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C语言程序设计(谭浩强第五版) 第5章 循环结构程序设计 习题解析答案

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题目1：请画出例 5.6 中给出的3个程序段的流程图。

解∶下面分别是教材第5章例5.6给出的程序，据此画出流程图。

（1）程序1：

运行结果：

其对应的流程图见图5. 1。

（2）程序2：

运行结果：

遇到第3行第1列时，执行 break，结束内循环，进行第 4 次外循环。

其对应的流程图见图 5.2 。

（3）程序 3：

运行结果：

遇到第3行第1列时，执行continue，只是提前结束本次内循环，不输出原来的第3行第1列的数3，而进行下一次内循环，接着在该位置上输出原来的第 3行第 2列的数6。

请仔细区分 break 语句和 continue 语句。

其对应的流程图见图 5.3。

题目2：请补充例 5.7 程序，分别统计当\” fabs(t)>=1e-6\”和\”fabs(t)>=1e-8\” 时执行循环体的次数。

解：

例5.7 程序是用

π4≈1−13+15−17+…

公式求 π 的近似值，直到发现某一项的绝对值小于 10-6 为止。根据本题要求，分别统计当 fabs(t)>=1e-6 和 fabs(t)>=1e-8 时，执行循环体的次数。

（1）采用fabs(t)>=le-6作为循环终止条件的程序补充修改如下∶

运行结果：

执行50万次循环。

(2) 采用fabs(t)>= 1e-8作为循环终止条件的程序，只需把上面程序的第8行如下修改即可:

运行结果：

执行5000万次循环。

题目3：输入两个正整数 m 和 n，求其最大公约数和最小公倍数。

解：

答案代码：

运行结果：

题目4：输入一行字符，分别统计出其中英文字母、空格、数字和其他字符的个数。

解：

答案代码：

运行结果：

题目5：求 个Sn=a+aa+aaa+⋯+aa…a⏞n个a 之值，其中a是一个数字，n表示a的位数，n由键盘输入。例如：2＋22＋222＋2222＋22222 （此时 n=5）

解：

答案代码：

运行结果：

题目6：求 ∑n=120n!​ （即求1!+2!+3!+4!+…+20!）。

解：

答案代码：

运行结果：

请注意：s 不应定义为 int 型或 long 型，因为在用 Turbo C 或 Turbo C++ 等编译系统时，int 型数据在内存占 2个字节，整数的范围为-32768～32767，long 数据在内存占 4 个字节，整数的范围为 -21亿～21亿。用Visual C++ 6.0 时，int 型和 long 型数据在内存都占4 个字节，数据的范围为-21亿～21 亿。无法容纳求得的结果。今将 s 定义为 double 型，以得到更多的精度。在输出时，用 22.15e 格式，使数据宽度为 22，数字部分中小数位数为15位。

题目7：求 ∑k=1100k+∑k=150k2+∑k=1101k​ 。

解：

答案代码：

运行结果∶

题目8：输出所有的\”水仙花数\”，所谓\”水仙花数\”是指—个 3位数，其各位数字立方和等于该数本身。例如，153是水仙花数，因为 153=13+53+33​ 。

解：

答案代码：

运行结果：

题目9：一个数如果恰好等于它的因子之和，这个数就称为\”完数\”。例如，6的因子为1，2，3，而 6=1＋2＋3 ，因此 6 是\”完数\”。编程序找出 1000 之内的所有完数，并按下面格式输出其因子：

6 its factors are 1,2,3

解：方法一。

答案代码：

运行结果：

方法二。

答案代码：

运行结果：

题目10：有一个分数序列

21,32,53,85,138,2113…

求出这个数列的前20项之和。

解∶

答案代码：

运行结果∶

题目11：一个球从100m高度自由落下，每次落地后反弹回原高度的一半，再落下，再反弹。求它在第 10 次落地时共经过多少米，第 10次反弹多高。

解∶

答案代码；

运行结果∶

题目12：猴子吃桃问题。猴子第1天摘下若干个桃子，当即吃了一半，还不过瘾，又多吃了一个。第 2天早上又将剩下的桃子吃掉一半，又多吃了一个。以后每天早上都吃了前一天剩下的一半零一个。到第10天早上想再吃时，就只剩一个桃子了。求第1天共摘多少个桃子。

解：

答案代码：

运行结果∶

题目13：用迭代法求 x=a​ 。求平方根的迭代公式为

xn+1=12(xn)+axn

要求前后两次求出的 x​ 的差的绝对值小于 10−5​ 。

解：

用迭代法求平方根的算法如下∶

（1）设定一个 x​ 的初值 x0​ ;

（2）用以上公式求出 x​ 的下一个值 x1​ ;

（3）再将 x1​ 代入以上公式右侧的 xn​ ，求出 x​ 的下一个值 x2​ ;

（4）如此继续下去，直到前后两次求出的 x​ 值（ x​ 和 xn+1​ ）满足以下关系：

|xn+1−xn|<10−5

为了便于程序处理，今只用 x0​ 和 x1​ ，先令 x​ 的初值 x0=a/2​ （也可以是另外的值），求出 x1​ ;如果此时 |x1−x0|≥10−5​ 就使 x1⇒x0​ ，然后用这个新的 x0​ 求出下一个 x1​ ;如此反复，直到 |x1−x0|<10−5​ 为止。

答案代码：

运行结果∶

题目14：用牛顿迭代法求下面方程在1.5附近的根：

2×3−4×2+3x−6=0

解：

牛顿迭代法又称牛顿切线法，它采用以下的方法求根：先任意设定一个与真实的根接近的值 x0​ 。作为第 1 次近似根，由 x0​ 求出 f(x0)​ ，过 (x0,f(x0))​ 点做 f(x)​ 的切线，交 x​ 轴于 x1​ ，把 x1​ 作为第 2 次近似根，再由 x1​ 求出 f(x1)​ ，过 (x1,f(x1))​ 点做 f(x)​ 的切线，交 x​ 轴于 x2​ ，再求出 f(x2)​ ，再作切线……如此继续下去，直到足够接近真正的根 x∗​ 为止，见图5.4。

从图5.4可以看出：

f′(x0)=f(x0)x1−x0

因此

x1=x0−f(x0)f′(x0)

这就是牛顿迭代公式。可以利用它由 x0​ 求出 x1​ ，然后由 x1​ 求出 x2​ ……

在本题中：

f(x)=2×3−4×2+3x−6

可以写成以下形式：

f(x)=((2x−4)x+3)x−6

同样，f′(x)​ 可写成：

f′(x)=6×2−8x+3=(6x−8)x+3

用这种方法表示的表达式在运算时可节省时间。例如，求 f(x)​ 只需要进行 3 次乘法和 3 次加法，而原来的表达式要经过多次指数运算、对数运算和乘法、加法运算，花费时间较多。

但是由于计算机的运算速度越来越快，这点时间开销是微不足道的。这是以前计算机的运算速度较慢时所提出的问题。由于过去编写的程序往往采用了这种形式，所以在此也顺便介绍一下，以便在阅读别人所写的程序时知其所以然。

答案代码：

运行结果∶

为了便于循环处理，程序中只设了变量 x0 和 x1，x0 代表前一次的近似根，x1代表后一次的近似根。在求出一个x1 后，把它的值赋给x0，然后用它求下一个x1。由于第1次执行循环体时，需要对 x0 赋值，故在开始时应先对 x1 赋一个初值（今为1.5，也可以是接近真实根的其他值）。

题目15：用二分法求下面方程在（-10，10）的根：

2×3−4×2+3x−6=0

解：

二分法的思路为∶先指定一个区间 [x1,x2]​ ，如果函数 f(x)​ 在此区间是单调变化，可以根据 f(x1)​ 和 f(x2)​ 是否同符号来确定方程 f(x)=0​ 在 [x1,x2]​ 区间是否有一个实根。若 f(x1)​ 和 f(x2)​ 不同符号，则 f(x)=0​ 在 [x1,x2]​ 区间必有一个（且只有一个）实根; 如果 f(x1)​ 和 f(x2)​ 同符号，说明在[x1,x2]​ 区间无实根，要重新改变 x1​ 和 x2​ 的值。当确定 [x1,x2]​ 有一个实根后，采取二分法将 [x1,x2]​ 区间一分为二，再判断在哪一个小区间中有实根。如此不断进行下去，直到小区间足够小为止，见图5.5。

算法如下：

（1）输入 x1​ 和 x2​ 的值。

（2）求出 f(x1)​ 和 f(x2)​ 。

（3）如果 f(x1)​ 和 f(x2)​ 同符号，说明在 [x1,x2]​ 区间无实根，返回（1），重新输入 x1​ 和 x2​ 的值; 若 f(x1)​ 和 f(x2)​ 不同符号，则在 [x1,x2]​ 区间必有一个实根，执行（4）。

（4）求 x1​ 和 x2​ 间的中点：x0=x1+x22​ 。

（5）求出 f(x0)​ 。

（6）判断 f(x0)​ 和 f(x1)​ 是否同符号。

①如同符号，则应在 [x0,x2]​ 中去找根，此时 x1​ 已 不起作用，用 x0​ 代替 x1​，用 f(x0)​ 代替 f(x1)​ 。

②如用 f(x0)​ 与 f(x1)​ 不同符号，说明应在 [x1,x0]​ 中去找根，此时 x2​ 已不起作用，用 x0​ 代替 x2​ ，用 f(x0)​ 代替 f(x2)​ 。

（7）判断 f(x0)​ 的绝对值是否小于某一个指定的值（例如 10−5​ ）。若不小于 10−5​ ，就返回（4），重复执行（4）、（5）、（6）;若小于 10−5​ ，则执行（8）。

（8）输出 x0​ 的值，它就是所求出的近似根。

N-S图见图5.6。

答案代码：

运行结果：

题目16：输出以下图案：

解：

答案代码：

运行结果：

题目17：两个乒乓球队进行比赛，各出3人。甲队为A，B，C3人，乙队为X，Y，Z3人。已抽签决定比赛名单。有人向队员打听比赛的名单，A说他不和 X 比，C说他不和 X，Z比，请编程序找出3对赛手的名单。

解：

先分析题目。按题意，画出图5.7的示意图。

图5.7中带 ×​ 符号的虚线表示不允许的组合。从图中可以看到∶①X既不与 A比赛，又不与C比赛，必然与B比赛。②C既不与X比赛，又不与Z比赛，必然与Y比赛。③剩下的只能是A与Z比赛，见图5.8。

以上是经过逻辑推理得到的结论。用计算机程序处理此问题时，不可能立即就得出结论，而必须对每一种成对的组合一一检验，看它们是否符合条件。开始时，并不知道A，B，C与X，Y，Z中哪一个比赛，可以假设∶A与i比赛，B与j比赛，C与k 比赛，即∶

A—i，

B—j，

C—k

i，j，k分别是X，Y，Z之一，且i，j，k 互不相等（一个队员不能与对方的两人比赛），见图5.9。

外循环使 i 由 \’X\’ 变到 \’Z\’ ，中循环使 j 由 \’X\’ 变到 \’Z\’（但 i 不应与 j 相等）。然后对每一组 i、j 的值，找符合条件的k 值。k 同样也可能是 \’X\’、\’Y\’、\’Z\’ 之一，但 k 也不应与 i 或 j 相等。在 i≠j≠k 的条件下，再把 i≠\’X\’ 和 k≠\’X\’ 以及k≠\’Z\’ 的 i，j，k的值输出即可。

答案代码：

运行结果∶

说明：

（1）整个执行部分只有一个语句，所以只在语句的最后有一个分号。请读者弄清楚循环和选择结构的嵌套关系。 （2）分析最下面一个if语句中的条件;i≠\’X\’，k≠\’X\’，k≠\’Z\’，因为已事先假定 A—i，B—j，C—k，由于题目规定 A不与X对抗，因此i不能等于\’X\’，同理，C不与X，Z对抗，因此k 不应等于\’X\’和\’Z\’。

（3）题目给的是 A，B，C，X，Y，Z，而程序中用了加撇号的字符常量\’X\’，\’Y\’，\’Z\’，这是为什么?这是为了在运行时能直接输出字符A，B，C，X，Y，Z，以表示 3组对抗的情况。

C语言程序设计

一、填空题（每空1分，共10分） 1. C语言的数据类型中，构造类型包括：数组、 和 。 2. 在C程序中，指针变量能够赋 值或 值。 3. C目标程序经 后生成扩展名为exe的可执行程序文件。 4. 设有定义语句 static char s[5」； 则s[4]的值是 。 5. 设x为int型变量。与逻辑表达式!x等价的关系表达式是 。 6. 若一全局变量只允许本程序文件中的函数使用，则该变量需要使用的存储类别是 。 7. 磁盘文件按文件读写方式分类可以为顺序存取文件和 。 8. 设有下列结构体变量xx的定义，则表达式sizeof(xx)的值是_________。 struct { long num; char name[20]; union{float y; short z;} yz; ｝xx; 二、单项选择题（每小题1.5分，共30分）

1. 设有定义int x=8, y, z; 则执行y=z=x++, x=y= =z; 语句后，变量x值是( ) A、0 B、1 C、8 D、9 2. 有以下程序 main( ) { int i=1,j=1,k=2; if((j++‖k++)&&i++) printf(\”%d,%d,%d\\n\”,i,j,k);} 执行后输出结果是( ) A、 1,1,2 B、2,2,1 C、 2,2,2 D、2,2,3 3. 已知i、j、k为int型变量，若从键盘输入：1，2，3<回车>，使i的值为1、j的值为2、k的值为3，以下选项中正确的输入语句是( ) A、 scanf( “%2d%2d%2d”,&i,&j,&k); B、 scanf( “%d %d %d”,&i,&j,&k); C、 scanf( “%d,%d,%d”,&i,&j,&k); D、 scanf( “i=%d,j=%d,k=%d”,&i,&j,&k); 4. 有以下程序 main() { int a=5,b=4,c=3,d=2; if(a>b>c) printf(\”%d\\n\”,d); else if((c-1>=d)= =1) printf(\”%d\\n\”,d+1); else　printf(\”%d\\n\”,d+2); } 执行后输出结果是 ( ) A、2 B、3 C、 4 D、 编译时有错，无结果 5. 以下程序段 ( ) x=1; do { x=x*x;} while (!x); A、 是死循环 B、 循环执行二次 C、 循环执行一次 D、 有语法错误 6. 以下不能正确定义二维数组的选项是( ) A、 int a[2][2]={{1},{2}}; B、 int a[][2]={1,2,3,4}; C、 int a[2][2]={{1},2,3}; D、 int a[2][]={{1,2},{3,4}}; 7. 有以下程序 main() { int aa[4][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{3,9,10,2},{4,2,9,6}}; int i,s=0; for(i=0;i<4;i++) s+=aa[i][1]; printf(“%d\\n”,s); } 程序运行后的输出结果是 ( ) A、11 B、19 C、 13 D、20 8. 以下程序的输出结果是 ( ) main() { char ch[3][5]={\”AAAA\”,\”BBB\”,\”CC\”}; printf(\”\\\”%s\\\”\\n\”,ch[1]); } A、\”AAAA\” B、\”BBB\” C、\”BBBCC\” D、\”CC\” 9. 有以下程序 #define f(x) x*x main( ) { int i; i=f(4+4)/f(2+2); printf(“%d\\n”,i); } 执行后输出结果是( ) A、28 B、22 C、16 D、4 10. 决定C语言中函数返回值类型的是（ ）。 A、return语句中的表达式类型 B、调用该函数的主调函数类型 C、调用函数时临时指定的类型 D、定义函数时在函数首部中所指定的类型（若缺省，则隐含为int型）。 11. 系统对预处理命令（如宏替换、文件包含、条件编译）的处理时机是（ ）。 A、编译源程序 B、编译源程序之前 C、连接目标文件时 D、运行程序时 12. 在位运算中，操作数每左移一位，其结果相当于（ ）

A、操作数乘以2 C、操作数除以2 B、操作数除以4 D、操作数乘以4

13. 下述描述中不正确的是（ ）。 A、字符型数组中可以存放字符串 B、可以对字符型数组进行整体输入、输出 C、可以对整型数组进行整体进行输入、输出 D、不能在赋值语句中通过赋值运算符“=”对字符型数组进行整体赋值 14. 若有以下定义 int a[2][3]，则对a数组第i行第j列元素的正确引用是( ) A、 *(*(a+i)+j) B、 (a+i)[j] C、 *(a+i+j) D、 *(a+i)+j 15. 有以下程序 void fun(char *a, char *b) { a=b; (*a)++; } main() { char c1=\’A\’,c2=\’a\’,*p1,*p2; p1=&c1 p2=&c2 fun(p1,p2); printf(\”%c%c\\n\”,c1,c2); } 程序运行后的输出结果是( )

A、 Ab B、 aa C、 Aa D、 Bb

16. 已定义以下函数 Fun (char *p2, char * p1) { while((*p2=*p1)!=\’ \\0\’){ p1++;p2++; }} 　函数Fun的功能是( ) A、将p1所指字符串复制到p2所指内存空间 B、将p1所指字符串的地址赋给指针p2 C、对p1和p2两个指针所指字符串进行比较 D、检查p1和p2两个指针所指字符串中是否有\’\\0\’ 17. 设有以下结构体类型： struct st { char name[8]; int num; float s[4]; }student[50]; 并且结构体数组student中的元素都已有值，若要将这些元素写到硬盘文件fp中，以下不正确的形式是( ) A、 fwrite(student,sizeof(struct st),50,fp); B、 fwrite(student,50*sizeof(struct st),1,fp); C、 fwrite(student,25*sizeof(struct st),25,fp); D、 for(i =0;i<50;i++) fwrite(student+i, sizeof(struct st),1,fp);

18. 若有说明语句

char a[ ]= \”It is mine\”;

char *p=\” It is mine\”;

则以下不正确的叙述是（ ）

A、 a+1表示的是字符t的地址

B、 p指向另外的字符串时，字符串的长度不受限制

C、 p变量中存放的地址值可以改变

D、 a中只能存放10个字符

19. 当调用函数时，实参是一个数组名，则向函数传送的是 ( )

A、 数组的长度

B、 数组的首地址

C、 数组每一个元素的地址

D、 数组每一个元素中的值

20. 设有变量说明 int a=3,b=6; char c; 若执行赋值语句 c=(a^b)<<2;

则c的二进制值是（ ）。

A、00011100 B、00000111 C、00000001 D、00010100

三、阅读程序，将运行结果写到各题右侧的空白处（每小题4分，共20分）

1．#include <stdio.h>

main()

{ char str[]=\”1234567\”;

int i;

for(i=0; i<7; i+=3)

printf(\”%s\\n\”, str+i);

}

2．#include <stdio.h>

main()

{ int i;

 for(i=0;i<3;i++)

 switch(i)

 { case 0: printf(\”%d\”,i);

 case 2: printf(\”%d\”,i);

 default: printf(\”%d\”,i);

}

}

3．#include <stdio.h>

main()

{

int i;

for (i=1;i<6;i++)

{

if (i%2){

printf(\”#\”);

continue; }

printf(\”*\”);

}

printf(\”\\n\”);

}

4．#include <stdio.h>

int b=1;

func (int p)

{

static int d=5;

d+=p;

printf (\”%d,\”,d);

return (d );

}

main ()

{

int a=3;

printf(\”%d\\n\”,func(a+func(b)));

}

5．#include <stdio.h>

struct stu

{ int num; char name[10]; int age;};

void py(struct stu *p)

{printf(\”%s\\n\”, (*p).name);}

main()

{

struct stu student[3]={{1001,\”Sun\”,25},{1002,\”Ling\”,23},{1003,\”Shen\”,22}};

py(student+2);

}

四、阅读程序或程序段，填空（每小题4分，共20分）

1．下面程序的功能是调用fun函数以删除字符串中指定的字符，请填空。

void fun(char s[],int c)

{ int i,j;

for(i=0,j=0;s[i]!=\’\\0\’;i++)

if ( )

s[j]=\’\\0\’;

}

main()

{ char str[]=\”abcdefgAbcd\”, ch;

scanf(\”%c\”,&ch);

fun(str,ch);

printf(\”%s\\n\”,str);

}

2．下面程序是按学生姓名查询其排名和平均成绩，查询可连续进行直到键入0时结束，请填空。

#include<string.h>

#define NUM 4

struct student

{ int rank;

char *name;

float score;};

stu[]={3,”Tom”,89.3,4,”Mary”,78.2,1, ”Jack”,95.1,2, ”Jim”,90.6};

main()

{ char str[10]; int i;

do

{ printf(\”Enter a name: \”);

scanf(\”%s\”,str);

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

if ( )

{ printf(\”%s,%d,%f\\n\”,stu[i].name, stu[i].rank,stu[i].score); break;}

if(i>=NUM) printf(\”Not found\\n\”);

}while(strcmp(str,”0”)!=0);

}

3．下面程序是用“顺序查找法”查找数组中的元素，请填空。

main()

{ int a[8]={25,57,48,37,12,92,86,33};

int i, x;

scanf(\”%d\”, &x);

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

if ( )

{printf(\”Found!The index is :%d\\n\”, i);break;}

if( )

printf(“Can’t found! \”);

}

4．下面程序由键盘输入一些字符，逐个把它们送到磁盘文件中，直到输入一个“!”为止，请填空。

#include<stdio.h>

main( )

{ FILE *fp;

char ch,fname[10];

printf(\”Input name of file: \\n\”); gets(fname);

if((fp=fopen(fname, \”w\”))= =NULL)

{printf(\”cannot open \\n\”);exit(0);}

printf(\”Enter data:\\n\”);

while ( ) fputc ( );

fclose(fp);

5．下面函数 fun 的功能是：将在字符串s中下标为奇数位置上的字符，紧随其后重复出现一次，放在一个新串t中, 例如：当s中的字符串为：\”ABCDEF\” 时，则t中的字符串应为：\”BBDDFF\”。

#include<string.h>

void fun (char *s, char *t)

{ int i,j;

for(i=0;i<=strlen(s);i++)

{ ;

;

}

}

main()

{ char s[100],t[100];

scanf(\”%s\”,s);

fun(s,t);

printf(\”The result is: %s\\n\”, t);

}

五、编程题（每小题10分，共20分）

1．编一个程序，将输入的一个字符串按反序存放，要求在主函数中输入字符串并输出反序后的字符串，在被调用函数中完成反序存放。例如：输入字符串“abcdefg”，输出“gfedcba”。

2．有一个班5位学生，各学4门课程，查找出有一门以上课程不及格的学生，打印出其全部课程的成绩。

本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com