Типы, операции, выражения

Руденко Т.В.

Сборник задач и упражнений по языку Си.

(учебное пособие для студентов II курса)

Москва

1999

УДК 519.682

Представлены задачи и упражнения по языку Си и программированию на нем. Рассматриваемая версия Си соответствует международному и ANSI-стандарту этого языка.

Сборник составлен как дополнение к учебнику Б. Кернигана, Д. Ритчи «Язык программирования Си» (М., «Финансы и статистика», 1992) и с учетом опыта преподавания программирования на факультете вычислительной математики и кибернетики МГУ.

Для студентов факультета ВМК в поддержку основного лекционного курса “Системное программное обеспечение” и для преподавателей, ведущих практические занятия по этому курсу.

Автор выражает благодарность сотрудникам кафедры алгоритмических языков за помощь и поддержку при создании этого сборника.

Рецензенты:

доц. Машечкин И.В.

доц. Терехин А.Н.

Руденко Т.В. “Сборник задач и упражнений по языку Си (учебное пособие для студентов II курса)”.

Издательский отдел факультета ВМиК МГУ

(лицензия ЛР №040777 от 23.07.96), 1999.-80 с.

Печатается по решению Редакционно-издательского Совета факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М.В. Ломоносова

ISBN 5-89407-048-1

Ó Издательский отдел факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М.В.Ломоносова, 1999

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сборник задач составлен как дополнение к учебнику Б. Кернигана и Д. Ритчи «Язык программирования Си» [1], поэтому в нем сохранен такой же порядок разделов. Однако предполагается, что некоторое минимальное представление о структуре программы на Си и простейшем вводе-выводе у читателя имеется (в объеме разделов 1.7 и 1.8 первой главы учебника по Си [1]). Сборник может быть использован и независимо от учебника Б. Кернигана и Д. Ритчи; рассматриваемая версия Си соответствует стандарту ANSI (X3.159 - 1989) [2].

Кроме того, в сборнике приведено краткое описание заданий практикума, которые рекомендуется выполнить для закрепления пройденного материала и получения навыков в написании законченных программ.

Значительную часть сборника составляют приложения, где описана библиотека стандартных функций языка Си, некоторые системные функции ОС UNIX и фрагменты стандарта языка Си, связанные с правилами приведения типов и адресной арифметикой.

ТИПЫ, ОПЕРАЦИИ, ВЫРАЖЕНИЯ

2.1. Верно ли записаны константы, представляющие целочисленные значения? Для верно записанных констант определить их значение, тип.

123 1E6 123456789LU -5 0XFUL

‘0’ 058 ‘\x7’ 0X-1AD ‘\122’

00123 0xffffffL 01A -‘x’ ² x²

‘a’U 0731UL ‘\n’ +0xaf 0X0

2.2. Верно ли записаны константы с плавающей точкой? Для верно записанных констант определить их значение, тип.

1.71 1E-6 0.314159E1F.005 0051E-04

5.E+2 0e0 0x1A1.5 05.5 0

0X1E6 0F 1234.56789L 1.0E-10D 3.1415U

1e-2f -12.3E-6 +10e6 123456L E-6

2.3. Верно ли записаны выражения? Для верно записанных выражений вычислить их значения (операции + - * / % =):

int a, b, c, d, e;

a = 2; b = 13; c = 7; d = 19; e = -4;

b / a / c d / a % c c % d-e -e % a + b / a *-5+5

b % e 7-d%+(3-a) b % - e * c 9 / c - - 20 / d

2.4. Верно ли решена задача: «значение целочисленной переменной с увеличить на 1; целочисленной переменной а присвоить значение, равное удвоенному значению переменной с».

int a, c; c = 5;

a). c ++; b). a = 2 * c++; c). c += 1; d). a = c++ + c;

a = 2 * c; a = c + c;

e). ++c; f). a = ++ c + c; g). a = c += 1 + c; h). a = (c+=1)+c;

a = c + c;

2.5. Верно ли решена задача: «значение целочисленной переменной с уменьшить на 1; целочисленной переменной а присвоить значение, равное частному от деления переменной с на 2».

int a, c; c = 5;

a). -- c; b). a = -- c / 2; c). c -= 1; d). a = c -- / 2;

a = c / 2; a = c % 2;

e). a = c -= 1/2; f). a = (c = c - 1)/2; g). a = (c -= 1)/2; h). a=(c-= 1)/2.0;

2.6. Эквивалентны ли выражения?

a) E1 op= E2 и E1 = E1 op E2

b) E1 op= E2 и E1 = E1 op (E2)

Замечание: здесь E1, E2 - выражения допустимого в этом случае типа; op - операция (одна из + - * / % > > < < & ^ |).

2.7. Верно ли записаны выражения? Для верно записанных выражений вычислить их значения (операции + - * / ++ - - операции присваивания):

int a, b, c; a = 2; b = 6; c = 3;

- - - a -- - a b-- - a a += a ++ ++ b / a ++ * --c

a --- b - a-- -b a ++ = b a = a ++ b++ / ++a * c --

- --a a- --c a ++ = a ++ a = b a = (b + 1) ++

2.8. Верно ли записаны выражения? Для верно записанных выражений вычислить их значения, определить тип результата (операции + - * / % ++ операции отношения, операции присваивания):

int i, j, k, m; char c, d; i = 1; j = 2; k = -7; m = 0; c = ‘w’;

d = ’a’+1 < c m = - i - 5 * j > = k+1 i + j++ + k = = -2*j

m = 3 < j < 5 m = 3 = = j < 5 m = = c = ’w’

m = c! = 87 m = c =! 87 m =! c = 87

m =! c+87! m = =c + 87 m! = c + 87

k = = j - 9 = = i k *= 3 + j i + j =! k

i += ++ j + 3 k %= m = 1 + n / 2 1 + 3 * n += 7 / 5

1 + 3 * (n += 7) / 5 c + i < c - ‘x’+10 i - k = = ‘0’+9 < 10

2.9. В логике справедливы утверждения:

not (not x) = x

x and true = x

Верны ли соответствующие утверждения для операций! и & & в Си? Ответ обосновать.

2.10. При любом вещественном y > 0 x < x + y математически верно. Верно ли подобное утверждение для выражения на Си?

2.11. Написать эквивалентное выражение, не содержащее операции!

! (a> b)! (2*a == b+4)! (a< b & & c< d)

! (a< 2 || a> 5)! (a< 1 || b< 2 & & c< 3)

2.12. Пусть

char c; short s; int i; unsigned u; signed char sc;

float f; double d; long lng; unsigned short us; long double ld;

Определить тип выражений:

c - s / i u * 3 - 3.0 * u - i u - us * i (sc + d) * ld

(5 * lng - ‘a’) * (s + u / 2) (f + 3) / (2.5f - s * 3.14)

2.13. Допустимо ли в Си? Если " да" - опишите семантику этих действий; если " нет" - объясните почему.

а). ... b). ...

int i; int a, b, m, n, z;

i = (1 || 2) % (1 | 2); m = n = 5;

printf (² i = %d\n², i); z = a = b = 0;

z--, (a = b) = z + (m! = n);

printf (² %d %d %d %d %d\n²,

a, b, m, n, z);

с). ... d). ...

int i = 1; double x = 1.9; int a;

i = i < < i | i; double b = 3.7;

printf (² i = %d\n², i); a = b += (1 & & 2 || 3)! = (int)x;

printf (² %f %d %f\n², x, a, b);

e). ... f).. ..

int x; int i, x, y; x = 5; y = 10; i = 15;

x = 5; ++ x =10; x = (y = 0, i = 1);

printf (" %d\n", x); printf(" %d %d %d\n", i, x, y);

(x = y == 0), i=1;

printf(" %d %d %d\n", i, x, y);

g). ... h). ...

int x, y; int x = 2, y, z;

x = 5; y = x & & ++ x; x *= 3+2; x *= y = z = 4;

printf(" %d %d\n", x, y); printf (" %d %d %d\n", x, y, z);

x = y == z; x == (y = z);

printf (" %d %d %d\n", x, y, z);

i). ... j). ...

int x = 2, y = 1, z = 0; int x = 03, y = 02, z = 01;

y = x & & y || z; printf(" %d\n", x | y & -z);

x = x ||! y & & z; printf(" %d\n", x ^ y & -z);

z = x / ++x; printf(" %d\n", x & y & & z);

printf(" %d %d %d\n", x, y, z); printf(" %d\n", x< < 3);

k). ... l). ...

int x, y, z; x = y = z = 1; int x, y, z, i; x = y = z = 1;

x += y += z; i = ++x || ++y & & ++z;

printf(" %d\n", x < y? y++: x++); printf(" %d%d%d%d\n", x, y, z, i);

printf(" %d\n", z+=x< y? ++x: y--); i = x++ < = --y || ++z > = i;

printf(" %d %d %d\n", x, y, z); printf(" %d%d%d%d\n", x, y, z, i);

printf(" %d\n", z> =y & & y> =x);

2.14. Что будет напечатано в результате выполнения следующего фрагмента программы?

...

double d; float f; long lng; int i; short s;

s = i = lng = f = d = 100/3;

printf(" s = %hd i = %d lng = %ld f = %f d = %f\n", s, i, lng, f, d);

d = f = lng = i = s =100/3;

printf(" s = %hd i = %d lng = %ld f = %f d = %f\n", s, i, lng, f, d);

s = i = lng = f = d = 1000000/3;

printf(" s = %hd i = %d lng = %ld f = %f d = %f\n", s, i, lng, f, d);

d = f = lng = i = s =1000000/3;

printf(" s = %hd i = %d lng = %ld f = %f d = %f\n", s, i, lng, f, d);

lng = s = f = i = d =100/3;

printf(" s = %hd i = %d lng = %ld f = %f d = %f\n", s, i, lng, f, d);

f = s = d = lng = i = (double)100/3;

printf(" s = %hd i = %d lng = %ld f = %f d = %f\n", s, i, lng, f, d);

s = i = lng = f = d = 100/(double)3;

printf(" s = %hd i = %d lng = %ld f = %f d = %f\n", s, i, lng, f, d);

f = s = d = lng = i = (double)100/3;

printf(" s = %hd i = %d lng = %ld f = %f d = %f\n", s, i, lng, f, d);

i = s = lng = d = f = (double)(100/3);

printf(" s = %hd i = %d lng = %ld f = %f d = %f\n", s, i, lng, f, d);

2.15. Что будет напечатано в результате выполнения следующего фрагмента программы?

double d = 3.2, x; int i = 2, y;

x = (y = d / i) * 2; printf (" x = %f; y = %d\n", x, y);

x = (y = d / i) * 2; printf (" x = %d; y = %f\n", x, y);

y = (x = d / i) * 2; printf (" x = %f; y = %d\n", x, y);

y = d * (x = 2.5 / d); printf (" x = %f; y = %d\n", x, y);

x = d * (y = ((int)2.9 + 1.1) / d; printf (" x = %d y = %f\n", x, y);

2.16. Дано вещественное число x. Не пользуясь никакими операциями, кроме умножения, сложения и вычитания, вычислить

2x⁴-3x³+4x²-5x+6.

Разрешается использовать не более четырех умножений и четырех сложений и вычитаний.

2.17. Целой переменной k присвоить значение, равное третьей от конца цифре в записи целого положительного числа x.

2.18. Целой переменной k присвоить значение, равное сумме цифр в записи целого положительного трехзначного числа x.

2.19. Целой переменной k присвоить значение, равное первой цифре дробной части в записи вещественного положительного числа x.

2.20. Определить число, полученное выписыванием в обратном порядке цифр заданного целого трехзначного числа.

2.21. Идет n-ая секунда суток. Определить, сколько полных часов и полных минут прошло к этому моменту.

2.22. Дано вещественное число x. Не пользуясь никакими операциями, кроме умножения, получить

a) x²¹ за шесть операций

b) x³ и x¹⁰ за четыре операции

c) x⁵ и x¹³ за пять операций

d) x², x⁵ и x¹⁷ за шесть операций

e) x⁴, x¹² и x²⁸ за шесть операций

2.23. Выражения, соединенные операциями & & и ||, по правилам Си вычисляются слева направо; вычисления прекращаются, как только становится известна истинность или ложность результата. В других языках программирования, например в Паскале, вычисляются все части выражения в любом случае. Приведите «за» и «против» каждого из этих решений.

2.24. Почему в Си не допускается, чтобы один и тот же литерал-перечислитель входил в два различных перечислимых типа? Могут ли совпадать имена литералов-перечислителей и имена обычных переменных в одной области видимости? Могут ли разные литералы-перечислители иметь одинаковые значения?

2.25. «Упаковать» четыре символа в беззнаковое целое. Длина беззнакового целого равна 4.

2.26. «Распаковать» беззнаковое целое число в четыре символа. Длина беззнакового целого равна 4.

2.27. Заменить в целочисленной переменной x n бит, начиная с позиции p, n старшими инвертированными битами целочисленной переменной y.

2.28. Циклически сдвинуть значение целочисленной величины на n позиций вправо.

2.29. Циклически сдвинуть значение целочисленной величины на n позиций влево.

2.30. Выясните некоторые свойства и особенности поведения доступного Вам транслятора Си:

a) выяснить, сколько байт отведено для хранения данных типа short, int, long, float, double и long double;

b) выяснить способ представления типа char (signed- или unsigned- вариант);

c) проконтролировать, все ли способы записи констант допустимы:

· целых (обычная форма записи, u/U, l/L, их комбинации; запись констант в восьмеричной и шестнадцатиричной системах счисления)

· вещественных (обычная форма записи, в экспоненциальном виде, f/F, l/L, e/E)

· символьных (обычная форма записи, с помощью эскейп-последовательности) и строковых (в частности, происходит ли конкатенация рядом расположенных строковых констант)

d) выяснить, как упорядочены коды символов '0' - '9', 'a' - 'z', 'A' - 'Z', пробел (между собой и относительно друг друга);

e) проконтролировать, происходит ли инициализация переменных по умолчанию;

f) проверить, реагирует ли транслятор на попытку изменить константу;

g) исследовать особенности выполнения операции % с отрицательными операндами;

h) проверьте, действительно ли операции отношения == и! = имеют более низкий приоритет, чем все другие операции отношения;

i) проверьте, действительно ли выполняется правило " ленивых вычислений" выражений в Си, т.е. прекращается ли вычисление выражений с логическими операциями, если возможно " досрочно" установить значение результата;

j) проверьте, все ли виды операнда операции sizeof (X), определяемые стандартом для арифметических типов, допускаются компилятором; действительно ли выражение X не вычисляется.