C博客作业01--分支、顺序结构

目录

• 1.展示PTA总分
  • 顺序结构：
  • 分支结构：
• 2.本章学习总结
  • 2.1. 学习内容总结
    • 1.数据类型
    • 2.格式化输出与输入
    • 3.if-else语句
    • 4.for循环语句
    • 5.常用的数学函数
    • 6.多分支结构
      • else-if语句
      • switch语句
      • else-if语句和switch语句的不同点
    • 7.关于实现四舍五入的讨论
      • 法一：调用数学函数round(x)
      • 法二：利用宽度限制词
      • 用强制类型转换实现四舍五入的思考
  • 2.2 本章学习体会
    • 学习感受
    • 教学建议
    • 代码量统计
• 3.PTA实验作业
  • 3.1 判断一个三位数是否为水仙花数
    • 3.1.1数据处理
    • 3.1.2 代码截图
    • 3.1.3 PTA提交列表及说明
    • 3.1.4 本题可扩展功能
      • 功能一：实现判断一个任意位数的整数是否是水仙花数功能的函数，题目连接2840大题库 实验5-9 使用函数输出水仙花数
      • 功能二：找出n位数中的所有水仙花数，题目连接2840大题库 实验4-2-5-嵌套循环 水仙花数
  • 3.2 计算天数
    • 3.2.1数据处理
    • 3.2.2 代码截图
    • 3.2.3 本题可扩展功能
      • 法二：switch多分支结构改进
      • 法三：else-if多分支结构
      • 法四：数组
    • 3.2.4 PTA提交列表及说明
  • 3.3 于龙遇见日期，又哭了！
    • 3.3.1数据处理
    • 3.3.2 代码截图
    • 3.3.3 本题可扩展功能
    • 3.3.4 PTA提交列表及说明
• 4.阅读代码
  • 题目来源 zoj 1205 Martian Addition
  • 题干：
  • 题意概括：利用代码模拟实现100位数字以内的20进制加法。
  • 亮点分析：

1.展示PTA总分

顺序结构：

分支结构：

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2.本章学习总结

2.1. 学习内容总结

1.数据类型

C语言的3种基本数据类型是整型、字符型和浮点型：

• 整型 int 取值范围：-2147483648~+2147483648
• 短整型 short 取值范围：-32768~+32768
• 长整型 Long 取值范围：-2147483648~+2147483648
• 字符型 char 取值范围：-128~+127
• 单精度浮点型 float 取值范围：-/+3.4e38
• 双精度浮点型 double 取值范围：-/+1.7e308
  根据MOOC的学习，在没有特殊需要的情况下，整型变量优先使用int，浮点型优先使用double，操作变量时，需要非常注意数据是否会溢出。

2.格式化输出与输入

1. 格式化输出函数printf( );：该函数在系统文件stdio.h中声明，一般调用格式为“printf(格式控制字符串，输出参数1…输出参数2);”格式控制字符串用双引号括起来，表示输出的格式，输出参数是一些要输出的数据，可以是常量、变量或表达式。在输出格式控制说明中，可以加宽度限制词，制定数据的输出宽度，以达成一些题目的格式要求，或使输出内容变得整齐、清晰。
2. 格式化输入函数scanf( );:该函数同样在系统文件stdio.h中声明，一般调用格式“scanf(格式控制字符串，输入参数1…输入参数2);”格式控制字符串用双引号括起来，表示输入的格式，输入参数必须和格式控制字符串中的格式控制说明相对应，并且类型、个数和位置要一一对应。在需要输入的变量前一定要加上“&”进行取地址运算，否则会出现变量无法读入的情况。
3. 字符输入函数getchar( )：设ch是字符型变量，该函数一般调用格式为“ch = getchar( );”功能是从键盘输入一个字符，并赋值给变量ch，但是该函数只能读入一个字符。
4. 字符输出函数putchar( )：设ch是字符型变量，该函数一般调用格式为“getchar(输出参数);”功能是输出输出参数的字符型变量或常量，该函数只能输出一个字符。

3.if-else语句

该语句的一般形式为

if ( 表达式 )
	{
		语句1;
	}
	else
	{
		语句2;
	}

该语句用于实现分支结构，首先求解表达式，如果表达式的值为“真”，则执行语句1；如果表达式的值为“假”，则执行语句2，应用举例：c02-选择结构 7-2 判断偶数

4.for循环语句

使用该语句可以实现C语句的重复执行，一般形式为：

	for ( 表达式1; 表达式2; 表达式3)
	{
             循环体语句；
	}

for语句的执行流程是：先计算表达式1，再判断表达式2，若为“真”，则执行循环体语句，并接着计算表达式3，然后继续循环，若值为“假”，则结束循环，继续执行for的下一条语句。

• 表达式1：初值表达式，对循环变量赋初值，从而指定循环的起点。
• 表达式2：条件表达式，给出循环继续的条件。
• 表达式3：步长表达式，这个表达式是单次循环结束后需要执行的语句。
• 循环体语句：每一次循环需要执行的语句。
  应用举例：2840大题库 实验2-3-1 -for 求1到100的和
  

5.常用的数学函数

1. 平方根函数sqrt(x)：计算(sqrt{x})。如是sqrt(4.0)的值为2.0。
2. 绝对值函数fabs(x)：计算|x|.如fabs(-3.56)的值为3.56。
3. 幂函数pow(x,n)：计算(x^n)。如pow(1.1,2)的值为1.21。
4. 指数函数exp(x)：计算(e^x)。如exp(2.3)的值为9.974182。
5. 以e为底的对数函数log(x)：计算(log{x})。如log(123.45)的值为4.815836。

• 根据老师的讲解，由于函数pow(x,n)内部是以循环的形式实现功能，因此如果在单个代码中多次调用该函数，效率会被明显降低，在下面的题目讲解中我会用实例来说明这个问题。

6.多分支结构

多分支结构有两种实现方式，分别是else-if语句和switch语句

else-if语句

一般形式为：

if (表达式1)
	{
		语句1;
	}
	…
	else if (表达式n-1)
	{
		语句n - 1;
	}
	else
	{
		语句n;
	}

它的执行流程为：首先求解表达式1，如果表达式1的值为“真”，则执行语句1，并结束整个if语句的执行，否则，求解表达式2……最后的else处理给出条件都不满足的情况，即表达式1，表达式2……表达式(n-1)的值都为“假”时，执行语句n。

switch语句

一般形式为：

switch (表达式)
	{
	case 常量表达式1:语句段1; break;
	…
	case 常量表达式n:语句段n;break;
	default:语句段n+1;break;
	}

该语句的执行流程为：首先求解表达式，如果表达式的值与某个常量表达式的值相等，则执行该常量表达式后的相应语句段，如果表达式的值与任何一个常量表达式都不相等，则执行default后的语句段，最后执行break;语句，跳出switch语句。应用举例c02-选择结构 7-9 成绩转换

• switch语句中的常量表达式必须是常量。

else-if语句和switch语句的不同点

1. switch语句实现的是一个跳转作用，直接跳转到符合条件的代码去执行，仅进行1次判断，在else if语句中，每当使用一个if，就会进行一次判断，在多分支结构中，判断次数有可能不止一次；
2. switch语句中，判断对象是表达式，起到判断作用的是常量表达式，如果该表达式与某个常数表达式相等就进行跳转，else if的判断对象也是表达式，没有利用常量表达式进行跳转的功能；
3. 单个switch语句就能实现多分支结构，但如果只有一个if else，最多只能实现二分支结构，必须多个else if语句配合；
4. switch语句需要配合break语句实现多分支结构，否则有可能出现多个分支都被执行的情况，合理运用这个特点可以作为一种技巧,而else-if的判断则是非此即彼的。

7.关于实现四舍五入的讨论

在完成PTA平台上的习题时，我们会遇到题目要求实现四舍五入的情况，这个时候有两种方法来实现。

法一：调用数学函数round(x)

应用举例：

运行结果：

根据我这段简单的代码和调试结果，我们可以看出数学函数“round( )”的用法：当变量是浮点型时，该函数将返回小数对整数部分的四舍五入的值。

法二：利用宽度限制词

应用举例：

运行结果：

根据这段代码以及运行结果，我们可以看出，在限制浮点数输出的位数时，会自动实现四舍五入。

用强制类型转换实现四舍五入的思考

想法来源：

让我们来验证一下晓凇学长提出的想法吧！

运行结果：

很遗憾，目前使用强制类型转换实现四舍五入的方法“破产”了，但是，如果我非要用这个方式来实现四舍五入的话，能不能强行实现呢？
强行实现代码：

运行结果：

我们成功地强行实现了四舍五入，你看懂这段代码了吗？我们把一个浮点数变量乘上了10，然后加上了5，再把它除以10，此时int类型的num2和num4会将结果的小数部分舍去，这时，如果小数部分是0.5~0.9的数字一定会进位，而小数部分是0.1~0.4的数字即使乘上10，加上5，也一定不会进位，当舍去小数部分时，除非进位了，否则我们加上的5和原有的小数部分都会被舍去，这样就强行用强制类型转换实现了四舍五入。

• 这只是一个想法，我们有更好的方法来实现四舍五入，因此这个想法只作为一个分享。
• 强制类型转换的代码格式是：(类型)<值>；在翁恺老师的MOOC中有对这个知识点的详细介绍，因此不展开详细叙述。

2.2 本章学习体会

学习感受

通过了这两周的学习，我深刻理解到了老师说的“C语言不可能看会、听会，只能练会！”在我看MOOC和听林老师的讲解时，有时候会觉得我已经能完全理解老师们讲授的知识点，但是上机写代码时还是会漏洞百出。由此可见，想要学好C语言，投入时间，努力练习是必不可少的，必须有足够多的代码量，才能有一个扎实的编程基础，这一定是需要一个过程的。在这个过程中，将会遇到各种奇形怪状的问题，碰到很多Bug和我们躲猫猫，有时候明明实现的题目的要求，但还是有很多测试点无法顺利通过，不得不花一整天甚至好几天进行调试。但是，当把一段代码好不容易熬熬熬熬出来之后，那种满足感是多么的强烈啊！这两周只是一个开始，希望在接下来的学习，我能够拥有更浓烈的求知欲去锻炼编写代码的能力。

教学建议

希望在接下来的课程中，能够接触到更多诸如随机数的产生等拓展知识，增加知识储备。

代码量统计

• 仅记录PTA答案正确的代码量，不包括修改的代码以及单行的“{ }”。

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3.PTA实验作业

3.1 判断一个三位数是否为水仙花数

3.1.1数据处理

• 数据表达：

1. int number1，存储输入的三位整数；
2. int number2，备份number1，为判断是否是水仙花数做准备；
3. int position = 0，存放number1的各个位的数字；
4. int i = 0，控制循环开始、结束的变量；
5. int sum = 0，进行记录水仙花数计算的结果，用于与number2比较。

• 数据处理：
  一个输入语句，一个for循环结构，两个if-else二分支结构，三个输出出口，具体流程在代码截图中有详细说明。

3.1.2 代码截图

3.1.3 PTA提交列表及说明

Q：第一次提交时，由于for循环语句中的“循环进行的条件”语句没有书写正确，导致运行超时；
A：将该行代码修改为“for (i = 0; i < 3; i++)“就可以顺利结束循环。

3.1.4 本题可扩展功能

功能一：实现判断一个任意位数的整数是否是水仙花数功能的函数，题目连接2840大题库 实验5-9 使用函数输出水仙花数

思考：如果我们需要判断任意位数的整数是否是水仙花数，代码该怎么实现？
代码实现：

功能二：找出n位数中的所有水仙花数，题目连接2840大题库 实验4-2-5-嵌套循环 水仙花数

思考：如果我们需要一次性找出n位数中的所有水仙花数，代码该怎么实现？
代码实现：

但是，如果直接将这段代码提交了，我们会看到这样的审核结果：

为什么会出现运行超时的情况呢？这就是林老师所说的数学函数pow(x,n)的运行效率问题，由于函数pow(x,n)内部是通过循环实现的，当多个循环嵌套时，运行时间将被大幅度延长。这个问题的解法是——我们自己写一个mypow(x,n)函数：

然后用我们自己的函数替换掉所有的pow(x,n)函数：

我们可以很明显地看到，程序运行效率被大幅度地提升了。

3.2 计算天数

3.2.1数据处理

• 数据表达：

1. int year，存储输入的年份；
2. int month，存储输入的月份；
3. int day，存储输入的日期；
4. int sum = 0，用于存放总天数。

• 数据处理
  一个输入语句，一个switch多分支结构，一个嵌套的if判断语句，一个输出出口，具体流程在代码截图中有详细说明。

3.2.2 代码截图

法一：

3.2.3 本题可扩展功能

我一共有4种代码写法来完成这道题目。

法二：switch多分支结构改进

思考：如果是方法一的代码，我们需要提前算好每个月份的第一天是这一年的第几天，这么写代码比较繁琐、费时，我们能不能让计算机帮我们做这项工作呢？
代码实现：

你看懂这段代码了吗？这段代码利用了switch语句的特性：如果没有遇到break语句，程序会继续执行下一个case。当程序在switch结构发生跳转后，会自动将接下来的所有case统统执行一遍，这样就实现了天数的自动累加。代码的其他部分不需要做改动。

法三：else-if多分支结构

思考：我们可不可以用另一种多分支结构来写这段代码呢？
代码实现：

只需要将法一的switch结构替换成这段else-if结构的代码，也可以实现计算天数，从这段代码中，我们不难看出else-if多分支结构的判断次数很有可能多于switch结构的判断次数。

法四：数组

如果你有提前看书或者看MOOC，你就会知道数组也很适合用来解决这道题目。
代码实现：

利用数组，我们也可以实现类似方法二的效果，而且这种方法的代码量是相对较少的。

3.2.4 PTA提交列表及说明

A：我把以上四种代码写法都进行了提交，这四种方法都能够完成这道题目。

3.3 于龙遇见日期，又哭了！

3.3.1数据处理

• 数据表达：

1. int date[3]，用数组存放输入的三个数字；
2. int i1 = 0，控制循环开始、结束的变量；
3. char c1, c2，存放三个数字中间的连接符号，确保正确读入数据；
4. int oneYear[12] = { 31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 }，该数组的单元初始化数据为对应月份的天数，判断日期的合法性时要用
5. int year = 0，存储代表年份的数字；
6. int day = 0，存储代表日期的数字；
7. int month = 0，存储代表月份的数字；
8. int idx1 = 0，用于记录date数组中最大值的下标；
9. int idx2 = 0，在第二次遍历中，配合循环结构完成数组单元的位移；
10. int judge = 0，作为判断日期合法性的flag。

• 数据处理：
  一个输入语句，两个for循环结构，三个if-else嵌套判断结构，三个输出出口，具体流程在代码截图中有详细说明。

3.3.2 代码截图

3.3.3 本题可扩展功能

由于这道题的代码功能比较全面，因此这个部分我主要谈谈我对这道题的解析与看法。我猜，部分同学写这道题，可能写着写着就和于龙一起哭了起来，因为无论怎么改代码，总有那么几个测试点无法通过。正如林老师所说，这道题的思路其实并不难想，我认为难点在于两大方面：一、能否找出输入数据的所有可能性，并写出相应的代码分别操作？二、能否实现诸如闰年判断、日期合法性判断等判断机制？第一个方面，我举个例子，如果我们一上来就把输入的三个数按排序，那么这种可能性就有可能被忽略，这时无论你怎么改后面的代码，一定会有某几个测试点过不去，很多同学面临的很可能就是这个问题，因此在写这道题之前，我们一定要想清楚，有多少种可能性是需要我们考虑的？我们的每一部分代码能否对这些可能性进行相对应的操作？第二个方面，如果我们把闰年判断、日期合法性判断等机制拿出来单独出题，也可以出几道基础题来，把思路逆转过来，这道题也可以当作好几道基础题的拼接整合，在这个时候，代码各个部分的协调显得尤为重要，这个方面在我们写到“圆形体体积计算器”这种题目，甚至是链表，就会更加体现不同部分代码的协调问题。但是，如果这些拆分出来的小部分你无法顺利完成的话，那么你可能就需要思考：我对知识点是不是不是很熟悉？代码量是不是不太够啊？如果是这样的话，我们还有一个2840大题库可以拿来进行练习。我还有一个想法，如果在出题时，老师把题干的7组数据删掉，这道题的难度还能再提升一个档次。除非能一次过关，否则我们就需要进行调试来寻找错误，在测试数据有限的情况下，我们能否自己造成一些特例去把那些在“躲猫猫”的可能性都找出来？我认为，这是我们应该要有意识去培养的一种能力。

3.3.4 PTA提交列表及说明

A：在小测结束后，我对我的代码进行了优化，删除了一些不必要的变量，简化了代码。

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4.阅读代码

题目来源 zoj 1205 Martian Addition

题干：

题意概括：利用代码模拟实现100位数字以内的20进制加法。

亮点分析：

1. 这段代码的作者通过字符串来解答这道题目，将题目分解成5个函数来解决问题，分别是int CharToVal(char c)和void CopyNum(char* dest, const char* line)两个函数实现字符串的读入，函数void Add( )实现20进制的加法，函数void PrintResult( )实现结果的输出以及主函数int main( )，通过对题目的分解，使题目的功能更容易实现，也利于读者阅读学习；
2. 使用了函数memset( )，高效地实现了对数组进行填充、清零的操作；
3. 灵活运用字符串查找函数strchr( )和字符串长度函数strlen( )，配合for循环完成了字符串的准确输入，同时在void CopyNum(char* dest, const char* line)函数中使用了“const char* line”的写法，保证了指针line不能指向其他变量，保证了指针line所指向的变量的准确提取；
4. 在void Add( )函数中，看似遥不可及的20进制运算，作者利用了for循环语句和求余运算实现了加法运算、进位的功能，达成了20进制加法的目的；
5. 在int main( )主函数中，while的条件“scanf("%s",line)!=EOF && strcmp(line,"END")!=0”在读入字符串的同时一并检查是否开始、继续循环，我是第一次看到这种写法，不仅输入了数据，更是直接参与了条件运算；
6. 在void PrintResult( )输出函数中，作者没有直接输出，而是利用数组的嵌套，实现了对照20进制数位表NUMS直接打印结果的功能。