实验五

实验任务1

1.源代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#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 = 0; i < n; ++i)
        if(x[i] < *pmin)
            *pmin = x[i];
        else if(x[i] > *pmax)
            *pmax = x[i];
}

2.运行结果

3.问答

Q1: 函数 find_min_max 功能是？

A1: 对一维整型数组遍历查找极值，利用指针形参的间接访问，把最小值、最大值赋值到主函数变量。

Q2: “指针变量使用时必须指向确定地址”。执行到 line45 时，指针变量 pmin、pmax 分别指向什么？

A2: pmin存储主函数变量min的地址，pmax存储主函数变量max的地址。

4.源代码 （1.2）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#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 = 0; i < n; ++i)
        if(x[i] > x[max_index])
            max_index = i;

    return &x[max_index];
}

5.运行结果

6.问答

Q1: 函数 find_max 的功能是？返回的是什么？

A1: find_max 用于求取一维 int 数组的最大值，最终返回最大值对应的内存首地址，返回值为整型指针。

Q2: 函数 find_max 改写成提供代码，可以实现同样功能吗？如果不可以，请给出理由。

A2: 代码改动可行，指针起始绑定数组首地址，遍历对比数值，大数出现则更改指针地址，最终返回的指针存放最大值地址，和下标索引的实现逻辑相同。

实验任务2

1.源代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 80

int main() {
    char s1[N] = "Learning makes me happy";
    char s2[N] = "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;
}

2.运行结果

3.问答

Q1: 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？

A1: 字符数组s1由宏N=80限定存储空间。sizeof(s1)求取数组整体占用内存字节，数值等于数组定义长度 80；strlen()不计'\0'，只统计终止符前有效字符数量，结果是 23。

Q2: line7 代码，能否替换成 char s1[N]; s1 = "Learning makes me happy"; 这种写法？如果不能，写出原因。

A2: 不可直接赋值。s1作为数组首地址属于常量，不能用=接收字符串；如需赋值，要么定义时初始化，要么调用字符串复制函数strcpy。

Q3: line19-21 执行后，字符数组 s1 和 s2 中的内容是否交换？

A3: 正确，strcpy实现字符逐个覆盖拷贝，两个数组内存里的数据被真正交换。

4.源代码 （2.2）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#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;
}

5.运行结果

6.问答

Q1: 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？

A1: 指针s1保存字符串常量首地址，sizeof(s1)求得指针自身占用存储空间，32 位环境占 4 字节、64 位环境占 8 字节；strlen统计指针指向字符串的有效字符数，结果是 23。

Q2: line6 代码能否替换成 char *s1; s1 = "Learning makes me happy"; 这种写法？对比 task2_1.c 中的 line6，说明二者的语义区别。

A2: 二者可以替换。数组写法char s1[N]=...会分配 80 字节数组空间并存入字符串；指针写法char *s1仅创建指针变量，变量保存字符串常量首地址，不会额外开辟空间存储字符串。

Q3: line19-line21，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" 在内存中是否交换？

A3: 交换操作仅改动指针s1、s2内部存储的地址，字符串常量的存储位置与字符数据保持不变，仅变更两个指针的指向对象。

实验任务3

1.源代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#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: 使用指针变量ptr1(指向元素)访问\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: 使用指针变量ptr2(指向一维数组)访问\n");
    for (ptr2 = x; ptr2 < x + 2; ++ptr2) {
        for (j = 0; j < 4; ++j)
            printf("%d ", *(*ptr2 + j));
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

2.运行结果

3.问答

Q1: int (*ptr)[4]; 中，标识符 ptr 表示的语义是什么？

A1: ptr为行指针变量，该指针指向由 4 个整型数据构成的一维数组。

Q2: int *ptr[4]; 中，标识符 ptr 表示的语义是什么？

A2: ptr 由 4 个 int 指针组成，属于指针数组，数组每个元素都是整型指针。

实验任务4

1.源代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#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] = "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++;
    }
}

2.运行结果

3.问答

Q1: 函数 replace 的功能是？

A1: 逐个遍历 str 指向的字符串，把全部 old_char 字符就地替换成 new_char。

Q2: line24，圆括号里循环条件可以改写成 *str != '\0' 吗？

A2:可行。'\0'的 ASCII 值是 0，C 语言中数值 0 视作逻辑假、非零为真，while(str)和while(str!='\0')判定效果完全一致。

实验任务5

1.源代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#define N 80

char *str_trunc(char *str, char x);

int main() {
    char str[N];
    char ch;

    while(printf("输入字符串: "), gets(str) != NULL) {
        printf("输入一个字符: ");
        ch = getchar();

        printf("截断处理...\n");
        str_trunc(str, ch);          // 函数调用

        printf("截断处理后的字符串: %s\n\n", str);
        getchar();
    }

    return 0;
}

// 函数str_trunc定义
// 功能: 对字符串作截断处理，把指定字符自第一次出现及其后的字符全部删除, 并返回字符串地址
char *str_trunc(char *str, char x) {
    char *p = str;

    while(*p) {
        if(*p == x) {
            *p = '\0';
            break;
        }
        p++;
    }

    return str;
}

2.运行结果

3.问答

Q1: 去掉 main 函数 line18 getchar();，重新编译、运行，此时多组输入测试结果有何不同？

A1: 删除该语句后，输入字符并回车，换行符遗留在输入缓冲。下次循环gets直接读入换行，判定为空串，跳过字符串录入。

Q2: line18 在这里的作用是什么？

A2: 读取缓冲区遗留的换行符，清空缓存，避免剩余回车干扰后续字符串读取。

4.算法思路

借助字符指针从字符串起始位置依次遍历比对，若匹配目标字符x，便在当前下标处赋值\0截断字符串，舍弃该字符后续全部内容；全程无匹配时字符串原样保留。

实验任务6

1.源代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 5

int check_id(char *str); // 函数声明

int main()
{
    char *pid[N] = {"31010120000721656X",
                    "3301061996X0203301",
                    "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 len = strlen(str);
    int i;

    if (len != 18)
        return 0;

    for (i = 0; i < 17; ++i) {
        if (str[i] < '0' || str[i] > '9')
            return 0;
    }

    if (!((str[17] >= '0' && str[17] <= '9') || str[17] == 'X'))
        return 0;

    return 1;
}

2.运行结果

3.算法思路

先用strlen核验身份证总长是否 18 位，长度有误直接返回 0；再逐一校验前 17 位，出现非数字字符即刻返回 0；末尾校验第 18 位，仅限数字或大写 X，合规返回 1，不符则返回 0。

实验任务7

1.源代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#define N 80

void encoder(char *str, int n); // 函数声明
void decoder(char *str, int n); // 函数声明

int main() {
    char words[N];
    int n;

    printf("输入英文文本: ");
    gets(words);

    printf("输入n: ");
    scanf("%d", &n);

    printf("编码后的英文文本: ");
    encoder(words, n);          // 函数调用
    printf("%s\n", words);

    printf("对编码后的英文文本解码: ");
    decoder(words, n); // 函数调用
    printf("%s\n", words);

    return 0;
}

/*函数定义
功能：对str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，用其后第n个字符替换; 其它非字母字符，保持不变
*/
void encoder(char *str, int n) {
    int shift = n % 26;

    while (*str) {
        if (*str >= 'a' && *str <= 'z')
            *str = 'a' + (*str - 'a' + shift) % 26;
        else if (*str >= 'A' && *str <= 'Z')
            *str = 'A' + (*str - 'A' + shift) % 26;
        str++;
    }
}

/*函数定义
功能：对str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，用其前面第n个字符替换; 其它非字母字符，保持不变
*/
void decoder(char *str, int n) {
    int shift = n % 26;

    while (*str) {
        if (*str >= 'a' && *str <= 'z')
            *str = 'a' + (*str - 'a' - shift + 26) % 26;
        else if (*str >= 'A' && *str <= 'Z')
            *str = 'A' + (*str - 'A' - shift + 26) % 26;
        str++;
    }
}

2.运行结果

3.算法思路

加密先通过n%26确定有效偏移值，借助字符指针遍历整串字符；小写字母以a为基准循环向后偏移，大写字母以A为基准循环后移，非字母字符不作改动。解密遵循反向规则，字母依照同等偏移数值循环向前移位。

实验任务8

1.源代码

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

int main(int argc, char *argv[]) {
    int i, j;
    char *tmp;

    for (i = 1; i < argc - 1; ++i)
        for (j = 1; j < argc - i; ++j)
            if (strcmp(argv[j], argv[j + 1]) > 0) {
                tmp = argv[j];
                argv[j] = argv[j + 1];
                argv[j + 1] = tmp;
            }

    for (i = 1; i < argc; ++i)
        printf("hello, %s\n", argv[i]);

    return 0;
}

2.运行结果

3.算法思路

程序利用带形参int argc,char *argv[]的主函数接收命令行参数，argv[0]存储程序名称，待排序的姓名数据从argv[1]起始。借助strcmp函数比对相邻姓名字符串的字典大小，采用冒泡排序交换数组内的字符串指针，完成argv[1]~argv[argc-1]升序排布，排序结束后循环逐条打印问候语句。