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练习二2.1用计算机处理信息时为什么需要对信息进行数字化编码？答：现代计算机采用二进制形式表示数据和指令，计算机内部处理的所有数据都是经过数字化编码的二进制数据,数值、文字、图形等信息只有编码成二进制形式才能由计算机进行处理。2.2编码数值型数据时需考虑哪三个方面的问题？答：1. 编码的长度2. 正负号的编码3. 小数点的编码2.3 求码长1个字节的原码、反码和补码形式的定点整数分别能编码整数的范围与个数。答：原码：1111 1111 - 0111 1111 -127127共255数反码：1000 0000 0111 1111 -127127共255数补码: 1000 0000 0111 1111 -128127共256数2.4求下列数的补码（码长1个字节）。65 -1 123 -123 -128答：65：0100 0001-1：原码1000 0001反码1111 1110补码1111 1111123：0111 1011-123：原码1111 1011反码1000 0100补码1000 0101-128：原码不能用字节表示反码同样补码1000 00002.5从负数的反码加1得补码的过程说明补码的符号位可以看作是特殊的数值位的理由。（提示：以码长1个字节为例，用127减去负数原码的数值位就得到了负数的反码）答：以-123为例原码1111 1011反码1000 0100补码1000 01010111 1111 127-1111 1011 -123 1000 0100 4 +1=5 1000 0101:-128+5=-1232.6求码长分别为2个和4个字节时第4题中几个数的补码，并分析码长变化时补码是如何变化的。65 -1 123 -123 -128答：65：0000 0000 0100 0001-1：原码1000 0000 0000 0001反码1111 1111 1111 1110补码1111 1111 1111 1111123：0000 0000 0111 1011-123：原码1000 0000 0111 1011反码1111 1111 1000 0100补码1111 1111 1000 0101-128：原码1000 0000 1000 0000反码1111 1111 0111 1111补码1111 1111 1000 000065：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 0001-1：原码1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001反码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110补码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111123：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1011-123：原码1000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1011反码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0100补码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0101-128：原码1000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000反码1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 1111补码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000变化规律为：正数前面补，负数前面补。2.7用实例证明码长2个字节的补码形式整数的取值范围也构成一个环。分析下面程序的输出结果。 答：#include void main( ) short i = 32767, j = -32768;printf(%hd+1=%hdn, i, i+1);printf(%hd-1=%hdn, j, j-1); 当变量i和j的值为127和-128时，程序的运行结果又怎样？答：输出结果为：327671-32768-32768-132767当变量i和j的值为127和-128时，程序的运行结果为：1271128-128-1-129因为short型变量的取值范围为-32768到32767,所以值128和-129不会溢出。2.8升序排列下面的整型字面量。0xac 169 02530xac的值为172,0253的值为171。升序排列为168,0253，0xac。2.9编程输出下面整型字面量的十进制、八进制、十六进制形式。（用int型变量存储数据，但分别用%h？与%？两种格式输出，并注意两者的区别）。 96， 0100347， 0xffff答：从输出可以看出：变量i、j、k的存储状态分别为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 00000000 0000 0000 0000 1000 0000 1110 01110000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 11112.10在%和格式字符d（o,x）之间也可以插入一个正整数(m),指定输出数据所占的最小宽度。分析下面程序的输出。#include void main( ) short i = 12, j = 34;printf(%d%dn, i, j);printf(%3d%4dn, i, j); 在%与m之间，还可以插入一个“-”号，表示左对齐输出。在上面程序最后加一条语句printf(%-3d%-4dn,i,j);再分析比较输出结果。答：printf(%d%dn, i, j);会连续输出变量ij的值，输出结果为1234。printf(%3d%4dn, i, j);中%3d意味变量i的值至少占3列右对齐,即空格12。%4d%3d意味变量j的值至少占4列右对齐,即空格空格34。输出结果为空格12空格空格34。rintf(%-3d%-4dn,i,j);中-要求左对齐，%-3d的输出为12空格。输出结果为12空格34空格空格。2.11有一内存空间的存储状态为11 11111111111111 ，该内存空间的值是多少？分析下面程序的运行结果。#include void main( ) short i = -1;printf(%hdn%hun, i, i); printf函数中的格式字符必须与对应的变量类型一致吗？如果可以不一致，格式字符可以是任意的吗？在上面程序的最后加一条语句printf(%fn,i);，再查看输出结果。答：解码方式不同，内存空间中数据有不同的值。程序中变量i所标示的内存空间的状态即如图所示。当以%hd格式解码时，它的值为-1,当以%hu格式解码时，它的值为65535。printf函数中的格式字符不必与对应的变量类型一致，对应的变量仅表示要解码的数据位于何处。如何解码由printf函数中的格式字符决定，所谓的printf 函数是“我的地盘我作主”。但是，格式字符也不可以是任意的。以上面为例，补码形式的16个，可以按无符号格式%hu解码，也可按有符号格式%hd解码，但不能以浮点型解码，无法把16个按浮点型解码，因此printf(%fn,i);的输出结果就出错。2.12短整型（short）变量可以用无符号短整型格式（%hu）输出。如上题中-1的输出值为65535，-2和-3的输出值是多少呢？验证你的分析，并总结一下短整型变量i为负值但用无符号短整型格式（%hu）输出时的输出规律。答：-：65535-2：65534-3：65533通过观察，规律为：变量i为负值但用无符号短整型格式（%hu）输出时的输出为65536+i。理论证明：变量i为负，则符号位为1，按有符号数格式解码时这个1表示-32768；按无符号数格式解码时，这个1表示32768,两者相差65536。原来：-32768+x=i(x=32768+i)现在值为32768x，即3276832768+i65536+i。2.13用二进制形式的科学计数法表示下面的数（尾数为纯小数）。65535，125.125，125125125.125E3，123.456，123456初始化浮点数变量时一定会出现误差吗？什么情况下才会出现误差？用写成浮点数字面量形式（123.0）的短整型整数（123）来初始化单精度浮点数变量时会出现误差吗？答：6553511111111111111110.1111111111111111E10000125.1251111101.0010.1111101001e111125125125.125E3=125125125125=1110100100010000010011110010000000101=0.1110100100010000010011110010000000101e100101123.456=1111011.0111010010111100011010101=0. 11110110111010010111100011010101e111123456=11110001001000000=0.11110001001000000e10001初始化浮点数变量时不一定会出现误差。只有十进制数的小数部分不能精确转化（如123.456）或虽然可以精确转化但浮点数没有那么大的存储空间存储（如125125125.125E3可以精确转化但转化后要37位才能准确存储其尾数，将其存入float型变量时就肯定有误差了）。短整型整数的取值范围为-32768到32767,且都能精确转化为二进制，当用指数形式表示时尾数最多要16位的存储空间，而float型的尾数有23位，可以存下，因此用写成浮点数字面量形式（123.0）的短整型整数（123）来初始化单精度浮点数变量时一定不会出现误差。2.14指出下面数据中不合法的浮点数字面量。233.0，791E+2, 2.e3, 2e3, 12e2.0, 3. ,0.791E-2, .8答：以.8为例，可以用下面的程序进制测试，能编译通过没有语法错误的就是合法的。#include void main( ) float f = .8; printf(%en, f); 不合法的有：12e2.0有同学用程序#include void main( ) float f;scanf(%f, &f); printf(%en, f); 测试时输入12e2.0，程序运行正确，就认为12e2.0也为合法的浮点型字面量。出现这种情况与scanf函数有关，当它遇到非法字符时自动停止转换，这个例子中，scanf函数遇到小数点后就停止了转换，把12e2赋值给了变量f。输入12e2.3时程序的输出依然为1.200000e+003。2.15程序 #include void main( ) float a = 702.1; printf(%en, a); 的输出为7.021000e+002,有同学觉得此时不存在误差，你的看法呢?用格式字符f再次输出变量a的值。答案：存在误差，此时小数点后有6位，在精度范围之内，好像没有误差。格式字符f再次输出变量a的值为702.099976，误差很明显。2.16 3.11+3.12等于6.23吗？查看下面程序的输出。#include void main( ) float fa = 3.11, fb = 3.12;printf(%.2fn, fa + fb); printf(%.2fn, 6.23); 把%.2f替换为%.8f和%.18f后，再次查看输出结果。查看下面输出语句的输出。printf(3.11)%.18f+(3.12)%.18f=%.18f n, fa, fb, fa+fb);printf(6.23)%.18fn, 6.23);答案：输出为：6.236.23用%.8f后的输出结果为：6.229999786.23000000用%.18f后的输出结果为：6.2299997806549072006.230000000000000400语句printf(3.11)%.18f+(3.12)%.18f=%.18f n, fa, fb, fa+fb);和printf(6.23)%.18fn, 6.23);的输出结果为：(3.11)3.109999895095825200+(3.12)3.119999885559082000=6.229999780654907200(6.23)6.230000000000000400综上所述，不等于。2.17 1 / 3 * 3 = ？ 1.0 / 3.0 * 3.0 = ？分析下面程序的输出结果。#include void main()int i = 1 / 3;float f = 1.0 / 3.0;printf(1/3 = %dt1/3*3=%dn, i, i * 3);printf(1.0/3.0=%ft1.0/3.0*3.0=%.10fn, f, f * 3.0);printf(1.0/3.0*3.0=%.10fn, 1.0/3.0*3.0);答案：1 / 3 * 3 = 0 * 3 01.0 / 3.0 * 3.0 = 1计算机在计算1.0 / 3.0 * 3.0时有优化，使得结果为。2.18根据double型的精度和取值范围，估算double型的尾数和阶码各占多少位。答案：10-162-xx15/2，即53x50。103082x可得x=308/21023，码长11位时，取值范围为-1024至1023。故double型的尾数占53位和阶码占11位，共64位，8个字节。2.19 sizeof是一个操作符，可以返回一个变量或者数据类型所占的内存字节数。分析下面程序的运行结果。#include void main( )int i = 5;printf(int(Bytes):%dn, sizeof i);printf(long double(Bytes):%dn, sizeof(long double);答案：可见VC6.0中，int型占4个字节，long double型占8个字节。001011100112.20有一内存单元的存元储状态为，该内存单元存储的是什么数据？分析下面程序的运行结果。#include void main()char ca = 9, cb = 57; printf(%3d%3cn, ca, ca); printf(%3d%3cn, cb, cb);从程序的可读性角度分析，哪种字符变量的初始化方法较好？答案：内存单元存储的是什么数据与其编码格式相关，当认为其为整数的补码时，存储是整数57；当认为其为字符的ASCII型，存储是字符9。从程序的运行结果可知，变量ca和cb的存储状态完全一样。从程序的可读性角度分析，应使用char ca = 9的方式初始化字符变量。2.21 分析下面程序的输出，总结转义序列t、b和r的作用。#include void main( ) printf(%dt%dt%dn, 23, 23, 23);printf(%dt%dt%dn, 232323, 123456789, 23);printf(%db%dn, 23, 56);printf(%dr%dn, 123, 56);答案：输出t与按下Tab键的效果相同。按下Tab键时，光标会向右移动，但它不是移动1个字符或者是固定的几个字符，它会移动到下一个8n+1位置（n为自然数）。b退格，将输出位置移到前一列，故printf(%db%dn, 23, 56);的输出为256（3被5“覆盖”了）。r回车，将输出位置移到本行开头，故printf(%dr%dn, 123, 56);的输出为563（12被56“覆盖”了）。2.22 用户输入zzj回车时，分析下面程序的运行情况，并与例2-11比较。#include void main( )char ca, cb;ca = getchar( );cb = getchar( );putchar(ca);putchar(cb);语句cb = getchar( );中的getchar函数让用户输入了吗？用户“多余”的输入会“丢失”吗？scanf函数有类似的现象吗？编程验证。答案：程序的输出为：可见，语句cb = getchar( );中的getchar函数没有让用户输入，因此，用户“多余”的输入不会“丢失”。可见，scanf函数也有类似的现象。2.23分析下面程序的运行情况。#include void main()int x, y;char ca, cb;scanf(%d%d, &x, &y);ca = getchar();cb = getchar();printf(%3d%3dn, x, y);printf(%3d%3cn, ca, cb);输入为：5 23回车6回车输出为： 5 23 10 6注意：用户的输入会放置在“输入缓冲区”中，scanf函数和getchar函数共用一个输入缓冲区。程序开始运行时，输入缓冲区为空。输入函数执行时会先访问输入缓冲区，有数据时取走数据并返回，没有数据时等待用户输入数据。只有输入函数取走了数据，相关的用户输入才会从缓冲区中移出。10是哪个字符的ASCII码？用户第一次输入结束后，“输入缓冲区”中依次为5空格23和回车符，scanf函数获得用户输入时，先“取走”了5并赋值给变量x，又“取走”并忽略了空格，最后“取走”了23并赋值给变量y，当scanf函数返回时“输入缓冲区”中还剩有一个换行符。答案：因此当语句ca = getchar();执行时，getchar会访问“输入缓冲区”并把剩下的换行符返回给变量ca。当语句cb = getchar();执行时，getchar也会访问“输入缓冲区”，发现其中为空后请求用户输入数据。用户输入6后，getchar返回并把字符6赋值给变量cb。因此printf(%3d%3cn, ca, cb);的输出为“ 10 6”，其中10为字符变量ca存储字符的（换行符）ASCII码。2.24字符变量可以进行加减运算吗？分析下面程序的运行结果。#include void main()char ca = c;short i = H;putchar(ca - 32);putchar(i);putchar(i - (a - A);putchar(72);printf(A!n加油!n);答案：可见，字符变量可以进行加减运算。程序中通过加减运算，把小写字符变成了大写字符。2.25字符型字面量可以进行乘除运算吗？A * 3 = ？请编程验证。C语言中允许在char类型前加上修饰符signed（有符号）和unsigned（无符号）。signed char的取值范围是-128127，而unsigned char的取值范围是0255。在VC6.0中，char类型的取值范围是多少呢？编程验证。你同意C语言中char类型就是码长为1个字节的整型这个观点吗？答案：可见，字符型字面量可以进行乘除运算，不过字符型的乘除运算通常无意义。验证VC6中char型变量取值范围的程序如下：验证程序先把-11赋值给变量ca，如果ca为“无符号”的，则它在计算时的值为正数。如果ca大于0,则它除以-3的商为负值，则余数为ca-商-3,结果大于0。如果ca小于0,则它除以-3的商为正值，则余数为ca-商-3,结果小于0。程序的输出为-2,显然ca为负值。VC6中char型变量取值范围为-128127,为“有符号”数。特别注意：不能用类似printf(”%dn”, ca);的语句判断变量ca的正负。可以把C语言中char类型看成码长为1个字节的整型。2.26阶乘函数的功能就是求一个整数的阶乘，输入一个整数，输出该整数的阶乘，但是整数的阶乘通常较大。用 short作函数返回值类型时，阶乘函数最大能正确输出哪个整数的阶乘？分别unsigned short、long、unsigned long、float和double作函数返回值类型时，情况又怎样呢？答案：short型最大取值为32767, 7！=5040，8！=40320，它只能输出7的阶乘。unsigned short型最大取值为65535, 9！=362880，它只能输出8的阶乘。long型最大取值为21亿多, 12！=479001600,13！=6227020800，它只能输出12的阶乘。unsigned long型最大取值为42亿多, 12！=479001600,13！=6227020800，它只能输出12的阶乘。float型的最大取值虽然很大，但是精度只能保证6-7位，由程序的输出可知，14！=87178291200已经出错，它只能输出13的阶乘。double型的精度只能保证15-16位，由程序的输出可知，22!=1124000727777607680000,23!= 25852016738884976640000已经出错，它只能输出22的阶乘。
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