程序設(shè)計(jì)與計(jì)算思維課后習(xí)題答案

第一章引論1.簡述什么是程序。程序就是用計(jì)算機(jī)語言將人的思維描述出來，程序設(shè)計(jì)是探索人的思維可再現(xiàn)的方法與技術(shù)。計(jì)算思維本質(zhì)就是設(shè)計(jì)和構(gòu)造人的思維形式，定義數(shù)學(xué)模型，使用計(jì)算機(jī)中可存儲(chǔ)的格式，采用計(jì)算機(jī)語言描述數(shù)據(jù)和算法，最終達(dá)到使計(jì)算機(jī)模仿人的思維。2.什么是計(jì)算機(jī)指令的集合?計(jì)算思維的核心是什么？程序就是計(jì)算機(jī)指令的集合，程序設(shè)計(jì)前期可以定義數(shù)據(jù)的形式(抽象)，在程序執(zhí)行期間可以輸入具體數(shù)據(jù)。計(jì)算思維的核心是抽象，即把人解決任務(wù)的方法抽象成可描述的語言。3.什么是計(jì)算思維的基礎(chǔ)?思維的基礎(chǔ)是人腦有記憶空間，計(jì)算思維的基礎(chǔ)是構(gòu)造可識(shí)別、能運(yùn)算的存儲(chǔ)空間。該程序通過五個(gè)變量“記住”要加工處理的五個(gè)數(shù)據(jù)。有了這五個(gè)變量，程序不僅可以處理2345671289這個(gè)數(shù)據(jù)序列，也可以處理其他數(shù)據(jù)序列。4.簡述計(jì)算機(jī)指令的集合。程序就是計(jì)算機(jī)指的集合，程序設(shè)計(jì)前期可以定義數(shù)據(jù)的形式(抽象)，在程序執(zhí)行期間可以輸入具體數(shù)據(jù)。5.計(jì)算機(jī)的俗稱是什么？計(jì)算機(jī)俗稱“電腦”，是用以代替人腦思維的工具，該程序的設(shè)計(jì)思想是通過9個(gè)printf（）函數(shù)打印與人的“印記”相同的“加法表”，描述過程較為粗放。6.美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)周以真教授提出了什么？計(jì)算思維是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為，它涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)的一系列思維活動(dòng)。“計(jì)算思維”的理論，通俗地說，就是用計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)來解決問題的方法和途徑:程序設(shè)計(jì)是人通過計(jì)算機(jī)語言將人的思維傳遞給計(jì)算機(jī)的過程，使計(jì)算機(jī)模仿人的思維方式。第二章數(shù)據(jù)類型1.簡述變量的三要素。變量名、存儲(chǔ)單元(地址、值。變量處理的過程:變量名映到存儲(chǔ)單元(左值映射)，存儲(chǔ)單元映射到變量值(右值映射)。常量就是值，其本身不是存儲(chǔ)單元;變量代表值，其本身是一個(gè)存儲(chǔ)單元。2.簡述-1->4294967295正、負(fù)數(shù)的存儲(chǔ)形式。負(fù)數(shù)以補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)，且原碼(形式值的二進(jìn)制)與補(bǔ)碼(存儲(chǔ)值的二進(jìn)制)不一致。1->1:正數(shù)的存儲(chǔ)形式也可以看成補(bǔ)碼，且原碼(形式值的二進(jìn)制)與補(bǔ)碼(存儲(chǔ)值的二進(jìn)制)一致。3.什么是是數(shù)據(jù)表示的“周期性”?當(dāng)a=-2147483649時(shí)，%d-%u輸出:3:214783647->2147483647，當(dāng)-217483649<-2147483648(最小的負(fù)數(shù))時(shí)，-2147483649已經(jīng)是正數(shù)了，而且是最大的正數(shù)。這就是數(shù)據(jù)表示的“周期性”。4.簡述雙精度實(shí)型存儲(chǔ)和單精度實(shí)型存儲(chǔ)單元。雙精度實(shí)型存儲(chǔ)單元的長度為8字節(jié)，單精度實(shí)型存儲(chǔ)單元的長度為4字節(jié)。雙精度實(shí)型存儲(chǔ)單元有6字節(jié)存儲(chǔ)尾數(shù)部分(決定實(shí)數(shù)精度)，2節(jié)存儲(chǔ)階碼部分（決定實(shí)數(shù)范圍）。單精度實(shí)型存儲(chǔ)單元有3字節(jié)存儲(chǔ)尾數(shù)部分，1字節(jié)存儲(chǔ)階碼部分。5.把數(shù)據(jù)運(yùn)算看成“時(shí)鐘”如何操作。如果把數(shù)據(jù)運(yùn)算看成“時(shí)鐘”，順時(shí)針定義為+1操作，逆時(shí)針定義為-1操作，正數(shù)最大值+1為最小負(fù)數(shù)，負(fù)數(shù)最小值-1則為最大正數(shù)，0-1結(jié)果的補(bǔ)碼對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)(4294967295)最大，4294967295+1(-1+1)的結(jié)果為0。第三章運(yùn)算符與表達(dá)式1.算術(shù)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)是？第一級(jí)是（）;第二級(jí)是+(正號(hào))，-（負(fù)號(hào)），++，--，類型名；第三級(jí)是*，/，%；第四級(jí)是+(加號(hào))，-（減號(hào)）。一般來說，算術(shù)運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)分成四個(gè)級(jí)別，不同的程序設(shè)計(jì)語言劃分可能有所區(qū)別。2.什么是邏輯與運(yùn)算法則?1:23>17&&14<17:1&&1:1，兩個(gè)對(duì)象均為“真”(1或非零),結(jié)果為“真”(1)；2:23>17&&14>17:1&&0:0，左對(duì)象為“真”(1或非零)，右對(duì)象為“假”(0)，結(jié)果為“假”(0)；3:23<17&&14<17:0&&1:0，左對(duì)象為“假”(0)，右對(duì)象為“真”(1或非零)，結(jié)果為“假”(0)；4:23<17&&14<17:0&&0:0，兩個(gè)對(duì)象均為“假”(0)，結(jié)果為“假”(0)。3.什么是算術(shù)表達(dá)式類型轉(zhuǎn)換法則?字符型（char）轉(zhuǎn)變成整型（int）；foat型轉(zhuǎn)變成double型；運(yùn)算對(duì)象僅int型則不轉(zhuǎn)換。4.關(guān)系運(yùn)算符包括什么？>、>=、<、<=、==、!=，不同的程序設(shè)計(jì)語言關(guān)系運(yùn)算符的寫法有所差異。5.關(guān)系運(yùn)算符“連著”運(yùn)算會(huì)怎么樣？關(guān)系運(yùn)算符“連著”運(yùn)算會(huì)出現(xiàn)與“人”判斷的不一致性。第四章輸入與輸出1.如何執(zhí)行scanf("%c",&a)。輸入:entera:d(回車)，輸出:1:a-d,a=100。執(zhí)行a=getchar（）；，輸入:entera:(未能交互)，輸出:2:a=(回車),a-10，則第一次輸入的回車被第二次作為輸入，因此第二次輸出的是一個(gè)回車(nter)，其ASCII碼值為10，因?yàn)榛剀?enter)也是一個(gè)字符。2.實(shí)數(shù)的輸出格式控制符還有? %e、%g等。例如，%e控制輸出寬度為13列(輸出:4:a2.345679e+001，其中2.345679e+001占用輸出寬度為13列)；%n.mf中n控制整個(gè)實(shí)數(shù)的輸出寬度，m控制輸出小數(shù)位數(shù)。3.什么是交互輸入?運(yùn)行程序時(shí)由用戶提供輸入數(shù)據(jù)，程序員在編寫程序時(shí)要定義數(shù)據(jù)形式及輸入格式。4.如果在一個(gè)程序中字符不是第一個(gè)輸入，正確解決輸入的方法是？先執(zhí)行g(shù)etchar（）；，吸收前面的回車(enter)，再執(zhí)行a=getchar（）；。5.連續(xù)輸入解決方法是？將scanf("%d%c%d"，&a，&c，&b)；替換成scanf(a)；c=getchar（）;scanf("%d"，&b)；，輸入功能相同。第五章順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)與執(zhí)行1.順序結(jié)構(gòu)執(zhí)行的特征是？執(zhí)行語句從上到下順次執(zhí)行，每條執(zhí)行語句均執(zhí)行一次且僅執(zhí)行一次。2.如何實(shí)現(xiàn)兩次程序交換? 采用“順序結(jié)構(gòu)”，用變量t協(xié)助完成。狀態(tài)0到狀態(tài)1實(shí)現(xiàn)一次交換，狀態(tài)1到狀態(tài)2實(shí)現(xiàn)一次交換，狀態(tài)2與狀態(tài)0的結(jié)果相同。3.如何實(shí)現(xiàn)程序不再需要變量t?采用系統(tǒng)存儲(chǔ)意識(shí)。同時(shí)可以觀察到，a=a+b+c；b=a-b-c；c=a-b-c；a=a-b-c；語句序列如果順次執(zhí)行三次，又會(huì)交換回最初狀態(tài)的序列。4.有n個(gè)數(shù)據(jù)a1,a2,...,an如何交換？其中，a1的值賦給a2，a2的值賦給a3......，an的值賦給a1。需要設(shè)計(jì)執(zhí)行語句:al=al+a2+...+an；a2=a1-a2-...-an；al=al-a2-...-an；，合計(jì)n+1條語句。5.如何實(shí)現(xiàn)三個(gè)變量的交換？請舉例說明。例如，a=23，b=14，C-9，交換后a=9，b=23，c=14。同時(shí)可以觀察到，t=a;a=c;c=b;b=t;語句序列如果順次執(zhí)行三次，又會(huì)交換回最初狀態(tài)的序列。 第六章分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)與執(zhí)行1.用單分支選擇結(jié)構(gòu)執(zhí)行max=min=a1;，先看？先看第一個(gè)數(shù)，默認(rèn)第一個(gè)數(shù)既是最大值又是最小值。2.什么是雙分支選擇結(jié)構(gòu)? 實(shí)現(xiàn)三個(gè)數(shù)據(jù)的排序，通過一個(gè)選擇結(jié)構(gòu)尋找未排序的極值進(jìn)行位置交換。3.開關(guān)語句結(jié)構(gòu)可以用于?開關(guān)語句結(jié)構(gòu)可用于規(guī)律性強(qiáng)的分支結(jié)構(gòu)問題、菜單設(shè)計(jì)等。4.如果在一個(gè)程序中字符不是第一個(gè)輸入，正確解決輸入的方法是？先執(zhí)行g(shù)etchar（）；，吸收前面的回車(enter)，再執(zhí)行a=getchar（）；。5.用單分支選擇結(jié)構(gòu)執(zhí)行max=min=a1;，如何求出兩個(gè)數(shù)據(jù)的極值？a2>max的值為“真”(非0或1)時(shí)執(zhí)行maxa2;，否則不執(zhí)行。同理再看第二個(gè)數(shù)，a2<min的值為“真”(非0或1)時(shí)執(zhí)行min-a2;，否則不執(zhí)行。輸出:al=23,a2=14.max=23,min=14，求出兩個(gè)數(shù)據(jù)的極值。第七章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)與執(zhí)行1.請簡述while循環(huán)結(jié)構(gòu)的格式。while(p)語句A。while(p)中p的值為邏輯值，當(dāng)p的值為“真”(非0或1)時(shí)，執(zhí)行語A;當(dāng)p的值為“假”(0)時(shí)，退出循環(huán)結(jié)構(gòu)。2.請簡述for循環(huán)結(jié)構(gòu)的格式。 for(表達(dá)式達(dá)式2達(dá)式3)語A。行程執(zhí)行表達(dá)式1，執(zhí)行表達(dá)式2，表達(dá)式2的值為邏輯值，當(dāng)表達(dá)式2的值為“真”(非0或1)時(shí)，執(zhí)行語句A，接著執(zhí)行表達(dá)式3，然后繼續(xù)執(zhí)行表達(dá)式2，當(dāng)表達(dá)式2的值為“假”(0)時(shí)，退出循環(huán)結(jié)構(gòu)。表達(dá)式1僅執(zhí)行一次，循環(huán)體現(xiàn)在執(zhí)行表達(dá)式2、執(zhí)行語句A、執(zhí)行表達(dá)式3。3.什么是循環(huán)“三要素”?循環(huán)結(jié)構(gòu)中，語i=l:是在循環(huán)結(jié)構(gòu)執(zhí)行前執(zhí)行的語句，i<=-3;控制循環(huán)執(zhí)行的條件，i++;是控制循環(huán)進(jìn)展并達(dá)成目標(biāo)的語句。這三部分均與變量i相關(guān)，變量i稱為“循環(huán)變量”，這三部分稱為循環(huán)“三要素”。注意，不是每個(gè)循環(huán)都要定義循環(huán)變量，設(shè)計(jì)循環(huán)“三要素”。4.請簡述順序結(jié)構(gòu)描述算法的優(yōu)點(diǎn)。順序結(jié)構(gòu)描述算法直觀、簡捷，但設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)性差。循環(huán)結(jié)構(gòu)描述算法靈活，解決問題適應(yīng)性強(qiáng)。5.如何尋找“水仙花數(shù)”？請舉例說明?！八苫〝?shù)”是三位整數(shù)d1d2d3，其中，d1是百位數(shù)字，d2是十位數(shù)字，d3是個(gè)位數(shù)字，滿足“水仙花數(shù)”的條件是d1d23=d1^3+d2^3+d3^3。例如，153是“水仙花數(shù)”，因?yàn)?53=1*1*1+5*5*5+3*3*3。第八章指針的定義與引用1.請簡述什么是指針。指針是一種類型，和其他類型一樣可以定義存儲(chǔ)單元(可稱為指針存儲(chǔ)單元)，指針存儲(chǔ)單元的值描述的是程序執(zhí)行時(shí)其他存儲(chǔ)單元的地址。一般系統(tǒng)在定義指針時(shí)，事先要初始化存儲(chǔ)單元值的部分信息，以確定其“指向單元”的類型。2.程序執(zhí)行時(shí)，對(duì)存儲(chǔ)單元的訪問是? 程序執(zhí)行時(shí)，對(duì)存儲(chǔ)單元的訪問是“按址訪問”，變量在系統(tǒng)編譯時(shí)就被分配了一個(gè)目標(biāo)地址，程序在連接運(yùn)行時(shí)將存儲(chǔ)單元的目標(biāo)地址映射成物理地址，運(yùn)行程序?qū)⒃L問此物理地址描述的存儲(chǔ)單元。3.表達(dá)式*pa中的運(yùn)算符*是?是指針引用運(yùn)算符，其運(yùn)算對(duì)象為指針單元，運(yùn)算結(jié)果為運(yùn)算對(duì)象的值代表的地址所描述的存儲(chǔ)單元。4.指針變量是？指針變量是一個(gè)存儲(chǔ)單元，本身有屬性值(單元地址)，如果一個(gè)指針變量的值是其他指針單元的地址，則該指針單元是指針的指針。定義inta,*pa,**ppa;，指針變量pa可以存儲(chǔ)整型單元的地址，指針變量ppa存儲(chǔ)的值代表的單元類型為int*，指針變量ppa稱為指針的指針。5.如何用指針變量實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)的交換？一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元定義其指針，訪問該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元有兩種方式：通過變量名(如果已經(jīng)綁定)直接訪問，通過其指針間接訪問。第九章數(shù)組與指針1.如何定義數(shù)組？定義數(shù)組時(shí)[]是數(shù)組類型，[]左邊是數(shù)組名(標(biāo)識(shí)符)，[]內(nèi)部是常量或常量表達(dá)式。執(zhí)行時(shí)[]是運(yùn)算符，左對(duì)象是數(shù)組名，[]內(nèi)部是“形式值”;運(yùn)算結(jié)果為數(shù)組名描述的一組存儲(chǔ)單元中“形式值”為下標(biāo)的存儲(chǔ)單元。2.數(shù)組名是? 數(shù)組名是靜態(tài)指針，代表定義的數(shù)組元素集首單元的地址，數(shù)組名與數(shù)組下標(biāo)的和運(yùn)算的是數(shù)組元素集中對(duì)應(yīng)下標(biāo)的地址。3.數(shù)組如何輸入/輸出?數(shù)組輸入/輸出，一般只能按照基本類型存儲(chǔ)單元“逐個(gè)”地輸入/輸出，因?yàn)檩斎?輸出的格式控制符(%d、%c、%f等)均是以基本類型為單位的。但字符型數(shù)據(jù)提供了%s，可以實(shí)現(xiàn)以“字符串”為單位輸入/輸出。數(shù)組輸入/輸出一般由循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4.請簡述指針的關(guān)系運(yùn)算。pa>pb的值為“真”(1)，其含是變pa屬性單元在指針變量p屬性單元高地址的位置上。pa==pb的值為“真”(1)時(shí)，其含義是指針變量pa屬性單元和指針變量pb屬性單元為同一單元。5.排序算法非常豐富，常見的還有？選擇排序、插值排序、快速排序、堆排序、希爾排序等。無論是哪種排序算法，最終都要形成穩(wěn)定的有序數(shù)據(jù)序列，基本操作是數(shù)據(jù)交換因此，排序算法的性能由算法產(chǎn)生的交換次數(shù)決定，衡量的標(biāo)準(zhǔn)有最優(yōu)交換次數(shù)、平均交換次數(shù)和最壞交換次數(shù)。如果數(shù)據(jù)規(guī)模為，則“起泡法排序算法”的最壞交換次數(shù)為n(n-1)/2，屬于n2階。第十章模塊化程序設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)將一些常用任務(wù)事先編制好并放入?放入源程序文件中，程序員在程序設(shè)計(jì)時(shí)可以通過“包含”源文件途徑直接調(diào)用這些“庫函數(shù)”。調(diào)用“庫函數(shù)”時(shí)需要注意“庫函數(shù)”源程序文件、“庫函數(shù)”標(biāo)識(shí)、“庫函數(shù)”參數(shù)(類型個(gè)數(shù))“庫函數(shù)”返回值和“庫函數(shù)”功能。2.什么是“形參”和“實(shí)參”? “形參”是函數(shù)頭部參數(shù)列表中定義的變量，“實(shí)參”是用函數(shù)調(diào)用被調(diào)用函數(shù)提供給形參的值，最常見的兩者關(guān)系是“單向值傳遞”(實(shí)參的值傳遞給形參)。形參的形式是變量，實(shí)參的形式是常量、變量、表達(dá)式、函數(shù)等表示“值”的形式。3.每個(gè)函數(shù)都是一個(gè)獨(dú)立的“模塊”，“模塊”之間在程序設(shè)計(jì)時(shí)是?是獨(dú)立的，一個(gè)源程序文件可以定義若干函數(shù)，一個(gè)程序可以由若干源程序文件組成。不同函數(shù)之間相同變量名的變量不是同一個(gè)變量，其分配的存儲(chǔ)單元地址也不同。4.函數(shù)頭部定義的返回值屬性單元決定了什么特征？決定了返回值的特征，返回值類型為void的函數(shù)則無屬性單元，也就無返回值。返回值類型不為void的函數(shù)則有屬性單元，也就有返回值。返回值類型不為void，但函數(shù)體中無retum表達(dá)式，則返回“隨機(jī)值”。返回值類型不void，但函數(shù)體中有多個(gè)retum表達(dá)式，則返回函數(shù)體執(zhí)行到的第一個(gè)retur表達(dá)式，其他retumn表達(dá)式一概無機(jī)會(huì)執(zhí)行。5.請簡述函數(shù)調(diào)用的概念。首先計(jì)算出實(shí)參的值，然后實(shí)參的值對(duì)應(yīng)傳遞給形參，執(zhí)行被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)體，如果有retumm表達(dá)式則計(jì)算返回值到屬性單元中，最后屬性單元將返回值傳遞給調(diào)用函數(shù)。第十一章結(jié)構(gòu)體與鏈表1.請簡述structstudent定義結(jié)構(gòu)體類型。該結(jié)構(gòu)體類型成員有charnum[20](字符數(shù)組，存儲(chǔ)字符串)，charname[10](字符數(shù)組，存儲(chǔ)姓名)intage(整型，存儲(chǔ)年)，charsex(字符型，存儲(chǔ)性別)，floatscore(實(shí)型，存儲(chǔ)成績)。2.請簡述structstudentt1定義結(jié)構(gòu)體變量t1。 結(jié)構(gòu)體變量t1與結(jié)體類型成員num、name、age、sex、score的關(guān)系是“整體”與“部分”，結(jié)構(gòu)體類型成員也可稱為結(jié)構(gòu)體變量的成員。結(jié)構(gòu)體變量需要通過其成員進(jìn)行“部分”訪問，運(yùn)符“.”可實(shí)現(xiàn)從“整體”到“部分”。Tl.num運(yùn)算出變量t1中成員字符數(shù)組num，運(yùn)算出變量t1中成員字符數(shù)組name，tl.sex運(yùn)算出變量tl中成員字符單元sex,tl.age運(yùn)算出變量1中成員整型單元age,tl.scorc運(yùn)算出變量1中成員實(shí)型單元score。3.請簡述<結(jié)構(gòu)體變量名>.<結(jié)構(gòu)體類型成員名>。引用結(jié)構(gòu)體變量的類型成員的存