《C程序设计语言》-第2章-习题

 

　　本人写的代码可能与标准答案有出入，但运行是没问题的，欢迎大家相互参考学习。

 

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《C程序设计语言习题》2-1：

　　编写一个程序以确定分别由signed及unsigned限定的char、short、int及long类型变量的取值范围。采用打印标准头文件中的相应值以及直接计算两种方式实现：

void checkSize() {
    printf("采用打印标准头文件limits.h中的相应值：\n");

    //signed types
    printf("signed char min = %d\n", SCHAR_MIN);
    printf("signed char max = %d\n", SCHAR_MAX);
    printf("signed short min = %d\n", SHRT_MIN);
    printf("signed short max = %d\n", SHRT_MAX);
    printf("signed int min = %d\n", INT_MIN);
    printf("signed int max = %d\n", INT_MAX);
    printf("signed long min = %ld\n", LONG_MIN);
    printf("signed long max = %ld\n", LONG_MAX);
    //unsigned types
    printf("unsigned char max = %u\n", UCHAR_MAX);
    printf("unsigned short max = %u\n", USHRT_MAX);
    printf("unsigned int max = %u\n", UINT_MAX);
    printf("unsigned long max = %lu\n", ULONG_MAX);
/*
以下代码段来自linmits.h：
#define MB_LEN_MAX    5             // max. # bytes in multibyte char
#define SHRT_MIN    (-32768)        // minimum (signed) short value
#define SHRT_MAX      32767         // maximum (signed) short value
#define USHRT_MAX     0xffff        // maximum unsigned short value
#define INT_MIN     (-2147483647 - 1) // minimum (signed) int value
#define INT_MAX       2147483647    // maximum (signed) int value
#define UINT_MAX      0xffffffff    // maximum unsigned int value
#define LONG_MIN    (-2147483647L - 1) // minimum (signed) long value
#define LONG_MAX      2147483647L   // maximum (signed) long value
#define ULONG_MAX     0xffffffffUL  // maximum unsigned long value
#define LLONG_MAX     9223372036854775807i64       // maximum signed long long int value
#define LLONG_MIN   (-9223372036854775807i64 - 1)  // minimum signed long long int value
#define ULLONG_MAX    0xffffffffffffffffui64       // maximum unsigned long long int value
*/
    printf("采用直接计算方式实现：\n");
    printf("signed char min = %d\n", ~((unsigned char)~0) >> 1);
    /*首先对0取反，令此无符号char数二进制形式全为1，然后向右移1位，左边进0
    （因为无符号char的关系，所以进0而不是1，此外该0还表示数字符号为正），这
    个就是我们要找的有符号char数的最大值。再自反就得到了一个以符号位为1（0
    取反后得到），其余位为0的数。下面的表达方式都可由此推知。*/
    printf("signed char max = %d\n", ((unsigned char)~0) >> 1);
    printf("signed short min = %d\n", ~((unsigned short)~0) >> 1);
    printf("signed short max = %d\n", ((unsigned short)~0) >> 1);
    printf("signed int min = %d\n", ~((unsigned int)~0) >> 1);
    printf("signed int max = %d\n", ((unsigned int)~0) >> 1);
    printf("signed long min = %ld\n", ~((unsigned long)~0) >> 1);
    printf("signed long max = %ld\n", ((unsigned long)~0) >> 1);
    //unsigned types
    printf("unsigned char max = %u\n", (unsigned char)~0);
    //直接对0取反，一气呵成
    printf("unsigned short max = %u\n", (unsigned short)~0);
    printf("unsigned int max = %u\n", (unsigned int)~0);
    printf("unsigned long max = %lu\n", (unsigned long)~0);
}

 

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《C程序设计语言习题》2-2：

　　在不是用运算符&&或者||的条件下编写一个与上面的for循环语句等价的循环语句：

主函数main：

int main()
{
    char s[1000];
    
    noAOR(s);
    printf("%s\n", s);

    system("pause");
}

函数noAOR：（no and & OR）

void noAOR(char s[]) {
    int i, lim = 1000;
    char c;
    
    for (i = 0; (c = getchar()) != '\n'; ++i) {
        if (i >= lim - 1) { 
            break; 
        } else if (c == EOF) {
            break;
        } else{
            s[i] = c;
        }
    }
    s[i] = '\0';

}

 

 

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《C程序设计语言习题》2-3：

　　编写函数htoi（s），把由十六进制数字组成的字符串（包含可选的前缀0x或0X）转换为与之等价的整型值：（我用了三个简单字符串进行测试）

主函数：

int main()
{
    char s1[1000] = " 0xff905";
    char s2[1000] = " 0XaF905";
    char s3[1000] = " 0xFa905";

    printf("hex:(int)%7d (hex)%7o to int:%7d\n", 0xff905, 0xff905, htoi(s1));
    printf("hex:(int)%7d (hex)%7o to int:%7d\n", 0XaF905, 0XaF905, htoi(s2));
    printf("hex:(int)%7d (hex)%7o to int:%7d\n", 0xFa905, 0xFa905, htoi(s3));

    system("pause");
}

函数htoi：

int htoi(char s[]) {
    int i = 0;
    int num = 0;
    while (s[i] == ' ') i++;//除去前面的空格
    while (s[i] != '\0') {
        if (s[i] == '0' && (s[i + 1] == 'X' || s[i + 1] == 'x')) {
            i = i + 2;
            continue;
        }

        if (s[i] >= '0'&&s[i] <= '9') {
            num = num * 16 + s[i] - '0';
        } else if (s[i] >= 'A'&&s[i] <= 'F') {
            num = num * 16 + s[i] - 'A' + 10;
        } else if (s[i] >= 'a'&&s[i] <= 'f') {
            num = num * 16 + s[i] - 'a' + 10;
        } else {
            printf("输入格式有误，请检查并重新输入！\n");
        }
        i++;
    }

    return num;
}

 

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《C程序设计语言习题》2-4：

　　重新编写函数squeeze（s1，s2），将字符串s1种任何与字符串s2中字符匹配的字符都删除：（原理和书中样例一样只是将一次if检测换成了for遍历）

主函数：

int main()
{
    char s1[1000] = " 0xff905";
    char s2[1000] = " 0XaF905";

    printf("s1:%s\ns2:%s\n", s1, s2);
    squeeze(s1, s2);
    printf("after:\ns1:%s\n", s1);

    system("pause");
}

 

函数：squeeze

void squeeze(char s1[], char s2[]) {
    int i, j, k, equal;

    for (i = k = 0; s1[i] != '\0'; i++) {
        equal = 0;
        for (j = 0; s2[j] != '\0'; j++) {
            if (s1[i] == s2[j]){
                equal = 1;
                break;
            }
        }
        if (!equal)
            s1[k++] = s1[i];
    }
    s1[k] = '\0';
}

 

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《C程序设计语言习题》2-5：

　　编写函数any（s1，s2），将字符串s2中任一字符在字符串s2中第一次出现的位置作为返回结果：

主函数：

int main()
{
    char s1[1000] = "ABCcba";
    char s2[1000] = "abc";

    printf("s1:%s\ns2:%s\n", s1, s2);
    

    printf("s2 first in s1:location=%d\n", any(s1, s2));

    system("pause");
}

函数any：

int any(char s1[], char s2[]) {int i, j;for (i = 0; s1[i] != '\0'; i++) {for (j = 0; s2[j] != '\0'; j++)if (s1[i] == s2[j])return i;}return -1;
}

 

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《C程序设计语言习题》2-6：

　　编写一个函数setbits(x,p,n,y)，该函数返回对x执行下列操作后的结果值：将x从第p位开始的n个（二进制）位设置为y中最右边n位的值，x的其各位保持不变：

主函数main：我用两个unsigned int值进行测试，n设为4，p设为(4+1=)5，然后由于两个int我用的是16进制就很容易知道，只要结果显示y中最后一个替换了x中第二个值就可以了。

int main()
{
    unsigned int x = 0X1234;
    unsigned int y = 0Xabcd;
    int p = 5;
    int n = 4;
    printf("result:%x\n", setbits(x, p, n, y));

    system("pause");
}

函数setbits（x,p,n,y）:

unsigned setbits(unsigned x, int p, int n, unsigned y) {
    //第一步，对x中间的n位清零
    x = x&((~0 << (p + n - 1)) | ~(~0 << n));
    /*第二步，将y最右边n位保留，其余置零，然后再将保留部分移
    ~ 到中间，与x对应。
    ~ */
    y = (y&~(~0 << n)) << (p - 1);
    
    return x | y;
}

 

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《C程序设计语言习题》2-7：

　　编写一个函数invert(x，p，n)，该函数返回对x执行下列操作后的结果值：

主函数main：

int main()
{
    unsigned int x = 0X1234;
    int n = 4;
    int p = 5;

    printf("result:%x\n", invert(x, p, n));
    system("pause");
}

函数invert：

unsigned invert(unsigned x, int p, int n) {
    /*第一步，新建一个变量y，将x中间部分放到最右边copy下来并且取
    ~ 反，然后再将其余部分置为0，再放到中间，与x对应。
    ~ */
    unsigned y = (~(x >> p - 1)&~(~0 << n)) << p - 1;
    /*第二步，对x中间的n位清零。
    ~ */
    x = x&((~0 << (p + n - 1)) | ~(~0 << n));
    /*第三步，对x和y取或，即copy。
    ~ */
    return x | y;
}

 

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《C程序设计语言习题》2-8：

　　编写一个函数rightrot(x,n)，(。。权力的腐烂?这函数名什么鬼)该函数返回将x循环右移n位所得到的值：

　　这道题老实说没做出来，上网一看加一个wordlength来求出专门的长度应该是最简单的。

主函数：结果显示将4“搬运”到最左边就可以了。

int main()
{unsigned int x = 0X1234;int n = 4;printf("result:%x\n", rightrot(x, n));system("pause");
}

 

函数rightrot：其中y是一个最左边n位同x相同的数，然后将y和向右前进n位的x数相或就可以了！

unsigned rightrot(unsigned x, int n) {
    unsigned y = ((~0 << n) | x) << (wordlength(x) - n);
    
    return (x >> n) | y;
}

函数wordlength：这个很简单，知道要的效果就可以很快写出来了。

int wordlength(unsigned x) {
    unsigned y = x;
    int i = 0;

    y = ~0;
    while (y != 0) {
        y = y >> 1;
        i++;
    }
    return i;
}

 

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《C程序设计语言习题》2-9：

　　在求对二的补码时，表达式x&=（x-1）可以删除x中最右边值为1的一个二进制位。请解释这样做的道理。并重写bitcount函数：

　　如果搞懂了原理，那这道题就很容易了，我懒得去写主函数测试了。

函数bitcount：

/*道理很简单：一个非零二进制数最右边的情况只能是1个1加上n个零，当
~ n为0时，（x-1）让x从？？？1变成了？？？0，当n为i时，x从？
~ ？？1后边连上i个0，变成了？？？0后边连着i个1，再和x一相与，就全
~ 变0光蛋。
~ */
int bitcount(unsigned x) {int b;while (x != 0) {b++;x &= (x - 1);}return b;
}

 

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《C程序设计语言习题》2-10：

　　重新编写将大写字母转换为小写字母的函数lower（书中p34），并用条件表达式替代其中的if-else结构：

　　这个实在太简单了，我懒得测试了。

int lower(int c) {
    
    return (c >= 'A'&&c <= 'Z') ? c + 'a' - 'A' : c;
}