【第七章】函数——C++的编程模块

-Even-2024-12-21 11:55

1.编写一个程序，不断要求用户输入两个数，直到其中一个为0。对于每两个数，程序将使用一个函数来计算它的调和平均数，并将结果返回给main()，而后者将报告结果。调和平均数指的是倒数平均值的倒数，计算公式如下：

cpp 复制代码 
调和平均数=2.0*x*y/(x+y)
cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

double calculate(double x, double y);

int main()
{
    cout << "请输入两个数:" << endl;
    double num1 = 0;
    double num2 = 0;
    cin >> num1;
    cin >> num2;

    while (num1 != 0 && num2 != 0)
    {
        cout << num1 << "和" << num2 << 
            "的调和平均数为:" << calculate(num1, num2) << endl;
        cout << "请输入两个数:" << endl;
        cin >> num1;
        cin >> num2;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

double calculate(double x, double y) {
    return 2.0 * x * y / (x + y);
}

2.编写一个程序，要求用户输入最多10个高尔夫成绩，并将其存入到一个数组中。程序允许用户提早结束输入，并在一行上显示所有成绩，然后报告平均成绩。请使用3个数组处理函数来分别进行输入、显示和计算平均成绩。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

const int NUMBER_SCORE = 10;

int input(double* score);
void print(double* score,int n);
double avg(double* score,int n);

int main()
{
    double scores[NUMBER_SCORE] = { 0 };
    int n = input(scores);
    print(scores, n);
    double avg_score = avg(scores, n);
    cout << "成绩均分是：" << avg_score << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

int input(double* score) {
    
    cout << "请输入高尔夫成绩(最多输入10个)" << endl;
    cout << "想要退出输入，请输入's'" << endl;
    double value;
    int n = 0;
    for (int i = 0; i < NUMBER_SCORE; i++)
    {
        cout << "输入第" << i + 1 << "个成绩:";
        if (i > 9)
        {
            break;
        }
        else
        {
            cin >> value;
            if (cin.fail()) //cin.fail() 检查输入是否失败（例如输入了非数字字符）
            {
                break;
            }
            score[i] = value;
            n++;
        }
    }

    return n;
}

void print(double* score, int n) {
    cout << "===========成绩如下============" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << score[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

double avg(double* score, int n) {
    double sum = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        sum += score[i];
    }

    return sum / n;
}

3.下面是一个结构声明

cpp 复制代码 
struct box
{
    char marker[40];
    float height;
    float width;
    float length;
    float volume;
};
  • a.编写一个函数，按值传递box结构，并显示每个成员的的值。
  • b.编写一个函数，传递box结构的地址，并将volume成员设置为其他三维长度的成绩。
  • c.编写一个使用这两个函数的简单程序。

代码实现

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

struct box
{
    char marker[40];
    float height;
    float width;
    float length;
    float volume;
};

void display(const box b);
float setVolume(box& b);

int main()
{
    box b = { "China",1.2,4.5,2.7,6.7 };
    display(b);
    cout << "setVolume:" << setVolume(b) << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

void display(const box b) {
    cout << "Box的信息如下:" << endl;
    cout << b.marker << "\t"
        << b.height << "\t" << b.width << "\t"
        << b.length << "\t" << b.volume << endl;
}

float setVolume(box& b) {
    b.volume = b.height * b.length * b.width;
    return b.volume;
}

4.许多州的彩票发行机构都使用如程序清单7.4所示的简单彩票玩法的变体。在这些玩法中，玩家从一组被称为域号码（field number）的号码中选择几个。例如，可以从域号码1~ 47中选择5个号码；还可以从第二个区间（如1~27）选择一个号码（成为特选号码）。要赢得头奖，必须正确猜中所有的号码。中头奖的几率是选中所有域号码的几率与选中特选号几率的乘积。例如，在这个例子中，中头奖的几率从47个号码中正确选取5个号码的几率与从27个号码中正确选择1个号码的几率的乘积。请修改程序清单7.4，以计算中得这中彩票头奖的几率。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

long double probability(unsigned numbers, unsigned picks);

int main()
{
    long double result1, result2, result;
    result1 = probability(47, 5);
    result2 = probability(27, 1);
    result = result1 * result2;
    cout << "Odds of lottery jackpot : " << result << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

long double probability(unsigned numbers, unsigned picks)
{
    long double result = 1.0;
    unsigned n, p;
    for (n = numbers, p = picks; p > 0; n--, p--)
    {
        result = result * p / n;
    }
    return result;
}

5.定义一个递归函数，接受一个整数参数，并返回该参数的阶乘。前面讲过，3的阶乘写作3！，等于3*2！，以此类推；而0！的阶乘被定义为1。被定义为1.通用的计算公式是，如果n大于零 ， 则n! = n * (n - 1)!。在程序中对该函数进行测试，程序使用循环让用户 输入不同的值，程序将报告这些值的阶乘。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int factorial(int n);

int main()
{
    cout << "请输入数字:";
    int n = 0;
    cin >> n;
    int result = factorial(n);
    cout << n << "! = " << result << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

int factorial(int n) {
    if (n == 1 || n == 0) {
        return 1;
    }
    else
    {
        return n * factorial(n - 1);
    }
}

6.编写一个程序，它使用下列函数：

  • Fill_array()将一个double数组的名称和长度作为参数。它提示用户输入double值，并将这些值存储到数组中。当数组被填满或 用户输入了非数字时，输入将停止，并返回实际输入了多少个数字。
  • Show_array()将一个double数组的名称和长度作为参数，并显示该数组的内容。
  • Reverse_array()将一个double数组的名称和长度作为参数，并将存储在数组中的值的顺序反转。

程序将使用这些函数来填充数组，然后显示数组；反转数组，然后显示数组；反转数组中除第一个和最后一个元素之外的所有元素， 然后显示数组。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

const int LEN = 5;
int Fill_array(double a[], int n);
void Show_array(double a[], int n);
void Reverse_array(double a[], int n);

int main()
{
    double arr[LEN] = {  };
    int size = Fill_array(arr, LEN);
    Show_array(arr, size);
    Reverse_array(arr, size);

    system("pause");
    return 0;
}

int Fill_array(double a[], int n) {
    int number = 0;
    double input;

    while (number < n)
    {
        cout << "输入第" <<  number + 1 << "值，输入s表示停止：" << endl;
        cin >> input;
        if (cin.fail())
        {
            return n;
        }
        else {
            a[number] = input;
            number++;
        }
    }
    return number;
}

void Show_array(double a[], int n) {
    cout << "============输入值如下============" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << a[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

void Reverse_array(double a[], int n) {
    cout << "==========反转输入值如下==========" << endl;
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
    {
        cout << a[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

7.修改程序清单7.7中的3个数组处理函数，使之使用两个指针参数来表示区间。file_array()函数不返回实际读取了多少个数字，而是返回一个指针，该指针指向最后被填充的位置。其他的函数可以将该指针作为第二个参数，以标识数据结尾。

cpp 复制代码 
/*******************************-清单7.7********************************/

// arrfun3.cpp -- array functions and const
#include <iostream>
const int Max = 5;

// function prototypes
int fill_array(double ar[], int limit);
void show_array(const double ar[], int n);  // don't change data
void revalue(double r, double ar[], int n);

int main()
{
    using namespace std;
    double properties[Max];

    int size = fill_array(properties, Max);
    show_array(properties, size);
    if (size > 0)
    {
        cout << "Enter revaluation factor: ";
        double factor;
        while (!(cin >> factor))    // bad input
        {
            cin.clear();
            while (cin.get() != '\n')
                continue;
           cout << "Bad input; Please enter a number: ";
        }
        revalue(factor, properties, size);
        show_array(properties, size);
    }
    cout << "Done.\n";
    // cin.get();
    // cin.get();
    return 0;
}

int fill_array(double ar[], int limit)
{
    using namespace std;
    double temp;
    int i;
    for (i = 0; i < limit; i++)
    {
        cout << "Enter value #" << (i + 1) << ": ";
        cin >> temp;
        if (!cin)    // bad input
        {
            cin.clear();
            while (cin.get() != '\n')
                continue;
           cout << "Bad input; input process terminated.\n";
           break;
        }
        else if (temp < 0)     // signal to terminate
            break;
        ar[i] = temp;
    }
    return i;
}

// the following function can use, but not alter,
// the array whose address is ar
void show_array(const double ar[], int n)
{
    using namespace std;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << "Property #" << (i + 1) << ": $";
        cout << ar[i] << endl;
    }
}

// multiplies each element of ar[] by r
void revalue(double r, double ar[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n; i++)
        ar[i] *= r;
}

/**********************************************************************/
cpp 复制代码 
#include <iostream>
const int Max = 5;

// function prototypes
double* fill_array(double* begin, double* end);
void show_array(double* begin, double* end);  // don't change data
void revalue(double r, double* start, double* end);

int main()
{
    using namespace std;
    double properties[Max];

    double* end = fill_array(properties, properties + Max - 1);
    show_array(properties, end);
    if ((end - properties) > 0)
    {
        cout << "Enter revaluation factor: ";
        double factor;
        while (!(cin >> factor))    // bad input
        {
            cin.clear();
            while (cin.get() != '\n')
                continue;
            cout << "Bad input; Please enter a number: ";
        }
        revalue(factor, properties, end);
        show_array(properties, end);
    }
    cout << "Done.\n";
    // cin.get();
    // cin.get();
    return 0;
}

double* fill_array(double* begin, double* end)
{
    using namespace std;
    double* temp;
    int i = 0;
    for (temp = begin; temp <= end; temp++)
    {
        cout << "Enter value #" << (i + 1) << ": ";
        cin >> *temp;
        if (!cin)    // bad input
        {
            cin.clear();
            while (cin.get() != '\n')
                continue;
            cout << "Bad input; input process terminated.\n";
            break;
        }
        else if (*temp < 0)     // signal to terminate
            break;
    }
    return temp - 1;
}

void show_array(double* begin, double* end)
{
    using namespace std;
    double* p;
    int i = 0;
    for (p = begin; p <= end; p++)
    {
        cout << "Property #" << (i + 1) << ": $";
        cout << *p << endl;
    }
}

void revalue(double r, double* start, double* end)
{
    double* p;
    for (p = start; p <= end; p++)
        *p *= r;
}

8.在不使用array类的情况下完成程序清单7.15所做的工作。编写两个这样的版本：

  • a.使用const char *数组存储表示季度名称的字符串，并使用double数组存储开支。
  • b.使用const char *数组存储表示季度名称的字符串，并使用一个结构，该结构只有一个成员------一个用于存储开支的double数组。这种设计与使用array类基本设计类似。
cpp 复制代码 
清单7.15：

//arrobj.cpp -- functions with array objects
#include <iostream>
#include <array>
#include <string>
const int Seasons = 4;
const std::array<std::string, Seasons> Snames =
    {"Spring", "Summer", "Fall", "Winter"};

void fill(std::array<double, Seasons> * pa);
void show(std::array<double, Seasons> da);
int main()
{
    std::array<double, 4> expenses;
    fill(&expenses);
    show(expenses);
    // std::cin.get();
    // std::cin.get();
    return 0;
}

void fill(std::array<double, Seasons> * pa)
{
    for (int i = 0; i < Seasons; i++)
    {
        std::cout << "Enter " << Snames[i] << " expenses: ";
        std::cin >> (*pa)[i];
    }
}

void show(std::array<double, Seasons> da)
{
    double total = 0.0;
    std::cout << "\nEXPENSES\n";
    for (int i = 0; i < Seasons; i++)
    {
        std::cout << Snames[i] << ": $" << da[i] << '\n';
        total += da[i];
    }
    std::cout << "Total: $" << total << '\n';
}

/********************************************************************/
  • a 代码
cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

const int Seasons = 4;
const char* Snames[] = {"Spring", "Summer", "Fall", "Winter"};
void fill(double a[], int size);
void show(const double a[], int size);

int main()
{
	double a[Seasons];
	fill(a, Seasons);
	show(a, Seasons);

	system("pause");
    return 0;
}

void fill(double a[], int size) {
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		cout << Snames[i] << ":";
		cin >> a[i];
	}
}

void show(const double a[], int size) {
	cout << "================show==================" << endl;
	double sum = 0;
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		cout << Snames[i] << ":" << a[i] << endl;
		sum += a[i];
	}
	cout << "sum = " << sum << endl;
}
  • b 代码
cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

const int Seasons = 4;
struct Spend {
	double money[Seasons];
};

const char* Snames[] = {"Spring", "Summer", "Fall", "Winter"};
void fill(double a[], int size);
void show(const double a[], int size);

int main()
{
	Spend a;
	fill(a.money, Seasons);
	show(a.money, Seasons);

	system("pause");
    return 0;
}

void fill(double a[], int size) {
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		cout << Snames[i] << ":";
		cin >> a[i];
	}
}

void show(const double a[], int size) {
	cout << "================show==================" << endl;
	double sum = 0;
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		cout << Snames[i] << ":" << a[i] << endl;
		sum += a[i];
	}
	cout << "sum = " << sum << endl;
}

9.这个练习让您编写处理数组和结构的函数。下面是程序的框架，请提供其中描述的函数，以完成该程序。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

const int SLEN = 30;
struct student {
    char fullname[SLEN];
    char hobby[SLEN];
    int ooplevel;
};
/*
    getinfo（）有两个参数：指向的第一个元素的指针
    一个学生结构的数组和一个表示数组元素数量的int。
    该函数请求并存储有关学生的数据。它在填充数组或遇到学生姓名的空行时终止输入。
    函数返回被填充的数组元素的实际数目。
*/ 
int getinfo(student pa[], int n);
// display1（）将学生结构作为参数并显示其内容
void display1(student st);
// display2（）以student结构的地址作为参数，并显示该结构的内容
void display2(const student* ps);
// display3（）以学生结构数组的第一个元素的地址和数组元素的数量作为参数，并显示结构的内容
void display3(const student pa[], int n);
int main()
{
    cout << "Enter class size : ";
    int class_size;
    cin >> class_size;
    while (cin.get() != '\n')
        continue;
    student* ptr_stu = new student[class_size];
    int entered = getinfo(ptr_stu, class_size);
    for (int i = 0; i < entered; i++)
    {
        display1(ptr_stu[i]);
        display2(&ptr_stu[i]);
    }
    display3(ptr_stu, entered);
    delete[] ptr_stu;
    cout << "Done\n";
    return 0;
}
cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

const int SLEN = 30;
struct student {
    char fullname[SLEN];
    char hobby[SLEN];
    int ooplevel;
};
/*
    getinfo（）有两个参数：指向的第一个元素的指针
    一个学生结构的数组和一个表示数组元素数量的int。
    该函数请求并存储有关学生的数据。它在填充数组或遇到学生姓名的空行时终止输入。
    函数返回被填充的数组元素的实际数目。
*/ 
int getinfo(student pa[], int n);
// display1（）将学生结构作为参数并显示其内容
void display1(student st);
// display2（）以student结构的地址作为参数，并显示该结构的内容
void display2(const student* ps);
// display3（）以学生结构数组的第一个元素的地址和数组元素的数量作为参数，并显示结构的内容
void display3(const student pa[], int n);
int main()
{
    cout << "Enter class size : ";
    int class_size;
    cin >> class_size;
    while (cin.get() != '\n')
        continue;
    student* ptr_stu = new student[class_size];
    int entered = getinfo(ptr_stu, class_size);
    for (int i = 0; i < entered; i++)
    {
        display1(ptr_stu[i]);
        display2(&ptr_stu[i]);
    }
    display3(ptr_stu, entered);
    delete[] ptr_stu;
    cout << "Done\n";
    return 0;
}

int getinfo(student pa[], int n) {
    int num = 0;

    while (num != n)
    {
        cout << "输入名字:";
        cin.getline(pa[num].fullname,SLEN);
        if (pa[num].fullname[0] == '\0')
        {
            break;
        }
        cout << "输入爱好:";
        cin.getline(pa[num].hobby,SLEN);
        cout << "输入水平:";
        cin >> pa[num].ooplevel;
        cin.get();
        num++;
    }

    return num;
}

void display1(student st) {
    cout << "========display1========" << endl;
    cout << st.fullname << endl;
    cout << st.hobby << endl;
    cout << st.ooplevel << endl;
}

void display2(const student* ps) {
    cout << "========display2========" << endl;
    cout << ps->fullname << endl;
    cout << ps->hobby << endl;
    cout << ps->ooplevel << endl;
}

void display3(const student pa[], int n) {
    cout << "========display3========" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << pa[i].fullname << endl;
        cout << pa[i].hobby << endl;
        cout << pa[i].ooplevel << endl;
    }
}

10.设计一个名为calculate()的函数，它接受两个double值和一个指向函数的指针，而被指向的函数接受两个double参数，并返回一个double值。calculate()函数的类型也是double，并返回被指向的函数使用calculate()的两个double参数计算得到的值。例如，假设add()函数的定义如下：

cpp 复制代码 
double add (double x, double y)
{
    return x + y;
}

则下述代码中的函数调用将导致calculate()把2.5和10.4传递给add()函数，并返回add()的返回值（12.9）：

cpp 复制代码 
double q = calculate (2.5, 10.4, add);

请编写一个程序，它调用上述两个函数和至少另一个与add()类似的函数。该程序使用循环来让用户成对地输入数字。对于每对数字，程序都使用calculate()来调用add()和至少一个其他的函数。如果读者爱冒险，可以尝试创建一个指针数组，其中的指针指向add()样式的函数，并编写一个循环，使用这些指针连续让calculate()调用这些函数。提示：下面是声明这种指针数组的方式，其中包含三个指针：

cpp 复制代码 
double (*pf[3]) (double, double);

可以采用数组初始化语法，并将函数名作为地址来初始化这样的数组。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

typedef double (*pf)(double x, double y);
double add(double x, double y);
double subtract(double x, double y);
double calculate(double x, double y, pf p);

int main()
{
	pf p[2] = { add,subtract };
	cout << "请输入2个数：";
	double a, b;
	while ((cin >> a) >>b)
	{
		for (int i = 0; i < 2; i++)
		{
			cout << a;
			if (i == 0)
			{
				cout << " + ";
			}
			else
			{
				cout << " - ";
			}
			cout << b << " = " << calculate(a, b, p[i]) << endl;
		}

		cout << "请输入2个数（输入'q'退出）：";
	}


    system("pause");
    return 0;
}

double add(double x, double y) {
	return x + y;
}
double subtract(double x, double y) {
	return x - y;
}
double calculate(double x, double y, pf p) {
	return p(x, y);
}
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