【项目1 - C/C++语言中函数参数传递的三种方式】 C语言提供了两种函数参数传递的方式:传值和传地址。在C++中,又拓展了引用方式。通过本项目,确认自己已经掌握了这三种方式的原理,为后续学习做好准备。 下面是希望能够交换两个整型变量的swap函数的三个版本(从课程主页中可以找到项目链接,复制后就能调试,不必费事敲代码):
//(1)传值 void myswap(int x, int y) { int t; t=x; x=y; y=t; } //(2)传地址 void myswap(int *p1, int *p2) { int t; t=*p1; *p1=*p2; *p2=t; } //(3)引用作形参 void myswap(int &x, int &y) { int t; t=x; x=y; y=t; }下面是调用它们的main()函数:
int main() { int a, b; printf("请输入待交换的两个整数:"); scanf("%d %d", &a, &b); __________________; //分三个程序,分别写上调用myswap的合适形式 printf("调用交换函数后的结果是:%d 和 %d\n", a, b); return 0; }请编制三个程序,分别调用三个版本的交换函数,观察结果。发布博文,展示程序及运行结果,解释成功交换以及交换不成功的原因。请在纸上画出调用过程中各变量的变化过程。 如果自己不能做出解释,务必找“兄弟”帮忙,拿下这座小山头。
【项目2 - 程序的多文件组织】 学习数据结构,目标就是要编制出有相当规模的程序的。将所有的代码放在一个文件中的做法,不能适用现阶段的需求了。 通过这个项目,确认有能力用多文件组织程序。方便以后各章,我们就某一数据结构定义算法库,并能引用算法库进行实践。 最简单的多文件组织,一个项目中有3个文件: (1) .h 头文件:定义数据类型、声明自定义函数、定义宏等 (2).cpp 源文件1:用于实现头文件中声明的自定义函数 (3).cpp 源文件2:定义main()函数,用于调用相关函数,实现问题求解目标。 请将例1.13中按方案3实现的程序,用多文件形式组织并运行。 在需要的地方,用 #include “自定义头文件”,使文件之间的内容能“合起来”完成任务。 如果不能熟练完成,请参考《CodeBlocks中程序的多文件组织》一文。 下面是写在一个文件中的程序:
#include <stdio.h> #define MaxStud 50 //学生人数最多为50 #define MaxCour 300 //学生成绩记录数最多为50*6 struct stud1 { int no; //学号 char name[10]; //姓名 int bno; //班号 }; struct stud2 { int no; //学号 int cno; //课程编号 int deg; //分数 }; double studavg(struct stud2 s2[],int m,int i) //求学号为i的学生的平均分 { int j,n=0; //n为学号为i的学生选学课程数 double sum=0; //学号为i的学生总分 for (j=0; j<m; j++) if (s2[j].no==i) //学号为i时统计 { n++; sum+=s2[j].deg; } return(sum/n); } double couravg(struct stud2 s2[],int m,int i) //求编号为i的课程的平均分 { int j,n=0; //n为编号为i的课程选修人数 double sum=0; //编号为i的课程总分 for (j=0; j<m; j++) { if (s2[j].cno==i) //课程编号为i时统计 { n++; sum+=s2[j].deg; } } return(sum/n); } void allavg(struct stud1 s1[],int n,struct stud2 s2[],int m) //求学生平均分和课程平均分 { int i,j; printf("学生平均分:\n"); printf(" 学号 姓名 平均分\n"); i=0; while (i<n) { j=s1[i].no; printf("M s %g\n",s1[i].no,s1[i].name,studavg(s2,m,j)); i++; } printf("课程平均分:\n"); for (i=1; i<=6; i++) printf(" 课程%d:%g\n",i,couravg(s2,m,i)); } int main() { int n=7; //学生记录人数 int m=21; //学生成绩记录数 struct stud1 s1[MaxStud]= { {1,"张斌",9901}, {8,"刘丽",9902}, {34,"李英",9901}, {20,"陈华",9902}, {12,"王奇",9901}, {26,"董强",9902}, {5,"王萍",9901} }; struct stud2 s2[MaxCour]= //规定课程的编号从1到6,同一学生成绩记录连续存放 { {1,1,67}, {1,2,98}, {1,4,65}, {8,1,98}, {8,3,90}, {8,6,67}, {34,2,56}, {34,4,65}, {34,6,77}, {20,1,68}, {20,2,92}, {20,3,64}, {12,4,76}, {12,5,75}, {12,6,78}, {26,1,67}, {26,5,78}, {26,6,62}, {5,1,94}, {5,2,92}, {5,6,89} }; allavg(s1,n,s2,m); return 0; }【项目3 - 体验复杂度】 (1)两种排序算法的运行时间 排序是计算机科学中的一个基本问题,产生了很多种适合不同情况下适用的算法,也一直作为算法研究的热点。本项目提供两种排序算法,复杂度为O(n2)的选择排序selectsort,和复杂度为O(nlogn)的快速排序quicksort,在main函数中加入了对运行时间的统计。 请阅读后附的程序1和程序2,利用一个将近10万条数据的文件作为输入数据运行程序,感受两种算法在运行时间上的差异。
(2)汉诺塔 有一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。 可以算法出,当盘子数为n个时,需要移动的次数是f(n)=2n−1。n=64时,假如每秒钟移一次,共需要18446744073709551615秒。一个平年365天有31536000秒,闰年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,移完这些金片需要5845.54亿年以上,而地球存在至今不过45亿年,太阳系的预期寿命据说也就是数百亿年。真的过了5845.54亿年,不说太阳系和银河系,至少地球上的一切生命,连同梵塔、庙宇等,都早已经灰飞烟灭。据此,2n从数量级上看大得不得了。 用递归算法求解汉诺塔问题,其复杂度可以求得为O(2n),是指数级的算法。请到课程主页下载程序运行一下,体验盘子数discCount为4、8、16、20、24时在时间耗费上的差异,你能忍受多大的discCount。 源程序见附后的程序3。
附:项目3的程序1——复杂度是O(n2)的选择排序程序 运行中需要的数据文件
#include <stdio.h> #include <time.h> #include <stdlib.h> #define MAXNUM 100000 void selectsort(int a[], int n) { int i, j, k, tmp; for(i = 0; i < n-1; i++) { k = i; for(j = i+1; j < n; j++) { if(a[j] < a[k]) k = j; } if(k != j) { tmp = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = tmp; } } } int main() { int x[MAXNUM]; int n = 0; double t1,t2; FILE *fp; fp = fopen("numbers.txt", "r"); if(fp==NULL) { printf("打开文件错!请下载文件,并将之复制到与源程序文件同一文件夹下。\n"); exit(1); } while(fscanf(fp, "%d", &x[n])!=EOF) n++; printf("数据量:%d, 开始排序....", n); t1=time(0); selectsort(x, n); t2=time(0); printf("用时 %d 秒!", (int)(t2-t1)); fclose(fp); return 0; }附:项目3的程序2——复杂度为O(nlogn)的快速排序程序 运行中需要的数据文件
#include <stdio.h> #include <time.h> #include <stdlib.h> #define MAXNUM 100000 void quicksort(int data[],int first,int last) { int i, j, t, base; if (first>last) return; base=data[first]; i=first; j=last; while(i!=j) { while(data[j]>=base && i<j) j--; while(data[i]<=base && i<j) i++; /*交换两个数*/ if(i<j) { t=data[i]; data[i]=data[j]; data[j]=t; } } data[first]=data[i]; data[i]=base; quicksort(data,first,i-1); quicksort(data,i+1,last); } int main() { int x[MAXNUM]; int n = 0; double t1,t2; FILE *fp; fp = fopen("numbers.txt", "r"); if(fp==NULL) { printf("打开文件错!请下载文件,并将之复制到与源程序文件同一文件夹下。\n"); exit(1); } while(fscanf(fp, "%d", &x[n])!=EOF) n++; printf("数据量:%d, 开始排序....", n); t1=time(0); quicksort(x, 0, n-1); t2=time(0); printf("用时 %d 秒!", (int)(t2-t1)); fclose(fp); return 0; }附:项目3的程序3——汉诺塔程序
#include <stdio.h> #define discCount 4 long move(int, char, char,char); int main() { long count; count=move(discCount,'A','B','C'); printf("%d个盘子需要移动%ld次\n", discCount, count); return 0; } long move(int n, char A, char B,char C) { long c1,c2; if(n==1) return 1; else { c1=move(n-1,A,C,B); c2=move(n-1,B,A,C); return c1+c2+1; } }