C++第五章习题解答
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第五章数组与指针习题
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)a数组的首地址
(6)(i*n+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 指针变量保存了另一变量的(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指向(1)的指针常量,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),数组名是指向数组(6)的指针,而不是指向数组(7)的。编译器按数组定义的大小分配内存,但运行时对(8)不加检测,这会带来无法预知的严重错误。
答案:(1)数组第一个元素
(2)不可改变的
(3)称指针常量
(4)指针
(5)数组元素的数量
(6)元素
(7)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?如果需要加则怎样加?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。
运算符“.”和“->”是成员访问运算符(Member Access Oprator)。在对象或结构外部去访问公有的数据成员或函数成员时,是在对象名后加“.”(点操作符),再加成员函数名或函数名就可以了。但是这些成员必须是公有的成员,只有公有成员才能在对象的外面对它进行访问。当用指向对象和结构变量的指针访问其公有成员时,则只要在指针变量名后加“->”(箭头操作符),再加公有成员名就可以了。
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,只是让ps指向一个放在代码区中的特殊字符串,而该字符串所在内存是不可写的。后一条语句要求把字符串赋给不可写的字符串空间是错的。
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
using namespace std;
int 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< } return 0; } 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 using namespace std; void inverse(int [], int [],int,int);//注意数组最高维可缺省,例5.5因初学未省 void multi(int [], int [], int [],int,int,int); void output(int [],int,int); int 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 0; } 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 using namespace std; int atoi(char s[]){ int temp=0,f=1,i=0; while(s[i]!='\0'&&s[i]!='-'&&(s[i]<'0'||s[i]>'9')) i++;//去除串前部无效字符 if(s[i]=='-'){//读负号 f=-1; i++; } if(s[i]<'0'||s[i]>'9') cout<<"error!"< while(s[i]>='0'&&s[i]<='9'){//转换数字串 temp=temp*10+s[i]-48; i++; } return f*temp; } int main(){ char num[20]; cin.getline(num,19); cout< return 0; } 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: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 using namespace std; int 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'< return 0; } 一个典型的运行结果: 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 *strcat1(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 strlen1(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。 查找子串函数是比较难的。查找分两重循环,第1重主串与子串第1个字符比较,当顺序找到主串中有字符与子串第1个字符相符时,进入第2重循环对所有字符进行比较,比较时要借助工作变量,成功则返回子串所在位置,本轮失败,则主串后移一个字符,回到第1重循环。在使用++运算符时一定要单用,如本例中: while(*temp==*temp1&&*temp1){temp++;temp1++;}; if(*temp1==0) return (char*)cs1; 千万不可简化为: while(*temp++==*temp1++&&*temp1); if(*temp1==0) return (char*)cs1; 这里有微妙的差异,主串与子串最后一个字符不同也认为子串找到了。 #include using namespace std; char* strcat1(char* s,const char* ct){ char* st=s; while(*s) s++;//*s作为条件,等效*s!=0 while(*s++=*ct++); return st; } int strlen1(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,*temp1; while(*cs1){ //只要主串还有字符未查,则继续while(*cs1!=*cs2&&*cs1) cs1++; //与子串第1个字符不符,主串查找位置后移一个字符 //找到主串含有子串的第一个字符,或主串查完停止 if(*cs1){ //主串含有子串的第一个字符,核对子串全部字符 temp=(char*)cs1; temp1=(char*)cs2; while(*temp==*temp1&&*temp1){temp++;temp1++;}; if(*temp1==0) return (char*)cs1; //找到子串返回 else cs1++;//本轮未找到,主串查找位置后移一个字符 } } return NULL; //返回NALL } int main(){ char a[40]="束明"; char b[20]="是东南大学学生"; char c[40]="Southeast University"; char *cp; cout< cout< strcat1(a,b);