实验五：数组和指针 张珂瑜
实验五：数组和指针
一、实验任务一
1.实验源代码
// // main.c // task1 // // Created by zky on 2020/12/9. // #include <stdio.h> const int N=3; int main() { int a[N] = {1, 2, 3}; int i; printf("通过数组名及下表直接访问数组元素:\n"); for(i=0; i<N; i++) printf("%p: %d\n", &a[i], a[i]); printf("通过地址间接访问数组元素:\n"); for(i=0; i<N; i++) printf("%p: %d\n", a+i, *(a+i)); return 0; }
2.运行结果截图
3.思考题的回答
Q1:数组元素在内存中是否是连续存放的？
A1:是的。
Q2:对于数组元素及其地址访问，以下访问方式是否是等价的：a+i和a[i]都表示数组元素a[i]的地址,*(a+i)和a[i]都表示数组元素a[i]？
A2:等价。
二、实验任务二
1.程序源代码
// // main.c // task2 // // Created by zky on 2020/12/9. // #include <stdio.h> const int LINE = 2; const int COL = 3; int main() { int a[LINE][COL] = {1,2,3,4,5,6}; int i,j; printf("通过数组名及下标直接访问数组元素:\n"); for(i=0; i<LINE; i++) for(j=0; j<COL; j++) printf("%p: %d\n", &a[i][j], a[i][j]); printf("通过地址间接访问数组元素:\n"); for(i=0; i<LINE; i++) for(j=0; j<COL; j++) printf("%p: %d\n", a[i]+j, *(a[i]+j)); printf("二维地址中a+i表示地址:\n"); for(i=0; i<LINE; i++) printf("a + %d: %p\n", i, a+i); return 0; }
2.运行结果截图
3.思考题的回答
Q1:c语言中，二维数组在内存中是否是按行存放的？
A1:是的。
Q2:对于二维数组元素及其地址的访问，以下方式是否是等价的？a[i]+j和a[i][j]都表示二维数组a[i][j]的地址；*(a[i]+j)和a[i][j]都表示二维数组a[i][j]的地址。
A2:等价。
Q3:对于二维数组a[2][3]，以下方式是否等价？a和&a[0]都表示二维数组第0行的地址；a+1和&a[1]都表示二维数组第一行的地址。
A3: 等价。
三、实验任务三
1.程序源代码
// // main.c // task3 // // Created by zky on 2020/12/9. //使用指针变量间接访问一维数组 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> const int N=3; int main() { int a[N]; int *p,i; // 通过指针变量p，完成数组元素输入 for(p=a; p<a+N; p++) scanf("%d", p); // 通过指针变量p，完成数组元素输出 for(p=a; p<a+N; p++) printf("%d ", *p); printf("\n"); p = a; //通过指针变量p，完成数组元素输入 for(i=0; i<N; i++) scanf("%d", p+i); // 通过指针变量p，完成数组元素输出 for(i=0; i<N; i++) printf("%d ", *(p+i)); printf("\n"); return 0; }
2.运行结果截图
3.思考题的回答
Q1:程序中，指针变量p在使用时是否指向确定的地址？
A1:不，根据给定的不同数值，指针变量p会指向不同的地址。
Q2:程序源码中，line12-13执行完后，指针变量p指向哪里？line16-17执行完后，指针变量p指向哪里？
A2:p均指向a[2]。
Q3:程序源码中，line22-line23执行完后，指针变量p指向哪里？line26-27执行完后，指针变量p指向哪里？
A3:p均指向输入或需要输出的第三个值。
*Q4:对比line16-line17和line26-line27，体会它们通过指针变量间接访问一维数组时的差异和灵活性。
A4:通过指针变量间接访问一维数组时，指向的对象相对自由，并且可以随着指针的推移来改变被指向对象的值，但是直接访问却做不到。
四、实验任务四
1.程序源代码
（改写前）
// // main.c // task4 // // Created by zky on 2020/12/9. //使用指针变量间接访问二维数组 #include <stdio.h> int main() { int a[2][3] = {1,2,3,4,5,6}; int j; int *p; // p是指针变量，存放int型数据的地址 int (*q)[3]; // q是指针变量，存放包含3个元素的一维数组的地址 // 通过指针变量p间接访问，输出二维数组a的元素值 for(p=a[0]; p<a[0]+6; p++) printf("%d ", *p); printf("\n"); // 通过行指针变量q间接访问，输出二维数组a的元素值 for(q=a; q<a+2; q++) for(j=0; j<3; j++) printf("%d ", *(*q+j)); printf("\n"); return 0; }
（改写后）
// 4.2 // // Created by zky on 2020/12/9. //使用指针变量间接访问二维数组 #include <stdio.h> int main() { int a[2][3] = {1,2,3,4,5,6}; int j; int *p; // p是指针变量，存放int型数据的地址 int (*q)[3]; // q是指针变量，存放包含3个元素的一维数组的地址 // 通过指针变量p间接访问，输出二维数组a的元素值 for(p=&a[0][0];p<&a[0][0]+6;p++) printf("%d ", *p); printf("\n"); // 通过行指针变量q间接访问，输出二维数组a的元素值 for(q=a; q<a+2; q++) for(j=0; j<3; j++) printf("%d ", *(*q+j)); printf("\n"); return 0; }
2.运行结果截图
3.思考题的回答
Q1:ex1程序源码中的line11可以改成ex2种的形式吗？
A1:可以。
Q2:程序源码中，line18中，*q+j和*(*q+j)分别表示什么？
A2:*q+j表示二维数组a第0行、j列的数组元素，（*q+j）表示第j行的数组元素。
Q3:结合line11-line12和line16-line18，理解和体会二维数组中，指向数组元素的指针变量p和指向一维数组的指针q有什么不同？
A3:二维数组中指向数组元素的指针变量q的指向对象也是指针，而在一维数组中，q指向的是储存的具体的数值。
Q4:略
A4:A C D E F
五、实验任务五
1.程序ex1补足后的完整源代码
// // main.c // debug // // 练习：使用二分查找，在一组有序元素中查找数据项 // 形参是数组，实参是数组名 #include <stdio.h> const int N=5; int binarySearch(int x[], int n, int item); //函数声明 int main() { int a[N]={2,7,19,45,66}; int i,index, key; printf("数组a中的数据:\n"); for(i=0;i<N;i++) printf("%d ",a[i]); printf("\n"); printf("输入待查找的数据项: "); while(scanf("%d", &key)!=EOF){ //调用函数binarySearch()在数组中查找指定数据项key，并返回查找结果给index index=binarySearch(a, N, key); // xxx if(index>=0) printf("%d在数组中，下标为%d\n", key, index); else printf("%d不在数组中\n", key); printf("输入待查找的数据项："); } return 0; } //函数功能描述 // 使用二分法查找算法在数组x中查找特定值item，数组x大小为n // 如果找到，返回其下标 // 如果没找到，返回-1 int binarySearch(int x[], int n, int item) { int low, high, mid; int ret=-1; int temp; low = 0; high = n-1; while(low <= high) { mid = (low+high)/2; temp=x[mid]; if (x[mid]==item) { ret=mid; break; } else if(x[mid]>item){ high=mid-1; }else{ low=mid+1; } } return ret; }
2.运行测试结果截图
3.程序ex2补足后的完整源代码
// // main.c // 5.2 // //练习：使用二分法查找，在一组有序元素中查找数据项 // 形参是指针变量，实参是数组名 #include <stdio.h> const int N=5; int binarySearch(int *x, int n, int item); // 函数声明 int main() { int a[N]={2,7,19,45,66}; int i,index, key; printf("数组a中的数据:\n"); for(i=0;i<N;i++) printf("%d ",a[i]); printf("\n"); printf("输入: "); while(scanf("%d", &key)!=EOF){ //调用函数binarySearch()在数组a中查找指定数据项key，并返回查找结果给index index=binarySearch(a, N, key); if(index>=0) printf("%d在数组中，下标为%d\n", key, index); else printf("%d不在数组中\n", key); } printf("输入："); return 0; } //函数功能描述 // 使用二分法查找算法再从x中查找特定值item，数组x大小为n //如果找到，返回下标 //如果没找到，返回-1 int binarySearch(int *x, int n, int item) { int low, high, mid; int ret=-1; low = 0; high = n-1; while(low <= high) { mid = (low+high)/2; if ( item == *(x+mid) ){ ret=mid; break; }else if(item < *(x+mid)){ high=mid-1; }else{ low=mid+1; } } return ret; }
4.运行测试结果截图
六、实验任务六
1.程序ex2补足后的完整源代码
// // main.c // 6.2 // //练习：使用选择法对字符串按字典序排序 #include <stdio.h> #include <string.h> const int N = 5; void selectSort(char str[][20], int n ); //函数声明，形参str是二维数组名 int main() { char name[][20] = {"Bob", "Bill", "Joseph", "Taylor", "George"}; int i; printf("输出初始名单:\n"); for(i=0; i<N; i++) printf("%s\n", name[i]); selectSort(name, N); //调用选择法对name数组中的字符串排序 printf("按字典序输出名单:\n"); for(i=0; i<N; i++) printf("%s\n", name[i]); return 0; } //函数定义 //函数功能描述，使用选择法对二维数组str中的n个字符串按字典序排序 void selectSort(char str[][20], int n) { //str[N][20] int i,j,index; char temp[20]=""; int sign; for (i=0; i<n-1; i++) { index=i;//引入index来记录最小元素的下标 for (j=i+1; j<n; j++) { sign=strcmp(str[j], str[index]); if (sign<0) { index=j; } } if (index!=i) { strcpy(temp, str[i]); strcpy(str[i], str[index]); strcpy(str[index], temp); } } }
2.运行测试结果截图
七、实验总结
1.本次实验心得体会：在指针数组或者多维数组有关的程序编写时，很重要的是脑子清楚指针指向的对象和指针内部存储的地址。所以在编写这样的程序时，动笔是很重要的。并且，利用好字符串函数可以大大简化算法，使得字符串有关的算法与普通整型数据的算法相类似。
2.对c语言的新理解和思考
c语言很多时候对于语法的检查并不严格，我所运用的Xcode的语法检查相对严格，运用非常方便，但是考试时用的vc的语法检查不严格，运用也相对不方便，这也就要求我提前熟悉软件。并且关于数据溢出的问题要尤为关注。
