C++第五章习题解答new

第5章指针与模板习题

一、.基本概念与基础知识自测题

5.1 填充题

5.1.1 数组定义时有三个要素：数组名，数组元素的（1）和数组元素的（2）。按元

素在数组中的位置进行访问，是通过（3）进行的，称为（4）或（5）访问。

为了使数组声明中数组的大小修改更为方便,总是将（6）用于声明数组长度。

答案：（1）类型

（2）数量

（3）下标运算符

（4）下标

（5）索引

（6）常变量

5.1.2 C/C++中的多维数组用的是一个（1）的定义，即多维数组的基本定义是（2）构

成的数组，三维数组的元素是（3）。

答案：（1）嵌套

（2）以数组作为元素

（3）二维数组

5.1.3 计算机内存是一维编址的，多维数组在内存中的存储（1），C/C++多维在内存中

的排列是（2）方式，即越（3）的下标变化（4）。设数组a有m行n列，每个元素占内存u个字节，则a[i][j]的首地址为（5）+ （6）。

答案：（1）必须要转化为一维方式，

（2）按行方式

（3）右

（4）越快

（5）i*n*u

（6）j*u

5.1.4 对于多维数组，（1）的大小是确定的，所谓“不检查数组边界”只是不检查（2）

的边界，而（3）的边界是在控制之中的，所以多维数组名作为函数的参数只可以（4）缺省。

答案：（1）较低各维的

（2）最高维（第一维）

（3）较低各维

（4）最高维

5.1.5 指针变量包含另一变量的（1）值，不可以任意给指针变量赋一个地址值，只能赋给

它（2）和（3）的地址。使用变量名来访问变量，是按（4）来直接存取变量称为（5）方式；而借助指针变量取得另一变量的地址，访问该变量称为（6）方式。

答案：（1）地址

（2）NULL

（3）已经分配了内存的变量的地址

（4）按变量的地址

（5）直接访问

（6）间接访问

5.1.6 固定指向一个对象的指针，称为（1），即（2），定义时const放在（3）。

而指向“常量”的指针称为（4），指针本身可以指向别的对象，但（5），定义时const放在（6）。

答案：（1）指针常量

（2）指针本身是常量

（3）const放在类型说明之后，变量名之前

（4）常量指针

（5）不能通过该指针修改对象

（6）const放在类型说明之前

5.1.7 数组名在表达式中被自动转换为（1）指针常量，数组名是地址，但数组名中放的

地址是（2），所以数组名（3）。这样数组名可以由（4）来代替，C++这样做使用时十分方便，但丢失了数组的另一要素（5），数组名是指向（6）的指针，而不是指向（7）的。编译器按数组定义的大小分配内存，但运行时（8），这会带来无法预知的严重错误。

答案：（1）数组第一个元素的

（2）不可改变的

（3）称指针常量

（4）指针

（5）数组元素的数量

（6）数组元素

（7）数组整体

（8）对数组的边界不加检测

5.1.8 有一个三维数组：

int z3d[2][3][4];

给出指向三维数组第i行第j列第k页元素的指针的三种表达方式（1），（2），（3）。再给出这些元素的三种表达方式（4），（5），（6）。

答案：（1）z3d[i][j]+k或&z3d[i][j][k]

（2）*(z3d[i]+j)+k

（3）*(*(z3d+i)+j)+k

（4）z3d[i][j][k]或*(z3d[i][j]+k)

（5）*(*(z3d[i]+j)+k)

（6）*(*(*(z3d+i)+j)+k)

5.2简答题

5.2.1物理上，C++是怎样访问数组元素的？请对访问方法作简单介绍。

答：物理上，C++语言的下标运算符[ ]是以指针作为操作数的，a[i]被编译系统解释为*(a+i)，即表示为a所指(固定不可变)元素向后第i个元素。无论我们是以下标方式或指针方式存取数组元素时，系统都是转换为指针方法实现。这样做对多维数组尤其方便。

5.2.2什么是回溯算法？

答：回溯法是对枚举法的一种改进。回溯法的基本思想是，通过对问题的分析找出解决问题的线索，先在一个局部上找出满足问题条件的局部的解，然后逐步由局部解向整个问题的解的方向试探，若试探成功就得到问题的解，试探失败逐步向后退，改变局部解再向前试探。回溯法能避免枚举法的许多不必要的搜索，使问题比较快地得到解决。

5.2.3用数组名作为函数的参数时，可否加上数组的长度？怎样加？为什么？

答：被调函数中作为形式参数的一维数组不需要说明长度，即使说明了大小也不起作用，因为C++只传递数组首地址，而对数组边界不加检查。

5.2.4需要编写一个对多维数组通用的算法（即各维的大小未定），怎样才能把实参多维数

组的信息全部传递到函数中去？

答：最佳方法是用函数模板，多维数组用模板类型参数传递，各维的大小作为参数传递。也可以用一维数组加各维的大小都作为参数传递。

5.2.5解释运算符*和&的作用，运算符 和->的作用。

答：在应用指针变量时，“*”是间接引用（dereference）运算符，作用于一个指针类型的变量，访问该指针所指向的内存数据。因结果是内存中可寻址的数据。“&”是取地址运算符，作用于内存中一个可寻址的数据（如：变量，对象和数组元素等等），操作的结果是获得该数据的地址。

5.2.6什么是this指针？简述它的作用。

答：当我们在对象的外部访问该对象的公有成员时，必须指明是哪一个对象。但是当我们用对象的成员函数来访问本对象的成员时，在成员函数中只要给出成员名就可以实现对该对象成员的访问。但同一个类创建的多个对象共用同一份成员函数的拷贝。既然是同一份拷贝，那么成员函数又怎么知道是取哪一个对象的成员数据呢？其实每一个对象有一个隐藏的this指针，它始终指向该对象，并将该指针作为一个参数自动传递给该成员函数。这就是说，成员操作符总是要使用的，只不过在对象内是隐式的，即在对象内省略了this指针。

5.2.7指针变量与整型量的加减运算代表什么意义？

答：指针变量与整型量的加减表示移动指针，以指向当前目标前面或后面的若干个位置的目标。指针与整型量i的加减等于指针值(地址)与i*sizeof(目标类型)积的加减，得出新的地址。

5.2.8设a为数组名，那么a++是否合法？为什么？

答：非法。因为a是指针常量。

5.2.9指针作为函数的参数时，它传递的是什么？实参要用什么？而使用引用时实参要用

什么？何时只能用指针而不能用引用？

答：是地址，是指针所指向的变量或对象的内存首地址，在物理上讲我们传的是指针的值，与传其它变量是没有差异的，函数获得的是另一个变量的地址，在逻辑上讲我们是把另一个变量的地址传过去了，可以看作传地址。实参要用变量或对象的地址。而使用引用时实参要用变量或对象本身。实参为数组时，只能用指针而不能用引用，因为数组的引用不存在。

5.2.10指针作为函数的返回值时，应该注意什么？

答：指针指向的数据的生命期必须不仅仅在函数域中，函数消亡后，数据仍然存在。如果返回的指针，它所指的变量或对象已消亡，则该返回值无意义，这一点必须十分小心。总之直接使用指针不管是作为参数还是返回值，都要注意安全性。

5.2.11设有语句

char *ps=”It’s a book.”;

是否建立了一个字符串，并把”it’s a book.”作为其初值？随后又有语句：

*ps=”It’s a car”;

这又代表什么？是否正确。

答：没有建立字符串。后一条语句要求把字符串赋给是错的。

二、.编程与综合练习题

5.3 打印杨辉三角形（10行）。使用二维数组并利用每个系数等于其肩上两系数之和。解：好的算法无特例，二维数组共用11列，第1列全0，方便计算

#include

void main(){

int a[10][11]={0,1},i,j;//初始化时写好第1行，其余各行全0

for(i=1;i<10;i++)//为了全部算法无特例，共用11列，第1列全0，方便计算for(j=1;j<=i+1;j++) a[i][j]=a[i-1][j-1]+a[i-1][j];

for(i=0;i<10;i++){

for(j=1;j<=i+1;j++) cout<

cout<

}

}

5.4 将[例5.5]改用一维数组，附加行、列参数，实现通用算法。

解：用一维数组，附加行、列参数，实现通用算法难度大。

#include

#include

void inverse(int[], int[],int,int);//注意数组最高维可缺省，例6.9因初学未省，6.9_1已考虑

void multi(int [], int [], int [],int,int,int);

void output(int [],int,int);

void main(){

int middle[6*3], result[6*4];//注意写作6*3等可清楚看出矩阵的行列

int matrix1[3*6]={8,10,12,23,1,3,5,7,9,2,4,6,34,45,56,2,4,6};

int matrix2[3*4]={3,2,1,0,-1,-2,9,8,7,6,5,4};

output(matrix1,3,6);

inverse(matrix1,middle,3,6);

output(middle,6,3);

output(matrix2,3,4);

multi(middle,matrix2,result,6,3,4);

output(result,6,4);

return;

}

void inverse(int matrix1_1[],int middle_1[],int a,int b){

int i,j;

for (i=0;i

for (j=0;j

middle_1[i+j*a]=matrix1_1[i*b+j];

return;

}

void multi(int middle_1[],int matrix2_1[],int result_1[],int a,int b,int c){ int i,j,k;

for (i=0;i

for (j=0;j

result_1[i*c+j] = 0;

for (k=0;k

result_1[i*c+j]+=middle_1[i*b+k]*matrix2_1[k*c+j];

}

}

return;

}

void output(int max_1[],int a,int b){

for (int i=0;i

for (int j=0;j

cout <

cout<<'\n';

}

cout<

return;

}

5.5 编写函数int atoi(char s[ ])，将字符串s转化为整型数返回。注意负数处理方法。解：用指针处理字符串非常方便。使用符号位来处理负数。

#include

int atoi(const char*s){

int temp=0,f=1;

const char *tp=s;

while(*tp!='-'&&(*tp<'0'||*tp>'9')) tp++;//去除串前部无效字符

if(*tp=='-'){//读负号

f=-1;

tp++;

}

if(*tp<'0'||*tp>'9') cout<<"error!"<='0'&&*tp<='9'){//转换数字串

temp=temp*10+*tp-48;

tp++;

}

return f*temp;

}

void main(){

char num[20];

cin.getline(num,19);

cout<

}

5.6 有如下定义：

int ival=60021;

int *ip;

double *dp;

下面哪些赋值非法或可能带来错误，并加以讨论。

ival=*ip; ival=ip; *ip=ival; ip=ival; *ip=&ival;

ip=&ival; dp=ip; dp=*ip; *dp=*ip;

解：5.3 有如下定义：

int ival=60021;

int *ip;

double *dp;

下面哪些赋值非法或可能带来错误，并加以讨论。

ival=*ip; ival=ip; *ip=ival; ip=ival; *ip=&ival;

ip=&ival; dp=ip; dp=*ip; *dp=*ip;

解：ival=*ip; 错，未确定指针ip初值，用随机内存地址中的数据给ival赋值是危险的。但语法对。

ival=ip; 错，赋值类型错，指针型不能赋给整型。

*ip=ival; 错，未确定指针ip初值，用ival给随机内存赋值是危险的。但语法对。

ip=ival; 错，赋值类型错，整型不能赋给指针型。

*ip=&ival; 错，赋值类型错，地址（指针型）不能赋给整型。

ip=&ival; 对，地址赋给指针型。

dp=ip; 错，整型指针不能赋给双精度指针。

dp=*ip; 错，赋值类型错，整型不能赋给指针型。

*dp=*ip; 对，赋值类型转换

5.7 编程定义一个整型、一个双精度型、一个字符型的指针，并赋初值，然后显示各指针

所指目标的值与地址，各指针的值与指针本身的地址及各指针所占字节数（长度）。

*其中地址用十六进制显示。

解：注意：字符指针输出是字符串，必须强制转换为无类型指针

#include

void main(){

int *ip,ival=100;

double *dp,dval=99.9;

char *cp,cval='A';

ip=&ival;

dp=&dval;

cp=&cval;

cout<<*ip<<'\t'<<&*ip<<'\t'<

cout<<*dp<<'\t'<<&*dp<<'\t'<

cout<<*cp<<'\t'<<(void*)&*cp<<'\t'<

//字符指针输出是字符串，必须强制转换为无类型指针

cout<<*cp<<'\t'<<&*cp<<'\t'<

//输出A开头的字符串

cout<

cout<

cout<<(void*)cp<<'\t'<<&cp<<'\t'<

}

内存分配解释:速度优化时通常以字（4字节）为单位（开始地址可被4整除）给变量安排内存。cval仅用一个字节，也安排了4个字节。

5.8 分别编写下列字符串处理函数

（1）char *strcat (char *s,const char *ct);

将串ct接到串s的后面，形成一个长串。【例6.7】以数组为参数，现用指针为参数。

（2）int strlen(const char * s);

求字符串长度的函数，返回串长（不包括串结束符）。

（3）char * reverse (char *);

反置字符串s，即可将“break”成为“kaerb”。

（4）char * strchr( const char *cs,char c);

查找字符c在串cs中第一次出现的位置，返回指向该字符的指针，若没有出现则返回Null。

（5）char *strstr (const char *cs1,const char *cs2);

返回串cs2作为子串在cs1中第一次出现的位置，若没有出现则返回Null。

解：为了函数的通用性，有些可不要返回值的函数，也保留返回值。反置字符串函数，从串两头的指针同时向中间移动，重合或交错时停止。查找子串，先找子串的第一个字符，再核对子串其他字符。

#include

char* strcat(char* s,const char* ct){

while(*s) s++;//*S作为条件,等效*S!=0

while(*s++=*ct++);

return s;

}

int strlen(const char* s){

int i=0;

while(*s++) i++;

return i;

}

char* reverse (char* s){

char temp,* temp1=s,* temp2=s;

while(*temp2) temp2++;

temp2--;//指针移回串尾

while(temp2-temp1>0){

//注意此处，从串两头的指针同时向中间移动，重合或交错时停止

temp=*temp1;

*temp1=*temp2;

*temp2=temp;

temp1++;

temp2--;

}

return s;

}

char* strchr( const char*cs,char c){

while(*cs!=c&&*cs) cs++;

if(*cs==0) cs=NULL; //未找到返回NALL

return (char*)cs;

}

char *strstr (const char *cs1,const char *cs2){

char *temp;

char *temp1=(char*)cs2;

while(*cs1){//只要主串还有字符未查，则继续

while(*cs1!=*cs2&&*cs1) cs1++;//找到主串含有子串的第一个字符，或主串查完停止

temp=(char*)cs1;

temp1=(char*)cs2;

if(*cs1){//核对子串其他字符

while(*cs1++==*temp1++||*temp1);

if(*temp1==0) return temp;//找到子串返回

}

}

return NULL; //未找到返回NAL

}

void main(){

char a[40]="李明";

char b[20]="是东南大学学生";

char c[40]="Southeast University";

char *cp;

cout<

cout<

strcat(a,b);

cout<<"字符串连接后："<

cout<

cout<<"字符串长度为："<

cout<

cp=strchr(c,'U');

if(cp==NULL) cout<<"未找到"<

else cout<

cp=strchr(c,'A');

if(cp==NULL) cout<<"未找到"<

else cout<

cout<

cp=strstr(a,"东南");

if(cp!=NULL) cout<

else cout<<"未找到"<

cp=strstr(a,"西北");

if(cp==NULL) cout<<"未找到"<

else cout<

}

5.9使用递归和非递归的两种方法编写函数

char *itoa (int n,char *string);

将整数n转换为十进制表示的字符串。（在非递归方法中，可使用reverse()函数。）解：递归方法分析。难度大，可用图解法：

每次调用除以10，以去除最后一位，以n=3657为例。

由此图可见，由string指向应填入的字符数组的相应位置。

由调用的最底层开始，回归时填入，每次回归，指针后移一位，由此得

char * itoal(int n,char *string){

if(n/10) string=itoal(n/10,string);

*string++=n%10+48;//字符，ASCII码

return string;

}

考虑，数字串结束符和负数，得完整的函数。

char * itoal(int n, char *string){

if(n<0){

*string++=’_’;

n=-n;

}

if(n/10)string=itoal(n/10,string);

*string++=n%10+48;

*string=’\0’;

return string;

}

源代码：

#include

char* reverse (char* s){

char temp,* temp1=s,* temp2=s;

while(*temp2) temp2++;

temp2--;//指针移回串尾

while(temp2-temp1>0){//注意此处，从串两头的指针同时向中间移动，重合或交错时停止

temp=*temp1;

*temp1=*temp2;

*temp2=temp;

temp1++;

temp2--;

}

return s;

}

char *itoa (int n,char *string){

char *temp=string;

if(n<0){

*temp++='-';

n=-n;

}

do{//注意个位放在前了

*temp++=n%10+48;

}while(n=n/10);//显式的循环

*temp='\0';

if(*string=='-') temp=string+1;//有负号仅反转数字部分

else temp=string;

reverse(temp);//个位放到后面

return string;

}

char *itoa1 (int n,char *string){

if(n/10) string=itoa1(n/10,string);//隐式循环

*string++=n%10+48;//第一次是数字最高位放串的最前面的字符（不含符号），注意指

针移动在后

*string='\0';

return string;//注意返回的指针已后移一字符

}

char *itoa0 (int n,char *string){

if(n<0){

*string++='-';

n=-n;

}

itoa1(n,string);

return string;

}

void main(){

int num;

char st[20];

cin>>num;

cout<

cin>>num;

cout<

}

5.10 头文件中定义一个日期时间的结构：

struct tm{

int tm_sec; //秒

int tm_min; //分

int tm_hour; //时

int tm_mday; //日

int tm_mon; //月

int tm_year; //年，实际放的是与1970年的差，如1990年为20

int tm_wday; //星期

int tm_yday; //一年中的第几天

int tm_isdst; //是否夏时制

};

函数time_t time(time_t *tp)是提取当前时间，time_t即长整型，代表从1970年1月1日00:00:00开始计算的秒数（格林尼治时间），放在首地址为tp的单元内。

函数tm *localtime(const time_t *tp) 将tp地址单元中的时间转换为日期时间结构的当地时间；（函数tm *gmtime(const time_t *tp)转换为日期时间结构的格林尼治时间；）函数char *asctime(tm *tb)将tb地址单元中的tm结构的日期时间转换为字符串（供显示），它有固有格式，如：

Sun Sep 16 01:03:52 1973

利用以上资源，重新设计一个日期时间类（DataTime），要求定义对象时取当前时间进行初始化，显示时重取显示时刻的时间并显示出来。

解：

#include

#include

class datatime{

tm *timedata;

long allsecond;

char *tmp;

public:

datatime(){

time(&allsecond);

timedata=localtime(&allsecond);

tmp=asctime(timedata);

cout<

}

void gettime(){

allsecond=time(NULL);//time有两种用法

timedata=localtime(&allsecond);

tmp=asctime(timedata);

cout<

}

};

void main(){

char ch;

datatime dt;

cout<<"需要知道现在的日期和时间吗？（Y或N）"<

cin>>ch;

if(ch=='y'||'Y') dt.gettime();

}

5.11 完善自定义字符串类Mystring，应用静态数组，函数包括：构造函数、拷贝构造函数、

析构函数，并重载运算符=（拷贝），+（strcat），+=，<，= =(strcmp)。

解：此例既是对第5章的复习也是一个提高。拷贝构造函数的应用请参阅4.4.2节末尾两项说明，本例形参使用引用，仅在返回时调用了拷贝构造函数。运算符的重载请参阅4.5节。#include

const int n=256;

class mystring{

char string[n];

int maxsize;

int last;

public:

mystring(){

last=-1;

maxsize=n;

string[0]='\0';

cout<<"缺省构造函数"<

}

mystring(char *s){//本例为了简化，健壮性并不好

last=-1;

maxsize=n;

do{

last++;

string[last]=s[last];

}while(s[last]!='\0');

cout<<"构造函数"<

}

mystring(mystring & ms){

last=-1;

maxsize=n;

do{

last++;

string[last]=ms.string[last];

}while(last

cout<<"拷贝构造函数"<

}

~mystring(){

cout<<"析构函数"<

}

void show(){

//如需重载<<，则请参见9.3节，暂时未学到，替代的方法是改用一个show()函数cout<

}

mystring operator=(mystring &);

mystring operator+(mystring &);

mystring operator+=(mystring &);

bool operator<(mystring &);

bool operator==(mystring &);

};

mystring mystring::operator=(mystring & ms){

last=-1;

do{

last++;

string[last]=ms.string[last];

}while(last

return *this;

}

mystring mystring::operator+(mystring & ms){//注意+和+=的不同mystring temp(*this);

int i=-1;

https://www.360docs.net/doc/5814206734.html,st--;//串的结尾是结束符，连接时要覆盖掉

do{

https://www.360docs.net/doc/5814206734.html,st++;

i++;

temp.string[https://www.360docs.net/doc/5814206734.html,st]=ms.string[i];

}while(i

return temp;

}

mystring mystring::operator+=(mystring & ms){

int i=-1;

last--;//串的结尾是结束符，连接时要覆盖掉

do{

last++;

i++;

string[last]=ms.string[i];

}while(i

return *this;

}

bool mystring::operator<(mystring & ms){

int i=0,k;

do{

k=string[i]-ms.string[i];

i++;

}while(k==0&&i

if(k<0) return true;

if(i==last&&i!=https://www.360docs.net/doc/5814206734.html,st) return true;

return false;

}

bool mystring::operator==(mystring & ms){

int i=0,k;

if(last!=https://www.360docs.net/doc/5814206734.html,st) return false;

do{

k=string[i]-ms.string[i];

i++;

}while(k==0&&i

if(k!=0) return false;

else return true;

}

void main(){

char *sp1="东南大学",*sp2="交通学院",*sp3="学生";

mystring ms1(sp1),ms2(sp2),ms3(sp3),ms4(ms3),ms5=ms3,ms6;

ms1.show();

ms2.show();

ms3.show();

ms4.show();

ms5.show();

ms6.show();

ms4=ms1+ms3;

ms4.show();

ms1+=ms2;

ms1.show();

if(ms1

else {ms1.show();cout<<"应排在"<

if(ms1==ms6) cout<<"串ms1与串ms6相同"<

}