一、作业头内容
| 这个作业属于那个课程 | C语言程序设计II |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | C语言作业评价标准 |
| 我在这个课程的目标是 | 学习第十章“函数与结构”；掌握与初步正确运用程序的多函数结构；能够使用递归函数进行编程；学习宏的基本用法；理解编译预处理的概念；学会使用全局变量。 |
| 这个作业在那个具体方面帮助我实现目标 | 加强了对多函数结构的理解；进一步理解全局变量的概念；初步感受宏的方便，练习函数递归提升逻辑思考与设计能力。 |
| 参考文献 | 递归 ; 八皇后问题详解; 估值一亿的AI核心代码; C语音程序设计 |
二、基础作业：
PTA:
一、编程题：汉诺塔问题：
二、编程题：估值一亿的AI核心代码：
三、编程题：八皇后问题（用递归法实现）
第一题：
(1、7-1 汉诺塔问题*
汉诺塔是一个源于印度古老传说的益智玩具。据说大梵天创造世界的时候做了三根金刚石柱子，在一根柱子上从下往上按照大小顺序摞着64片黄金圆盘，大梵天命令僧侣把圆盘移到另一根柱子上，并且规定：在小圆盘上不能放大圆盘，每次只能移动一个圆盘。当所有圆盘都移到另一根柱子上时，世界就会毁灭。
请编写程序，输入汉诺塔圆片的数量，输出移动汉诺塔的步骤。
输入格式：
圆盘数 起始柱 目的柱 过度柱
输出格式：
移动汉诺塔的步骤
每行显示一步操作，具体格式为：
盘片号: 起始柱 -> 目的柱
其中盘片号从 1 开始由小到大顺序编号。
输入样例：
3
a c b
输出样例：
1: a -> c
2: a -> b
1: c -> b
3: a -> c
1: b -> a
2: b -> c
1: a -> c
(2、程序代码：
#include<stdio.h>
void good(int n,char x,char y,char z)
{
if(n==1)
{
printf("%d: %c -> %c
",n,x,y);
}
else
{
good(n-1,x,z,y);
printf("%d: %c -> %c
",n,x,y);
good(n-1,z,y,x);
}
return;
}
int main (void)
{
int n;
char x,y,z;
scanf("%d
",&n);
scanf("%c %c %c ",&x,&y,&z);
good(n,x,y,z);
return 0;
}
(3、设计思路，流程图：
(4、本题调试过程碰到的问题及解决办法。
错误截图：
问题：
程序提示主函数中的“z”未声明，即未定义好，检查源于它非全局变量，只在主函数内有意义。
解决办法：
在相关环境下检查代码，调试程序；找到问题所在再修改；在主函数内将“z”定义好，并且定义为整形数据类型。
(5、程序运行结果的截图或者效果录像。
正确截图：
第二题：
(2、7-2 估值一亿的AI核心代码
以上图片来自新浪微博。
本题要求你实现一个稍微更值钱一点的 AI 英文问答程序，规则是：
- 无论用户说什么，首先把对方说的话在一行中原样打印出来；
- 消除原文中多余空格：把相邻单词间的多个空格换成 1 个空格，把行首尾的空格全部删掉，把标点符号前面的空格删掉；
- 把原文中所有大写英文字母变成小写，除了
I； - 把原文中所有独立的
can you、could you对应地换成I can、I could—— 这里“独立”是指被空格或标点符号分隔开的单词； - 把原文中所有独立的
I和me换成you； - 把原文中所有的问号
?换成惊叹号!； - 在一行中输出替换后的句子作为 AI 的回答。
- 本题要求实现一个函数，将两个字符串连接起来。
输入格式：
输入首先在第一行给出不超过 10 的正整数 N，随后 N 行，每行给出一句不超过 1000 个字符的、以回车结尾的用户的对话，对话为非空字符串，仅包括字母、数字、空格、可见的半角标点符号。
输出格式：
按题面要求输出，每个` AI `的回答前要加上` AI:` 和一个空格。
输入样例：
6
Hello ?
Good to chat with you
can you speak Chinese?
Really?
Could you show me 5
What Is this prime? I,don 't know
输出样例：
Hello ?
AI: hello!
Good to chat with you
AI: good to chat with you
can you speak Chinese?
AI: I can speak chinese!
Really?
AI: really!
Could you show me 5
AI: I could show you 5
What Is this prime? I,don 't know
AI: what Is this prime! you,don't know
(2、实验代码：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int good(char a)
{
if(a>='0' && a<='9')
return 1;
if(a>='a' && a<='z')
return 1;
if(a>='A' && a<='Z')
return 1;
return 0;
}
char nice(char a)
{
if(a>='A' && a<='Z')
{
if(a=='I')
return 'I';
else
return a+32;
}
return a;
}
int main (void)
{
int n,i;
scanf("%d
",&n);
while(n--)
{
char a[1010],b[1010];
int la=0,lb=0;
gets(a);
printf("%s
",a);
la=strlen(a);
int lk=0;
int ff=0;
for(i=0;i<la;i++)
{
if(a[i]==' ')
lk++;
else if(!good(a[i]))
{
lk=0;
ff=1;
b[lb++]=nice(a[i]);
}
else
{
if(lk>0 && ff)
b[lb++]=' ';
lk=0;
ff=1;
b[lb++]=nice(a[i]);
}
}
b[lb]=0;
printf("AI: ");
for(i=0;i<lb;i++)
{
if( (b[i]=='I')&&(i==0||!good(b[i-1]))&&( !good(b[i+1]) ) )
{
printf("you");
}
else if( (b[i]=='m'&&b[i+1]=='e')&&(i==0||!good(b[i-1]))&&(!good(b[i+2])))
{
printf("you");
i+=1;
}
else if(b[i]=='?')
{
printf("!");
}
else if( (b[i]=='c'&&b[i+1]=='a'&&b[i+2]=='n'&&b[i+3]==' '&&b[i+4]=='y'&&b[i+5]=='o'&&b[i+6]=='u')&&(i==0||!good(b[i-1]))&&(!good(b[i+7])))
{
printf("I can");
i+=6;
}
else if( (b[i]=='c'&&b[i+1]=='o'&&b[i+2]=='u'&&b[i+3]=='l'&&b[i+4]=='d'&&b[i+5]==' '&&b[i+6]=='y'&&b[i+7]=='o'&&b[i+8]=='u')&&(i==0||!good(b[i-1]))&&(!good(b[i+9])))
{
printf("I could");
i+=8;
}
else
{
printf("%c",b[i]);
}
}
printf("
");
}
return 0;
}
(3、设计思路，流程图：
(4、本题调试过程碰到的问题及解决办法。
错误截图：
问题：
根据提示，实验代码逻辑有误，设计不完善，使用递归考虑不到位；致使结果在其他特定情况下出错。
解决办法：
上网查找资料，参考论坛与博客代码；对自己的实验代码进行调试与改进，重新检查一遍设计思路，根据参考资料进行修改。
(5、程序运行结果的截图或者效果录像。
正确截图：
第三题：
(3：题目： 7-3 ***八皇后问题
在国际象棋中，皇后是最厉害的棋子，可以横走、直走，还可以斜走。棋手马克斯·贝瑟尔 1848 年提出著名的八皇后问题：即在 8 × 8 的棋盘上摆放八个皇后，使其不能互相攻击 —— 即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一条斜线上。
现在我们把棋盘扩展到 n × n 的棋盘上摆放 n 个皇后，请问该怎么摆？请编写程序，输入正整数 n，输出全部摆法(棋盘格子空白处显示句点“.”，皇后处显示字母“Q”，每两格之间空一格)。
输入格式:
正整数 n (0 ＜ n ≤ 12)
输出格式:
若问题有解，则输出全部摆法(两种摆法之间空一行)，否则输出 None。
要求：试探的顺序逐行从左往右的顺序进行，请参看输出样例2。
输入样例1:
3
输出样例1:
None
输入样例2:
6
输出样例2:
. Q . . . .
. . . Q . .
. . . . . Q
Q . . . . .
. . Q . . .
. . . . Q .
. . Q . . .
. . . . . Q
. Q . . . .
. . . . Q .
Q . . . . .
. . . Q . .
. . . Q . .
Q . . . . .
. . . . Q .
. Q . . . .
. . . . . Q
. . Q . . .
. . . . Q .
. . Q . . .
Q . . . . .
. . . . . Q
. . . Q . .
. Q . . . .
(2、程序代码：
#include <stdio.h>
#include <math.h>
int abc(int k);
int def(int k);
int hij(int i);
#define N 12 //N代表n皇后，其中正整数 n (0 ＜ n ≤ 12)；
int x[N], n, m=0, num=0; //n代表阶数 或 皇后个数 ；num代表存在的“全部摆法 ”的个数 ；
//m主要为可行解是否存在；
//以上变量与数组全为“全局变量 ” ；
int main (void)
{
scanf("%d",&n);
num=abc(1);
if(m==0)
printf("None");
return 0;
}
int abc(int k)
{
if(k>n)
{
m=1;
num++;
hij(1);
}
else
for(int i=1;i<=n;i++)
{
x[k]=i;
if(def(k))
abc(k+1);
}
//m=1;
return num;
}
int def(int k)
{
for(int i=1;i<k;i++)
if(abs(k-i)==abs(x[k]-x[i])||x[k]==x[i])
return 0;
return 1;
}
int hij(int i)
{
if(num==1)
{
for(int j;i<=n;i++)
{
for(j=1;j<x[i];j++) printf(". ");
printf("Q");
for(j=x[i]+1;j<=n;j++) printf(" .");
printf("
");
}
}
else //if(num>1)
{
printf("
");
for(int j;i<=n;i++)
{
for(j=1;j<x[i];j++) printf(". ");
printf("Q");
for(j=x[i]+1;j<=n;j++) printf(" .");
printf("
");
}
}
}
(3、设计思路，流程图：
(4、本题调试过程碰到的问题及解决办法
错误截图：
问题：
PTA上全提示格式错误部分正确；而实验代码逻辑符合题意；结果也正确，问题是结尾部分总是多出一行在PTA上不符合格式要求。
解决办法：
通过提示，针对方向为实验代码的格式，猜想问题出在换行符；由函数反复递归，代码执行解读来太抽象，逻辑设计需调试可得出改进思路，要修改为结尾的两行；重新设计输出时格式，首先可先输出第一次后面按规则输出即可。
(5、程序运行结果的截图或者效果录像。
正确截图：
三、挑战作业：
PTA：
1.编程题：求迷宫最短通道.
(1、题目：7-1 求迷宫最短通道
- 递归求解迷宫最短通道的总步长。
- 输入一个迷宫，求从入口通向出口的可行路径中最短的路径长度。
- 为简化问题，迷宫用二维数组 int maze[10][10]来存储障碍物的分布，假设迷宫的横向和纵向尺寸的大小是一样的，并由程序运行读入, 若读入迷宫大小的值是n（3<n<=10），则该迷宫横向或纵向尺寸都是n，规定迷宫最外面的一圈是障碍物；
- 迷宫的入口是maze[1][1]，出口是maze[n-2][n-2], 若maze[i][j] = 1代表该位置是障碍物，若maze[i][j] = 0代表该位置是可以行走的空位（0<=i<=n-1, 0<=j<=n-1）。求从入口maze[1][1]到出口maze[n-2][n-2]可以走通的路径上经历的最短的总步长。
- 要求迷宫中只允许在水平或上下四个方向的空位上行走，走过的位置不能重复走。
输入格式：
输入迷宫大小的整数n, 以及n行和n列的二维数组（数组元素1代表障碍物，0代表空位）
输出格式：
若有可行的通道则输出一个整数，代表求出的通道的最短步长；若没有通道则输出`"No solution"`。
输入样例:
10
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 1 0 0 0 1 0 1
1 0 0 1 0 0 0 1 0 1
1 0 0 0 0 1 1 0 0 1
1 0 1 1 1 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 0 0 0 0 1
1 0 1 0 0 0 1 0 0 1
1 0 1 1 1 0 1 1 0 1
1 1 0 0 0 0 0 0 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
上述输入代表的是如下这样一个迷宫：
其中红色的小方块是障碍物，蓝色的小方块是空位，白色的小圆连起来是一条从入口到出口的通道，两个圆之间代表一个步长。
输出样例:
14
(2、程序代码：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
using namespace std;
int n;
int tu[10][10];
int vist[10][10];
struct Point
{
int x,y;
int len;
} p;
queue<Point> Q;
int flag=0;
void bfs(void)
{
Point a=Q.front();Q.pop();
int dx=a.x;int dy=a.y;
if(dx==n-2&&dy==n-2)
{
flag=a.len;
return;
}
if(!tu[dx][dy-1]&&!vist[dx][dy-1])
{
Point b;b.x=dx;b.y=dy-1;b.len=a.len+1;
vist[dx][dy-1]=1;Q.push(b);
}
if(!tu[dx][dy+1]&&!vist[dx][dy+1])
{
Point b;b.x=dx;b.y=dy+1;b.len=a.len+1;
Q.push(b);vist[dx][dy+1]=1;
}
if(!tu[dx+1][dy]&&!vist[dx+1][dy])
{
Point b;b.x=dx+1;b.y=dy;b.len=a.len+1;
Q.push(b);vist[dx+1][dy]=1;
}
if(!tu[dx-1][dy]&&!vist[dx-1][dy])
{
Point b;b.x=dx-1;b.y=dy;b.len=a.len+1;
Q.push(b);vist[dx-1][dy]=1;
}
if(Q.empty()) return;
else bfs();
return;
}
int main(void)
{
scanf("%d",&n); //cin>>n;
for(int i=0;i<n;i++){
for(int j=0;j<n;j++)
scanf("%d",&tu[i][j]);
}
p.x=1;p.y=1;p.len=0;
Q.push(p);vist[1][1]=1;
bfs();
if(flag)
printf("%d",flag);
else
printf("No solution");
return 0;
}
(3、设计思路：
基本思想：
1、从迷宫入口（1,1）出发，向四周搜索，记下所有一次能通达的坐标p11,p12,…p1k，然后从p11,p12,…p1k出发，向四周搜索，标记搜索过的点……直至达到出口点（m，n），然后从出口点沿搜索路径回溯直至入口。
2、利用递归的算法来找出所有通路。从入口开始作为当前节点，判断其上下左右四个节点是否可以通过，可以则选取其中一个作为当前节点并标记为已访问，重复该步骤，用2标记通路，直至到达出口。
做法是用一个二维数组来定义迷宫的初始状态，然后从左上角开始，不停的去试探所有可行的路线，碰到1就结束本次路径，然后探索其他的方向，当然我们要标记一下已经走的路线，不能反复的在两个可行的格子之间来回走。直到走到出口为止，算找到了一个正确路径。
(4、本题调试过程碰到的问题及解决办法
错误截图：
问题：
逻辑设计过于庞大，对各函数功能的了解一般。
解决办法：
参考论坛中相关博客，参考网络上的资源。
(5、程序运行结果的截图或者效果录像。
正确截图：
四、预习作业：
第十二周的教学内容是：第十一章 指针进阶
请查阅资料，思考如下问题：
1、请举实例解释以下几个概念：数组指针，指针数组，指针函数，函数指针，二级指针，单向链表。
-
数组指针：例、
int *p，a[666];,p=a；。 -
指针数组：例、
int *a[666] ;不同于指针变量，指针数组不仅能用于传值调用还能用于传址调用。 -
指针函数：例、指针函数，是一个函数，使用指针变量作为函数返回值。常用于字符串。修饰的是函数的返回值类型char *getchar(char);、、、注意：不要返回局部变量的地址。(作用域)
出处 ： 指针进阶
-
函数指针：例、
函数指针作为参数
函数指针作为返回值
出处 ： 指针进阶
-
二级指针：例、
出处 ： 二级指针的运用
-
单向链表：例、程序能实现链表的创建、添加单个元素、删除单个元素的功能；对象为单个int型。
出处 ：C语言单向链表的实现
2、请用自己的理解回答。如果有引用他人的文字，请一定要标出出处（使用Markdown的链接方式）。
-
数组指针：数组指针用于指向一个数组。
-
指针数组：指针数组是一个普通的数组，像一维数组，数组中的每个元素都是指针。
-
指针函数：指针函数，是一个函数，使用指针变量作为函数返回值。常用于字符串。修饰的是函数的返回值类型。
出处 ： 指针进阶
-
函数指针：函数指针用于指向一个函数；定义个函数指针在给函数指针传入一个函数名就可以调用了，函数名是执行函数体的入口地址。
出处 ： 指针进阶
-
二级指针：二级指针就是指向指针的指针；
出处 ：二级指针和多级指针
-
单向链表：单向链表（单链表）是链表的一种，其特点是链表的链接方向是单向的，对链表的访问要通过顺序读取从头部开始；链表是使用指针进行构造的列表；又称为结点列表，因为链表是由一个个结点组装起来的；其中每个结点都有指针成员变量指向列表中的下一个结点；列表是由结点构成，head指针指向第一个成为表头结点，而终止于最后一个指向NULL的指针。
出处 ：单向链表
a）、.预习的主要内容
1.指向常量的指针：这种指针自身值不能被修改，但指针可以修改指向。
2.指向不是常量的常量指针(常量指针)：这种自身值可以修改，但指向不能被修改。
3.指向常量的常量指针：指针自身值不能被修改，同时指针指向也不能被修改。
4.指针数组是一个存放指针的数组。
b）、.预习中存在的疑惑
为什么不能用指向指针的指针指向二维数组，只能用数组指针？
五、学习进度统计和学习感悟 ：
1）、进度条：
2）、学习进度表：
| 第N周 | 日 期 | 这周花的时间 | 代码行数 | 学到的知识点简介 | 目前比较迷惑的问题 |
|---|---|---|---|---|---|
| 第十一周 | 5/5-/10 | 计9小时 | 580 | 多函数结构；递归函数；宏；编译译预处理的概念 | 多函数结构在运行至return处为什么继续运行自定义函数 |
| 第十周 | 4/28-5/4 | 计16小时 | 110 | 结构指针 | -- |
| 第九周 | 4/22-/26 | 计14小时 | 360 | 结构指针的概念、结构指针作为函数参数 | -- |
| 第八周 | 4/15-/19 | 计13小时 | 150 | 动态内存分配，字符指针 | -- |
| 第七周 | 4/8-/11 | 计11小时 | 520 | 复习冒泡排序法；详解指针、数组与地址间的关系；指针之间的运算 | -- |
| 第六周 | 3/29-4/5 | 计 9小时 | 390 | 指针变量的初始化、指针作为函数参数、指针变量的赋值与运算 | -- |
| 第五周 | 3/25-/28 | 计 8小时 | 200 | 字符串的基本概念、操作方法 | -- |
| 第四周 | 3/18-/22 | 计 8小时 | 400 | 冒泡排序法、选择排序法、二维数组 | -- |
| 第三周 | 3/11-/16 | 计 4小时 | 150 | 指针、二维数组 | -- |
3）、学习感悟：
(1)本周你学习哪些内容（不限于课上）？你有哪些收获？
初步理解多函数结构；能使用递归函数进行编程；掌握宏的基本用法；初步学会使用全局变量，初步理解递归逻辑。
(2)本周所学内容中你觉得哪些地方是难点？对此你做了哪些措施去克服这些困难？
递归函数的运行步骤，和在其上设计各种变量和限制等等；
六、结对编程感受：
1）、过程：
- 时间星期三，题目来源：PTA；地点寝室，因为结对编程的队友也是室友。先各自独立完成自己会的题目；
- 再一起讨论解题过程中各自遇到的难题与不会知识点，由于本周题目难度很高，先各自查找好合适的代码，不管是不是C语言型，可根据思路进行借用，整合以编写处题目所需代码。
- 两人一起设计和完善，通过相关软件运行检查代码，再之后一人提出各种不同情况的问题，一人调试修改代码，给出解决办法。
2）、结对照片：
3）、看法：
- 每个人都有各自的编程风格，写代码时也有各自的一些小技巧，因此结对编程也是一个相互学习的过程，有力于学习别人的长处和了解自己的不足。