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C语言程序设计(第4版)课后答案正确性如何验证？

99ANYc3cd6
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以下答案和解析是为学习和参考目的而提供的，直接复制粘贴代码而不理解其原理，对编程学习毫无益处，强烈建议您先独立思考，尝试自己编写代码，遇到困难时再参考以下内容，以查漏补缺，编程能力的提升来自于大量的练习和思考。

c 语言程序设计(第4版)课后答案
（图片来源网络，侵删）

本书由谭浩强老师编写，是国内非常经典的C语言入门教材，由于不同出版社、不同印刷版本的课后习题顺序和内容可能存在细微差异，以下答案将按照最广泛流传的版本进行组织。

第1章 C语言概述

本章主要考察对C语言基本概念的理解,通常以简答题为主。

1 什么是结构化程序设计？它的主要特点是什么？

  • 答： 结构化程序设计是一种编程思想和方法，旨在使程序结构清晰、可读性强、易于调试和维护。
  • 主要特点：
    1. 自顶向下： 将一个复杂的大问题分解成若干个相对独立的小问题，再逐步细化小问题。
    2. 逐步求精： 对每个小问题，再进一步分解成更简单的功能模块，直到可以用基本的、简单的语句实现。
    3. 模块化设计： 程序由若干个功能模块（函数）组成，每个模块负责一个特定的功能，模块之间接口清晰。
    4. 使用三种基本结构： 任何复杂的程序都可以由顺序结构、选择结构（分支结构）和循环结构这三种基本结构组合而成。

2 写出一个C程序的基本结构。

c 语言程序设计(第4版)课后答案
（图片来源网络，侵删）

  • 答： 一个完整的C程序通常包括：

    1. 包含头文件： 使用 #include 指令引入标准库或其他头文件。
    2. 主函数： main() 函数是程序的入口点，程序从这里开始执行。
    3. 变量声明： 在函数内部声明需要用到的变量。
    4. 执行语句： 由各种表达式、函数调用等组成的语句序列，完成具体功能。
    5. 返回值： main() 函数结尾通常使用 return 语句返回一个状态码（0表示成功）。

  • 示例：

    #include <stdio.h> // 包含标准输入输出库
int main() // 主函数
{
    // 变量声明
    int a = 10;
    int b = 20;
    int sum;
    // 执行语句
    sum = a + b;
    printf("The sum is: %d\n", sum); // 调用printf函数输出结果
    return 0; // 返回0，表示程序正常结束
}

第2章 数据类型、运算符与表达式

本章是C语言的基础,重点考察变量、数据类型、运算符的使用。

1 请将以下数学表达式写成C语言表达式。

c 语言程序设计(第4版)课后答案
（图片来源网络，侵删）
  • 原式：(a+b)/(c-d)
  • C语言表达式： (a + b) / (c - d)
    • 注意： 当 c-d 的结果为0时，程序会因除零错误而崩溃，在实际编程中需要增加判断。

2 分析以下程序的输出结果。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int x = 10, y = 20;
    int z = x++ + y++; // x=10, y=20
    printf("x=%d, y=%d, z=%d\n", x, y, z); // x=11, y=21, z=30
    return 0;
}
  • 输出结果：
    x=11, y=21, z=30
  • 解析：
    • x++ 和 y++ 都是后置自增，在表达式中，它们会先使用当前值（x=10, y=20）进行计算，计算完成后再自增。
    • z = 10 + 20，z 的值是 30。
    • 表达式计算完毕后,x 自增为 11，y 自增为 21。

3 写一个程序，从键盘输入一个大写字母，将其转换为小写字母后输出。

  • 思路： 利用ASCII码的规律，大写字母的ASCII码值比对应的小写字母小32。'A'的ASCII码是65，'a'的ASCII码是97。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
int main()
{
    char upper_char, lower_char;
    printf("Please input an uppercase letter: ");
    scanf("%c", &upper_char); // 输入一个大写字母
    lower_char = upper_char + 32; // 转换为小写
    printf("The lowercase letter is: %c\n", lower_char);
    return 0;
}

第3章 顺序与选择结构

本章重点考察 if-else、switch 语句的使用。

1 编写程序，判断一个整数是奇数还是偶数。

  • 思路： 判断一个数能否被2整除，如果能，是偶数；否则，是奇数，可以使用取模运算符 。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
int main()
{
    int num;
    printf("Please input an integer: ");
    scanf("%d", &num);
    if (num % 2 == 0)
    {
        printf("%d is an even number.\n", num);
    }
    else
    {
        printf("%d is an odd number.\n", num);
    }
    return 0;
}

2 使用 switch 语句，根据输入的数字（1-7）输出对应的星期几。

  • 思路： switch 语句非常适合处理多分支情况，注意 case 后的值必须是常量，且 switch 表达式的类型要与 case 后的类型匹配，最后加一个 default 分支处理非法输入。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
int main()
{
    int day;
    printf("Please input a number (1-7): ");
    scanf("%d", &day);
    switch (day)
    {
        case 1:  printf("Monday\n"); break;
        case 2:  printf("Tuesday\n"); break;
        case 3:  printf("Wednesday\n"); break;
        case 4:  printf("Thursday\n"); break;
        case 5:  printf("Friday\n"); break;
        case 6:  printf("Saturday\n"); break;
        case 7:  printf("Sunday\n"); break;
        default: printf("Invalid input! Please enter a number between 1 and 7.\n"); break;
    }
    return 0;
}
    • 注意： 每个 case 后的 break; 语句非常重要，用于跳出 switch 结构，如果没有 break，程序会继续执行下一个 case。

第4章 循环结构

本章重点考察 for、while、do-while 循环以及 break、continue 的使用。

1 求 1 到 100 之间所有偶数的和。

  • 思路1： 使用 for 循环，从1到100遍历，用 if 判断是否为偶数，如果是则累加。

  • 思路2（更高效）： 观察可知，1到100的偶数是一个等差数列（2, 4, 6, ..., 100），可以直接让循环变量从2开始，步长为2。

  • 代码（思路2）：

    #include <stdio.h>
int main()
{
    int sum = 0;
    for (int i = 2; i <= 100; i += 2)
    {
        sum += i;
    }
    printf("The sum of even numbers from 1 to 100 is: %d\n", sum);
    return 0;
}

2 打印出所有的“水仙花数”，水仙花数是指一个三位数，其各位数字立方和等于它本身，153 = 1³ + 5³ + 3³。

  • 思路： 使用 for 循环遍历所有的三位数（100-999），对于每个数，分离出其百位、十位和个位，然后计算它们的立方和，并与原数比较。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
int main()
{
    int i, a, b, c;
    printf("Narcissistic numbers between 100 and 999 are:\n");
    for (i = 100; i < 1000; i++)
    {
        a = i / 100;       // 百位
        b = (i / 10) % 10; // 十位
        c = i % 10;        // 个位
        if (i == a*a*a + b*b*b + c*c*c)
        {
            printf("%d\n", i);
        }
    }
    return 0;
}

第5章 函数

本章重点考察函数的定义、声明、调用、参数传递（值传递）、函数的嵌套与递归。

1 编写一个函数 is_prime(int n)，判断一个整数 n 是否为素数（质数），在 main 函数中调用该函数，并输出100以内的所有素数。

  • 思路： 素数是指只能被1和它本身整除的大于1的自然数，判断一个数 n 是否为素数，只需用2到 sqrt(n) 之间的整数去试除即可，如果有一个能整除，则不是素数。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
#include <math.h> // 需要包含此头文件以使用sqrt函数
// 函数声明
int is_prime(int n);
int main()
{
    printf("Prime numbers between 1 and 100 are:\n");
    for (int i = 2; i <= 100; i++)
    {
        if (is_prime(i))
        {
            printf("%d ", i);
        }
    }
    printf("\n");
    return 0;
}
// 函数定义
int is_prime(int n)
{
    if (n <= 1)
    {
        return 0; // 1和负数、0都不是素数
    }
    for (int i = 2; i <= sqrt(n); i++)
    {
        if (n % i == 0)
        {
            return 0; // 如果能被整除，则不是素数
        }
    }
    return 1; // 否则是素数
}

2 使用递归方法计算斐波那契数列的第n项，斐波那契数列定义：F(1)=1, F(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n>2)。

  • 思路： 递归的精髓在于找到“递归出口”（基本情况）和“递归规则”（调用自身）。

    • 递归出口： 当 n == 1 或 n == 2 时，返回1。
    • 递归规则： 当 n > 2 时，返回 fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
// 函数声明
int fibonacci(int n);
int main()
{
    int n;
    printf("Please input the term number n: ");
    scanf("%d", &n);
    if (n <= 0)
    {
        printf("Invalid input! n must be a positive integer.\n");
    }
    else
    {
        printf("The %dth term of Fibonacci sequence is: %d\n", n, fibonacci(n));
    }
    return 0;
}
// 函数定义
int fibonacci(int n)
{
    if (n == 1 || n == 2)
    {
        return 1;
    }
    else
    {
        return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
    }
}
    • 注意： 递归方法虽然简洁，但对于较大的 n 值效率很低，因为存在大量的重复计算，在实际应用中，通常使用循环或动态规划来优化。

第6章 数组

本章重点考察一维数组、二维数组的定义、初始化、引用以及与循环结合的使用。

1 有一个已排好序的数组，要求输入一个数，按原来排序的规律将它插入到数组中。

  • 思路：

    1. 找到该数在数组中应插入的位置 i（即第一个大于等于该数的位置）。
    2. 将从位置 i 开始到数组末尾的所有元素都向后移动一位。
    3. 将新数放入位置 i。

  • 代码（假设为升序排列）：

    #include <stdio.h>
#define N 10 // 定义数组初始大小
int main()
{
    int a[N + 1] = {1, 4, 6, 9, 13, 16, 28, 40, 100}; // 初始数组，留一个空位
    int len = 9; // 当前数组长度
    int num, i, j;
    printf("The original array is:\n");
    for (i = 0; i < len; i++)
    {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    printf("\n");
    printf("Please input a number to insert: ");
    scanf("%d", &num);
    // 1. 找到插入位置
    for (i = 0; i < len; i++)
    {
        if (a[i] > num)
        {
            break;
        }
    }
    // 循环结束后，i就是插入位置
    // 2. 将后面的元素后移
    for (j = len; j > i; j--)
    {
        a[j] = a[j - 1];
    }
    // 3. 插入新元素
    a[i] = num;
    len++; // 数组长度增加1
    printf("The array after insertion is:\n");
    for (i = 0; i < len; i++)
    {
        printf("%d ", a[i]);
}
    printf("\n");
    return 0;
}

2 将一个3x3的矩阵转置。

  • 思路： 矩阵转置即将行和列互换，对于方阵，只需遍历矩阵的上三角（或下三角）部分，将 a[i][j] 和 a[j][i] 交换即可。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
#define N 3
int main()
{
    int a[N][N] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
    int i, j, temp;
    printf("Original matrix:\n");
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        for (j = 0; j < N; j++)
        {
            printf("%d ", a[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    // 转置操作
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        for (j = i + 1; j < N; j++) // 注意：j从i+1开始，避免交换两次又变回去
        {
            temp = a[i][j];
            a[i][j] = a[j][i];
            a[j][i] = temp;
        }
    }
    printf("\nTransposed matrix:\n");
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        for (j = 0; j < N; j++)
        {
            printf("%d ", a[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

第7章 指针

本章是C语言的难点和重点,考察指针的定义、指针与数组、指针与函数、指针数组等。

1 使用指针变量将数组 a 中的n个整数按相反顺序存放。

  • 思路： 定义一个指向数组首元素的指针 p_start 和一个指向数组最后一个元素的指针 p_end，交换它们所指向的元素，p_start 向后移动，p_end 向前移动，直到两个指针相遇或交错。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
void reverse_array(int *arr, int n);
int main()
{
    int a[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
    int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
    printf("Original array:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    printf("\n");
    reverse_array(a, n);
    printf("Reversed array:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}
void reverse_array(int *arr, int n)
{
    int *p_start = arr;
    int *p_end = arr + n - 1;
    int temp;
    while (p_start < p_end)
    {
        // 交换元素
        temp = *p_start;
        *p_start = *p_end;
        *p_end = temp;
        // 移动指针
        p_start++;
        p_end--;
    }
}

2 编写一个函数 str_copy(char *dest, const char *src)，将字符串 src 复制到字符串 dest 中。

  • 思路： 使用两个指针分别指向源字符串和目标字符串的起始位置，遍历源字符串，将每个字符复制到目标字符串中，直到遇到字符串结束符 \0，在目标字符串末尾手动添加 \0。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
void str_copy(char *dest, const char *src);
int main()
{
    char src[] = "Hello, World!";
    char dest[50]; // 确保目标数组足够大
    str_copy(dest, src);
    printf("Source string: %s\n", src);
    printf("Copied string: %s\n", dest);
    return 0;
}
void str_copy(char *dest, const char *src)
{
    while (*src != '\0')
    {
        *dest = *src;
        dest++;
        src++;
    }
    *dest = '\0'; // 别忘了添加字符串结束符
}

第8章 结构体与共用体

本章重点考察结构体类型的定义、结构体变量的初始化和成员访问。

1 定义一个结构体变量（包括年、月、日），计算该日期是本年度的第几天。

  • 思路：

    1. 定义一个包含 year, month, day 成员的结构体 Date。
    2. 创建一个数组来存储每个月的天数（注意2月要考虑闰年）。
    3. 遍历输入的月份,将前 month-1 个月的天数累加起来，最后加上输入的 day。
    4. 判断闰年：能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除的年份是闰年。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
// 定义结构体
struct Date
{
    int year;
    int month;
    int day;
};
// 判断是否为闰年
int is_leap_year(int year)
{
    if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
    {
        return 1;
    }
    return 0;
}
int main()
{
    struct Date date;
    int days_in_month[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
    int day_of_year = 0;
    printf("Please input date (year month day, e.g., 2025 10 26): ");
    scanf("%d %d %d", &date.year, &date.month, &date.day);
    // 如果是闰年，2月有29天
    if (is_leap_year(date.year))
    {
        days_in_month[1] = 29;
    }
    // 累加前 month-1 个月的天数
    for (int i = 0; i < date.month - 1; i++)
    {
        day_of_year += days_in_month[i];
    }
    // 加上当月的天数
    day_of_year += date.day;
    printf("It is the %dth day of %d.\n", day_of_year, date.year);
    return 0;
}

第9章 文件

本章重点考察文件的打开、关闭、读写操作。

1 从键盘输入一行字符，将其写入到一个名为 test.txt 的文本文件中，然后再从该文件中读出并显示在屏幕上。

  • 思路：

    1. 使用 fopen("test.txt", "w") 以写入模式打开文件。
    2. 使用 getchar() 或 fgets() 从键盘读取一行字符。
    3. 使用 fputs() 或 fprintf() 将字符写入文件。
    4. 使用 fclose() 关闭文件。
    5. 再次使用 fopen("test.txt", "r") 以读取模式打开文件。
    6. 使用 fgets() 或 fscanf() 从文件中读取内容。
    7. 使用 printf() 将内容显示在屏幕上。
    8. 再次关闭文件。

  • 代码：

    #include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    FILE *fp;
    char str[256];
    // --- 写入文件 ---
    fp = fopen("test.txt", "w"); // 以写入模式打开文件
    if (fp == NULL)
    {
        printf("Cannot open file for writing.\n");
        return 1;
    }
    printf("Please input a string to write to file: ");
    // 使用 fgets 读取一行，包括空格
    fgets(str, sizeof(str), stdin);
    fputs(str, fp); // 将字符串写入文件
    fclose(fp);     // 关闭文件
    // --- 读取文件 ---
    fp = fopen("test.txt", "r"); // 以读取模式打开文件
    if (fp == NULL)
    {
        printf("Cannot open file for reading.\n");
        return 1;
    }
    printf("\nContent read from file:\n");
    // 使用 fgets 读取一行
    while (fgets(str, sizeof(str), fp) != NULL)
    {
        printf("%s", str);
    }
    fclose(fp); // 关闭文件
    return 0;
}

希望这些答案和解析对您有帮助！祝您学习顺利！

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