C语言编程练习

考点：【字符串】【数组】

题目1. 打印X

题目描述

输入一个正整数N， 你需要按样例的方式返回一个字符串列表。
1≤N≤15。
样例 1：
输入：1
输出：[“X”]

X

样例 2：
输入：2
[“XX”, “XX”]

XX
XX

样例 3：
输入：3
[“X X”, " X ", “X X”]

X X
 X
X X

样例 4：
输入：4
[“X X”, " XX ", " XX ", “X X”]
理解成图案：

X  X 
 XX  
 XX 
X  X

解题代码如下：

#include 
#include 

char** generatePattern(int N) {
    // 分配字符串列表的内存空间
    char** pattern = (char**)malloc(N * sizeof(char*));

    // 为每个字符串分配内存空间
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        pattern[i] = (char*)malloc((N+1) * sizeof(char));
    }

    // 构建字符串列表
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        for (int j = 0; j < N; j++) {
            if (j == i || j == (N - i - 1)) {
                pattern[i][j] = 'X';
            }
            else {
                pattern[i][j] = ' ';
            }
        }
        pattern[i][N] = '\0'; // 字符串末尾添加结束符
    }

    return pattern;
}

int main() {
    int N;
    printf("请输入一个正整数N：");
    scanf_s("%d", &N);

    char** pattern = generatePattern(N);

    // 输出字符串列表
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        printf("%s\n", pattern[i]);
    }

    // 释放内存空间
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        free(pattern[i]);
    }
    free(pattern);

    return 0;
}

• 备注：其实也可以构建一个数组，让其先初始化全是’ ‘空格，然后在对称的idx和N-idx-1改写成’X’。

题目2. 最长和谐子序列

题目描述

• 我们将一个和谐数组定义为是其最大值和最小值之间的差值恰好为1的数组。现在，给定一个整数数组，您需要在其所有可能的子序列中找到其最长的和谐子序列的长度。
• 示例：

输入：[1,3,2,2,5,2,3,7]
输出：5
解释：最长的和谐子序列是[3,2,2,2,3]。

解题思路

• 先将数组排序，然后再进行相近元素进行比较，统计两数之差小于等于1的元素个数，不停更新这种元素的个数，直达找到最大长度。

解题代码

#include 
#include 

// 比较函数，用于排序
int cmpFunc(const void* a, const void* b)
{
    return (*(int*)a - *(int*)b);  //升序
}

int findLHS(int* nums, int numsSize)
{
    int maxLen = 0;

    // 对数组进行排序
    qsort(nums, numsSize, sizeof(int), cmpFunc);

    for (int i = 0; i < numsSize; i++)
    {
        int count = 1;
        int j = i + 1;

        // 计算当前数字和后续数字之间的差值
        while (j < numsSize && nums[j] - nums[i] <= 1)
        {
            if (nums[j] == nums[i] || nums[j] == nums[i] + 1)
            {
                count++;
            }
            j++;
        }

        // 更新最大长度
        if (count > maxLen)
        {
            maxLen = count;
        }
    }

    return maxLen;
}

int main()
{
    int nums[] = { 1, 3, 2, 2, 5, 2, 3, 7 };
    int numsSize = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]);

    int maxLength = findLHS(nums, numsSize);

    printf("最长的和谐子序列的长度为：%d\n", maxLength);

    return 0;
}

• 备注：代码用到stdlib.h中的qsort排序函数。函数原型如下：

void qsort(void *base, size_t num, size_t size,
int (*compar)(const void *, const void *));
//其中入参4:
int (*compar)(const void *a, const void *b)
{
    return (*(int *)a) - *(int *)b)); //升序
    //return (*(int *)b) - *(int *)a)); //降序
    //该函数注意点：首先void *需要先强制转成待比较的数据类型才行，比如如下：
     return (*(double *)a) - *(double *)b) > 0 ? 1 : - 1); //升序
}

• void *base: 一个指向要排序的数组或对象的指针，即数组的首地址或对象的地址。
• size_t num: 数组中元素的数量。
• size_t size: 数组中每个元素的大小，以字节为单位。
• int (*compar)(const void *, const void *): 指向比较函数的指针。该函数用于定义元素之间的比较规则，并返回一个整数值表示比较结果。该比较函数接受两个指向元素的指针，并返回一个负整数、零或正整数来表示第一个元素小于、等于或大于第二个元素。

题目3. 用C语言实现快速排序

算法描述

• 用C语言实现对一个数组进行快速排序

解题代码

#include 

// 快速排序函数
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivot = arr[low]; //选取数组第一个元素作为基准值
        int i = low, j = high;

        while (i < j) {
            // 从右向左找小于基准值的元素
            while (i < j && arr[j] >= pivot)
                j--;
            if (i < j)
                arr[i++] = arr[j];

            // 从左向右找大于基准值的元素
            while (i < j && arr[i] <= pivot)
                i++;
            if (i < j)
                arr[j--] = arr[i];
        }

        arr[i] = pivot; // 将基准值放入中间位置

        // 递归排序基准值左边和右边的子数组
        quickSort(arr, low, i - 1);
        quickSort(arr, i + 1, high);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {7, 9, 1, 6, 3, 2};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("原始数组：");
    for (int i = 0; i < size; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");

    quickSort(arr, 0, size - 1);

    printf("排序后数组：");
    for (int i = 0; i < size; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");

    return 0;
}

• 运行结果：

原始数组：7 9 1 6 3 2 
排序后数组：1 2 3 6 7 9