《C++程序设计》第2版教学资源 主教材习题解答 C++第三章习题解答.docx

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《C++程序设计》第2版教学资源主教材习题解答C++第三章习题解答

第三章函数习题

一．基本概念与基础知识自测题

3.1填空题

3.1.1被定义为形参的是在函数中起

（1）作用的变量，形参只能用

（2）表示。

实参的作用是（3），实参可以用（4）、（5）、（6）表示。

答案：

（1）自变量

（2）变量名

（3）将实际参数的值传递给形参

（4）具有值的变量

（5）常量

（6）表达式

3.1.2局部域包括

（1）、

（2）和（3）。

使用局部变量的意义在于（4）。

答案：

（1）块域

（2）函数域

（3）函数原型域

（4）局部变量具有局部作用域使得程序在不同块中可以使用同名变量

3.1.3静态局部变量存储在

（1）区，在

（2）时候建立，生存期为（3），如定义时未显式初始化，则其初值为（4）。

答案：

（1）全局数据区

（2）编译

（3）全局生存期

（4）全0

3.1.4局部变量存储在

（1）区，在

（2）时候建立，生存期为（3），如定义时未显式初始化，则其初值为（4）。

答案：

（1）栈

（2）在函数或块开始执行时

（3）函数或块的执行期

（4）随机值

3.1.5编译预处理的作用是

（1），预处理指令的标志是

（2）。

多文件系统中，程序由（3）来管理，用户自定义头文件中通常定义一些（4）。

答案：

（1）将源程序文件进行处理，生成一个中间文件，编译系统对此中间文件进行编译并生成目标代码

（2）#

（3）工程文件

（4）用户构造的数据类型（如枚举类型），外部变量，外部函数、常量和内联函数等具有一定通用性或常用的量

3.1.6设有函数说明如下：

intf（intx,inty）{returnx%y+1;}

假定a=10,b=4,c=5,下列语句的执行结果分别是

（1）和

（2）。

（1）cout<

（2）cout<

解答：

（1）答案：

4

（2）答案：

5

3.1.7下列程序的输出结果分别为

（1）和

（2）。

（1）

#include

usingnamespacestd;

inta,b;

voidf（intj）{

staticinti=a;//注意静态局部变量

intm,n;

m=i+j;i++;j++;n=i*j;a++;

cout<<"i="<

cout<<"m="<

}

intmain（）{

a=1;b=2;

f（b）;f（a）;

cout<<"a="<

return0;

}

解：

答案：

i=2j=3m=3n=6（对应蓝色）

i=3j=3m=4n=9（对应绿色）

a=3b=2

（2）

#include

usingnamespacestd;

floatsqr（floata）{returna*a;}

floatp（floatx,intn）{

cout<<"in-process:

"<<"x="<

if（n==0）return1;

elseif（n%2!

=0）returnx*sqr（p（x,n/2））;

elsereturnsqr（p（x,n/2））;

}

intmain（）{

cout<

return0;

}

图解递归，共五层，返回值是回归时产生：

答案：

in-process:

x=2n=13

in-process:

x=2n=6

in-process:

x=2n=3

in-process:

x=2n=1

in-process:

x=2n=0

8192

3.2简答题

3.2.1函数的实参和形参怎样对应？

实参和形参数目必须一致吗？

什么情况下可以不同？

答：

实参和形参的个数和排列顺序应一一对应，并且对应参数应类型匹配（赋值兼容），当有缺省参数时可以不同。

3.2.2函数和内联函数的执行机制有何不同？

定义内联函数有何意义？

又有何要求？

答：

内联函数的调用机制与一般函数不同，编译器在编译过程中遇到inline时，为该函数建立一段代码，而后在每次调用时直接将该段代码嵌入到调用函数中，从而将函数调用方式变为顺序执行方式，这一过程称为内联函数的扩展或内联。

内联函数的实质是牺牲空间来换取时间。

因inline指示符对编译器而言只是一个建议，编译器也可以选择忽略该建议，内联函数只适用于功能简单，代码短小而又被重复使用的函数。

函数体中包含复杂结构控制语句，如switch、复杂if嵌套、while语句等，以及无法内联展开的递归函数，都不能定义为内联函数，即使定义，系统也将作为一般函数处理。

3.2.3全局变量和全局静态变量的区别在哪里？

为什么提倡尽量使用局部变量？

答：

有static修饰的全局变量只能在定义它的文件中可见，在其他文件中不可见，而非静态的全局变量则可以被其他程序文件访问，但使用前必须用extern说明。

局部变量具有局部作用域使得程序在不同块中可以使用同名变量。

这些同名变量各自在自己的作用域中可见，在其它地方不可见。

所以提倡尽量使用局部变量

3.2.4函数重载的作用是什么？

满足什么条件的函数才可以成为重载函数？

重载函数在调用时是怎样进行对应的？

答：

函数重载可以定义几个功能相似，而参数类型不同使用相同的函数名的函数，以适应不同情况下自动选用不同函数进行操作。

函数重载的好处在于，可以用相同的函数名来定义一组功能相同或类似的函数，程序的可读性增强。

在定义重载函数时必须保证参数类型不同，仅仅返回值类型不同是不行的。

当某个函数中调用到重载函数时，编译器会根据实参的类型去对应地调用相应的函数。

匹配过程按如下步骤进行：

（1）如果有严格匹配的函数，就调用该函数；

（2）参数内部转换后如果匹配，调用该函数；

（3）通过用户定义的转换寻求匹配。

3.2.5多文件结构的程序是如何进行管理并运行的？

采用多文件结构有什么好处？

答：

多文件结构通过工程进行管理，在工程中建立若干用户定义的头文件.h和源程序文件.cpp。

头文件中定义用户自定义的数据类型，所有的程序实现则放在不同的源程序文件中。

编译时每个源程序文件单独编译，如果源程序文件中有编译预处理指令，则首先经过编译预处理生成临时文件存放在内存，之后对临时文件进行编译生成目标文件.obj，编译后临时文件撤销。

所有的目标文件经连接器连接最终生成一个完整的可执行文件.exe。

多文件结构管理程序的好处是十分明显的。

首先，可以避免重复性的编译，如果修改了个别函数，那么只需将这些函数所在的文件重新编译即可；其次，将程序进行合理的功能划分后，更容易设计、调试和维护；另外，通常把相关函数放在一个文件中，这样形成一系列按照功能分类的文件，便于为其他程序文件使用。

3.2.6宏定义与常量定义从作用及效果上看是一样的，二者是否完全相同？

答：

完全不同。

不带参宏定义与const说明符定义常量从效果上看是一样的，但它们的机制不同。

首先宏定义是在预处理阶段完成，而const定义则是在编译阶段实现。

其次宏定义只是一种简单的字符串替代，不会为字符串分配内存单元，替代过程也不作语法检查，即使指令中的常量字符串不符合常量要求，预处理的替代过程也照样按指令给出的格式进行。

而const定义则是象定义一个变量一样定义一个常量标识符，系统要按照类型要求为该标识符分配内存单元，同时在将常量放入单元时进行类型检查，如果类型不匹配，类型相容的会进行系统的类型转换，不相容的则要提示错误。

二．编程与综合练习题

3.3设计函数，将小写英文字符变为对应的大写字符。

解：

小写字母比大写字母ASCII码值大32，或写作ch=ch-‘a’+’A’;

#include

usingnamespacestd;

charcapitalize（charch）{

if（ch>='a'&&ch<='z'）returnch-'a'+'A';

elsereturnch;

}

intmain（）{

inti=0;

charcp[30];

cout<<"请输入包含小写字母的句子：

"<

cin.getline（cp,30）;

while（cp[i]!

='\0'）cout<

cout<

return0;

}

3.4设计两个函数，分别求两个数的最大公约数和最小公倍数。

解：

可用穷举法求最大公约数（从大到小找到的第1个公约数）和最小公倍数（从小到大找到的第1个公倍数）。

#include

usingnamespacestd;

MaxCommonDevisor（intn,intm）{

inti;

for（i=n;i>=1;i--）

if（n%i==0&&m%i==0）break;

returni;

}

MinCommonMultiple（intn,intm）{

inti;

for（i=n;i<=n*m;i++）

if（i%n==0&&i%m==0）break;

returni;

}

intmain（）{

inti,j;

cout<<"请输入两个整数：

"<

cin>>i>>j;

cout<<"最大公约数：

"<

<<'\t'<<"最小公倍数：

"<

return0;

}

3.5设计函数digit（num,k），返回整数num从右边开始的第k位数字的值。

例如：

digit（4647,3）=6

digit（23523,7）=0

解：

把整数转换为数串，放在一个整型数组中。

#include

usingnamespacestd;

digit（intnum,intk）{

ints[10]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

inti=0;

do{//先把整数转换为数字串

s[i]=num%10;

num/=10;

i++;

}while（num>0）;

if（k<=i）returns[k-1];//题目中位数的下标从1开始，而数组下标从0开始

elsereturn0;

}

intmain（）{

cout<<"digit（4647,3）="<

cout<<"digit（23523,7）="<

return0;

}

3.6设计函数factors（num,k），返回整数num中包含因子k的个数，如果没有该因子，则返回0。

解：

必须先判断整数m能否被k整除。

#include

usingnamespacestd;

factors（intnum,intk）{//缺省返回值为整型

intcount=0;

while（num%k==0）{

count++;

num/=k;

}

returncount;

}

intmain（）{

cout<<"factors（1875,5）="<

cout<<"factors（64,3）="<

return0;

}

3.7歌德巴赫猜想指出：

任何一个充分大的偶数都可以表示为两个素数之和。

例如：

4=2+26=3+38=3+5……50=3+47

将4~50之间的所有偶数用两个素数之和表示。

判断一个整数是否为素数用函数完成。

解：

用prime（）函数判断是否素数，用穷举法。

歌德巴赫猜想验证也用穷举法，在所有组合中找两个数均为素数者。

#include

#include

usingnamespacestd;

boolprime（intm）{

if（m==1||m==0）returnfalse;

if（m==2）returntrue;

intk=（int）sqrt（m）;

for（inti=2;i<=k;i++）//穷举法

if（m%i==0）break;

if（i>k）returntrue;

elsereturnfalse;

}

intmain（）{

for（intn=4;n<=50;n+=2）{

for（inti=2;i<=n/2;i++）

if（prime（i）&&prime（n-i））cout<

}

return0;

}

3.8设计函数打印直方图，直方图宽度为3行，每列代表数据1％。

如下面的图形表示10％。

|

|**********

|**********

|**********

|

解：

为简单将a%用a表示。

#include

usingnamespacestd;

voidPrintDiagram（intm）{

inti;

cout<<'|'<

for（i=0;i<3;i++）{

cout<<'|';

for（intj=0;j

cout<

}

cout<<'|'<

}

intmain（）{

PrintDiagram（10）;

PrintDiagram（15）;

PrintDiagram（7）;

return0;

}

3.9定义递归函数实现下列Ackman函数：

其中m、n为正整数。

设计程序求Acm（2,1），Acm（3,2）。

解：

递归函数实现非常简单，按公式写即可。

#include

usingnamespacestd;

Acm（intm,intn）{

if（m==0）returnn+1;

if（n==0）returnAcm（m-1,1）;

returnAcm（m-1,Acm（m,n-1））;

}

intmain（）{

cout<<"Acm（2,1）="<

cout<<"Acm（3,2）="<

return0;

}

3.10用递归函数实现勒让德多项式：

在主函数中求P4（1.5）。

解：

把勒让德多项式的阶和自变量都作为参数。

#include

usingnamespacestd;

doubleP（intn,doublex）{

if（n==0）return1;

if（n==1）returnx;

return（（2*n-1）*x*P（n-1,x）-（n-1）*P（n-2,x））/n;

}

intmain（）{

cout<<"P（4,1.5）="<

return0;

}

3.11定义内联函数实现求三个实数中的最大值。

解：

内联函数只适用于功能简单，代码短小而又被重复使用的函数。

函数体中包含复杂结构控制语句，如switch、复杂if嵌套、while语句等，以及无法内联展开的递归函数，都不能定义为内联函数，即使定义，系统也将作为一般函数处理。

#include

usingnamespacestd;

inlinemax（inta,intb,intc）{

if（a>b&&a>c）returna;

if（b>a&&b>c）returnb;

returnc;

}

intmain（）{

cout<

return0;

}

3.12定义内联函数，判断一个字符是否为数字字符。

解：

数字字符ASCII码值是连在一起的，可用ch>='0'&&ch<='9'来判断。

#include

usingnamespacestd;

inlineboolIfDigitChar（charch）{

if（ch>='0'&&ch<='9'）return1;

elsereturn0;

}

intmain（）{

charch;

cout<<"请输入一个字符（输入“！

”停止）"<

cin>>ch;

while（ch!

='!

'）{

if（IfDigitChar（ch））cout<

elsecout<

cout<<"请输入一个字符（输入“！

”停止）"<

cin>>ch;

}

return0;

}

3.13设计两个重载函数，分别求两个整数相除的余数和两个实数相除的余数。

两个实数求余定义为实数四舍五入取整后相除的余数。

解：

实数四舍五入取整，正数是+0.5取整，负数是-0.5取整。

#include

#include

usingnamespacestd;

mod（intn,intm）{

returnn%m;

}

round（doublex）{//四舍五入函数

if（x>=0）returnint（x+0.5）;

elsereturnint（x-0.5）;

}

mod（doublex,doubley）{

returnround（x）%round（y）;

}

intmain（）{

cout<<"mod（8,3）="<

cout<<"mod（8.2,3.6）="<

cout<<"mod（-8.2,-2.6）="<

return0;

}

注意：

mod（doublex,doubley）形参类型不可以写成float，因为在入口函数中mod（8.2,3.6）double型常数，重载时系统不知应转换为float还是int，出现歧义。

3.14建立一个头文件，在其中定义两个面积函数area（），分别用来计算半径为r的圆的面积和边长为a和b的矩形面积。

另外建立一个实现文件，在其中定义主函数。

通过包含，输入数据并输出圆和矩形的面积。

解：

两个面积函数area（），一个是单参数，一个是双参数。

//头文件

doublearea（doubler）{

return3.14*r*r;

}

doublearea（doublea,doubleb）{

returna*b;

}

//实现文件

#include

usingnamespacestd;

#include""

intmain（）{

doublea,b,r;

cout<<"inputradius:

"<

cin>>r;

cout<<"inputsidelength:

"<

cin>>a>>b;

cout<<"area（"<

cout<<"area（"<

return0;

}

注意：

例题源代码中，为了使文件命名方式一致，采用Exp3_14.h和Exp3_14.cpp来命名。

3.15下面递归函数执行结果是什么？

1）voidp1（intw）{

inti;

if（w>0）{

for（i=0;i

cout<

p1（w-1）;

}

}

调用p1（4）。

答：

用调用树来解答，如下图，注意打印是在递归调用之前：

按照打印语句：

for（i=0;i

cout<

可得输出为：

①4444//第1次W=4

②333//第2次W=3

③22//第3次W=2

④1//第4次W=1

2）voidp2（intw）{

inti;

if（w>0）{

p2（w-1）;

for（i=0;i

cout<

p2（w-1）;

}

}

调用p2（4）。

答：

用调用树来解答，如下图，注意打印是在两次递归调用之间：

按照次序和打印语句，可得输出为：

①1

②22

③1

④333

⑤1

⑥22

⑦1

⑧4444

⑨1

⑩22

⑾1

⑿333

⒀1

⒁22

⒂1

3）voidp3（intw）{

inti;

if（w>0）{

for（i=0;i

cout<

p3（w-1）;p3（w-2）;

}

}

调用p3（4）。

答：

用调用树来解答，如下图，注意打印是在两次递归调用之前：

按照次序和打印语句，可得输出为：

①4444

②333

③22

④1

⑤1

⑥22

⑦1

4）voidp4（intw）{

inti;

if（w>0）{

for（i=0;i

cout<

p4（w-1）;

for（i=0;i

cout<

}

}

调用p4（4）。

答：

如下图用调用树解答，注意打印是在递归调用之前和之后各一次：

按照次序和打印语句，可得输出为：

①4444

②333

③22

④1

⑤1

⑥22

⑦333

⑧4444