《C语言程序设计》(谭浩强第五版) 第8章 善于利用指针 习题解析与答案
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本章习题均要求用指针方法处理。
题目1：输入3个整数，按由小到大的顺序输出。
解：
答案代码：
#include 运行结果：
题目2：输入3个字符串，按由小到大的顺序输出。
解：
#include 运行结果：
输入3行文字，程序把它们按字母由小到大的顺序输出。
题目3：输入10个整数，将其中最小的数与第一个数对换，把最大的数与最后一个数对换。写3 个函数：
①输入 10个数;
②进行处理;
③输出 10 个数。
解：
#include 分析：关键在 max_min_value 函数，请认真分析此函数。形参 number 是指针，局部变量 max，min和 p都定义为指针变量，max 用来指向当前最大的数，min 用来指向当前最小的数。
number 是第 1 个数 number[0] 的地址，开始时执行 max=min=number 的作用就是使 max 和 min 都指向第 1 个数 number[0] 。以后使 p 先后指向10个数中的第 2～10 个数。如果发现第 2 个数比第 1 个数 number[0] 大，就使 max 指向这个大的数，而 min 仍指向第 1 个数。如果第 2 个数比第. 1个数 number[0] 小，就使 min 指向这个小的数，而 max 仍指向第 1个数。然后使 p 移动到指向第 3 个数，处理方法同前。直到 p 指向第 10 个数，并比较完毕为止。此时 max. 指向 10个数中的最大者，min 指向 10 个数中的最小者。假如原来 10 个数是：
32 24 56 78 1 98 36 44 29 6
在经过比较和对换后，max和 min的指向为
32 24 56 78 1 98 36 44 29 6
↑ ↑
min max
此时，将最小数 1 与第 1 个数（即 number[0] ）32 交换，将最大数 98 与最后一个数 6 交换。因此应执行以下两行：
temp = number[0]; number[0] = *min;*min = temp;//将最小数与第1个数 number[0]交换
temp = number[9]; number[9] = *max;*max = temp;//将最大数与最后一个数交换
最后将已改变的数组输出。
运行结果：
但是，有一个特殊的情况应当考虑：如果原来 10 个数中第 1 个数 number[0] 最大，如：
98 24 56 78 1 32 36 44 29 6
在经过比较和对换后，max 和 min 的指向为
98 24 56 78 1 32 36 44 29 6
↑ ↑
max min
在执行完上面第1行"temp=number[0] ;number[0]=*min;*min=temp;"后，最小数 1 与第 1个数 number[0] 对换，这个最大数就被调到后面去了（与最小的数对调）。
1 24 56 78 98 32 36 44 29 6
↑ ↑
max min
请注意：数组元素的值改变了，但是 max 和 min 的指向未变，max 仍指向 number[0]。此时如果接着执行下一行：
temp= number[9];number[9]=* max;* max= temp;
就会出问题，因为此时 max 并不指向最大数，而指向的是第1个数，结果是将第 1个数（最小的数已调到此处）与最后一个数 number[9] 对调。结果变成：
6 24 56 78 98 32 36 44 29 1
显然就不对了。
为此，在以上两行中间加上一行：
if(max== number)max = min;
由于经过执行"temp= number[0]; number[0]=* min;* min=temp;"后，10 个数的排列为
1 24 56 78 98 32 36 44 29 6
↑ ↑
max min
max指向第 1 个数，if 语句判别出 max 和 number 相等（即 max 和 number 都指向 number[0] ），而实际上 max 此时指向的已非最大数了，就执行"max=min"，使 max 也指向 min 当前的指向。而 min 原来是指向最小数的，刚才与 number[0] 交换，而 number[0] 原来是最大数，所以现在 min 指向的是最大数。执行 max=min 后 max也指向这个最大数。
1 24 56 78 98 32 36 44 29 6
↑
max,min
然后执行下面的语句：
temp = number[9]; number[9]=*max;* max= temp;
这就没问题了，实现了把最大数与最后一个数交换。
运行结果：
读者可以将上面的"if（max==number）max=min;" 删去，再运行程序，输入以上数据，分析一下结果。
也可以采用另一种方法：先找出 10 个数中的最小数，把它和第 1 个数交换，然后再重新找 10 个数中的最大数，把它和最后一个数交换。这样就可以避免出现以上的问题。重写void max_min_value 函数如下：
//交换函数
void max_min_value(int *number)
{
int *max, *min, *p, temp;
max = min = number; //开始时使max和min都指向第1个数
for (p = number + 1; p < number + 10; p++)
if (*p < *min) //若p指向的数小于min指向的数，就使min指向p指向的小数
min = p;
temp = number[0]; //将最小数与第1个数 number[0] 交换
number[0] = *min;
*min = temp;
for (p = number + 1; p < number + 10; p++)
if (*p > *max) //若p指向的数大于max指向的数，就使max指向p指向的大数
max = p;
temp = number[9]; //将最大数与最后一个数交换
number[9] = *max;
*max = temp;
}
这种思路容易理解。
这道题有些技巧，请读者仔细分析，学会分析程序运行时出现的各种情况，并善于根据情况予以妥善处理。
题目4：有n个整数，使前面各数顺序向后移 m 个位置，最后 m 个数变成最前面 m 个数，见图 8.43。写一函数实现以上功能， 谜 在主函数中输入 n个整数和输出调整后的n个数。
解：
答案代码：
#include 运行结果：
题目5：有 n 个人围成一圈，顺序排号。从第 1 个人开始报数。（从1到3报数），凡报到3 的 人退出圈子，问最后留下的是原来第几号的那位。
解：N-S图如图8.2所示。
答案代码：
#include 运行结果：
题目6：写一函数，求一个字符串的长度。在 main 函数中输入字符串，并输出其长度。
解：
答案代码：
#include 运行结果：
题目7：有一字符串，包含 n 个字符。写一函数，将此字符串中从第 m 个字符开始的全部字符复制成为另一个字符串。
解：
答案代码：
#include 运行结果：
题目8：输入一行文字，找出其中大写字母、小写字母、空格、数字以及其他字符各有多少。
解：
答案代码：
#include 运行结果：
题目9：写一函数，将一个 3×3 的整型矩阵转置。
解：
答案代码：
#include 运行结果：
说明： a 是二维数组，p 和形参 pointer 是指向整型数据的指针变量，p 指向数组 0 行 0 列元素 a[0][0] 。在调用 move 函数时，将实参p的值&a[0][0] 传递给形参 pointer，在 move 函数中将 a[i][j]与 a[j][i] 的值互换。由于 a 数组的大小是 3×3，而数组元素是按行排列的，因此 a[i][j] 在 a 数组中是第（3×i+j）个元素，例如，a[2][1]是数组中第（3×2＋1）个元素，即第 7 个元素（序号从 0 算起）。a[i][j]的地址是（pointer十3*i+j，同理，a[i][j] 的地址是（pointer十3*j+i）。将*（pointer＋3*i+j）和*（pointer+3*j+i）互换，就是将a[i][j]和 a[j][i]互换。
题目10：将一个 5×5 的矩阵中最大的元素放在中心，4 个角分别放 4 个最小的元素（顺序为从左到右，从上到下依次从小到大存放），写一函数实现之。用 main 函数调用。
解：
答案代码（1）：
#include 运行结果：
说明：程序中用 change 函数来实现题目所要求的元素值的交换，分为以下几个步骤：
①找出全部元素中的最大值和最小值，将最大值与中心元素互换，将最小值与左上角元素互换。中心元素的地址为p+12（该元素是数组中的第 12 个元素——序号从 0 算起）。
②找出全部元素中的次小值。由于最小值已找到并放在 a[0][0]中，因此，在这一轮的比较中应不包括a[0][0]，在其余 24 个元素中值最小的就是全部元素中的次小值。在双重 for 循环中应排除 a[0][0]参加比较。在 if 语句中，只有满足条件 ((p+5*i+j)!=p) 才进行比较。不难理解， (p+5*i+j) 就是 &a[i][j] ，p 的值是 &a[0][0] 。((p+5*i+j)!=p) 意味着在 i 和 j 的当前值条件下 &a[i][j] 不等于 &a[0][0] 才满足条件，这样就排除了 a[0][0] 。因此执行双重 for 循环后得到次小值，并将它与右上角元素互换，右上角元素的地址为 p+4。
③找出全部元素中第 3 个最小值。此时 a[0][0] 和 a[0][4]（即左上角和右上角元素）不应参加比较。可以看到∶在 if 语句中规定，只有满足条件 ((p+5*i+j)!=p)&&((p+5*i+j)!=(p+4)) 才进行比较。((p+5*i+j)!=p) 的作用是排除 a[0][0]，((p+5*i+j)!=(p＋4)) 的作用是排除 a[0][4] 。(p+5*i+j) 是 &a[i][j] ，(p+4) 是 &a[0][4] ，即右上角元素的地址。满足 ((p+5*i+j)!=(p+4)) 条件意味着排除了 a[0][4] 。执行双重 for 循环后得到除了 a[0][0] 和 a[0][4] 外的最小值，也就是全部元素中第 3 个最小值，将它
与左下角元素互换，左下角元素的地址为 p+20。
④找出全部元素中第 4 个最小值。此时 a[0][0] ，a[0][4] 和 a[4][0]（即左上角、右上角和左下角元素）不应参加比较，在 if 语句中规定，只有满足条件 ((p+5*i+j)!=p)&&((p+5*i+j)!=(p＋4))&&((p+5*i+j)!=(p＋20)) 才进行比较。((p+5*i+j)!=p) 和((p+5*i+j)!=(p+4)) 的作用前已说明，((p+5*i+j)!=(p+20)) 的作用是排除 a[4][0] ，理由与前面介绍的类似。执行双重 for 循环后得到除了 a[0][0] ，a[0][4] 和 a[4][0] 以外的最小值，也就是全部元素中第 4 个最小值，将它与右下角元素互换，左下角元素的地址为 p+24。
上面所说的元素地址是指以元素为单位的地址，p＋24 表示从指针 p 当前位置向前移动 24 个元素的位置。如果用字节地址表示，上面右下角元素的字节地址应为 p+4*24，其中4 是整型数据所占的字节数。
（2）可以改写上面的 if 语句，change 函数可以改写如下∶
//交换函数
void change(int *p)
{
int i, j, temp;
int *pmax, *pmin;
pmax = p;
pmin = p;
for (i = 0; i < 5; i++) //找最大值和最小值的地址，并赋给 pmax，pmin
for (j = i; j < 5; j++)
{
if (*pmax < *(p + 5 * i + j))
pmax = p + 5 * i + j;
if (*pmin > *(p + 5 * i + j))
pmin = p + 5 * i + j;
}
temp = *(p + 12); //将最大值与中心元素互换
*(p + 12) = *pmax;
*pmax = temp;
temp = *p; //将最小值与左上角元素互换
*p = *pmin;
*pmin = temp;
pmin = p + 1;
//将 a[0][1]的地址赋给 pmin，从该位置开始找最小的元素
for (i = 0; i < 5; i++) //找第二最小值的地址并赋给 pmin
for (j = 0; j < 5; j++)
{
if (i == 0 && j == 0)
continue;
if (*pmin > *(p + 5 * i + j))
pmin = p + 5 * i + j;
}
temp = *pmin; //将第二最小值与右上角元素互换
*pmin = *(p + 4);
*(p + 4) = temp;
pmin = p + 1;
for (i = 0; i < 5; i++) //找第三最小值的地址并赋给 pmin
for (j = 0; j < 5; j++)
{
if ((i == 0 && j == 0) || (i == 0 && j == 4))
continue;
if (*pmin > *(p + 5 * i + j))
pmin = p + 5 * i + j;
}
temp = *pmin; //将第三最小值与左下角元素互换
*pmin = *(p + 20);
*(p + 20) = temp;
pmin = p + 1; //找第四最小值的地址并赋给 pmin
for (i = 0; i < 5; i++)
for (j = 0; j < 5; j++)
{
if ((i == 0 && j == 0) || (i == 0 && j == 4) || (i == 4 && j == 0))
continue;
if (*pmin > *(p + 5 * i + j))
pmin = p + 5 * i + j;
}
temp = *pmin; //将第四最小值与右下角元素互换
*pmin = *(p + 24);
*(p + 24) = temp;
}
这种写法可能更容易为一般读者所理解。
题目11：在主函数中输入 10 个等长的字符串。用另一函数对它们排序。然后在主函数输出这 10 个已排好序的字符串。
解∶
（1）用字符型二维数组
答案代码：
#include 运行结果：
(2) 用指向一维数组的指针作函数参数
#include 运行结果同（1）。
题目12：用指针数组处理上一题目，字符串不等长。
解：
答案代码：
#include 运行结果：
题目13：写一个用矩形法求定积分的通用函数，分别求
∫ 0 1 s i n x d x , ∫ 0 1 c o s x d x , ∫ 0 1 e x d x \int _0^1 sinxdx, \int _0^1 cosxdx,\int_0^1e^xdx ∫01sinxdx,∫01cosxdx,∫01exdx
说明：sin，cos，exp 函数已在系 统的数学函数库中，程序 开头要用 # include
解：
可以看出，每次需要求定积分的函数是不一样的。可以编写一个求定积分的通用函数 integral，它有3个形参，即下限 a、上限 b及指向函数的指针变量 fun。函数原型可写为
float integral(float a, float b,float(* fun)());
先后调用integral函数3次，每次调用时把 a，b，sin，cos，exp 之一作为实参，把上限、下限及有关函数的入口地址传送给形参 fun。在执行 integral 函数过程中求出定积分的值。根据以上思路编写出程序：
#include 运行结果：
说明：sin，cos 和 exp 是系统提供的数学函数，在程序中定义3 个函数，即 fsin，fcos 和 fexp。分别用来计算 sin(x) ，cos(x) 和exp(x) 的值。在 main 函数中要对这 3 个函数作声明。在 main 函数定义中 p为指向函数的指针变量，定义形式是"float(*p)(float)"，表示 p 指向的函数有一个实型形参，p 指向返回值为实型的函数。在 main 函数中有"p=fsin;"，表示将 fsin 函数的入口地址传赋给 p，在调用 integral 函数时，用 p 作为实参，把 fsin 函数的入口地址传递给形参 p（相当于 fsin(x) 。fsin(x) 的值就是 sin(x)的值。因此通过调用 integral 函数求出 sin(x) 的定积分。求其余两个函数的定积分的情况与此类似。
题目14：将 n 个数按输入时顺序的逆序排列，用函数实现。
解：
答案代码：
#include 运行结果：
题目15：有一个班 4 个学生，5 门课程。
①求第 1 门课程的平均分;
②找出有两门以上课程不及格的学生，输出他们的学号和全部课程成绩及平均成绩;
③找出平均成绩在 90 分以上或全部课程成绩在 85分以上的学生。
分别编3个函数实现以上 3个要求。
解：
答案代码：
#include 运行结果：
程序中 num 是存放 4 个学生学号的一维数组，course 是存放 5 门课名称的二维字符数组，score 是存放 4 个学生 5 门课成绩的二维数组，aver 是存放每个学生平均成绩的数组。pnum 是指向 num数组的指针变量，pcou 是指向 course 数组的指针变量，psco 是指向 score 数组的指针变量，pave是指向 aver 数组的指针变量，见图8.3。
函数的形参用数组，调用函数时的实参用指针变量。形参也可以不用数组而用指针变 量，请读者自己分析。
题目16：输入一个字符串，内有数字和非数字字符，例如∶
A123x456 17960?302tab5876
将其中连续的数字作为一个整数，依次存放到一数组 a 中。例如，123放在 a[0]，456放在a[1]……统计共有多少个整数，并输出这些数。
解∶
答案代码：
#include 运行结果：
题目17：写一函数，实现两个字符串的比较。即自己写一个 strcmp 函数，函数原型为
int strcmp(char * p1,char * p2);
设 p1指向字符串sl，p2指向字符串s2。要求当s1=s2时，返回值为0;若 s1≠s2，返回它们二者第 1 个不同字符的 ASCII 码差值（如"BOY"与"BAD"，第 2个字母不同，O与 A 之差为79-65=14）。如果 s1>s2，则输出正值;如果 s1 解： 答案代码： 运行结果∶ ①: ②: 题目18：编一程序，输入月份号，输出该月的英文月名。例如，输入 3，则输出"March"，要求用指针数组处理。 解： 答案代码： 运行结果∶ ①: ②: ③: 题目19：（1）编写一个函数 new，对 n 个字符开辟连续的存储空间，此函数应返回一个指针（地址），指向字符串开始的空间。new（n）表示分配 n 个字节的内存空间。（2）写一函数 free;将 前面用 new 函数占用的空间释放。free（p）表示将 p（地址））指向的单元以后的内存段释放。 解∶ （1）编写函数new 程序如下∶ new 函数的作用是：分配 n 个连续字符的存储空间。为此，应先开辟一个足够大的连续存储区，今设置字符数组 newbuf[1000]，new 函数将在此范围内进行操作。指针变量 newp 开始指向存储区首字节。在每当请求用 new 函数开辟 n 个字符的存储区时，要先检查一下 newbuf 数组是否还有足够的可用空间。若有，则使指针变量 newp 指向开辟区的末尾（newp=newp十n），见图8.4中的 newp 。此时 newp 指向下面的空白（未分配）的区域的开头，即 newp 的值是下一次可用空间的开始地址。如果再一次调用 new 函数，就从 newp 最后所指向的字节开始分配下一个开辟区。如果若存储区不够分配，则返回 NULL，表示开辟失败。 new返回一个指向字符型数据的指针，指向新开辟的区域的首字节。 在主函数中可以用以下语句： 把新开辟的区域首字节的地址赋给 pt，使指针变量 pt 也指向新开辟的区域的开头。 （2）编写函数 free free 的作用是使newp 的值恢复为p。 free 函数如下∶ 在主函数中用以下语句指令释放 pt 指向的存储区。 调用 free时，实参 pt 的值传给形参 p，因此 p的值也是新开辟的区域首字节的地址。用 if 语句检查 p 是否在已开辟区的范围内（否则不合法，不能释放未分配的区域）。如果确认 p 在上述范围内，就把 p（即 pt）的值赋给 newp，使 newp 重新指向原来开辟区的开头，这样，下次再开辟新区域时就又从 newp 指向的字节开始分配，这就相当于释放了此段空间，使这段空间可再分配作其他用途。 有人可能对 if语句所检查的条件 “p>=newbuf && p 上面只是编写了两个函数，并不是完整的程序，它没有main 函数。本题是示意性的，可以大体了解开辟存储区的思路。 题目20：用指向指针的指针的方法对 5个字符串排序并输出。 解： 程序如下 运行结果： 题目21：用指向指针的指针的方法对 n个整数排序并输出。要求将排序单独写成一个函数。n 个整数在主函数中输入，最后在主函数中输出。 解： 答案代码： 运行结果： data数组用来存放n个整数，pstr 是指针数组，每一个元素指向 data 数组中的一个元素，p 是指向指针的指针，请参考图8.5。图8.5（a）表示的是排序前的情况，图8.5（b）表示的是排序后的情况。可以看到，data 数组中的数的顺序没有变化，而 pstr 指针数组中的各元素的值（也就是它们的指向）改变了。#include 
#include 
#include 
pt = new(n);
#include free(pt);
#include 
#include 
