华中科技大学C语言程序设计基础部分

C语言程序设计 实验报告

专业 班级 日期 11月26日 成绩 实验组别 第 3(2.7) 次实验 指导教师 李开 学生姓名 学号 同组人姓名

实验名称 数组实验

一、实验目的

（1）掌握数组的说明、初始化和使用。

（2）掌握一维数组作为函数参数时实参和形参的用法。

（3）掌握字符串处理函数的设计，包括串操作函数及数字串与数之间转换函数实现算法。

（4）掌握基于分治策略的二分查找算法和选择法排序算法的思想，以及相关算法的实现。

二、实验任务

1．源程序改错

下面程序用来将数组a中元素按升序排序后输出。分析程序中存在的问题，并对程序进行修改，使之能够正确完成任务。

#include<stdio.h>

void main(void)

{

int a[10] = {27, 13, 5, 32, 23, 3, 17, 43, 55, 39};

void sort(int [],int);

int i;

sort(a[0],10);

for(i = 0; i < 10; i++)

printf("%6d",a[i]);

printf("\n");

}

void sort(int b[], int n)

{

int i, j, t;

for (i = 0; i < n - 1; i++)

for ( j = 0; j < n - i - 1; j++)

if(b[j] < b[j+1])

t = b[j], b[j] = b[j+1], b[j+1] = t;

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}

2. 源程序完善、修改、替换

（1）下面程序用于求解瑟夫问题。M个人围成一圈，从第一个人开始依次从1至N循环报数，每当报数为N时报数人出圈，直到圈中只剩下一个人为止。请在下划线处填写合适的代码来完善该程序。

#include<stdio.h>

#define M 10

#define N 3

void main(void)

{

int a[M], b[M]; /*数组a存放圈中人的编号，数组b存放出圈人的编号*/ int i, j, k;

for(i = 0; i < M; i++) /*对圈中人按顺序编号1—M*/

a[i] = i + 1;

for(i = M, j = 0; i > 1; i--){

/*i表示圈中人个数，初始为M个，剩1个人时结束循环；j表示当前报数人的位置*/

for(k = 1; k <= N; k++) /*1至N报数*/

if(++j > i - 1) j = 0;/*最后一个人报数后第一个人接着报，形成一个圈*/ b[M-i] = j? a[j-1] : a[i-1] ; /*将报数为N的人的编号存入数组b*/

if(j)

for(k = --j; k < i; k++) /*压缩数组a，使报数为N的人出圈*/ a[k]=a[k+1] ;

}

for(i = 0;i < M – 1; i++) /*按次序输出出圈人的编号*/

printf(“%6d”, b[i]);

printf(“%6d\n”, a[0]); /*输出圈中最后一个人的编号*/ }

（2）上面程序用数组元素的值表示圈中人的编号，每当有人出圈时都要压缩数组，这种算法不够精炼。如果采用做标记的办法，即每当有人出圈时对相应数组元素做标记，省掉压缩数组的时间，这样处理效率更高一些。请采用做标记的办法修改（1）中程序，使修改后的程序与（1）中程序具有相同的功能。

3．跟踪调试

#include<stdio.h>

void strncat(char [],char [],int);

void main(void)

{

char a[50]="The adopted symbol is ",b[27]="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"; strncat(a, b, 4);

printf("%s\n",a);

}

void strncat(char s[],char t[], int n)

{

int i = 0, j;

while(s[i++]) ;

for(j = 0; j < n && t[j];)

s[i++] = t[j++];

s[i] = '\0';

}

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函数strncat(s,t,n)本来应该将字符数组t的前n个字符连接到字符数组s中字符串的尾部。但函数strncat在定义时代码有误，不能实现上述功能。按下面的要求进行操作，回答问题并排除错误。

（1）单步执行。进入函数strncat后观察表达式s、t和i。当光条落在for语句所在行时，i为何值？当光条落在strncat函数块结束标记（右花括号 }）所在行时, s、t分别为何值？

（2）分析函数出错的原因，排除错误，使函数正确实现功能，最后写出程序的输出结果。

4．程序设计

（1）编写程序从键盘读取数据，对一个3 4矩阵进行赋值，求其转置矩阵，然后输出原矩阵和转置矩阵。

（2）输入一个整数，将它在内存中二进制表示的每一位转换成为对应的数字字符，存放到一个字符数组中，然后输出该整数的二进制表示。

（3）输入n个学生的姓名和C语言课程的成绩，将成绩按从高到低的次序排序，姓名同时作相应调整，输出排序后学生的姓名和C语言课程的成绩。然后，输入一个C语言课程成绩值，用二分查找进行搜索。如果查找到有该成绩，输出该成绩同学的姓名和C语言课程的成绩；否则输出提示“not found!”。

5．选做题

（1）编写函数strnins(s,t,n)。它将字符数组 t中的字符串插入到字符数组 s中字符串的第n个字符的后面。

（2）八皇后问题，在8*8方格国际象棋盘上放置8个皇后，任意两个皇后不能位于同一行、同一列或同一斜线（正斜线或反斜线）上，输出所有可能的放法。

三、实验步骤及结果

（要求给出源程序和程序运行结果。另外，根据实验内容，记录编辑、编译、链接、调试程序的操作过程和实验现象）

1．源程序改错

下面程序用来将数组a中元素按升序排序后输出。分析程序中存在的问题，并对程序进行修改，使之能够正确完成任务。

#include<stdio.h>

void main(void)

{

int a[10] = {27, 13, 5, 32, 23, 3, 17, 43, 55, 39};

void sort(int [],int);

int i;

sort(a[0],10);

for(i = 0; i < 10; i++)

printf("%6d",a[i]);

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printf("\n");

}

void sort(int b[], int n)

{

int i, j, t;

for (i = 0; i < n - 1; i++)

for ( j = 0; j < n - i - 1; j++)

if(b[j] < b[j+1])

t = b[j], b[j] = b[j+1], b[j+1] = t;

}

2. 源程序完善、修改、替换

（1）下面程序用于求解瑟夫问题。M个人围成一圈，从第一个人开始依次从1至N循环报数，每当报数为N时报数人出圈，直到圈中只剩下一个人为止。请在下划线处填写合适的代码来完善该程序。

#include<stdio.h>

#define M 10

#define N 3

void main(void)

{

int a[M], b[M]; /*数组a存放圈中人的编号，数组b存放出圈人的编号*/ int i, j, k;

for(i = 0; i < M; i++) /*对圈中人按顺序编号1—M*/

a[i] = i + 1;

for(i = M, j = 0; i > 1; i--){

/*i表示圈中人个数，初始为M个，剩1个人时结束循环；j表示当前报数人的位置*/

for(k = 1; k <= N; k++) /*1至N报数*/

if(++j > i - 1) j = 0;/*最后一个人报数后第一个人接着报，形成一个圈*/ b[M-i] = j? : ; /*将报数为N的人的编号存入数组b*/

if(j)

for(k = --j; k < i; k++) /*压缩数组a，使报数为N的人出圈*/ ;

}

for(i = 0;i < M – 1; i++) /*按次序输出出圈人的编号*/

printf(“%6d”, b[i]);

printf(“%6d\n”, a[0]); /*输出圈中最后一个人的编号*/ }

（2）上面程序用数组元素的值表示圈中人的编号，每当有人出圈时都要压缩数组，这种算法不够精炼。如果采用做标记的办法，即每当有人出圈时对相应数组元素做标记，省掉压缩数组的时间，这样处理效率更高一些。请采用做标记的办法修改（1）中程序，使修改后的程序与（1）中程序具有相同的功能。

3．跟踪调试

#include<stdio.h>

void strncat(char [],char [],int);

void main(void)

{

char a[50]="The adopted symbol is ",b[27]="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"; strncat(a, b, 4);

printf("%s\n",a);

}

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void strncat(char s[],char t[], int n)

{

int i = 0, j;

while(s[i++]) ;

for(j = 0; j < n && t[j];)

s[i++] = t[j++];

s[i] = '\0';

}

函数strncat(s,t,n)本来应该将字符数组t的前n个字符连接到字符数组s中字符串的尾部。但函数strncat在定义时代码有误，不能实现上述功能。按下面的要求进行操作，回答问题并排除错误。

（1）单步执行。进入函数strncat后观察表达式s、t和i。当光条落在for语句所在行时，i为何值？当光条落在strncat函数块结束标记（右花括号 }）所在行时, s、t分别为何值？

(1)

i=23

s,t值如下图所示

（2）分析函数出错的原因，排除错误，使函数正确实现功能，最后写出程序的输出结果。

#include<stdio.h>

void strncat(char s[],char t[],int n);

int main(void)

{

char a[50]="The adopted symbol is ",b[27]="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";

strncat(a, b, 4);

printf("%s\n",a);

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}

void strncat(char s[],char t[], int n)

{

int i = 0, j;

while(s[i++]) ;

for(j = 0; j < n && t[j];i++,j++)

{

s[i-1] = t[j];

}

}

4．程序设计

（1）编写程序从键盘读取数据，对一个3 4矩阵进行赋值，求其转置矩阵，然后输出原矩阵和转置矩阵。

#include<stdio.h>

int main(void)

{

int a[3][4],b[4][3],i,t;

for(i=0;i<3;i++)

{

for(t=0;t<4;t++)

scanf("%d",&a[i][t]);

}

for(i=0;i<4;i++)

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for(t=0;t<3;t++)

{

b[i][t]=a[t][i];

}

}

printf("input a\n");

for(i=0;i<3;i++)

{

for(t=0;t<4;t++)

printf("%6d",a[i][t]);

printf("\n");

}

printf("now input b\n");

for(i=0;i<4;i++)

{

for(t=0;t<3;t++)

printf("%6d",b[i][t]);

printf("\n");

}

return 0;

}

（2）输入一个整数，将它在内存中二进制表示的每一位转换成为对应的数字字符，存放到一个字符数组中，然后输出该整数的二进制表示。

#include<stdio.h>

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int main(void)

{

int n,i,t,s=0,a[50];

printf("input an int number as you like!\n");

scanf("%d",&n);

for(;n!=0;s++)

{

i=n%2;

n=n/2;

a[s]=i;

}

for(t=s-1;t>=0;t--)

printf("%4d",a[t]);

return 0;

}

（3）输入n个学生的姓名和C语言课程的成绩，将成绩按从高到低的次序排序，姓名同时作相应调整，输出排序后学生的姓名和C语言课程的成绩。然后，输入一个C语言课程成绩值，用二分查找进行搜索。如果查找到有该成绩，输出该成绩同学的姓名和C语言课程的成绩；否则输出提示“not found!”。

#include<stdio.h>

#define M 3

int search(float m,float b[]);

void sort(char *a,float b[],int n);

int main(void)

{

char a[M][30];

float b[M];

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int i;

for(i=0;i<M;i++)

{

printf("input name\n");

scanf("%s",a[i]);

printf("input the grades\n");

scanf("%f",&b[i]);

}

sort(a[0],b,M);

for(i=0;i<M;i++)

{

printf("Name:%s ",a[i]);

printf("%f\n",b[i]);

}

float t;

printf("Search By Grades!\n");

scanf("%f",&t);

if(search(t,b)==0)

{

printf("not found!\n");

}

else

{ printf("The person is %s\n",a[search(t,b)]);

printf("And his grades are %f\n",b[search(t,b)]);

}

return 0;

}

void sort(char a[],float b[],int n)

{

int o,k;

for(o=0;o<n;o++)

{

char s;

for(k=0;k<n-o-1;k++)

{

if(b[k]>b[k+1])

{

b[k]=b[k]+b[k+1],b[k+1]=b[k]-b[k+1],b[k]=a[k]-b[k+1];

s=a[k];a[k]=a[k+1];a[k+1]=s;

}

}

}

}

int search(float m,float b[])

{

int low=0,high=M-1,mid;

while(b[low]<=b[high])

{

mid=(low+high)/2;

if(m==b[mid])

return mid;

else if(m<b[mid])

high=mid-1;

else

low=mid+1;}

return 0;

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}

5．选做题

（1）编写函数strnins(s,t,n)。它将字符数组 t中的字符串插入到字符数组 s中字符串的第n个字符的后面。

(main函数未写)

char *strnins(char s[],char t[],int n)

{

int i=0,j=0,p,q,r,u;

while(s[i]!='\0')i++;

while(t[j]!='\0')j++;

if(i<n)

printf("n is too big!!!");

else

{

for(p=i+j-1,q=i-1;p>n+j-1;p--,q--)s[p]=s[q];

for(r=n,u=0;r<n+j;r++)s[r]=t[u++];

s[i+j]='\0';

}

return s;

}

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（2）八皇后问题，在8*8方格国际象棋盘上放置8个皇后，任意两个皇后不能位于同一行、同一列或同一斜线（正斜线或反斜线）上，输出所有可能的放法。

#include<stdio.h>

int chess[8][8]={0};

int a[8],b[15],c[15];

int sum=0; //统计所有摆法

void PutQueen(int n)

{

int col,i,j;

for(col=0;col<8;col++)

{

if(a[col]&& b[n+col] && c[n-col+7]) //判断安全位置

{

chess[n][col]=1; //放置皇后

a[col]=0;

b[n+col]=0;

c[n-col+7]=0;

if(n==7)

{

sum++;

printf("THE %d METHODS:\n\n",sum); //输出皇后摆法

for(i=0;i<8;i++){

printf("\n");

for(j=0;j<8;j++)

printf("%d ",chess[i][j]);

printf("\n");

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}

printf("\n\n");

// goto END; //输出第一种摆法 }

else

PutQueen(n+1); //递归

chess[n][col]=0; //取消皇后 b[n+col]=1;

c[n-col+7]=1;

a[col]=1;

}

}

//END: return;

}

int main()

{

int i;

for(i=0;i<8;++i)

a[i]=1;

for(i=0;i<15;++i)

{

b[i]=1;

c[i]=1;

}

PutQueen(0);

printf("THE SUM OF THE EIGHT-QUEEN: %d \n",sum);

return 0;

}

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四、实验体会

好好敲代码，扎扎实实敲代码，脚踏实地，搞懂一切再前行。