c语言练习题1（数组和循环）

1实现一个对整形数组的冒泡排序

冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法。它重复地遍历要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历数列的工作是重复进行的，直到没有再需要交换的元素，这意味着数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小（或越大）的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端（或底端）。

冒泡排序的基本步骤：

1. 比较相邻的元素：如果第一个比第二个大（升序排序），就交换它们两个。
2. 对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

代码1（调用函数）：

#include <stdio.h>    // 冒泡排序函数  
// 参数：arr[] 是要排序的数组，sz 是数组的长度  
void bubbleSort(int arr[], int sz) {    // 外层循环控制排序的总轮数  for (int i = 0; i < sz - 1; i++) {    // 内层循环负责在每一轮中进行相邻元素的比较和可能的交换  // 注意，由于每一轮都会有一个元素被放到正确的位置，所以内层循环的次数可以减少  for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++) {    // 如果当前元素比下一个元素大，则交换它们  if (arr[j] > arr[j + 1]) {    // 交换 arr[j] 和 arr[j + 1]  int temp = arr[j];    arr[j] = arr[j + 1];    arr[j + 1] = temp;    }    }    }    
}    // 主函数  
int main() {    // 定义一个整型数组并初始化  int arr[10] = {10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};    // 计算数组的长度  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);    // 调用排序函数对数组进行排序  bubbleSort(arr, sz);    // 打印排序后的数组  for (int i = 0; i < sz; i++) {    printf("%d\t", arr[i]);  // 使用制表符\t使输出更整齐  }    printf("\n"); // 添加换行符以更美观地结束输出  return 0;  // 程序正常结束  
}

代码2（没有调用函数）：

#include<stdio.h>  int main() {  // 定义一个整型数组并初始化  int arr[10] = { 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1 };  // 外层循环，控制排序的总轮数  // 因为每轮排序后，最大的数会被放到正确的位置，所以总共需要n-1轮（n为数组长度）  for (int i = 0; i < 9; i++) {  // 内层循环，负责在每一轮中进行相邻元素的比较和可能的交换  // 注意，由于每轮都会有一个元素被放到正确的位置，所以内层循环的次数可以减少  for (int j = 0; j < 10 - 1 - i; j++) {  // 如果当前元素比下一个元素大，则交换它们  if (arr[j] > arr[j+1]) {  // 使用临时变量temp进行交换  int temp = arr[j];  arr[j] = arr[j + 1];  arr[j + 1] = temp;  }  }  }  // 打印排序后的数组  for (int i = 0; i < 10; i++) {  printf("%d\t", arr[i]); // 使用制表符\t使输出更整齐  }  // 程序正常结束  return 0;  
}

2二分查找法：

二分查找法（Binary Search）是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。它的工作原理是通过将待搜索区间分成两半，判断要查找的元素可能在哪一半，然后继续在可能存在目标元素的那一半区间内查找，直到找到元素或区间被缩小为0（即未找到元素）。二分查找法大大减少了查找的时间复杂度，使得在有序数组中查找元素的时间复杂度降低到了O(log n)，其中n是数组的长度。

基本步骤

1. 初始化：设置两个指针（或索引），分别指向数组的开始（left = 0）和结束（right = n-1），其中n是数组的长度。

2. 比较中间元素：计算中间元素的索引mid = left + (right- left) / 2（注意这里使用(right - left) / 2是为了防止left+right直接相加可能导致的整数溢出）。然后，将中间元素与目标值进行比较。

3. 调整查找范围：

   • 如果中间元素正好是要查找的目标值，则查找成功，返回中间元素的索引。
   • 如果目标值小于中间元素，则说明目标值在左半部分，因此将right更新为mid - 1，继续在左半部分查找。
   • 如果目标值大于中间元素，则说明目标值在右半部分，因此将left更新为mid + 1，继续在右半部分查找。

4. 重复步骤2和3：直到找到目标值或low大于high（此时说明目标值不在数组中），查找结束。

注意事项

• 二分查找的前提是数组必须是有序的。
• 数组中的元素可以重复，但在查找特定元素时，通常返回第一个或最后一个匹配的元素的索引。
• 在某些情况下，如果数组允许插入或删除操作，可能需要重新排序数组以保持其有序性，以便能够使用二分查找。
• 二分查找是高效的，但不适用于无序数组或链表等数据结构。

代码：

#include <stdio.h>  int main()  
{  // 定义一个有序数组  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };  // 要查找的键  int key = 3;  // 初始化左边界为数组的第一个元素索引  int left = 0;  // 初始化右边界为数组的最后一个元素索引  // 注意：sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) 计算数组的总元素个数，然后减1得到最后一个元素的索引  int right = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;   // 当左边界小于等于右边界时，继续查找  while (left <= right)   {  // 计算中间元素的索引，防止(left + right)直接相加可能导致的整数溢出  int mid = left + (right - left) / 2;  // 如果中间元素大于要查找的键，说明要查找的键在左半部分  if (arr[mid] > key)   {  // 更新右边界为中间索引减一  right = mid - 1;  }  // 如果中间元素小于要查找的键，说明要查找的键在右半部分  else if (arr[mid] < key)  {  // 更新左边界为中间索引加一  left = mid + 1;  }  // 如果中间元素等于要查找的键，说明找到了  else  {  printf("找到了，下标是：%d\n", mid);  // 找到后退出循环  break;  }  }  // 如果循环结束还没有找到（即left > right），则打印"找不到"  if (left > right)  printf("找不到\n");  return 0;  
}

3统计一维数组中各元素出现的次数

题目描述：
给定一个一维整型数组，请编写一个程序，统计数组中每个元素出现的次数，并打印出每个元素及其对应的出现次数。

输入：
一维整型数组，例如 {1, 5, 6, 8, 2, 1, 4, 5, 2, 5}

输出：
按元素值升序（或任何顺序）打印出每个元素及其出现的次数，例如：

复制代码

	1出现的次数为：2
	2出现的次数为：2
	4出现的次数为：1
	5出现的次数为：3
	6出现的次数为：1
	8出现的次数为：1

 代码：

#include<stdio.h>  int main() {  // 定义一个整型数组a，包含10个元素  int a[10] = { 1,5,6,8,2,1,4,5,2,5 };  // 定义一个整型数组b，用于统计数组a中每个元素出现的次数  // 假设数组a中的元素范围在0到9之间，因此数组b的大小设置为10  int b[10] = {0}; // 初始化为0，表示开始时每个元素都未出现  // 遍历数组a，统计每个元素出现的次数  for (int i = 0; i < 10; i++) {  // 对于数组a中的每个元素a[i]，将其在数组b中对应索引的值加1  // 假设数组a中的元素都是非负整数，且不超过9  b[a[i]]++;  }  // 遍历数组b，打印出每个元素在数组a中出现的次数  for (int i = 0; i < 10; i++) {  // 注意：这里原本有一个语法错误，即if语句后的分号导致if语句没有实际作用  // 移除分号，确保只有在b[i]大于0时才执行打印操作  if (b[i] > 0) { // 修正后的if语句  printf("%d出现的次数为：%d\n", i, b[i]);  }  }  return 0;  
}

4题目：实现矩阵的转置

题目描述：
给定一个m×n的矩阵，请编写一个程序实现该矩阵的转置，即行列互换，得到一个n×m的矩阵。

输入：
一个m×n的矩阵，矩阵的元素以二维数组的形式给出。

输出：
转置后的n×m矩阵，同样以二维数组的形式输出。

示例：
输入矩阵：

复制代码

	12 34 25
	78 25 95

输出矩阵（转置后）：

复制代码

	12 78
	34 25
	25 95

注意：

• 矩阵的转置意味着原矩阵的行变成新矩阵的列，原矩阵的列变成新矩阵的行。
• 在编写程序时，需要考虑原矩阵和目标矩阵的维度，确保有足够的空间存储转置后的结果。
• 本示例中，原矩阵是2x3的，因此转置后的矩阵是3x2的。

代码：

#include <stdio.h>  int main() {  // 定义一个2x3的矩阵  int arr[2][3] = { {12, 34, 25}, {78, 25, 95} };  int i, j;  // 打印原矩阵  printf("原矩阵：\n");  for (i = 0; i < 2; i++) { // 遍历矩阵的行  for (j = 0; j < 3; j++) { // 遍历矩阵的列  printf("%d ", arr[i][j]); // 打印当前元素  }  printf("\n"); // 换行，以便打印下一行的元素  }  // 打印转置后的矩阵  printf("\n转置后的矩阵:\n");  // 定义一个3x2的矩阵用于存储转置后的结果  int arr1[3][2];  // 进行矩阵转置  for (i = 0; i < 2; i++) { // 遍历原矩阵的行  for (j = 0; j < 3; j++) { // 遍历原矩阵的列  arr1[j][i] = arr[i][j]; // 将元素放置到新矩阵的对应位置，实现转置  }  }  // 打印转置后的矩阵  for (i = 0; i < 3; i++) { // 遍历转置后矩阵的行  for (j = 0; j < 2; j++) { // 遍历转置后矩阵的列  printf("%d ", arr1[i][j]); // 打印当前元素  }  printf("\n"); // 换行，以便打印下一行的元素  }  return 0;  
}

5题目：一个3×3的网格，将1-9的9个数字分别放入9个方格中，使每行每列人及每个对角
线上的值相加都相同。

解释：

1. 网格结构：首先，你有一个3x3的网格，这意味着它有3行和3列，总共9个方格。

2. 数字填充：你需要将1到9这9个数字填入这9个方格中，每个数字只能使用一次。

3. 特殊条件：填入的数字需要满足以下三个条件，使得每行、每列以及两个对角线上的数字之和都相等：

   • 行和相等：每一行上的三个数字相加得到的和是相同的。
   • 列和相等：每一列上的三个数字相加得到的和也是相同的。
   • 对角线和相等：两条对角线（从左上角到右下角，以及从右上角到左下角）上的三个数字相加得到的和同样需要相等

代码：

#include <stdio.h>
int main() {// 定义一个 3x3 的网格int arr[3][3] = {{2, 7, 6},{9, 5, 1},{4, 3, 8}};
// 打印网格printf("3x3 网格为：\n");for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 3; j++) {printf("%d ", arr[i][j]);}printf("\n");}
// 打印每行、每列、对角线的和以验证网格int row, col, diag1Sum = 0, diag2Sum = 0;
// 打印每行的和printf("\n每行的和：\n");for (int i = 0; i < 3; i++) {row = 0;for (int j = 0; j < 3; j++) {row += arr[i][j];}printf("第 %d 行的和: %d\n", i + 1, row);}// 打印每列的和printf("\n每列的和：\n");for (int j = 0; j < 3; j++) {col = 0;for (int i = 0; i < 3; i++) {col += arr[i][j];}printf("第 %d 列的和: %d\n", j + 1, col);}// 计算并打印主对角线的和for (int i = 0; i < 3; i++) {diag1Sum += arr[i][i];}printf("\n主对角线的和: %d\n", diag1Sum);// 计算并打印另外一边对角线的和for (int i = 0; i < 3; i++) {diag2Sum += arr[i][2 - i];}printf("另外对角线的和: %d\n", diag2Sum);return 0;
}