【C++】深入理解C语言中的特殊字符处理与问题分析优化

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文章目录

• 💯前言
• [💯题目：B2090 年龄与疾病](#💯题目：B2090 年龄与疾病)
• • 输入格式
  • 输出格式
  • 输入输出样例
• 💯初始代码分析与问题排查
• • 问题点分析
• 💯修正后的代码与优化
• • 修正与优化要点
• [💯拓展：`printf` 中的特殊字符处理](#💯拓展：printf 中的特殊字符处理)
• • [1. 百分号 `%`](#1. 百分号 %)
  • [2. 反斜杠 `\`](#2. 反斜杠 \)
  • [3. 双引号 `"`](#3. 双引号 ")
  • [4. 常见转义字符](#4. 常见转义字符)
• 💯总结

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💯前言

• 在C语言编程过程中，格式化输出函数printf是一个高频使用的工具。然而，由于其支持格式化字符串，某些特殊字符（如%）的输出和处理经常导致困惑。本文通过具体问题的剖析，包括在洛谷平台的编程题目和相关代码的优化实践，系统地讲解了printf中特殊字符处理的机制、常见错误的排查方法，以及代码优化的技巧。希望通过这一篇文章，读者能对C语言的printf机制和编程逻辑有更深刻的理解。
  C++ 参考手册
  

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💯题目：B2090 年龄与疾病

B2090 年龄与疾病

题目描述：

某医院进行了一项研究，想知道某项疾病是否与年龄有关。因此对以往的诊断记录进行整理，统计0-18、19-35、36-60、61及以上这四个年龄段的患者人数占总患者人数的比例。

输入格式

输入共2行：

1. 第一行包含一个整数 N N N ( 0 < N ≤ 100 ) (0 < N \leq 100) (0<N≤100)，表示总患者人数。
2. 第二行包含 N N N 个整数，代表这 N N N 个患者就诊时的年龄。

输出格式

输出共4行：

1. 第1行包含一个百分数，表示0-18岁这个年龄段的患者人数占总患者人数的比例，精确到小数点后2位。
2. 第2行包含一个百分数，表示19-35岁这个年龄段的患者人数占总患者人数的比例，精确到小数点后2位。
3. 第3行包含一个百分数，表示36-60岁这个年龄段的患者人数占总患者人数的比例，精确到小数点后2位。
4. 第4行包含一个百分数，表示61岁及以上这个年龄段的患者人数占总患者人数的比例，精确到小数点后2位。

输入输出样例

输入样例 #1：

10
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91

输出样例 #1：

20.00%
20.00%
20.00%
40.00%

输入样例 #2：

12
10 19 96 94 58 57 34 18 99 5 13

输出样例 #2：

25.00%
25.00%
16.67%
33.33%

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💯初始代码分析与问题排查

初始代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int n = 0;
    cin >> n;
    int arr[n];
    int sum = 0, sum1 = 0, sum2 = 0, sum3 = 0, sum4 = 0;
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        cin >> arr[i];
        sum++;
        if(i <= 18)
            sum1++;
        else if(i <= 35)
            sum2++;
        else if(i <= 60)
            sum3++;
        else
            sum4++;
    }

    double rate1 = 100.0 * sum1 / sum;
    double rate2 = 100.0 * sum2 / sum;
    double rate3 = 100.0 * sum3 / sum;
    double rate4 = 100.0 * sum4 / sum;
    printf("%0.2lf% ", rate1);

    return 0;    
}

问题点分析

1. 逻辑错误：

   • 判断条件 if(i <= 18) 中，i 是数组的索引，而不是输入的年龄值。这导致判断逻辑与题目要求不符。
   • 索引 i 的范围是 0 到 n-1，无法正确反映年龄范围。

2. 范围错误：

   • 题目要求的范围是 0-18, 19-35, 36-60, 61及以上，但代码未正确实现。
   • 代码中未对数组的值进行比较，而是直接比较索引值。

3. 数组定义错误：

   • 在C++中，int arr[n]; 使用了变长数组，这是C99标准支持的特性，但并非所有C++编译器都支持。应使用动态内存分配（如new）或标准容器（如vector）。

4. 输出格式错误：

   • printf("%0.2lf% ", rate1); 多余的空格和单独的%符号导致输出不符合题目要求。
   • 百分号%需要用%%来表示，确保格式化输出。

5. 未释放动态分配内存：

   • 如果使用动态数组，代码未正确释放分配的内存。

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💯修正后的代码与优化

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    int* arr = new int[n]; // 动态分配数组
    int sum1 = 0, sum2 = 0, sum3 = 0, sum4 = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cin >> arr[i];
        if (arr[i] >= 0 && arr[i] <= 18)
            sum1++;
        else if (arr[i] >= 19 && arr[i] <= 35)
            sum2++;
        else if (arr[i] >= 36 && arr[i] <= 60)
            sum3++;
        else if (arr[i] >= 61)
            sum4++;
    }

    // 计算比例
    printf("%.2lf%%\n", 100.0 * sum1 / n);
    printf("%.2lf%%\n", 100.0 * sum2 / n);
    printf("%.2lf%%\n", 100.0 * sum3 / n);
    printf("%.2lf%%\n", 100.0 * sum4 / n);

    delete[] arr; // 释放动态分配内存
    return 0;
}

修正与优化要点

1. 修正逻辑错误：

   • 使用 arr[i] 比较输入的年龄值，而不是索引 i。

2. 调整范围判断：

   • 按题目要求分别比较 0-18, 19-35, 36-60, 61及以上。

3. 动态内存分配：

   • 使用 new 动态分配数组，并在程序结束时使用 delete[] 释放内存，防止内存泄漏。

4. 输出格式修正：

   • 使用 %% 正确输出百分号。
   • 每行输出结果以换行符 \n 结尾，确保格式正确。

5. 代码简洁性：

   • 合理命名变量，增强代码可读性。
   • 省去冗余的 sum++ 操作，直接用输入数量 n 作为总人数。

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💯拓展：printf 中的特殊字符处理

在C语言的printf函数中，有一些特殊字符需要注意处理，类似于上述代码中使用的%%。以下是常见的特殊字符及其用法：

1. 百分号 %

• 原因 ：% 是格式说明符的起始符号，用于标记格式化占位符（如 %d, %f）。如果需要输出实际的 % 符号，必须使用 %%。

• 示例 ：

  printf("成功率为 50%%\n");

  输出：

  成功率为 50%
  

2. 反斜杠 \

• 原因 ：反斜杠 \ 是转义字符的起始符号，必须用双反斜杠 \\ 表示实际的 \。

• 示例 ：

  printf("This is a backslash: \\\n");

  输出：

  This is a backslash: \
  

3. 双引号 "

• 原因 ：双引号 " 在字符串常量中需要用转义字符 \" 表示。

• 示例 ：

  printf("She said, \"Hello, World!\"\n");

  输出：

  She said, "Hello, World!"
  

4. 常见转义字符

• 换行符 ：\n
• 制表符 ：\t
• 回车 ：\r
• 退格 ：\b
• 响铃 ：\a
• 反斜杠 ：\\
• 双引号 ：\"

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💯总结

通过对题目"年龄与疾病"的深入分析和代码优化，我们不仅修正了代码中的逻辑问题和格式错误，还系统性地探讨了C语言中printf函数处理特殊字符的机制。这些知识点不仅适用于此题目，还对其他编程场景具有指导意义。

在实际开发中，理解格式化输出函数的工作机制，掌握正确的特殊字符处理方法，是写出健壮代码的重要一步。希望本文能帮助读者从细节中理解C语言编程的核心思想，从而在复杂问题的解决中游刃有余。

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