C++Primer中文版（第4版）第五章习题答案

习题5.1 在下列表达式中，加入适当的圆括号以标明其计算顺序。编译该表达式并输出其值，从而检查你的回答是否正确。 12 / 3 * 4 + 5 * 15 + 24 % 4 / 2 【解答】 加入如下所示的圆括号以标明该表达式的计算顺序： (((12 / 3) * 4) + (5 * 15)) + ((24 % 4) / 2) 习题5.2 计算下列表达式的值，并指出哪些结果值依赖于机器？ -30 * 3 + 21 / 5 -30 + 3 * 21 / 5 30 / 3 * 21 % 5 -30 / 3 * 21 % 4 【解答】 各表达式的值分别为-86、-18、0、-2。其中，最后一个表达式的结果值依赖于机器，因为该表达式中除操作只有一个操作数为负数。 习题5.3 编写一个表达式判断一个int型数值是偶数还是奇数。 【解答】 如下表达式可以判断一个int型数值（假设为ival）是偶数还是奇数： ival % 2 == 0 若ival是偶数，则该表达式的值为真（true），否则为假（false）。 习题5.4 定义术语“溢出”的含义，并给出导致溢出的三个表达式。 【解答】 溢出：表达式的求值结果超出了其类型的表示范围。 如下表达式会导致溢出（假设int类型为16位）： 1000 * 1000 32766 + 5 3276 * 20 在这些表达式中，各操作数均为int类型，因此这些表达式的类型也是int，但它们的计算结果均超出了16位int型的表示范围（-32768~32767），导致溢出。 习题5.5 解释逻辑与操作符、逻辑或操作符以及相等操作符的操作数在什么时候计算。 【解答】 逻辑与、逻辑或操作符采用称为“短路求值”（short-circuit evaluation）的求值策略，即先计算左操作数，再计算右操作数，且只有当仅靠左操作数的值无法确定该逻辑运算的结果时，才会计算右操作数。 相等操作符的左右操作数均需进行计算。 习题5.6 解释下列while循环条件的行为： char *cp = "Hello World" ; while ( cp && *cp ) 【解答】 该while循环的条件为：当指针cp为非空指针并且cp所指向的字符不为空字符null（'\0'）时执行循环体。即该循环可以对字符串"Hello World"中的字符进行逐个处理。 习题5.7 编写while循环条件从标准输入设备读入整型(int)数据，当读入值为42时循环结束。 【解答】 int val; cin >> val; while (val != 42) 或者，while循环条件也可以写成 while (cin >> ival && ival != 42) 习题5.8 编写表达式判断4个值a、b、c和d是否满足a大于b、b大于c而且c大于d的条件。 【解答】 表达式如下： a > b && b > c && c > d 习题5.9 假设有下面两个定义： unsigned long ul1 =3, ul2 = 7; 下列表达式的结果是什么？ (a) ul1 & ul2 (b) ul1 && ul2 (c) ul1 | ul2 (d) ul1 || ul2 【解答】 各表达式的结果分别为3、true、7、true。 习题5.10 重写bitset表达式：使用下标操作符对测验结果进行置位（置1）和复位（置0）。 【解答】 bitset<30> bitset_quiz1; bitset_quiz1[27] = 1; bitset_quiz1[27] = 0; 习题5.11 请问每次赋值操作完成后，i和d的值分别是多少？ int i; double d; d = i = 3.5; i = d = 3.5; 【解答】 赋值语句d=i=3.5;完成后，i和d的值均为3。因为赋值操作具有右结合性，所以首先将3.5赋给i（此时发生隐式类型转换，将double型字面值3.5转换为int型值3，赋给i），然后将表达式i=3.5的值（即赋值后i所具有的值3）赋给d。 赋值语句i=d=3.5;完成后，d的值为3.5，i的值为3。因为先将字面值3.5赋给d，然后将表达式d=3.5的值（即赋值后d所具有的值3.5）赋给i（这时也同样发生隐式类型转换）。 习题5.12 解释每个if条件判断产生什么结果？ if ( 42 = i ) // ... if ( i = 42 ) // ... 【解答】 前者发生语法错误，因为其条件表达式42=i是一个赋值表达式，赋值操作符的左操作数必须为一个左值，而字面值42不能作为左值使用。 后者代码合法，但其条件表达式i=42是一个永真式（即其逻辑值在任何情况下都为true），因为该赋值表达式的值为赋值操作完成后的i值（42），而42为非零值，解释为逻辑值true。 习题5.13 下列赋值操作是不合法的，为什么？怎样改正？ double dval; int ival; int *pi; dval = ival = pi = 0; 【解答】 该赋值语句不合法，因为该语句首先将0值赋给pi，然后将pi的值赋给ival，再将ival的值赋给dval。pi、ival和dval的类型各不相同，因此要完成赋值必须进行隐式类型转换，但系统无法将int型指针pi的值隐式转换为ival所需的int型值。 可改正如下： double dval; int ival; int *pi; dval = ival = 0; pi = 0; 习题5.14 虽然下列表达式都是合法的，但并不是程序员期望的操作，为什么？怎样修改这些表达式以使其能反映程序员的意图？ (a) if ( ptr = retrieve_pointer() != 0 ) (b) if ( ival = 1024 ) (c) ival += ival + 1; 【解答】 对于表达式(a)，程序员的意图应该是将retrieve_pointer()的值赋给 ptr，然后判断ptr的值是否为0，但因为操作符“=”的优先级比“!=”低，所以该表达式实际上是将retrieve_pointer()是否为0的判断结果true或false赋给ptr，因此不是程序员期望的操作。 对于表达式(b)，程序员的意图应该是判断ival的值是否与1024相等，但误用了赋值操作符。 对于表达式(c)，程序员的意图应该是使ival的值增加1，但误用了操作符“+=”。 各表达式可修改如下： (a) if ( (ptr = retrieve_pointer()) != 0 ) (b) if ( ival == 1024 ) (c) ival += 1; 或 ival++; 或 ++ival; 习题5.15 解释前自增操作和后自增操作的差别。 【解答】 前自增操作和后自增操作都使其操作数加1，二者的差别在于：前自增操作将修改后操作数的值作为表达式的结果值；而后自增操作将操作数原来的、未修改的值作为表达式的结果值。 习题5.16 你认为为什么C++不叫作++C？ 【解答】 C++之名是Rick Mascitti在1983年夏天定名的（参见The C++ Programming Language(Special Edition) 1.4 节），C说明它本质上是从C语言演化而来的，“++”是C语言的自增操作符。C++语言是C语言的超集，是在C语言基础上进行的扩展（引入了new、 delete等C语言中没有的操作符，增加了对面向对象程序设计的直接支持，等等），是先有C语言，再进行++。根据自增操作符前、后置形式的差别（参见习题5.15的解答），C++表示对C语言进行扩展之后，还可以使用C语言的内容；而写成++C则表示无法再使用C的原始值了，也就是说C++不能向下兼容C了，这与实际情况不符。 习题5.17 如果输出vector内容的while循环使用前自增操作符，那会怎么样？ 【解答】 将导致错误的结果：ivec的第一个元素没有输出，并企图对一个多余的元素进行解引用。 习题5.18 编写程序定义一个vector对象，其每个元素都是指向string类型的指针，读取该vector对象，输出每个string的内容及其相应的长度。 【解答】 //定义一个vector对象，其每个元素都是指向string类型的指针， //读取该vector对象，输出每个string的内容及其相应的长度 #include #include #include using namespace std; int main() { vector spvec; //读取vector对象 string str; cout << "Enter some strings(Ctrl+Z to end)" << endl; while (cin >> str) { string *pstr = new string; //指向string对象的指针 *pstr = str; spvec.push_back(pstr); } //输出每个string的内容及其相应的长度 vector::iterator iter = spvec.begin(); while (iter != spvec.end()) { cout << **iter << (**iter).size() << endl; iter++; } //释放各个动态分配的string对象 iter = spvec.begin(); while (iter != spvec.end()) { delete *iter; iter++; } return 0; } 习题5.19 假设iter为vector::iterator类型的变量，指出下面哪些表达式是合法的，并解释这些合法表达式的行为。 (a) *iter++; (b) (*iter)++; (c) *iter.empty(); (d) iter->empty(); (e) ++*iter; (f) iter++->empty(); 【解答】 (a)、(d)、(f)合法。 这些表达式的执行结果如下： (a)返回iter所指向的string对象，并使iter加1。 (d)调用iter所指向的string对象的成员函数empty。 (f)调用iter所指向的string对象的成员函数empty，并使iter加1。 习题5.20 编写程序提示用户输入两个数，然后报告哪个数比较小。 【解答】 可编写程序如下： //提示用户输入两个数，然后报告哪个数比较小 #include using namespace std; int main() { int val1, val2; //提示用户输入两个数并接受输入 cout << "Enter two integers:" << endl; cin >> val1 >> val2; //报告哪个数比较小 cout << "The smaller one is" << (val1 < val2 ? val1 : val2) << endl; return 0; } 习题5.21 编写程序处理vector对象的元素：将每个奇数值元素用该值的两倍替换。 【解答】 //处理vector对象的元素： //将每个奇数值元素用该值的两倍替换 #include #include using namespace std; int main() { vector ivec(20,1);//ivec包含20个值为1的元素 //将每个奇数值元素用该值的两倍替换 for (vector::iterator iter = ivec.begin(); iter != ivec.end(); ++iter) *iter = (*iter % 2 == 0 ? *iter : *iter * 2); return 0; } 习题5.22 编写程序输出每种内置类型的长度。 【解答】 //输出每种内置类型的长度 #include using namespace std; int main() { cout << "type\t\t\t" << "size" << endl << "bool\t\t\t" << sizeof(bool) << endl << "char\t\t\t" << sizeof(char) << endl << "signed char\t\t" << sizeof(signed char) << endl << "unsigned char\t\t" << sizeof(unsigned char) << endl << "wchar_t\t\t\t" << sizeof(wchar_t) << endl << "short\t\t\t" << sizeof(short) << endl << "signed short\t\t" << sizeof(signed short) << endl << "unsigned short\t\t" << sizeof(unsigned short) << endl << "int\t\t\t" << sizeof(int) << endl << "signed int\t\t" << sizeof(signed int) << endl << "unsigend int\t\t" << sizeof(unsigned int) << endl << "long\t\t\t" << sizeof(long) << endl << "sigend long\t\t" << sizeof(signed long) << endl << "unsigned long\t\t" << sizeof(unsigned long) << endl << "float\t\t\t" << sizeof(float) << endl << "double\t\t\t" << sizeof(double) << endl << "long double\t\t" << sizeof(long double) << endl; return 0; } 习题5.23 预测下列程序的输出，并解释你的理由。然后运行该程序，输出的结果和你预测的一样吗？如果不一样，为什么？ int x[10]; int *p = x; cout << sizeof(x)/sizeof(*x) << endl; cout << sizeof(p)/sizeof(*p) << endl; 【解答】 在表达式sizeof(x)中，x是数组名，该表达式的结果为数组x所占据的存储空间的字节数，为10个int型元素所占据的字节数。 表达式sizeof(*x)的结果是指针常量x所指向的对象（数组中第一个int型元素）所占据的存储空间的字节数。 表达式sizeof(p)的结果是指针变量p所占据的存储空间的字节数。 表达式sizeof(*p)的结果是指针变量p所指向的对象（一个int型数据）所占据的存储空间的字节数。 各种数据类型在不同的系统中所占据的字节数不一定相同，因此在不同的系统中运行上述程序段得到的结果不一定相同。在Microsoft Visual C++ .NET 2003系统中，一个int型数据占据4个字节，一个指针型数据也占据4个字节，因此运行上述程序得到的输出结果为： 10 1 习题5.24 本节的程序与5.5节在vector对象中添加元素的程序类似。两段程序都使用递减的计数器生成元素的值。本程序中，我们使用了前自减操作，而5.5节的程序则使用了后自减操作。解释为什么一段程序中使用前自减操作而在另一段程序中使用后自减操作。 【解答】 5.5节的程序中必须使用后自减操作。如果使用前自减操作，则是用减1后的cnt值创建ivec的新元素，添加到ivec中的元素将不是10~1，而是9~0。 本节的程序中使用后自减操作或前自减操作均可，因为对cnt的自减操作和对cnt值的使用不是出现在同一表达式中，cnt自减操作的前置或后置形式不影响对cnt值的使用。 习题5.25 根据表5-4的内容，在下列表达式中添加圆括号说明其操作数分组的顺序（即计算顺序）： (a) ! ptr == ptr->next (b) ch = buf[ bp++ ] != '\n' 【解答】 添加圆括号说明其计算顺序如下： (a) ((! ptr) == (ptr->next)) (b) (ch = ((buf[ (bp++) ]) != '\n')) 习题5.26 习题5.25中的表达式的计算次序与你的意图不同，给它们加上圆括号使其以你所希望的操作次序求解。 【解答】 添加圆括号获得与上题不同的操作次序如下： (a) ! (ptr == ptr->next) (b) (ch = buf[ bp++ ]) != '\n' 习题5.27 由于操作符优先级的问题，下列表达式编译失败。请参照表5-4解释原因，应该如何改正？ string s = "word"; // add an 's' to the end, if the word doesn't already end in 's' string pl = s + s[s.size() - 1] == 's' ? "" : "s" ; 【解答】 由表5-4可知，在语句string pl = s + s[s.size() - 1] == 's' ? "" : "s" ;中，赋值、加法、条件操作符三者的操作次序为：先执行“+”操作，再用表达式s + s[s.size() - 1]的结果参与条件操作，最后将条件操作的结果赋给pl。但表达式s + s[s.size() - 1]的结果是一个string对象，不能与字符's'进行相等比较，所以编译失败。 改正为：string pl = s + (s[s.size() - 1] == 's' ? "" : "s") ;。 习题5.28 除了逻辑与和逻辑或外，C++没有明确定义二元操作符的求解次序，编译器可自由地提供最佳的实现方式。只能在“实现效率”和程序语言使用中“潜在的缺陷”之间寻求平衡。你认为这可以接受吗？说出你的理由。 【解答】 这可以接受。 因为，操作数的求解次序通常对结果没什么影响。只有当二元操作符的两个操作数涉及同一对象，并改变该对象的值时，操作数的求解次序才会影响计算结果；后一种情况只会在部分（甚至是少数）程序中出现。在实际使用中，这种“潜在的缺陷”可以通过程序员的努力得到弥补，但“实现效率”的提高却能使所有使用该编译器的程序受益，因此利大于弊。 习题5.29 假设ptr指向类类型对象，该类拥有一个名为ival的int型数据成员，vec是保存int型元素的vector对象，而ival、jval和kval都是int型变量。请解释下列表达式的行为，并指出哪些（如果有的话）可能是不正确的，为什么？如何改正？ (a) ptr->ival != 0 (b) ival != jval < kval (c) ptr != 0 && *ptr++ (d) ival++ && ival (e) vec[ival++] <= vec[ival] 【解答】 表达式的行为如下： (a) 判断ptr所指向的对象的ival成员是否不等于0。 (b) 判断ival是否不等于“jval是否小于kval”的判断结果，即判断ival是否不等于true（1）或false（0）。 (c) 判断ptr是否不等于0。如果ptr不等于0，则求解&&操作的右操作数，即，ptr加1，且判断ptr原来所指向的对象是否为0。 (d) 判断ival及ival+1是否为true（非0值）（注意，如果ival为false，则无需继续判断ival+1）。 (e) 判断vec[ival]是否小于或等于vec[ival+1]。 其中，(d)和(e)可能不正确，因为二元操作符的两个操作数涉及同一对象，并改变该对象的值。 可改正如下： (d) ival && ival + 1 (e) vec[ival] <= vec[ival + 1] 习题5.30 下列语句哪些（如果有的话）是非法的或错误的？ (a) vector svec(10); (b) vector *pvec1 = new vector(10); (c) vector **pvec2 = new vector[10]; (d) vector *pv1 = &svec; (e) vector *pv2 = pvec1; (f) delete svec; (g) delete pvec1; (h) delete [] pvec2; (i) delete pv1; (j) delete pv2; 【解答】 错误的有(c)和(f)。 (c)的错误在于：pvec2是指向元素类型为string的vector对象的指针的指针（即pvec2的类型为vector **），而new操作返回的是一个指向元素类型为string的vector对象的指针，不能用于初始化pvec2。 (f)的错误在于：svec是一个vector对象，不是指针，不能对它进行delete操作。 习题5.31 根据5.12.2节的变量定义，解释在计算下列表达式的过程中发生了什么类型转换？ (a) if (fval) (b) dval = fval + ival; (c) dval + ival + cval; 记住，你可能需要考虑操作符的结合性，以便在表达式含有多个操作符的情况下确定答案。 【解答】 (a) 将fval的值从float类型转换为bool类型。 (b) 将ival的值从int类型转换为float类型，再将fval + ival的结果值转换为double类型，赋给dval。 (c) 将ival的值从int类型转换为double类型，cval的值首先提升为int类型，然后从int型转换为double型，与dval + ival的结果值相加。 习题5.32 给定下列定义： char cval; int ival; unsigned int ui; float fval; double dval; 指出可能发生的（如果有的话）隐式类型转换： (a) cval = 'a' + 3; (b) fval = ui – ival * 1.0; (c) dval = ui * fval; (d) cval = ival + fval + dval; 【解答】 (a) 'a'首先提升为int类型，再将'a' + 3的结果值转换为char型，赋给cval。 (b) ival转换为double型与1.0相乘，ui转换为double型再减去ival * 1.0的结果值，减操作的结果转换为float型，赋给fval。 (c) ui转换为float型与fval相乘，结果转换为double型，赋给dval。 (d) ival转换为float型与fval相加，结果转换为double型，再与dval相加，结果转换为char型，赋给cval。 习题5.33 给定下列定义： int ival; double dval; const string *ps; char *pc; void *pv; 用命名的强制类型转换符号重写下列语句： (a) pv = (void*)ps; (b) ival = int(*pc); (c) pv = &dval; (d) pc = (char*) pv; 【解答】 (a) pv = static_cast (const_cast (ps)); (b) ival = static_cast (*pc); (c) pv = static_cast (&dval); (d) pc = static_cast (pv);