CC++程式设计范例教本-第二版.docx

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1、C/C+程式設計範例教本第二版習題解答2006/06/30第1章:程式語言與C語言的基礎1請說明什麼是程式、軟體和應用程式?A, 程式(Programs )是使用指定程式語言所撰寫沒有混淆文字、 數字和鍵盤符號組成的特殊符號，這些符號組合成指令和敘述，再進一 步編寫成程式碼，程式碼可以告訴電腦解決指定問題的步驟。程式如同一個轉換器，當從電腦鍵盤或滑鼠取得輸入資料後，執行 程式就可以將資料轉換成有用的資訊，如下圖所示:齢入資料程式(Program) A蛤出結果軟體(Softwares)是一種電腦執行的應用程式或作業系統，通常軟 體是一個或多個程式的泛稱，或是一整套應用程式。應用程式(Applic

2、ations)是一種處理指定工作的電腦程式，例如: 數學計算分析、文書處理、試算表和程式語言整合開發工具等。2.請說明程式語言的世代、低階和高階程式語言的差異?A,目前的程式語言相當多，程式語言隨著電腦科技的進步，已經延伸 出龐大的族群，在程式語言的分類上，以發展的世代來分，如下表所 示:世代程式語言第一世代機器語言(Machine Languages)第:世代組合語言(Assembly Languages)第三世代高階語言(High Level Languages )第四世代應用程式產生的語言(Application-GenerationLanguages)或查詢語片(Query Langu

3、ages)第五世代邏輯導向語言(Logic-Oriented Languages)在上表的第四代語言是不同應用程式使用的程式語言，例如:資料 庫查詢的SQL語言。第五代程式語言主要是使用在人工智慧和專家系 統的邏輯分析,也稱為自然語言(Natural Languages)。程式語言如果依照程式撰寫者的親和度來區分，程式語言可以分為 偏向電腦了解或是撰寫者容易了解的低階和高階程式語言，詳細的說明 請參閱下2小節。低階語言低階語言(Low Level Languages)是一種偏向電腦容易了解的程式 語言，屬於電腦看的懂的程式語言，執行效率高，但是使用者不易學 習。高階語言高階語言(High Le

4、vel Languages)是一種接近人類語言的程式語 言，可以稱為半英文(Half-english)的程式語言，因為電腦不能馬上看 的懂，所以需要進一步翻譯，在轉換成機器語言後，其轉換出的程式碼 通常比直接使用機器語言撰寫的冗長，所以效率較低，但是非常適合使 用者學習。3請比較編譯和直譯程式語言的差異，並各舉出2種程式語言為例?A.目前常見的高階語言有C/C+ C# Java FORTRANCOBOL Pascal、和BASIC等，高階語言需要進行翻譯，將程式碼轉譯成機器語 言的執行檔案後，才能在電腦上執行，翻譯的方式分為兩種，如下所 示:編譯程式(Compilers)C/C+和Java等程

5、式語言屬於編譯語言，編譯程式需要檢査完整個 程式檔案的程式碼，在完全沒有錯誤的情況下，才會翻譯成機器語言的 程式檔案，其主要的功能有兩項，如下所示:口檢查程式錯誤。口將程式翻譯成機器語言的程式檔案。直譯程式(Interpreters)早期的BASIC語言(例如:BASICA QuickBasic等)和目前網頁 技術的腳本(Scripts )語言，例如:VBScript和JavaScript都屬於 直譯語言，直譯程式並不會輸出檔案，而是直接一個指令一個動作，一 列一列的執行程式碼，相對的其執行效率低，但是非常適合在系統開發 階段的程式除錯。4.請簡單說明學習程式設計會經歷哪些程式設計技術?A,如

6、果是一位初學程式設計的讀者，在逐漸建立深厚的程式設計功力 前，學習程式設計需要經歷數個學習過程，即四種程式設計技術(Programming Techniques)，或稱為程式設計風格(Programming Styles )，如下所示: 非結構化程式設計(Unstructured Programming )。 程序式程式設計(Procedural Programming )與結構化程式設計 (Structured Programming ) 口 模組化程式設計(Modular Programming)。 物件導向程式設計(Object-Oriented Programming) 5請簡單說明C

7、PU執行機器語言指令的方式與步驟?A. cpu執行機器語言程式只是將儲存在記憶體的機器語言指令 取出和執行(Fetch-and-execute )，簡單的說，只是從記憶體取出 指令，然後執行此指令，取出下一個指令，再執行它。CPU執行程式的 方式為:口電腦的主記憶體儲存機器語言的程式碼和資料。 CPU從記憶體依序取出一個個機器語言指令，然後執行它，CPU並 非真的了解機器語言在作什麼?這只是CPU的例行工作，依序執行 機器語言指令，所以使用者設計的程式不能有錯誤，因為CPU只是 執行它，並不會替您的程式擦屁股。6目前個人電腦最常使用的英文字母符號的內碼是碼，繁體中文是碼;一個中文字相當於個英文

8、字。A. ASCII BIG527請簡單說明c語言的版本，什麼是C+語言?目前c語言的最新 版本為.。A. C語言最早的標準是K&R，1989年ANSI制定標準C語言後，稱 為ANSLC，1999年參考C+語言的語法而作了少許更新，稱為C99， 如下所示: K&RC ANSI C C99在1980年代晚期 Bjarne Stroustrup和其它實驗室的同仁替C語言 新增物件導向的功能，稱為C+，C+已經成為目前Windows作業系統 各種應用程式主要的開發語言。C998請試著舉出C語言的2項特點?A. c程式語言直到現在仍然是一種十分重要的程式語言，雖然後繼程 式語言推出，但是仍然沒有一種語

9、言可以完全取代C語言的地位。 C語言的特點如下所示: C是一種結構化程式語言，擁有高階程式語言的撰寫風格，但也擁 有低階程式語言，例如:組合語言的存取能力，可以直接控制電腦 週邊的硬體裝置，C的指標更可以直接存取記憶體位址的資料。 c是一種非常普遍的程式語言，目前大多數的作業系統都提供c語 言的編譯程式和標準函式庫，使用C語言開發的應用程式可以很容 易移植到其它作業系統。 C語言建立的執行檔案很小，而且執行速度快，事實上，c本身就 是很小的程式語言，相當多c語言的功能是由C語言標準函式庫來 提供。 c語言使用前置處理器(Preprocessor)處理相當多的工作，例 如:定義巨集和含括標頭檔案

10、，在模組化程式設計時，標頭檔就是 模組函數的介面宣告。9.C語言是在1972年於貝爾實驗室設計的程式語言，C 吾言的特生是來 自 其前輩吾言一(由 Ken Thompson 設:計)。A. Dennis Ritchie B10C本身就是一種很小的程式語言，相當多C語言的功能是由 提供。A. c語言標準函式庫11請說明程式設計的五個階段?在驗證階段，可以再細分成那三個 階段:一 .、和.。A,程式設計是將需要解決的問題轉換成程式碼，程式碼不只能夠在電 腦上正確的執行，而且可以驗證程式執行的正確性。基本上，程式設計 的過程可以分成五階段，如下圖所示:上述圖例程式設計過程的各階段說明，如下所示:需求

11、(Requirements)程式設計的需求是在了解問題本身，以確切獲得程式需要輸入的資 料和其預期產生的結果，如下圖所示:磬入資料程式(Program) 輸出結果上述圖例顯示程式輸入資料後，執行程式就可以輸出執行的結果。 例如:計算出從1加到100的總和，程式輸入資料是相加範圍1和 100，然後執行程式輸出計算結果5050。設計(Design)在了解程式設計的需求後，我們就可以開始找尋解決問題的方法和 策略，簡單的說，設計階段是找出解決問題的步驟，如下圖所示:上述圖例指出輸入資料需要經過處理才能將資料轉換成有用的資 訊，也就是輸出結果。例如:!加到100是1+2+3+4+100的結果，程 式是

12、使用數學運算的加法來解決問題，因爲需要重複執行加法運算，所 以第4章的迴圈結構就派上用場。再來看一個例子，如果需要將華氏溫度轉換成攝氏溫度，輸入資料 是華氏溫度，溫度轉換是一個數學公式，在經過運算後，就可得到攝氏 溫度，也就是我們所需的資訊。換句話說，爲了解決需求，程式需要執行資料的運算或比較等操 作，請將詳細的執行步驟和順序寫下來，這就是設計解決問題的方法， 也就是第!-4-2節說明的演算法。分析(Analysis)在解決需求時只有一種解決方法嗎?例如:如果有100個變數，我 們可以宣告100個變數儲存資料，或是使用陣列(一種資料結構)來儲 存，在分析階段是將所有可能解決問題的演算法都寫下來

13、，然後分析比 較哪一種方法比較好，選擇最好的演算法來撰寫程式。如果不能分辨出哪一種方法比較好，請直接選擇一種方法繼續下 個階段，因爲在撰寫程式碼時，如果發現其實另一種方法比較好，我們 可以馬上改爲另一種方法來撰寫程式碼。撰寫程式碼(Coding)現在我們就可以開始使用程式語言撰寫程式碼，以本書爲例是使用 c或C+語言，在實際撰寫程式時，可能發現另一種方法比較好，因爲 設計歸設計，有時在實際撰寫程式時會發現其優劣，如果這是一個良 好的設計方法，就算改爲其他方法也不會太困難。不過設計者有時很難下一個決定，就是考量繼續此方法，或是改為 其他方法重新開始，此時需視情況而定。不過每次撰寫程式碼最好只使

14、用一種方法，而不要同時使用多種方法，如此，在發現問題確定需要重 新開始時，因為已經擁有撰寫一種方法的經驗，第2次將會更加的容 易。驗證（Verification）驗證是證明程式執行的結果符合需求的輸出資料，在這個階段可以 再細分成三個小階段，如下所示:證明:執行程式時需要證明它的執行結果是正確的，程式符合所有 輸入資料的組合，程式規格也都符合演算法的需求。口測試:程式需要測試各種可能情況、條件和輸入資料，以測試程式 執行無誤，如果有錯誤產生，就需要除錯來解決問題。除錯:如果程式無法輸出正確結果，除錯是在找出錯誤的地方，我 們不但需要找出錯誤，還需要決定找出更正錯誤的方法。1 2請簡單說明什麼是

15、演算法?試著舉出2種演算法的表示方法?A,在程式設計的設計階段寫出的解決問題步驟、策略或方法就是演 算法（Algorithms），其基本定義如下:演算法是完成目標工作的一組指令，這組指令的步驟是有限的。除此之外，演 算法還必須滿足些條件，如下所示: 輸入（Input）：沒有或數個外界的輸入資料。 輸出（utput）:至少有一個輸出結果。 明確性（Defi川teness）：每一個指令步驟都十分明確，沒有模稜兩可。 有限性（Finiteness）：這組指令一定會結束。 有效性（日fectiveness）:每一個步驟都可行，可以追蹤其結果。根據上述演算法設計的程式一定會結束，但並非所有程式都滿足這

16、項特性。例如:早期MS-DOS作業系統除非系統當機，否則永遠執行 個等待的迴圈，等待使用者輸入指令。因為演算法只是將解決問題的步驟詳細的寫出來，所以並沒有固定 方式，基本上只要能夠描述這組指令的執行過程即可。常用方式如下所 示: 一般語言文字:直接使用文字描述來說明執行的步驟。虛擬碼(Pseudo Code ): 一種趨近程式語言的描述方法，它並沒有 固定語法，其每一列約可轉換成一列程式碼，如下所示:/*計算1加到10 */Let counter = 1Let total = 0while counter = ba b & a 1a = b + 1(a = 1, a+1)在上述運算式中的變數a

17、b和常數値1、15、15是運算元， +、=、&、=、,為運算子，C 語言的運算子是使用1到2個字元組成的符號，運算元是常數値(或稱 為文字値)或變數，單獨運算元(不包含運算子)也是一種運算式。運算式種類依不同的算術(Arithmetic ) 、指定(Assignment ) 、位元 (Bitwise )、關係(Relational)和邏輯(Logical)運算子可以建立算 術、指定、位元、關係和邏輯運算式。13請說明卜.列C語言的運算子的用途，哪一個運算子擁有最高的優 先順序，如下所示:+ &、!=、 *、+、=A. c語言各種運算子預設的優先順序(愈上面愈優先)，如下表所 示:運算子說明()

18、-.括號、陣列元素、結構指標存取結構元素和存取結 構元素!、-、+、+、 、&、(type) sizeof邏輯運算子NOT、負號、正號、遞增、遞減、補 數、取値、取址、型態迫換和取得記憶體尺寸、算術運算子的乘、除法和餘數+-算術運算子加和減法位元運算子左移、右移、=、=關係運算子大於、大於等於、小於和小於等於!=關係運算子等於和不等於&位元運算子ANDA位元運算子XORI位元運算子OR&邏輯運算子ANDII邏輯運算子OR?條件控制運算子= op=指定運算子逗號運算子1 4請分别計算卜.列運算式的値，寫出最後變數ah的値為何?c = 4 + (a = 3 + (b = 4 + 5);d = 10

19、.0+ 2.0 *4.0-6.0/3.0;e = 10%3;f = 5 + 3*8/2 + 3;g = (5 + 3)*8/2 + 3;h = 2*43*5;A. c語言的運算式値，如下所示:#include int main( void ) int a, b;int c = 4 + (a = 3 + (b = 4 + 5);float d = 10.0 + 2.0* 4.0 - 6.0 / 3.0;int e = 10 % 3;intf = 5 + 3*8/2 + 3;intg = (5 + 3) *8/2 + 3;int h = 2 * 4 3 * 5;printf(c= %dn, c);

20、printf(d= %fn, d);printf(e= %dn, e);printf(f= %dn, f);printf(g= %dn, g);printf(h= %dn, h);getchar(); return 0;c= 16d= 16.000000e= 1f= 20g= 35h=01 5假設變數x的値為10，y的値為41，請分別執行下列運算式後，寫出變數af的値，如下所示:a = x+;b = +x;c = x-;d = -x;e = y &0177;f = y & 077;A. c程式如下所示:#include int main( void ) int x=10, y=41;int a = x+;int b = +x;int c = x-;int d = -x;int e = y & 0177;int f = y & 077;printf(a= %dn”，a); printf(Hb= %dn, b); printf(Hc= %dn，c); printf(d= %dn, d); printf(Me= %dn”，e); printf(nf= %dnH, f);getcharQ;return 0：)a= 10 b= 12c= 12d= 10 e= 41 f=016.請