实验5

实验5

task1

task1_1

#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_s("%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];
}

1. 函数 find_min_max 功能是？

功能是找到输入五个数据中的最大值和最小值，并且保存在min和max变量中。

2. "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？

pmin指针变量指向min变量，pmax指针变量指向max变量。

task1_2

#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_s("%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];
}

1. 函数 find_max 功能是？返回的是什么？

功能是得出输入五个值中的最大值，返回的是数组x[ N]中最大值所在的地址。

2. 函数 find_max 改写成以下代码，可以实现同样功能吗？如果不可以，请给出你的理由。

可以。

task1_3

#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_s("%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* ptr = &x[0];
    int i;

    for (i = 0; i < n; ++i)
        if (x[i] > *ptr)
            ptr = &x[i];

    return ptr;
}

 

task2

task2_1

#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_s(tmp, s1);
    strcpy_s(s1, s2);
    strcpy_s(s2, tmp);

    printf("\nafter swap: \n");
    printf("s1: %s\n", s1);
    printf("s2: %s\n", s2);

    return 0;
}

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？

数组s1大小为80，sizeof(s1)计算的是s1整个数组的大小，strlen(s1)统计的是该数组中有效字符有多少个。

问题2：line7代码，能否替换成以下写法？如果不能，写出原因。

不能，因为当定义char si[N]的时候s1就指向数组s1{N}的首个地址了，是一个定值，不能再指向其他地址。

问题3：line19-21执行后，字符数组s1和s2中的内容是否交换？

交换了。

task2_2

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

int main() {
    const char *s1;
    s1 = "Learning makes me happy";
    const char *s2;
    s2 = "Learning makes me sleepy";
    const 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;
}

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？

s1中存放的是Learningmakes me happy该字符串首个字符所在地址，sizeof(s1)计算的是s1该指针大小，strlen(s1)统计的是s1指向字符串中有效字符长度。

问题2：line6代码能否替换成下面的写法？对比task2_1.c中的line6, 说明二者的语义区别。

可以。task2_1中line6是将一串字符赋予到字符型数组s1[N]中，而task2_2中是将一串字符串首个字符所在地址赋予s1这个指针。

task3

#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;
}

int (*ptr)[4];中，标识符ptr表示的语义是什么？

ptr语义是指向包含四个int元素一维数组的指针。

int *ptr[4]; 中，标识符ptr表示的语义是什么？

ptr语义是包含四个int元素的一维数组。

task4

#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++;
    }
}

1. 函数 replace 的功能是？

功能是将text[N]中所有与old_char相同的字符替换成new_char对应的字符。

2. line24, 圆括号里循环条件可以写成 *str != '\0' 吗？

可以。

task5

#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: "), fgets(str,N,stdin) != 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;
}

char* str_trunc(char* str, char x) {
    for (int i = 0;i < N; ++i)
        if (str[i] == x)
            str[i] = '\0';
    return str;
}

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？line18在这里的作用是什么？

第一次输入正常，第二次未等输入字符就输出，输出为空，第三次也未等输入字符就输出，输出与原字符串相比少了首个字符，这是因为缓冲区留下了\n，line18作用是清楚缓冲区里的\n。

task6

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

int check_id(const char* str); // 函数声明

int main()
{
    const 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;
}


int check_id(const char* str) {
    for (int i = 0; i < 18; ++i)
        if ((str[i] >= '0' && str[i] <= '9') != 1)
            if ((i == 17 && str[i] == 'X') != 1)
                return 0;
    return 1;
}

 

task7

#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: ");
    fgets(words,N,stdin);

    printf("输入n: ");
    scanf_s("%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;
}

void encoder(char* str, int n) {
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') 
            str[i] = (str[i] - 'a' + n) % 26 + 'a';
        else if(str[i] >= 'A' && str[i] <= 'Z')
            str[i] = (str[i] - 'A' + n) % 26 + 'A';
    }
}        


void decoder(char* str, int n) {
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z')
            str[i] = (str[i] - 'a' - n + 26) % 26 + 'a';
        else if (str[i] >= 'A' && str[i] <= 'Z')
            str[i] = (str[i] - 'A' - n + 26) % 26 + 'A';
    }
}

 

task8

task8_1

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

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

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

    return 0;
}

 

task8_2

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

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

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

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

    return 0;
}

实验总结

1.task2中要用strcpy_s,而不能直接用strcpy，strcpy_s会先检查几个前提条件：◦ dest 和 src 都不能是空指针。◦ dest_size 必须大于0，而且不能超过目标缓冲区的实际大小。◦ src 的长度（包括 '\0'）必须小于 dest_size。这样能够防止缓冲区溢出。

2.task2里要给指向字符串常量的指针加const有三个原因：1. 让类型匹配，消除编译器报错；2. 强制编译器帮你检查，防止你不小心修改只读内存导致程序崩溃；3. 明确表达你的意图：这个指针指向的内容是不可修改的。

3.task5中不能直接用gets(),而要用fgets(str,N,stdin)，其中 str：读取的内容要存到哪里（字符数组） N：最多读取多少个字符（包含结束符）stdin：从哪里读取（也就是 stdin），其中stdin 是 C 标准库定义的文件指针（FILE* 类型），默认指向你的键盘输入。 fgets 替代gets是因为 gets 只能从 stdin 读，没法限制长度，容易溢出。而fgets 可以指定读取长度，也可以选择从文件或 stdin 读，安全又灵活。

4.总结：vs2010和vs2026各有各的麻烦，统统打飞（bushi），vs2026对安全性的审查更加严格，对缓冲区溢出等安全隐患做了更加细致的要求（但是也更麻烦了doge）。