《C Primer Plus》中文版第十六章习题

16.17 复习题

1. 下面的几组代码由一个或多个宏组成，其后是使用宏的源代码。在每种情况下代码的结果是什么?这些代码是否是有效代码?(假设其中的变量已声明)。

a.

#define FPM 5280

dist = FPM * miles;

b.

#define FEET 4

#define POD FEET + FEET

plort = FEET * POD;

c.

#define SIX = 6;

new = SIX;

d. 

#define NEW(X) X + 5

y = NEW(y);

berg = NEW(berg) * lob;

est = NEW(berg) / NEW(y);

nilp = lob * NEW(-berg);

答案:

a. dist = 5280 * miles; 有效。

b.plort = 4 * 4 + 4;有效。但是如果用户需要的是4 * （4 + 4），应使用#define POD (FEET + FEET)

c. new == 6;;无效（如果两个等号之间没有空格，则有效，但是没有意义）。

d. y = y + 5;有效。 berg = berg + 5 * lob;有效。est = berg + 5/ y + 5;有效。nilp = lob * -berg + 5;有效。

2. 修改复习题1中部分的定义，使其更可靠。

答案:

#define NEW(X) ((X) + 5)

3. 定义一个宏函数，返回两值中的较小值。

#include <stdio.h>
#define MIN(x, y) ((x < y) ? (x) : (y))
int main(void)
{int x = 5, y = 3;printf("min(%d,%d) is %d ", x, y , MIN(x, y));return 0;
}

4. 定义宏函数EVEN_GT(X, Y)宏，如果X为偶数且大于Y，该宏返回1。

#include <stdio.h>
#define EVEN_GT(X, Y) (((X) % 2 == 0) && ((X) > (Y))) ? 1 : 0
int main(void)
{int x = 6, y = 3;printf("EVEN_GT(%d,%d) is %d ", x, y, EVEN_GT(x, y));return 0;
}

5. 定义一个宏函数，打印两个表达式及其值。例如，若参数为3+4和4*12，则打印:

3+4 is 7 and 4*12 is 48

#include <stdio.h>
#define PR(X, Y) printf(#X " is %d and " #Y " is %d\n", X ,Y);
int main(void)
{PR(3+4, 4*12);return 0;
}

6. 创建#define指令完成下面的任务:

a. 创建一个值为25的命名常量。

b. SPACE表示空格字符。

c. PS()代表打印空格字母。

d. BIG(X)代表X的值加3。

e. SUMSQ(X, Y)代表X和Y的平方和。

#define NUM 25
#define SPACE ' '
#define PS() putchar(' ');
#define BIG(X) ((X) + 3)
#define SUMSQ(X, Y) ((X)*(X) + (Y)*(Y))

7. 定义一个宏，以下面的格式打印名称、值和int类型变量的地址：

name: fop; value: 23; address: ff464016

#include <stdio.h>
#define PR(X) printf("name: " #X "; value: %d; address %p\n", X, &X);
int main(void)
{int fop = 23;PR(fop);return 0;
}

8. 假设在测试程序时要暂时跳过一块代码，如何在不移除这块代码的前提下完成这项任务?

答案：

使用条件编译指令。一种方法是使用#ifndef：

#define _SKIP_ /*如果不需要跳过代码，则删除这条指令*/

#ifndef _SKIP_

/*需要跳过的代码*/

#endif

9. 编写一段代码，如果定义了PR_DATE宏，则打印预处理的日期。

#include <stdio.h>
#define PRDATE
int main(void)
{
#ifdef PRDATEprintf("Date is %s\n", __DATE__);
#endif // PRDATEreturn 0;
}

10. 内联函数部分讨论了3种不同版本的square()函数。从行为方面看，这3种版本的函数有何不同?

答案:

第1个版本返回x*x，这只是返回了square()的double类型值。例如square(1.3)会返回1.69。

第2个版本返回(int)(x*x)，计算结果被截断后返回。但是，由于该函数的返回类型是double,所以1.69先被转换成1，然后被转换成1.00。

第3个版本返回(int)（x*x +0.5），可以让函数把结果四舍五入，而不是简单的截断。1.69+0.5的2.19，然后被截断为2，然后被转换成2.00。

11. 创建一个使用泛型选择表达式的宏，如果宏参数是_Bool类型，对"boolean"求值，否则对"not boolean“求值。

答案:

#define BOOL(X) _Generic((X), _Bool:"boolean", default: "not boolean")

12. 下面的程序有什么错误?

答案:

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char* argv[])
{printf("The square root of %f is %f\n", argv[1], sqrt(atof(argv[1])));
}

argv参数声明改为char *argv[]类型。

命令行参数被储存为字符串，所以应把argv[1]转换成double类型，使用stdlib.h库中的atof()函数。

程序使用了sqrt函数，应包含math.h头文件。

13. 假设scores是内含1000个int类型的数组，要按降序排序该数组中的值。假设你使用qsort()和comp()比较函数。

a. 如何正确调用qsort()?

b. 如何正确定义comp()?

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define NUM 1000
void fillarray(int ar[], int n);
void showarray(const int ar[], int n);
int mycomp(const void* p1, const void* p2);
int main(void)
{int scores[NUM];fillarray(scores, NUM);puts("Random list:");showarray(scores, NUM);qsort(scores, NUM, sizeof(int), mycomp);puts("\nSorted list:");showarray(scores, NUM);return 0;
}
void fillarray(int ar[], int n)
{srand((unsigned int) time(NULL));int index;for (index = 0; index < n; index++)ar[index] = (int)rand() ;
}
void showarray(const int ar[], int n)
{int index;for (index = 0; index < n; index++){printf("%9.4d ", ar[index]);if (index % 10 == 9)putchar('\n');}if (index % 9 != 0)putchar('\n');
}
int mycomp(const void* p1, const void* p2)
{const int* a1 = (const int*)p1;const int* a2 = (const int*)p2;if (*a1 < *a2)return -1;else if (*a1 == *a2)return 0;elsereturn 1;
}

14. 假设data1是内含100个double类型元素的数组，data2是内含300个double类型元素的数组。

a. 编写memcpy()的函数调用，把data2中的前100个元素拷贝到data1中。

b. 编写memcpy()的函数调用，把data2中的后100个元素拷贝到data1中。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 100
#define THIRDSIZE 300
void set_array(double* data, int num);
void show_array(const double ar[], int n);
int main(void)
{double data1[SIZE] = {0}, data2[THIRDSIZE];set_array(data2, THIRDSIZE);puts("values (original data):");show_array(data1, SIZE);memcpy(data1, data2, SIZE * sizeof(double));puts("Using memcpy() (0 - 100):");show_array(data1, SIZE);puts("\nUsing memcpy() (200 - 300):");memcpy(data1, data2 + 200 , SIZE * sizeof(double));show_array(data1, SIZE);return 0;
}
void set_array(double *data, int num)
{for (int i = 0; i < num; i++){data[i] = i;}
}
void show_array(const double ar[], int n)
{int i;for (i = 0; i < n; i++){printf("%g ", ar[i]);if (i % 10 == 9)putchar('\n');}putchar('\n');
}

16.18 编程练习

1. 开发一个包含你需要的预处理器定义的头文件。

#ifndef NAMES_H_
#define NAMES_H_
#define LENGTH 1000
struct names_st
{char first[LENGTH];char last[LENGTH];
};
typedef struct names_st names;
char* s_gets(char* st, int n);
#endif // !NAMES_H_

2. 两数的调和平均数这样计算：先得到两数的倒数，然后计算两个倒数的平均值，最后取计算结果的倒数。使用#define指令定义一个宏”函数“，执行该运算。编写一个简单的程序测试该宏。

#include <stdio.h>
#define PR(X, Y) (2.0 / ((1.0/(X))+(1.0/(Y))))
int main(void)
{double numOne, numTwo, result;printf("Please enter two double number:");scanf_s("%lf %lf", &numOne, &numTwo);result = PR(numOne, numTwo);printf("PR(%.1lf, %.1lf) is %.1lf\n", numOne, numTwo, result);return 0;
}

3. 极坐标用向量的模（即向量的长度）和向量相对x轴逆时针旋转的角度来描述该向量。直角坐标用向量的x轴和y轴的坐标来描述该向量（见图16.3）。编写一个程序，读取向量的模和角度（单位：度），然后显示x轴和y轴的坐标。有关方程如下：

x = r*cos A        y = r*sin A

需要一个函数来完成转换，该函数接受一个极坐标的结构，并返回一个包含直角坐标的结构（或返回指向该结构的指针）。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define PI 3.14
typedef struct polar_v {double magnitude;double angle;
} Polar_V;
typedef struct rect_v {double x;double y;
} Rect_V;
Rect_V polar_to_rect(Polar_V);
int main(void)
{Rect_V result;Polar_V input;puts("Enter magnitude and angle; enter q to quit: ");while (scanf_s("%lf %lf", &input.magnitude, &input.angle) == 2){input.angle = input.angle * (PI / 180.0);result = polar_to_rect(input);printf("x = %0.2f, y = %0.2f\n", result.x, result.y);puts("Enter magnitude and angle; enter q to quit: ");}puts("Bye.");return 0;
}
Rect_V polar_to_rect(Polar_V pv)
{Rect_V rv;rv.x = pv.magnitude * cos(pv.angle);rv.y = pv.magnitude * sin(pv.angle);return rv;
}

4. ANSI库这样描述clock()函数的特性:

#include <time.h>

clock_t clock(void);

这里，clock_t是定义在time.h中的类型。该函数返回处理器时间，其单位取决于实现（如果处理器时间不可用，该函数将返回-1）。然而，CLOCKS_PER_SEC（也定义在time.h中）是每秒处理器时间单位的数量。因此，两个clock()返回值的差值除以CLOCKS_PER_SEC得到两次调用之间经过的秒数。在进行除法运算之前，把值得类型强制转换成double类型，可以将时间精确到小数点以后。编写一个函数，接受一个double类型的参数表示时间延迟数，然后在这段时间运行一个循环。编写一个简单的程序测试该函数。

#include <stdio.h>
#include <time.h>
void delay(double seconds);
int main(void)
{double seconds;printf("Enter a second to delay:");scanf_s("%lf", &seconds);delay(seconds);return 0;
}
void delay(double seconds)
{clock_t start = clock();printf("Now let's test %.1lf second delay\n", seconds);clock_t now = clock();while (((double)(now - start)) / CLOCKS_PER_SEC < seconds){now = clock();printf("You delay %.1lf second.\n", ((double)(now - start)) / CLOCKS_PER_SEC);}
}

5. 编写一个函数接受这些参数：内含int类型元素的数组名、数组的大小和一个代表选取次数的值。该函数从数组中随机选择指定数量的元素，并打印它们。每个元素只能选择一次（模拟抽奖数字或挑选陪审团成员）。另外，如果你的实现有time()（第12章讨论过）或类似的函数，可在srand()中使用这个函数的输出来初始化随机数生成器rand()。编写一个简单的程序测试该函数。

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 100
void select(int data[], int length, int n);
int main()
{int data[SIZE], number;printf("Enter number to selected:");scanf_s("%d", &number);for (int i = 0; i < SIZE; i++) {data[i] = i;}select(data, SIZE, number);return 0;
}
void select(int data[], int length, int n)
{srand((unsigned long)clock());printf("Start to select number.\n");int* marks = (int*)malloc(length * sizeof(int));if (marks == NULL){printf("memory allocation error!\n");return;}for (int i = 0; i < length; i++) {marks[i] = 0;}int index;while (n > 0){index = rand() % length;if (marks[index] != 0)continue;elsemarks[index] = 1;printf("Selected ID: %3d DATA: %3d\n", index, data[index]);n--;}
}

6. 修改程序清单16.17，使用struct names元素（在程序清大16.17后面讨论过），而不是double类型的数组。使用较少的元素，并用选定的名字显式初始化数组。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define NUM 4
typedef struct {char first[40];char last[40];
}names;
void fillarray(names list[], int n);
void showarray(const names list[], int n);
int mycomp(const void* p1, const void* p2);
int main(void)
{names list[NUM];fillarray(list, NUM);showarray(list, NUM);qsort(list, NUM, sizeof(names), mycomp);puts("\nSorted list:");showarray(list, NUM);return 0;
}
void fillarray(names list[], int n)
{int index;for (index = 0; index < n; index++){printf("Enter the %d stuff name:", index + 1);scanf_s("%s %s", list[index].first, sizeof(list[index].first), list[index].last, sizeof(list[index].last));}
}
void showarray(const names list[], int n)
{int index;for (index = 0; index < n; index++){printf("Stuff No %d %10s.%-10s\n", index + 1, list[index].first, list[index].last);}
}
int mycomp(const void* p1, const void* p2)
{const names* a1 = (const names*)p1;const names* a2 = (const names*)p2;int res = strcmp(a1->last, a2->last);if (res != 0)return res;elsereturn strcmp(a1->first, a2->first);
}

7. 下面是使用变参函数的一个程序段:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>
void show_array(const double ar[], int n);
double* new_d_array(int n, ...);
int main(void)
{double* p1;double* p2;p1 = new_d_array(5, 1.2, 2.3, 3.4, 4.5, 5.6);p2 = new_d_array(4, 100.0, 20.0, 8.08, -1890.0);show_array(p1, 5);show_array(p2, 4);free(p1);free(p2);return 0;
}

new_d_array()函数接受一个int类型的参数和double类型的参数。该函数返回一个指针，指向由malloc()分配的内存块。int类型的参数指定了动态数组中的元素个数,double类型的值用于初始化元素（第1个值赋给第1个元素，以此类推）。编写show_array()和new_d_array()函数的代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>
void show_array(const double ar[], int n);
double* new_d_array(int n, ...);
int main(void)
{double* p1;double* p2;p1 = new_d_array(5, 1.2, 2.3, 3.4, 4.5, 5.6);p2 = new_d_array(4, 100.0, 20.0, 8.08, -1890.0);show_array(p1, 5);show_array(p2, 4);free(p1);free(p2);return 0;
}
void show_array(const double ar[], int n)
{for (int index = 0; index < n; index++)printf("%.2lf ", ar[index]);putchar('\n');
}
double* new_d_array(int n, ...)
{va_list ap;va_start(ap, n);double* pResult = (double*)malloc(n * sizeof(double));if (!pResult){fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}for (int index = 0; index < n; index++)pResult[index] = va_arg(ap, double);va_end(ap);return pResult;
}

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