C语言----变量及作用域 、 指针 、 指针和数组 、 进程空间 、 字符串
2015-12-15 19:02
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1 使用程序来模拟放球、取球的问题
1.1 问题
栈是一种特殊的线性表,它的逻辑结构和线性表相同,只是其运算规则较线性表有更多的限制,故又称为运算受限的线性表。栈的定义是限制仅在表的一端进行插入和删除运算的线性表。
1) 通常称插入、删除的这一端为栈顶(Top),另一端称为栈底(Bottom)。
2) 当表中没有元素时称为空栈。
3) 栈为后进先出(Last In First Out)的线性表,简称为LIFO表。
栈的修改是按后进先出的原则进行。每次删除(退栈)的总是当前栈中"最新"的元素,即最后插入(进栈)的元素,而最先插入的是被放在栈的底部,要到最后才能删除。
栈的基本运算有:
1) init(S)
构造一个空栈S。
2) empty(S)
判栈空。若S为空栈,则返回TRUE,否则返回FALSE。
3) full(S)
判栈满。若S为满栈,则返回TRUE,否则返回FALSE。
注意:该运算只适用于栈的顺序存储结构。
4) push(S,x)
进栈。若栈S不满,则将元素x插入S的栈顶。
5) pop(S)
退栈。若栈S非空,则将S的栈顶元素删去,并返回该元素。
6) top(S)
取栈顶元素。若栈S非空,则返回栈顶元素,但不改变栈的状态。
1.2 方案
本案例是栈的一个应用,用数字来代表球,向栈中放入一个数字1代表放入了1号球,向栈中放入一个数字2代表放入了2号球,依次类推。同样,从栈中取出数字1代表取出了1号球。1.3 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。步骤一:定义栈的结构
代码如下:
#define LISTSIZE 10
typedef int DataType;
struct Stack {
DataType data[LISTSIZE];
int top; //处了记录大小 还可以记录栈顶位置
};
上述代码中,下面的代码行:
#define LISTSIZE 10
定义了一个宏名,用它来表示栈的容量。
上述代码中,代码行:
typedef int DataType;
为关键字int起一个别名叫DataType。此时,语句int a;与语句DataType a;是等效的,都是定义的了两个整型变量。
上述代码中,代码行:
struct Stack {
DataType data[LISTSIZE];
int top; //处了记录大小 还可以记录栈顶位置
};
定义了一个结构体,一个结构体内可以有多个数据成员。如本案例中的结构体就有两个数据成员,一个是整型数组data,用它来模拟栈,每个数组元素的位置都可以存放一个栈元素;另一个是整型变量top,用它来模拟栈顶指针。
步骤二:初始化一个结构体
代码如下:
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#define LISTSIZE 10
typedef int DataType;
struct Stack {
DataType data[LISTSIZE];
int top; //处了记录大小 还可以记录栈顶位置
};
void init(struct Stack* stack){
stack->top = 0;
}
int main()
{
struct Stack s;
init(&s);
return 0;
}
上述代码中,下面代码行:
struct Stack s;
是在主程序中,定义一个结构体变量s,用它来模拟栈,在本案例中将向栈中放入球。
上述代码中,下面代码行:
init(&s);
是调用初始化栈函数,实参是结构体变量s的地址。
上述代码中,下面代码行:
void init(struct Stack* stack){
stack->top = 0;
}
是初始化栈函数的定义,该函数有一个形参,用于接收结构体变量的指针。在这个函数的函数体中,语句stack->top=0;表示将结构体变量stack中的整型变量成员top赋值为0,符号->被称为成员运算符,它的作用是将结构体变量中的某个成员取出来进行操作,像上面就是赋值操作。
步骤二:判断栈空、栈满
代码如下:
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#define LISTSIZE 10
typedef int DataType;
struct Stack {
DataType data[LISTSIZE];
int top; //处了记录大小 还可以记录栈顶位置
};
void init(struct Stack* stack){
stack->top = 0;
}
bool empty(struct Stack* stack) {
return stack->top == 0;
}
bool full(struct Stack* stack) {
return stack->top == LISTSIZE;
}
int main()
{
struct Stack s;
init(&s);
return 0;
}
上述代码中,下面代码行:
bool empty(struct Stack* stack) {
return stack->top == 0;
}
是判断栈空函数,函数接受一个结构体变量指针,在函数体内,如果栈顶指针stack->top等于0时,代表栈空。
上述代码中,下面代码行:
bool full(struct Stack* stack) {
return stack->top == LISTSIZE;
}
是判断栈满函数,函数接受一个结构体变量指针,在函数体内,如果栈顶指针stack->top等于栈容量LISTSIZE时,代表栈满。
步骤三:入栈操作
代码如下:
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#define LISTSIZE 10
typedef int DataType;
struct Stack {
DataType data[LISTSIZE];
int top; //处了记录大小 还可以记录栈顶位置
};
void init(struct Stack* stack){
stack->top = 0;
}
bool empty(struct Stack* stack) {
return stack->top == 0;
}
bool full(struct Stack* stack) {
return stack->top == LISTSIZE;
}
void push(struct Stack* stack, DataType d) {
if (full(stack))
return;
stack->data[stack->top++] = d;
}
int main()
{
struct Stack s;
init(&s);
push(&s, 1);
push(&s, 2);
push(&s, 3);
push(&s, 4);
return 0;
}
上述代码中,下面代码行:
push(&s, 1);
是调用入栈函数,向栈s中放入一个整型数据1,即放入1号球。
上述代码中,下面代码行:
void push(struct Stack* stack, DataType d) {
if (full(stack))
return;
stack->data[stack->top++] = d;
}
是入栈函数,函数包含两个形参,第一个形参是一个指向结构体Stack的指针,它的作用是表示向哪个栈中放入数据;第二个形参是向栈中放入的数据是什么。函数体首先判断栈是否已经满,如果栈满就不能继续向栈中加入数据。如果栈不满,语句stack->data[stack->top++] = d;将数据d放入栈stack->data[]当中。栈顶指针stack->top指示出数据加入的位置,当数据加入完成后,栈顶指针stack->top加1,指向下一个位置。
步骤四:出栈操作和取栈顶元素操作
代码如下:
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#define LISTSIZE 10
typedef int DataType;
struct Stack {
DataType data[LISTSIZE];
int top; //处了记录大小 还可以记录栈顶位置
};
void init(struct Stack* stack){
stack->top = 0;
}
bool empty(struct Stack* stack) {
return stack->top == 0;
}
bool full(struct Stack* stack) {
return stack->top == LISTSIZE;
}
void push(struct Stack* stack, DataType d) {
if (full(stack))
return;
stack->data[stack->top++] = d;
}
void pop(struct Stack* stack) {
if (empty(stack))
return;
stack->top--;
}
DataType top(struct Stack* stack) {
return stack->data[stack->top - 1];
}
int main()
{
struct Stack s;
init(&s);
push(&s, 1);
push(&s, 2);
push(&s, 3);
push(&s, 4);
printf("%d\n", top(&s));
pop(&s);
printf("%d\n", top(&s));
pop(&s);
printf("%d\n", top(&s));
pop(&s);
printf("%d\n", top(&s));
pop(&s);
return 0;
}
上述代码中,下面代码行:
printf("%d\n", top(&s));
是调用取栈顶元素函数top(&s),将栈s中最后放入的数据取出来。
上述代码中,下面代码行:
DataType top(struct Stack* stack) {
return stack->data[stack->top - 1];
}
是取栈顶元素函数,函数带有一个形参,表示从哪个栈中取出元素。函数体中的语句stack->data[stack->top - 1];表示将栈顶指针stack->top减1的位置的栈元素stack->data[]取出来。
上述代码中,下面代码行:
pop(&s);
是调用出栈函数。将栈s的地址作为实参。
上述代码中,下面代码行:
void pop(struct Stack* stack) {
if (empty(stack))
return;
stack->top--;
}
是出栈函数,函数带有一个形参,表示从哪个栈中出栈。函数体首先判断栈是否为空,如果栈空,表示栈中已经没有元素,就不能再出栈了。然后将栈顶指针stack->top减1,表示栈中的元素少了一个。
1.4 完整代码
本案例的完整代码如下所示:#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#define LISTSIZE 10
typedef int DataType;
struct Stack {
DataType data[LISTSIZE];
int top; //处了记录大小 还可以记录栈顶位置
};
void init(struct Stack* stack){
stack->top = 0;
}
bool empty(struct Stack* stack) {
return stack->top == 0;
}
bool full(struct Stack* stack) {
return stack->top == LISTSIZE;
}
void push(struct Stack* stack, DataType d) {
if (full(stack))
return;
stack->data[stack->top++] = d;
}
void pop(struct Stack* stack) {
if (empty(stack))
return;
stack->top--;
}
DataType top(struct Stack* stack) {
return stack->data[stack->top - 1];
}
int main()
{
struct Stack s;
init(&s);
push(&s, 1);
push(&s, 2);
push(&s, 3);
push(&s, 4);
printf("%d\n", top(&s));
pop(&s);
printf("%d\n", top(&s));
pop(&s);
printf("%d\n", top(&s));
pop(&s);
printf("%d\n", top(&s));
pop(&s);
return 0;
}
2 求一组数的最大值、最小值
2.1 问题
创建程序,实现以下的功能:编制一个自定义函数同时返回一组数的最大值、最小值需求为:在主函数中创建一个长度为10的数组,数组内放置10个0~99之间(包含0,包含99)的随机数作为数组内容,按要求编制一个自定义函数同时返回数组中的最大值、最小值,然后在主函数中将自定义函数的返回值打印显示在界面上。控制台效果如图-1所示:
![](http://pdf7.tarena.com.cn/tts8_source/ttsPage/IOS/ISD_V01/ADVANCE-C/DAY03/CASE/01/index.files/image001.png)
图-1
2.2 方案
首先,定义一个函数,功能是求数组中的最大值与最小值。然后,在主函数中,定义一个长度为10的数组,并将10个数组元素分别赋值为10个随机数,然后调用以上编制的函数,求出最大值、最小值,并在主函数中显示结果。
2.3 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。步骤一:在主函数中定义数组
在主函数中,定义一个数组,并为每个数组元素赋值成一个随机数,然后将数组中数据显示出来。
代码如下:
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char * argv[])
{
int data[10];
srand((unsigned)time(0));
for (int i = 0; i < 10; i++)
data[i] = rand() % 100;
printf("数组中的数据为:");
for (int i = 0; i < 10; i++)
printf("%d ", data[i]);
printf("\n");
return 0;
}
步骤二:定义函数求最大值与最小值
代码如下:
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
void maxAndMin(int data[], int size, int *max, int *min)
{
*max = data[0];
*min = data[0];
for (int i = 0; i < size; i++)
{
if (*max < data[i])
*max = data[i];
if (*min > data[i])
*min = data[i];
}
}
int main(int argc, const char * argv[])
{
int data[10];
srand((unsigned)time(0));
for (int i = 0; i < 10; i++)
data[i] = rand() % 100;
printf("数组中的数据为:");
for (int i = 0; i < 10; i++)
printf("%d ", data[i]);
printf("\n");
return 0;
}
上述代码中,下面代码行:
void maxAndMin(int data[], int size, int *max, int *min)
是自定义函数的函数头,该函数为无返回值函数,函数名为maxAndMin,函数有四个形参,第一个形参为一个数组,在此数组中找到最大值和最小值;第二个形参为数组的长度;第三个形参是一个指针变量,此参数用于将数组中的最大值带回主函数;第四个形参也是一个指针变量,此参数用于将数组中的最小值带回主函数。
上述代码中,下面代码行:
*max = data[0];
*min = data[0];
首先假定数组的最大值与最小值都是数组的第一个元素。
上述代码中,下面代码行:
for (int i = 0; i < size; i++)
{
if (*max < data[i])
*max = data[i];
if (*min > data[i])
*min = data[i];
}
遍历数组,逐个元素与最大值和最小值对比,如果比最大值大,替换最大值;如果比最小值小,则替换最小值。
步骤三:在主函数中调用
代码如下:
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
void maxAndMin(int data[], int size, int *max, int *min)
{
*max = data[0];
*min = data[0];
for (int i = 0; i < size; i++)
{
if (*max < data[i])
*max = data[i];
if (*min > data[i])
*min = data[i];
}
}
int main(int argc, const char * argv[])
{
int data[10];
srand((unsigned)time(0));
for (int i = 0; i < 10; i++)
data[i] = rand() % 100;
printf("数组中的数据为:");
for (int i = 0; i < 10; i++)
printf("%d ", data[i]);
printf("\n");
int max;
int min;
maxAndMin(data, 10, &max, &min);
printf("最大值为:%d\n", max);
printf("最小值为:%d\n", min);
return 0;
}
上述代码中,下面代码行:
int max;
int min;
定义两个变量,分别用于存储数组中的最大值和最小值。
上述代码中,下面代码行:
maxAndMin(data, 10, &max, &min);
调用maxAndMin函数,数组data作为第一个实参,第二个实参是数组data的长度,第三个实参是变量max的地址,这样可以将最大值带回来,第四个实参是变量min的地址,它用于带回最小值。
2.4 完整代码
本案例的完整代码如下所示:#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
void maxAndMin(int data[], int size, int *max, int *min)
{
*max = data[0];
*min = data[0];
for (int i = 0; i < size; i++)
{
if (*max < data[i])
*max = data[i];
if (*min > data[i])
*min = data[i];
}
}
int main(int argc, const char * argv[])
{
int data[10];
srand((unsigned)time(0));
for (int i = 0; i < 10; i++)
data[i] = rand() % 100;
printf("数组中的数据为:");
for (int i = 0; i < 10; i++)
printf("%d ", data[i]);
printf("\n");
int max;
int min;
maxAndMin(data, 10, &max, &min);
printf("最大值为:%d\n", max);
printf("最小值为:%d\n", min);
return 0;
}
3 输入输出个人信息
3.1 问题
在控制台上首先输入某个学生的个人信息,包括姓名、年龄、毕业院校,然后输出。效果图如图-2所示:![](http://pdf7.tarena.com.cn/tts8_source/ttsPage/IOS/ISD_V01/ADVANCE-C/DAY03/CASE/01/index.files/image002.png)
图-2
3.2 方案
定义数组和变量用于存储学生的个人信息,然后使用scanf函数输入该信息,最后再使用printf函数输出该信息。3.3 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。步骤一:定义数据
数组name,用于存储学生的姓名。
变量age,用于存储学生的年龄。
数组school,用于存储学生的毕业院校。
代码如下:
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char * argv[])
{
char name[20];
int age;
char school[100];
return 0;
}
步骤二:输入学生的个人信息
使用scanf函数输入学生的姓名、年龄和毕业院校。
注意:数组使用用占位符%s。
代码如下:
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char * argv[])
{
char name[20];
int age;
char school[100];
printf("请输入学生的姓名:");
scanf("%s", name);
printf("请输入学生的年龄:");
scanf("%d", &age);
printf("请输入学生的毕业院校:");
scanf("%s", school);
printf("\n");
return 0;
}
步骤三:输出学生的个人信息
使用printf函数输出学生的姓名、年龄和毕业院校。
代码如下:
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char * argv[])
{
char name[20];
int age;
char school[100];
printf("请输入学生的姓名:");
scanf("%s", name);
printf("请输入学生的年龄:");
scanf("%d", &age);
printf("请输入学生的毕业院校:");
scanf("%s", school);
printf("\n");
printf("学生的个人信息如下:\n");
printf("姓名:%s\n", name);
printf("年龄:%d\n", age);
printf("毕业院校:%s\n", school);
return 0;
}
3.4 完整代码
本案例的完整代码如下所示:#include <stdio.h>
int main(int argc, const char * argv[])
{
char name[20];
int age;
char school[100];
printf("请输入学生的姓名:");
scanf("%s", name);
printf("请输入学生的年龄:");
scanf("%d", &age);
printf("请输入学生的毕业院校:");
scanf("%s", school);
printf("\n");
printf("学生的个人信息如下:\n");
printf("姓名:%s\n", name);
printf("年龄:%d\n", age);
printf("毕业院校:%s\n", school);
return 0;
}