《C语言》指针练习题--1

《C语言》指针练习题–1

1. 交换两个整数的值

题目描述：
编写一个C程序，定义一个函数swap，使用指针参数交换两个整数的值。在main函数中调用该函数并输出交换后的结果。

解题思路：
为了交换两个整数的值，可以通过指针传递它们的地址给函数swap。在函数内部，通过解引用指针来交换两个变量的值。这样可以直接修改main函数中变量的值。

程序流程如下：

1. 定义函数swap，接受两个整数指针作为参数。
2. 在swap函数中，使用临时变量交换两个指针指向的值。
3. 在main函数中，声明两个整数变量并初始化。
4. 打印交换前的值。
5. 调用swap函数，传递变量的地址。
6. 打印交换后的值。

详细代码：

#include <stdio.h>

// 定义函数swap，交换两个整数的值
void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a; // 使用临时变量存储*a的值
    *a = *b;       // 将*b的值赋给*a
    *b = temp;     // 将临时变量的值赋给*b
}

int main() {
    int num1, num2;

    // 提示用户输入两个整数
    printf("请输入第一个整数: ");
    scanf("%d", &num1);
    printf("请输入第二个整数: ");
    scanf("%d", &num2);

    // 打印交换前的值
    printf("交换前: num1 = %d, num2 = %d\n", num1, num2);

    // 调用swap函数交换num1和num2的值
    swap(&num1, &num2);

    // 打印交换后的值
    printf("交换后: num1 = %d, num2 = %d\n", num1, num2);

    return 0;
}

代码注释：

• void swap(int *a, int *b)：定义一个名为swap的函数，接受两个整数指针作为参数。

• int temp = *a;：通过解引用指针a，将其指向的值存储在临时变量temp中。

• *a = *b;：将指针b指向的值赋给指针a指向的位置，实现部分交换。

• *b = temp;：将临时变量的值赋给指针b指向的位置，完成交换。

• 在

  main
  

  函数中：

  • 使用&num1和&num2将变量的地址传递给swap函数。
  • 交换前后打印变量的值，验证交换是否成功。

2. 计算数组元素的平均值

题目描述：
编写一个C程序，定义一个函数calculateAverage，接受一个整数数组和其大小，返回数组元素的平均值。在main函数中调用该函数并输出结果。

解题思路：
函数calculateAverage通过遍历数组，累加所有元素的值，然后除以数组的大小，计算出平均值。使用指针可以更高效地访问数组元素。

程序流程如下：

1. 定义函数calculateAverage，接受一个整数数组和其大小作为参数。
2. 在函数中，使用指针遍历数组，累加元素的值。
3. 计算并返回平均值。
4. 在main函数中，声明一个整数数组并初始化。
5. 调用calculateAverage函数，传递数组和大小。
6. 输出平均值。

详细代码：

#include <stdio.h>

// 定义函数calculateAverage，返回数组元素的平均值
double calculateAverage(int *arr, int size) {
    int sum = 0;
    for(int i = 0; i < size; i++) {
        sum += *(arr + i); // 使用指针访问数组元素
    }
    return (double)sum / size; // 计算平均值
}

int main() {
    int numbers[5];
    int size = 5;
    double average;

    // 提示用户输入5个整数
    printf("请输入5个整数:\n");
    for(int i = 0; i < size; i++) {
        scanf("%d", &numbers[i]);
    }

    // 调用calculateAverage函数计算平均值
    average = calculateAverage(numbers, size);

    // 输出平均值
    printf("数组元素的平均值是 %.2lf。\n", average);

    return 0;
}

代码注释：

• double calculateAverage(int *arr, int size)：定义一个函数，接受一个整数数组的指针和数组的大小，返回平均值。

• sum += *(arr + i);：通过指针运算访问数组的第i个元素，并累加到sum中。

• (double)sum / size：将sum转换为double类型后，除以size，得到平均值。

• 在

  main
  

  函数中：

  • 声明并初始化一个大小为5的整数数组numbers。
  • 使用for循环读取用户输入的5个整数。
  • 调用calculateAverage函数，传递数组名（数组名作为指针）和数组大小。
  • 输出计算得到的平均值。

3. 动态内存分配与释放

题目描述：
编写一个C程序，使用指针动态分配内存来存储一个整数数组。提示用户输入数组的大小和元素，计算数组元素的总和，最后释放分配的内存。

解题思路：
使用malloc函数动态分配所需大小的内存，并通过指针访问和存储数组元素。完成操作后，使用free函数释放内存，避免内存泄漏。

程序流程如下：

1. 声明一个指向整数的指针。
2. 提示用户输入数组的大小。
3. 使用malloc分配内存。
4. 检查内存是否分配成功。
5. 提示用户输入数组元素，并通过指针存储。
6. 遍历数组，计算总和。
7. 输出总和。
8. 使用free释放分配的内存。

详细代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // 包含malloc和free函数

int main() {
    int *arr;
    int n;
    int sum = 0;

    // 提示用户输入数组大小
    printf("请输入数组的大小: ");
    scanf("%d", &n);

    // 动态分配内存
    arr = (int *)malloc(n * sizeof(int));
    if(arr == NULL) { // 检查内存是否分配成功
        printf("内存分配失败。\n");
        return 1; // 非正常退出
    }

    // 提示用户输入数组元素
    printf("请输入 %d 个整数:\n", n);
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", arr + i); // 使用指针访问数组元素
    }

    // 计算总和
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        sum += *(arr + i);
    }

    // 输出总和
    printf("数组元素的总和是 %d。\n", sum);

    // 释放内存
    free(arr);
    printf("内存已释放。\n");

    return 0;
}

代码注释：

• #include <stdlib.h>：包含malloc和free函数的库。
• int *arr;：声明一个指向整数的指针，用于动态分配内存。
• arr = (int *)malloc(n * sizeof(int));：动态分配n个整数所需的内存，并将地址赋给arr。
• if(arr == NULL)：检查内存分配是否成功，若失败则输出错误信息并退出。
• scanf("%d", arr + i);：通过指针运算访问数组元素，存储用户输入的值。
• sum += *(arr + i);：通过指针运算访问数组元素并累加到sum中。
• free(arr);：释放动态分配的内存，避免内存泄漏。

4. 字符串处理与指针

题目描述：
编写一个C程序，定义一个函数toUpperCase，接受一个字符串指针，将字符串中的所有小写字母转换为大写字母。在main函数中调用该函数并输出结果。

解题思路：
函数toUpperCase通过遍历字符串，检查每个字符是否为小写字母。如果是，则将其转换为大写字母。使用指针可以直接修改字符串中的字符。

程序流程如下：

1. 定义函数toUpperCase，接受一个字符指针作为参数。
2. 在函数中，遍历字符串，使用ASCII值将小写字母转换为大写字母。
3. 在main函数中，声明一个字符数组并初始化。
4. 打印转换前的字符串。
5. 调用toUpperCase函数，传递字符串的指针。
6. 打印转换后的字符串。

详细代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // 包含toupper函数

// 定义函数toUpperCase，转换字符串中的小写字母为大写字母
void toUpperCase(char *str) {
    while(*str != '\0') { // 遍历字符串直到结束符
        if(islower(*str)) { // 检查是否为小写字母
            *str = toupper(*str); // 转换为大写字母
        }
        str++; // 移动指针到下一个字符
    }
}

int main() {
    char str[100];

    // 提示用户输入一个字符串
    printf("请输入一个字符串: ");
    fgets(str, sizeof(str), stdin);

    // 去除换行符
    for(int i = 0; str[i] != '\0'; i++) {
        if(str[i] == '\n') {
            str[i] = '\0';
            break;
        }
    }

    // 打印转换前的字符串
    printf("转换前的字符串: %s\n", str);

    // 调用toUpperCase函数转换字符串
    toUpperCase(str);

    // 打印转换后的字符串
    printf("转换后的字符串: %s\n", str);

    return 0;
}

代码注释：

• #include <ctype.h>：包含字符处理函数，如islower和toupper。

• void toUpperCase(char *str)：定义一个函数，接受一个字符指针，遍历并转换字符串中的小写字母。

• if(islower(*str))：检查当前字符是否为小写字母。

• *str = toupper(*str);：将小写字母转换为大写字母。

• 在

  main
  

  函数中：

  • 使用fgets读取用户输入的字符串，包括空格。
  • 遍历字符串，遇到\n则替换为\0，去除换行符。
  • 调用toUpperCase函数，传递字符串的指针。
  • 输出转换前后字符串的内容。

5. 指针与数组的关系

题目描述：
编写一个C程序，定义一个整数数组和一个指针指向该数组的第一个元素。使用指针遍历数组并打印所有元素的值。

解题思路：
在C中，数组名实际上是指向数组第一个元素的指针。通过指针运算，可以遍历数组中的所有元素。程序流程如下：

1. 声明并初始化一个整数数组。
2. 声明一个指针，并指向数组的第一个元素。
3. 使用指针遍历数组，打印每个元素的值。
4. 通过指针加法或递增指针来访问下一个元素。

详细代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int *ptr = arr; // 指针指向数组的第一个元素

    // 使用指针遍历数组并打印元素
    printf("数组元素为:\n");
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("arr[%d] = %d\n", i, *(ptr + i)); // 使用指针加法访问元素
    }

    return 0;
}

代码注释：

• int *ptr = arr;：声明一个指针ptr，指向数组arr的第一个元素。数组名arr作为指针指向第一个元素。
• *(ptr + i)：通过指针运算访问数组的第i个元素。ptr + i指向数组的第i个元素，*用于解引用获取值。
• 使用for循环遍历数组，并打印每个元素的值。

6. 指向指针的指针

题目描述：
编写一个C程序，定义一个整数变量和一个指针指向该变量。然后定义一个指向指针的指针。通过指针的指针修改整数变量的值，并打印修改后的结果。

解题思路：
通过多级指针（指向指针的指针），可以间接地修改变量的值。程序流程如下：

1. 声明一个整数变量并初始化。
2. 声明一个指针，指向该整数变量。
3. 声明一个指向指针的指针，指向上述指针。
4. 使用指针的指针修改整数变量的值。
5. 打印修改后的整数值。

详细代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 100;
    int *ptr = &num;    // 指针指向num
    int **pptr = &ptr;  // 指向指针ptr的指针

    // 打印初始值
    printf("初始值: num = %d\n", num);
    printf("通过ptr访问: *ptr = %d\n", *ptr);
    printf("通过pptr访问: **pptr = %d\n", **pptr);

    // 使用指针的指针修改num的值
    **pptr = 200;

    // 打印修改后的值
    printf("修改后: num = %d\n", num);
    printf("通过ptr访问: *ptr = %d\n", *ptr);
    printf("通过pptr访问: **pptr = %d\n", **pptr);

    return 0;
}

代码注释：

• int *ptr = #：声明一个指针ptr，指向整数变量num。
• int **pptr = &ptr;：声明一个指针的指针pptr，指向指针ptr。
• **pptr = 200;：通过指针的指针修改num的值。*pptr解引用得到ptr，**pptr解引用得到num。
• 打印初始值和修改后的值，验证修改是否成功。

7. 指针与函数的结合

题目描述：
编写一个C程序，定义一个函数increment，接受一个整数指针参数，将指针指向的整数值增加1。在main函数中调用该函数并输出结果。

解题思路：
函数increment通过指针访问并修改传递的整数变量。使用指针参数可以直接在函数内部修改变量的值。

程序流程如下：

1. 定义函数increment，接受一个整数指针作为参数。
2. 在函数中，将指针指向的整数值增加1。
3. 在main函数中，声明一个整数变量并初始化。
4. 打印变量增加前的值。
5. 调用increment函数，传递变量的地址。
6. 打印变量增加后的值。

详细代码：

#include <stdio.h>

// 定义函数increment，增加指针指向的整数值
void increment(int *num) {
    (*num)++; // 将指针指向的整数值增加1
}

int main() {
    int value = 10;

    // 打印增加前的值
    printf("增加前的值: %d\n", value);

    // 调用increment函数，传递变量的地址
    increment(&value);

    // 打印增加后的值
    printf("增加后的值: %d\n", value);

    return 0;
}

代码注释：

• void increment(int *num)：定义一个函数，接受一个整数指针参数。

• (*num)++;：解引用指针num，将其指向的整数值增加1。

• 在

  main
  

  函数中：

  • 声明一个整数变量value并初始化为10。
  • 打印变量增加前的值。
  • 调用increment(&value)，传递变量的地址。
  • 打印变量增加后的值，验证增加是否成功。