考研C语言复习02（小甲鱼版本）
递归
//递归必须要有结束条件，否则程序将崩溃
void recursion(void);
void recursion(void){
static int cpunt = 10;
printf("HI\n");
if (--count){
recursion();
}
}
int main(void){
recursion();
return 0;
}
//递归求阶乘
long fact(int num);
long fact(int num){
long result;
if (num > 0){
result = num * fact(num - 1);
}
else{
result = 1;
}
return result;
}
int main(void){
int num;
printf("输入整数：");
scanf("%d",num);
printf("%d的阶乘：%d\n", num, fact(num));
return 0;
}
实现递归要满足两个基本条件：
①调用函数本身 ②设置了正确的结束条件
汉诺塔
问题描述：
x、y、z三根针，64个圆盘在x针上，需将64个圆盘都移动至z针上，且每次只能移动一个圆盘，移动过程中大的圆盘一定要在小圆盘的下面
解析：
对于游戏的玩法，我们可以简单分解为三个步骤：
①将前63个盘子从X移动到Y上
②将最底下的第64个盘子从X移动到Z上
③将Y上的63个盘子移动到Z上
再拆成两个问题：
（1）问题一：将X上的63个盘子借助Z移动到Y上：
——①将前62个盘子从X移动到Z上
——②将最底下的第63个盘子移动到Y上
——③将Z上的62个盘子移动到Y上
（2）问题二：将Y上的63个盘子借助X移动到Z上：
——①将前62个盘子从Y移动到X上
——②将最底下的第63个盘子移动到Z上
——③将X上的62个盘子移动到Y上
void hanoi(int n, char x, char y, char z);
//x, y, z这三个，按顺序可以简单理解为x借助y移动到z
void hanoi(int n, char x, char y, char z){
if (n==1)//当只有一个圆盘时
{
printf("%c --> %c\n", x, z);
}
else{
//把除了最下面那一层的其他所有圆盘（n-1）层借助z移动到y
hanoi(n-1, x, z, y);
//手动移动最底下的大圆盘到z
printf("%c --> %c\n", x, z);
//剩下的圆盘从y借助x移动到z
hanoi(n-1, y, x, z);
}
}
int main(void){
int n;
printf("汉诺塔层数：");
scanf("%d", &n);
hanoi(n, 'X', 'Y', 'Z');
return 0;
}
分治法
快速排序
快速排序算法的基本思想是：通过一趟排序将待排序数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有元素均比另一部分的元素小，然后分别对这两部分继续进行排序，重复上述步骤直到排序完成。
void quick_sort(int array[], int left, int right){
int i = left, j = right;
int temp;
int pivot;
pivot = array[(left + right) / 2];
while (i <= j){
//从左到右找到大于等于基准点的元素
while (array[i] < pivot){
i++;
}
//从右到左找到小于等于基准点的元素
while (array[j] > pivot){
j--;
}
//如果i <= j,则互换
if (i <= j){
temp = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = temp;
i++;
j--;
}
}
if (left < j){
quick_sort(array, left, j);
}
if (i < right){
quick_sort(array, i, right);
}
}
int main(void){
int array[] = {73, 108, 111, 118, 101, 70, 115, 104, 67, 46, 99, 111, 109};
int i, length;
length = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
quick_sort(array, 0, length-1);
printf("排序后：")
for (i = 0; i < length; i++){
printf("%d", array[i]);
}
putchar('\n');
return 0;
}
更灵活的内存管理方式
malloc：申请动态内存空间
free：释放动态内存空间
calloc：申请并初始化一系列内存空间
realloc：重新分配内存空间
malloc
函数原型：void *malloc(size_t size);
malloc函数向系统申请分配size个字节的内存空间，并返回一个指向这块空间的指针
如果函数调用成功，返回一个指向申请的内存空间的指针，由于返回类型是void 指针 (void *),所以它可以被转换成任何类型的数据；如果函数调用失败，返回值是NULL。另外，如果size参数设置为0，返回值也可能是NULL，但这并不意味着函数调用失败。
#include malloc还可以申请一块任意尺寸的内存空间
#include free
函数原型：void free(void *ptr);
free函数释放ptr参数指向的内存空间。该内容空间必须是由malloc、calloc或realloc函数申请的。否则，该函数将导致未定义行为。如果ptr参数是NULL，则不执行任何操作。注意：该函数并不会修改ptr参数的值，所以调用后它仍然指向原来的地方（变为非法空间）。
#include 内存泄漏
导致内存泄漏主要有以下两种情况：
①隐式内存泄漏（即用完内存块没有及时使用free函数释放）
②丢失内存块地址
初始化内存空间
以mem开头的函数被编入字符串标准库，函数的声明包含在string.h这个头文件中：
—memset——使用一个常量字节填充内存空间
—memcpy——拷贝内存空间
—memmove——拷贝内存空间
—memcmp——比较内存空间
—memchr——在内存空间中搜索一个字符
#include calloc
（1）函数原型：void *calloc(size_t nmemb, size_t size);
（2）calloc函数在内存中动态地申请nmemb个长度为size的连续内存空间（即申请的总空间尺寸为nmemb * size），这些内存空间全部被初始化为0.
（3）calloc函数与malloc函数的一个重要区别是：
—calloc函数在申请完内存后，自动初始化该内存空间为0.
（4）所以下面两种写法是等价的：
//calloc() 分配内存空间并初始化
int *ptr = (int *)calloc(8, sizeof(int));
//malloc() 分配内存空间并用memset()初始化
int *ptr = (int *)malloc(8 * sizeof(int));
memset(ptr, 0, 8 * sizeof(int));
realloc
函数原型：void *realloc(void *ptr, size_t size):
以下几点是需要注意的：
（1）realloc函数修改ptr指向的内存空间大小为size字节
（2）如果新分配的内存空间比原来的大，则旧内存块的数据不会发生改变；如果新的内存空间大小小于旧的内存空间，可能会导致数据丢失，慎用
（3）该函数将移动内存空间的数据并返回新的指针
（4）如果ptr参数为NULL，那么调用该函数就相当于调用malloc(size)
（5）如果size参数为0，并且ptr参数不为NULL，那么调用该函数就相当于调用free(ptr)
（6）除非ptr参数为NULL，否则ptr的值必须由先前调用malloc、calloc或realloc函数返回
#include C语言地内存布局规律
#include 代码段
代码段(Text segment)通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等
数据段
数据段(Initialized data segment)通常用来存放已经初始化的全局变量和局部静态变量
BSS段
BSS段(Bss segment/Uninitialized data segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。BSS是英文Block Started by Symbol的简称，这个区段中的数据在程序运行前将被自动初始化为数字0.
堆
堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩展或缩小。当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除
栈
栈是函数执行的内存区域，通常和堆共享同一片区域。
堆和栈的区别
（1）申请方式：
——堆由程序员手动申请
——栈由系统自动分配
（2）释放方式：
——堆由程序员手动释放
——栈由系统自动释放
（3）生存周期：
——堆的生存周期由动态申请到程序员主动释放为止，不同函数之间均可自由访问
——栈的生存周期由函数调用开始到函数返回时结束，函数之间的局部变量不能相互访问
#include （4）发展方向
——堆和其他区段一样，都是从低地址向高地址发展
——栈则相反，是由高地址向低地址发展
#include 高级宏定义
预处理：文件包含、宏定义、条件编译
不带参数的宏定义
例：#define PI 3.14
（1）为了和普通的变量进行区分，宏的名字通常我们约定是全部由大写字母组成
（2）宏定义只是简单地进行替换，并且由于预处理是在编译之前运行，而编译工作的任务之一就是语法检查，所以编译器不会对宏定义进行语法检查。
（3）宏定义不是说明或语句，在末尾不必加分号
（4）宏定义的作用域是从定义的位置开始到整个程序结束
（5）可以用#undef来终止宏定义的作用域
（6）宏定义允许嵌套
#define PI 3.14
#define R 6371
#define V PI * R * R * R * 4 / 3
int main(void){
int r;
float s;
printf("请输入圆的半径：");
scanf("%d", &r);
s = PI * r * r;
printf("圆的面积是：%.2f\n", s);
printf("%.2f\n", V);
/*
#undef PI
s = PI * r * r;
printf("圆的面积是：%.2f\n", s);
*/
return 0;
}
带参数的宏定义
#define MAX(X, Y) (((x) > (y)) ? (x) : (y))
#define MAX(X, Y) (((x) > (y)) ? (x) : (y))
int main(void){
int x, y;
printf("输入两个整数：");
scanf("%d%d", &x, &y);
printf("%d 是最大的那个数\n", MAX(x,y));
return 0;
}
内联函数
引入内联函数来解决程序中函数调用的效率问题，优化编译过程,函数定义前加inline
#include 内联函数虽然节省了函数调用的时间消耗，但由于每一个函数出现的地方都要进行替换，因此增加了代码编译的时间。另外，并不是所有的函数都能够变成内联函数
现在的编译器就算不写inline，它也会自动将一些函数优化成内联函数
#和##
#和##是两个预处理运算符
在带参数的宏定义中，#运算符后面应该跟一个参数，预处理器会把这个参数转换为一个字符串
#define STR(s) # s
int main(void){
printf("%s\n", STR(FISHC));
printf(STR(Hello %s num = %d), STR(FishC), 520);
return 0;
}
/*输出
FISHC
Hello FishC num = 520*/
##运算符被称为记号连接运算符，比如我们可以使用##运算符连接两个参数
#define together(x, y) x ## y
int main(void){
printf("%d\n", together(2, 50));
return 0;
}
/*输出
250*/
可变参数
带参数的宏定义也是可以使用可变参数的：
#define SHOWLIST(...) printf(#__VA_ARGS__)
其中...表示使用可变参数，__VA_ARGS__在预处理中被实际的参数集所替换
#define SHOWLIST(...) printf(#__VA_ARGS__)
#define PRINT(format,...) printf(# format, ##__VA_ARGS__)
int main(void){
SHOWLIST(FishC, 520, 3.14\n);
PRINT(num = %d\n, 520);
PRINT(Hello FishC!\n);
return 0;
/*输出
FishC, 520, 3.14
num = 520
Hello FishC!*/
结构体
结构体声明：
struct 结构体名称{
结构体成员1;
结构体成员2;
结构体成员3;
...
};
例如：
struct Book{
char title[128];
char author[40];
float price;
unsigned int date;
char publisher[40];
};
定义结构体类型变量：struct 结构体名称 结构体变量名
struct Book{
char title[128];
char author[40];
float price;
unsigned int date;
char publisher[40];
};
/*下面这种方法也可，那么在后面的代码中就无需再定义book结构体
struct Book{
char title[128];
char author[40];
float price;
unsigned int date;
char publisher[40];
} book;
*/
int main(void){
struct Book book;
return 0;
}
访问结构体变量
要访问结构体成员，我们需要引入一个新的运算符——点号**.**运算符。比如book.title就是引用book结构体的title成员，它是一个字符数组；而book.price则是引用book结构体的price成员，它是一个浮点型的定量
struct Book{
char title[128];
char author[40];
float price;
unsigned int date;
char publisher[40];
} book;
int main(void){
printf("书名");
scanf("%s", book.title);//字符串数组，可不加&
printf("作者");
scanf("%s", book.author);
printf("售价");
scanf("%f", &book.price);
printf("出版日期");
scanf("%d", &book.date);
printf("出版社");
scanf("%s", book.publisher);
printf("======数据录入完毕======");
printf("书名：%s\n", book.title);
printf("作者：%s\n", book.author);
printf("售价：%.2f\n", book.price);
printf("出版日期：%d\n", book.date);
printf("出版社：%s\n", book.publisher);
return 0;
}
初始化结构体变量
（1）初始化一个变量和数组：
int a = 520;
int array[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
（2）初始化一个结构体变量：
struct Book book = {
"《带你学C带你飞》",
"小甲鱼",
48.8;
20171111,
"清华大学出版社"
};
初始化结构体的指定成员值
其语法和数组指定初始化元素类似，不过结构体指定初始化成员使用点号**.**运算符和成员名
比如我们可以让程序只初始化Book的price成员：
struct Book book = {.price = 48.8};
还可以不按结构体声明的成员顺序进行初始化：
struct Book book = {
.publisher = "清华大学出版社",
.price = 48.8,
.date = 20171111
};
int main(void){
struct A{
char a;
int b;
char c;
}a = {'x', 520, '0'};
printf("size of a = %d\n", sizeof(a));
return 0;
}
//理论上输出的应该为6（两个char两个字节，加上一个int4个字节），但是编译器会进行内存对齐，每一个元素填充为4个字节，如果改变顺序
/* struct A{
char a;
char c;
int b;
}a = {'x', '0', '520'};
则输出8个字节，通过改变顺序改变内存分配*/
结构体嵌套
struct Date{
int year;
int month;
int day;
};
struct Book{
char title[128];
char author[40];
float price;
struct Date date;
char publisher[40];
} book = {
"《带你学C带你飞》",
"小甲鱼",
48.8,
{2017, 11, 11},
"清华大学出版社"
};
int main(void){
printf("书名：%s\n", book.title);
printf("作者：%s\n", book.author);
printf("售价：%.2f\n", book.price);
printf("出版日期：%d-%d-%d\n", book.date.year, book.date.month, book.date.day);
printf("出版社：%s\n", book.publisher);
return 0;
}
/*输出
书名：《带你学C带你飞》
作者：小甲鱼
售价：48.80
出版日期：2017-11-11
出版社：清华大学出版社*/
结构体数组
第一种方法是在声明结构体的时候进行定义：
struct 结构体名称{
结构体成员;
} 数组名[长度];
第二种方法是先声明一个结构体类型（比如上面Book），再用此类型定义一个结构体数组：
struct 结构体名称{
结构体成员;
};
struct 结构体名称 数组名[长度];
初始化结构体数组
struct Book book[3] = {
{"《入门学习1》", "小甲鱼", 49.5, {2016, 11, 11}, "清华大学出版社"},
{"《入门学习1》", "小甲鱼", 49.5, {2016, 11, 11}, "清华大学出版社"},
{"《入门学习1》", "小甲鱼", 49.5, {2016, 11, 11}, "清华大学出版社"}
};
结构体指针
通过结构体指针访问结构体成员有两种方法：
①用于对象（成员名）(*结构体指针).成员名
②用于指针（成员名）结构体指针->成员名
例：
struct Date{
int year;
int month;
int day;
};
struct Book{
char title[128];
char author[40];
float price;
struct Date date;
char publisher[40];
} book = {
"《带你学C带你飞》",
"小甲鱼",
48.8,
{2017, 11, 11},
"清华大学出版社"
};
int main(void){
struct Book *pt;
pt = &book;
printf("书名：%s\n", (*pt).title);
printf("作者：%s\n", (*pt).author);
printf("售价：%.2f\n", (*pt).price);
printf("出版日期：%d-%d-%d\n", (*pt).date.year, (*pt).date.month, (*pt).date.day);
printf("出版社：%s\n", (*pt).publisher);
printf("书名：%s\n", pt->title);
printf("作者：%s\n", pt->author);
printf("售价：%.2f\n", pt->price);
printf("出版日期：%d-%d-%d\n", pt->date.year, pt->date.month, pt->date.day);
printf("出版社：%s\n", pt->publisher);
return 0;
}
/*输出
书名：《带你学C带你飞》
作者：小甲鱼
售价：48.80
出版日期：2017-11-11
出版社：清华大学出版社
书名：《带你学C带你飞》
作者：小甲鱼
售价：48.80
出版日期：2017-11-11
出版社：清华大学出版社
*/
传递结构体变量
int main(void){
struct Test{
int x;
int y;
}t1, t2;
t1.x = 3;
t1.y = 4;
t2 = t1;
printf("t2.x = %d, t2.y = %d", t2.x, t2.y);
return 0;
}
/*输出
t2.x = 3, t2.y = 4*/
struct Date{
int year;
int month;
int day;
};
struct Book{
char title[120];
char author[40];
float price;
struct Date date;
char publisher[40];
};
struct Book getInput(struct Book book);
struct Book getInput(struct Book book){
printf("请输入书名：");
scanf("%s", book.title);
printf("请输入作者：");
scanf("%s", book.author);
printf("请输入售价：");
scanf("%f", &book.price);
printf("请输入出版日期：");
scanf("%d-%d-%d", &book.date.year, &book.date.month, &book.date.day);
printf("请输入出版社：");
scanf("%s", book.publisher);
return book;
}
void printBook(struct Book book);
void printBook(struct Book book){
printf("书名：%s\n", book.title);
printf("作者：%s\n", book.author);
printf("售价：%.2f\n", book.price);
printf("出版日期：%d-%d-%d\n", book.date.year, book.date.month, book.date.day);
printf("出版社：%s\n", book.publisher);
}
int mian(void){
struct Book b1, b2;
printf("请录入第一本书的信息...\n");
b1 = getInput(b1);
putchar('\n');
printf("请录入第二本书的信息...\n");
b2 = getInput(b2);
printf("打印第一本书的信息...");
printBook(b1);
putchar('\n');
printf("打印第二本书的信息...");
printBook(b2);
return 0;
}
传递指向结构体变量的指针
struct Date{
int year;
int month;
int day;
};
struct Book{
char title[120];
chat author[40];
float price;
struct Date date;
char publisher[40];
};
void getInput(struct Book *book);
void printBook(struct Book *book);
void getInput(struct Book *book){
printf("请输入书名：");
scanf("%s", book->title);
printf("请输入作者：");
scanf("%s", book->author);
printf("请输入售价：");
scanf("%f", &book->price);
printf("请输入出版日期：");
scanf("%d-%d-%d", &book->date.year, &book->date.month, &book->date.day);
printf("请输入出版社：");
scanf("%s", book->publisher);
return book;
}
void printBook(struct Book *book){
printf("书名：%s\n", book->title);
printf("作者：%s\n", book->author);
printf("售价：%.2f\n", book->price);
printf("出版日期：%d-%d-%d\n", book->date.year, book->date.month, book->date.day);
printf("出版社：%s\n", book->publisher);
}
int mian(void){
struct Book b1, b2;
printf("请录入第一本书的信息...\n");
b1 = getInput(&b1);
putchar('\n');
printf("请录入第二本书的信息...\n");
b2 = getInput(&b2);
printf("打印第一本书的信息...");
printBook(&b1);
putchar('\n');
printf("打印第二本书的信息...");
printBook(&b2);
return 0;
}
动态申请结构体
使用malloc函数为结构体分配存储空间
#include 作业：尝试构建一个图书馆