条件：如果平方 + 立方总位数超过 10 位，直接退出循环（不可能满足条件）。判断条件：总位数恰好等于 10 位0~9 每个数字都只出现 1 次满足条件就输出这个数、它的平方和立方，然后结束程序。