【C语言】学习笔记第9章函数编程题

今天药忘吃喽~ 2024-03-22 10:19 24阅读 0赞

### 【C语言】学习笔记 ###

#### 文章目录 ####

*   *  【C语言】学习笔记
     *   *  第9章 函数
         *   *  编程题

#### 第9章 函数 ####

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函数是 C 程序的构建块。每个函数本质上是一个自带声明和语句的小程序。可以利用函数 把程序划分成小块，这样便于人们理解和修改程序。由于不必重复编写要多次使用的代码，函 数可以使编程不那么单调乏味。此外，函数可以复用：一个函数最初可能是某个程序的一部分， 但可以将其用于其他程序。

##### 编程题 #####

【1】编写程序，要求用户输入一串整数（把这串整数存储在数组中），然后通过调用 selection\_sort 函数来排序这些整数。在给定 n 个元素的数组后，selection\_sort 函数必须做下列工作：

(a) 搜索数组找出最大的元素，然后把它移到数组的最后；

(b) 递归地调用函数本身来对前 n - 1 个数组元素进行排序。

#include <stdio.h>
    
    int selection_sort(int a[], int n) {
        
        if (n == 0) {
        
            return 0;
        }
    
        int max, pos = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
        
            if (a[pos] < a[i]) {
        
                pos = i;
            }
        }
    
        max = a[pos];
        a[pos] = a[n - 1];
        a[n - 1] = max;
    
        return selection_sort(a, n - 1);
    }
    
    int main(void) {
        
    
        int number[5];
        int i = 0;
    
        printf("Enter number to sort: ");
        for (i = 0; i < 5;i++) {
        
            scanf("%d", &number[i]);
        }
    
        for (i = 0; i < 5;i++) {
        
            printf("%3d", number[i]);
        }
    
        selection_sort(number, 5);
    
        printf("\nAfter sort: ");
        for (i = 0; i < 5;i++) {
        
            printf("%3d", number[i]);
        }
    
        return 0;
    }

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【2】修改第 5 章的编程题 5，用函数计算所得税的金额。在输入应纳税所得额后，函数返回税金。

#include<stdio.h>
    
    float calc_tax(float income);
    
    int main(void) {
        
    
        float f;
    
        printf("Enter the taxable income: ");
        scanf("%f", &f);
    
        printf("Tne Tax is %.2f", calc_tax(f));
    
    }
    
    float calc_tax(float income) {
        
    
        float tax;
    
        if (income < 750.0f) {
        
            tax = income * 0.01;
        }
        else if (income < 2250.0f) {
        
            tax = 7.5 + (income - 750) * 0.02;
        }
        else if (income < 3750.0f) {
        
            tax = 37.5 + (income - 2250) * 0.03;
        }
        else if (income < 5250.0f) {
        
            tax = 82.5 + (income - 3750) * 0.04;
        }
        else if (income < 7000.0f) {
        
            tax = 142.5 + (income - 5250) * 0.05;
        }
        else {
        
            tax = 230 + (income - 7000) * 0.06;
        }
    
        return tax;
    
    }

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【3】修改第 8 章的编程题 9，使其包含下列函数：

void generate_random_walk(char walk[10][10]); 
    void print_array(char walk[10][10]);

main 函数首先调用 generate\_random\_walk，该函数把所有数组元素都初始化为字符’.'，然后将 其中一些字符替换为 A~Z 的字母，详见原题的描述。接着，main 函数调用 print\_array 函数来显 示数组。

#include <stdio.h>
    #include <time.h>
    
    void generate_random_walk(char walk[10][10]);
    void print_array(char walk[10][10]);
    
    int main(void) {
        
    
        char map[10][10];
    
        generate_random_walk(map);
        print_array(map);
    
        return 0;
    }
    
    void generate_random_walk(char walk[10][10]) {
        
    
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
            for (int j = 0; j < 10; j++) {
        
                walk[i][j] = '.';
            }
        }
    
        char visited = 'A';
    
        int currentX, currentY;
        int direct[4] = {
         0,0,0,0 };
    
        srand((unsigned int)time(NULL));
    
        int x;
        currentX = currentY = 0;
    
        walk[currentX][currentY] = visited++;
    
        while (1) {
        
    
            int sum = direct[0] + direct[1] + direct[2] + direct[3];
    
            if (visited > 'Z' || sum == 4) {
        
                break;
            }
    
            x = rand() % 4;
            if (x == 0) {
        
                if (currentY == 0 || walk[currentX][currentY - 1] != '.') {
        
                    direct[0] = 1;
                    continue;
                }
                else {
        
                    walk[currentX][--currentY] = visited++;
                    direct[0] = direct[1] = direct[2] = direct[3] = 0;
                }
            }
            else if (x == 1) {
        
                if (currentX == 9 || walk[currentX + 1][currentY] != '.') {
        
                    direct[1] = 1;
                    continue;
                }
                else {
        
                    walk[++currentX][currentY] = visited++;
                    direct[0] = direct[1] = direct[2] = direct[3] = 0;
                }
            }
            else if (x == 2) {
        
                if (currentY == 9 || walk[currentX][currentY + 1] != '.') {
        
                    direct[2] = 1;
                    continue;
                }
                else {
        
                    walk[currentX][++currentY] = visited++;
                    direct[0] = direct[1] = direct[2] = direct[3] = 0;
                }
            }
            else if (x == 3) {
        
                if (currentX == 0 || walk[currentX - 1][currentY] != '.') {
        
                    direct[3] = 1;
                    continue;
                }
                else {
        
                    walk[--currentX][currentY] = visited++;
                    direct[0] = direct[1] = direct[2] = direct[3] = 0;
                }
            }
        }
    }
    
    void print_array(char walk[10][10]) {
        
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
            for (int j = 0; j < 10; j++) {
        
                printf(" %c", walk[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
    }

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【4】修改第 8 章的编程题 16，使其包含下列函数：

void read_word(int counts[26]); 
    bool equal_array(int counts1[26], int counts2[26]);

main 函数将调用 read\_word 两次，每次用于读取用户输入的一个单词。读取单词时，read\_word 用 单词中的字母更新 counts 数组，详见原题的描述。（main 将声明两个数组，每个数组用于一个单 词。这些数组用于跟踪单词中每个字母出现的次数。）接下来，main 函数调用 equal\_array 函数， 以前面提到的两个数组作为参数。如果两个数组中的元素相同（表明这两个单词是变位词）， equal\_array 返回 true，否则返回 false。

#include <stdio.h>
    #include <stdbool.h>
    #include <ctype.h>
    
    void read_word(int counts[26]);
    bool equal_array(int counts1[26], int counts2[26]);
    
    int main(void) {
        
    
        int fwords[26] = {
         0 };
        int swords[26] = {
         0 };
    
        read_word(fwords);
        read_word(swords);
    
        if (equal_array(fwords, swords)) printf("The words are anagrams.");
        else printf("The words are not anagrams.");
    
        return 0;
    }
    
    void read_word(int counts[26]) {
        
        char ch;
    
        printf("Enter the word: ");
        while ((ch = getchar()) != '\n' && isalpha(ch)) counts[toupper(ch) - 'A'] ++;
    }
    
    bool equal_array(int counts1[26], int counts2[26]) {
        
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
        
            if (counts1[i] != counts2[i]) {
        
                return false;
            }
        }
    
        return true;
    }

![在这里插入图片描述][0f3b1d1c16de4406a8d8662acc445f46.png_pic_center]

![在这里插入图片描述][e41a4e3b99c74ca2ba744f32585e4488.png_pic_center]

【5】修改第 8 章的编程题 17，使其包含下列函数：

void create_magic_square(int n, int magic_square[n][n]); 
    void print_magic_square(int n, int magic_square[n][n]);

获得用户输入的数 n 之后，main 函数调用 create\_magic\_square 函数，另一个调用参数是在 main 内部声明的n×n的数组。create\_magic\_square函数用1, 2, …,  n 2 n^2 n2 填充数组，如原题所述。接下来， main 函数调用 print\_magic\_square，按原题描述的格式显示数组。注意：如果你的编译器不支持 变长数组，请把 main 中的数组声明为 99×99 而不是 n×n，并使用下面的原型：

void create_magic_square(int n, int magic_square[99][99]); 
    void print_magic_square(int n, int magic_square[99][99]);

#include <stdio.h>
    
    void create_magic_square(int n, int magic_square[n][n]);
    void print_magic_square(int n, int magic_square[n][n]);
    
    int main(void) {
        
    
        int n;
        printf("This program creates a magic square of a specified size.\n");
        printf("The size must be an odd number between 1 and 99.\n");
        printf("Enter size of magic square: ");
    
        scanf("%d", &n);
    
        int magic[n][n];
    
        create_magic_square(n, magic);
        print_magic_square(n, magic);
    
        return 0;
    }
    
    void create_magic_square(int n, int magic_square[n][n]) {
        
    
        int x = 0, y = n / 2;
    
        for (int i = 0; i < n; i++) {
        
            for (int j = 0; j < n; j++) {
        
                magic_square[i][j] = 0;
            }
        }
    
        for (int k = 1;k <= n * n; k++) {
        
            if (magic_square[x][y] != 0) {
        
                x = (x + 2 + n) % n;
                y = (--y + n) % n;
                magic_square[x][y] = k;
            }
            else {
        
                magic_square[x][y] = k;
            }
            x = (--x + n) % n;
            y = (++y + n) % n;
        }
    }
    
    void print_magic_square(int n, int magic_square[n][n]) {
        
    
        for (int i = 0; i < n; i++) {
        
            for (int j = 0; j < n; j++) {
        
                printf("%d\t", magic_square[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
    
    }

![在这里插入图片描述][4d4d76e343934ab1b1f0d9d4c04cdb29.png_pic_center]

【6】编写函数计算下面多项式的值：

3 x 5 + 2 x 4 − 5 x 3 − x 2 + 7 x − 6 3x^5 + 2x^4 - 5x^3 - x^2 + 7x - 6 3x5\+2x4−5x3−x2\+7x−6

编写程序要求用户输入 x 的值，调用该函数计算多项式的值并显示函数返回的值。

#include <stdio.h>
    
    float power(float x, int n);
    float polynomial(float x);
    
    int main(void) {
        
    
        float f;
        printf("Enter a number: ");
    
        scanf("%f", &f);
    
        printf("The result is %f.", polynomial(f));
        return 0;
    }
    
    float power(float x, int n) {
        
        float result = 1;
    
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
        
            result *= x;
        }
    
        return result;
    }
    
    float polynomial(float x) {
        
        return (3 * power(x, 5) + 2 * power(x, 4) - 5 * power(x, 3) + power(x, 2) + 7 * x - 6);
    }

![在这里插入图片描述][fdc9a089bdc740fe9739bd3defbd55cf.png_pic_center]

【7】如果换一种方法计算  x n x^n xn ，9.6 节的 power 函数速度可以更快。我们注意到，如果 n 是 2 的幂，则可以 通过自乘的方法计算  x n x^n xn 。例如，  x 4 x^4 x4 是  x 2 x^2 x2 的平方，所以  x 4 x^4 x4 可以用两次乘法计算，而不需要三次乘 法。这种方法甚至可以用于 n 不是 2 的幂的情况。如果 n 是偶数，则  x n = ( x n / 2 ) 2 x^n=\\left(x^\{n / 2\}\\right)^2 xn=(xn/2)2 ；如果 n 是奇数，则  x n = x ⋅ x n − 1 x^n=x \\cdot x^\{n-1\} xn=x⋅xn−1。编写计算  x n x^n xn 的递归函数（递归在 n=0 时结束，此时函数返回 1)。为了测试该函数，写 一个程序要求用户输入 x 和 n 的值，调用 power 计算  x n x^n xn ，然后显示函数的返回值。

#include <stdio.h>
    
    int power(int x, int n);
    
    int main(void) {
        
    
        int m, n;
        printf("Eeter two number to calc power: ");
        scanf("%d %d", &m, &n);
    
        printf("The result is %d", power(m, n));
    
        return 0;
    }
    
    int power(int x, int n) {
        
        int result = 1;
        if (n == 0) return result;
        if (n % 2 != 0) result = x * power(x, n - 1);
        else result = power(x, n / 2) * power(x, n / 2);
    
        return result;
    }

![在这里插入图片描述][19591ea04cb24315a8564740a48761c2.png_pic_center]

【8】编写函数模拟掷骰子的游戏（两个骰子）。第一次掷的时候，如果点数之和为 7 或 11 则获胜；如果点 数之和为2、3或12则落败；其他情况下的点数之和称为“目标”，游戏继续。在后续的投掷中，如 果玩家再次掷出“目标”点数则获胜，掷出 7 则落败，其他情况都忽略，游戏继续进行。每局游戏 结束时，程序询问用户是否再玩一次，如果用户输入的回答不是y或 Y，程序会显示胜败的次数然后 终止。

You rolled: 8 
    Your point is 8 
    You rolled: 3 
    You rolled: 10 
    You rolled: 8 
    You win! 
    Play again? y 
    You rolled: 6 
    Your point is 6 
    You rolled: 5 
    You rolled: 12 
    You rolled: 3 
    You rolled: 7 
    You lose! 
    Play again? y 
    You rolled: 11 
    You win! 
    Play again? n
    Wins: 2 Losses: 1

编写三个函数：main、roll\_dice 和 play\_game。下面给出了后两个函数的原型：

int roll_dice(void); 
    bool play_game(void);

roll\_dice 应生成两个随机数（每个都在 1~6 范围内），并返回它们的和。play\_game 应进行一次掷 骰子游戏（调用 roll\_dice 确定每次掷的点数），如果玩家获胜则返回 true，如果玩家落败则返回 false。play\_game 函数还要显示玩家每次掷骰子的结果。main 函数反复调用 play\_game 函数，记 录获胜和落败的次数，并显示“you win”和“you lose”消息。提示：使用 rand 函数生成随机数。

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <stdbool.h>
    #include <time.h>
    
    int roll_dice(void);
    bool play_game(void);
    
    int win = 0, lose = 0;
    
    int main(void) {
        
    
        char ch;
        do {
        
            if (play_game()) {
        
                printf("You win!\n");
                win++;
            }
            else {
        
                printf("You lose!\n");
                lose++;
            }
            printf("\n Play again? ");
    
            ch = getchar();
            while (getchar() != '\n');
    
        } while (ch == 'y');
    
        printf("Wins: %d Losses: %d\n", win, lose);
    
        return 0;
    }
    
    int roll_dice(void) {
        
    
        srand((unsigned)time(NULL));
    
        return (rand() % 6 + 1) + (rand() % 6 + 1);
    }
    
    bool play_game(void) {
        
    
        int temp;
        int point = roll_dice();
    
        printf("You rolled: %d\n", point);
    
        if (point == 7 || point == 11) return true;
        printf("Your point is %d\n", point);
    
        while (1) {
        
            temp = roll_dice();
            printf("You rolled: %d\n", temp);
    
            if (temp == point) return true;
            if (temp == 7) return false;
        }
    }

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