1. 從題目到思維第二周編程題到底在練什么很多人第一次打開這套編程題的時候心里想的都是“不就是寫幾個C程序嗎”。但真正動手做了幾道之后你會發(fā)現(xiàn)第二周的題目設(shè)計其實(shí)很有講究。它不像第一周那樣只是讓你熟悉編譯環(huán)境和最基本的輸入輸出而是開始逼著你去理解變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、表達(dá)式這幾個C語言最底層的東西。說白了這一周的核心目標(biāo)只有一個讓你學(xué)會用計算機(jī)的方式去描述一個計算過程。我見過不少同學(xué)第一周跑通了“Hello World”就覺得自己會C語言了結(jié)果第二周第一道題就卡住——因為題目要求你計算一個數(shù)學(xué)表達(dá)式的結(jié)果而你不清楚整數(shù)除法和浮點(diǎn)數(shù)除法的區(qū)別也不清楚%運(yùn)算符到底能用在什么類型上。這些坑幾乎每一個初學(xué)者都會踩一遍。第二周的題目通常包含這幾類溫度轉(zhuǎn)換、時間換算、求平均值、計算圓的面積和周長、數(shù)字拆分、簡單數(shù)學(xué)公式求解?？雌饋矶际切W(xué)數(shù)學(xué)水平但用C語言寫出來就會暴露出一堆問題輸入格式不對、輸出格式差一個空格、整數(shù)溢出、精度丟失、變量沒初始化……這些問題在以后寫大程序的時候會放大一百倍所以第二周其實(shí)是在幫你打地基。這篇文章我會把第二周編程題里最典型的幾類題目拆開來講不光告訴你代碼怎么寫更重要的是告訴你為什么這么寫以及我當(dāng)時踩過哪些坑。如果你正在做這套題或者剛開始學(xué)C語言這篇內(nèi)容應(yīng)該能幫你省下不少調(diào)試時間。2. 核心知識點(diǎn)拆解變量、類型與輸入輸出2.1 為什么int和float的區(qū)別在第二周就變得致命第二周很多題目都會涉及除法。比如“輸入兩個整數(shù)輸出它們的商”。如果你寫的是int a, b; scanf(%d %d, a, b); printf(%d, a / b);那么當(dāng)輸入是5 2的時候輸出是2而不是2.5。原因很簡單兩個整數(shù)相除結(jié)果還是整數(shù)小數(shù)部分直接被截斷。這不是bug這是C語言的規(guī)則。很多初學(xué)者在這里會懵覺得計算機(jī)算錯了。其實(shí)計算機(jī)沒錯是你沒告訴它你要的是小數(shù)。正確的做法是把其中一個操作數(shù)轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)數(shù)printf(%.2f, (float)a / b);或者直接定義成float或double類型。這里還有一個細(xì)節(jié)%.2f表示保留兩位小數(shù)如果題目要求輸出兩位小數(shù)你寫成%f就會輸出六位導(dǎo)致格式錯誤。這種格式錯誤在在線評測系統(tǒng)里是直接判錯的哪怕你的計算邏輯完全正確。注意float和double在scanf和printf里的格式符不一樣。float用%fdouble用%lfscanf和%fprintf。這個細(xì)節(jié)在第二周就會用到記錯了就會讀入錯誤的數(shù)據(jù)。2.2scanf的返回值你檢查過嗎第二周的題目通常輸入格式很固定比如“輸入一行包含兩個整數(shù)用空格分隔”。但如果你寫的scanf格式和題目要求不匹配比如題目要求用逗號分隔而你寫了空格那么第二個變量就不會被正確賦值程序會用一個垃圾值去計算結(jié)果自然不對。我當(dāng)時的習(xí)慣是寫完scanf之后先打印一下讀到的值確認(rèn)沒問題再繼續(xù)寫后面的邏輯。這個習(xí)慣看起來笨但能幫你省下大量時間。比如int a, b; scanf(%d %d, a, b); printf(a%d, b%d\n, a, b); // 調(diào)試用提交前刪掉另外scanf的返回值是成功讀入的變量個數(shù)。如果返回值不等于你期望的個數(shù)說明輸入格式有問題。雖然第二周的題目一般不需要做輸入校驗但養(yǎng)成檢查返回值的習(xí)慣以后寫復(fù)雜程序會輕松很多。2.3 運(yùn)算符優(yōu)先級為什么你的表達(dá)式總算錯第二周會涉及一些數(shù)學(xué)公式比如計算(ab)*c或者ab*c。如果你不熟悉運(yùn)算符優(yōu)先級很容易寫錯。C語言里*、/、%的優(yōu)先級高于和-而括號的優(yōu)先級最高。所以ab*c是先算b*c再算a而(ab)*c是先算ab再算*c。還有一個容易被忽略的點(diǎn)賦值運(yùn)算符的優(yōu)先級很低。比如a b c * d是先算c*d再算b最后賦值給a。這個一般不會錯但如果你寫a b c它是從右往左結(jié)合的先把c賦給b再把b的值賦給a。第二周雖然不會用到這么復(fù)雜的賦值但理解優(yōu)先級對后面寫條件判斷很有幫助。3. 典型題目實(shí)戰(zhàn)從溫度轉(zhuǎn)換到數(shù)字拆分3.1 溫度轉(zhuǎn)換浮點(diǎn)數(shù)輸入輸出的標(biāo)準(zhǔn)模板溫度轉(zhuǎn)換是第二周最經(jīng)典的題目之一。通常是要求輸入一個攝氏溫度輸出對應(yīng)的華氏溫度或者反過來。公式是F C * 9 / 5 32?？雌饋砗芎唵蔚@里有一個陷阱如果你寫C * 9 / 5而C是整數(shù)那么9/5會先算成1結(jié)果就完全錯了。正確的寫法是C * 9.0 / 5.0 32或者把C定義成double。#include stdio.h int main() { double c, f; scanf(%lf, c); f c * 9.0 / 5.0 32.0; printf(%.2f\n, f); return 0; }這段代碼里%.2f表示保留兩位小數(shù)\n表示換行。很多在線評測系統(tǒng)要求輸出末尾有換行沒有的話會判格式錯誤。這個細(xì)節(jié)在第一周可能不會強(qiáng)調(diào)但第二周開始就要養(yǎng)成習(xí)慣。實(shí)操心得如果你不確定題目要求保留幾位小數(shù)先按兩位小數(shù)提交如果錯了再試一位或六位。但更好的做法是仔細(xì)讀題題目里一般會寫“保留兩位小數(shù)”或者“輸出精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位”。3.2 時間換算整數(shù)除法和取模的經(jīng)典組合時間換算題目通常是“輸入一個秒數(shù)輸出對應(yīng)的小時、分鐘和秒”。比如輸入3661輸出1小時1分1秒。這道題的核心是整數(shù)除法和取模運(yùn)算。#include stdio.h int main() { int total, h, m, s; scanf(%d, total); h total / 3600; m (total % 3600) / 60; s total % 60; printf(%d %d %d\n, h, m, s); return 0; }這里total / 3600得到小時數(shù)total % 3600得到剩下的秒數(shù)再除以60得到分鐘數(shù)最后total % 60得到秒數(shù)。這個思路可以推廣到任何單位換算的題目比如“輸入一個天數(shù)輸出多少周零幾天”。我當(dāng)時的坑是忘了處理輸出格式。題目可能要求輸出1:1:1而不是1 1 1或者要求輸出1小時1分1秒。格式不對邏輯再對也是零分。所以做這類題的時候先把輸出格式看清楚再動手寫代碼。3.3 求平均值浮點(diǎn)數(shù)精度和類型轉(zhuǎn)換求平均值題目通常是“輸入三個整數(shù)輸出它們的平均值保留兩位小數(shù)”。這道題的坑在于如果你寫(abc)/3結(jié)果是整數(shù)除法小數(shù)部分丟失。正確的寫法是(abc)/3.0或者(float)(abc)/3。#include stdio.h int main() { int a, b, c; double avg; scanf(%d %d %d, a, b, c); avg (a b c) / 3.0; printf(%.2f\n, avg); return 0; }這里還有一個隱藏問題如果abc的值很大比如三個1000000那么abc是3000000在int范圍內(nèi)沒問題。但如果題目給的范圍更大比如三個10億那么abc就會溢出。第二周的題目一般不會這么極端但養(yǎng)成用double或者long long的習(xí)慣沒壞處。注意3.0是double類型3.0f是float類型。在printf里double用%ffloat用%f也可以因為float會自動提升為double。但在scanf里float必須用%fdouble必須用%lf不能混。3.4 數(shù)字拆分取模和除法的反復(fù)運(yùn)用數(shù)字拆分題目通常是“輸入一個三位數(shù)輸出它的百位、十位和個位”。比如輸入123輸出1 2 3。這道題的核心是#include stdio.h int main() { int n, b, s, g; scanf(%d, n); b n / 100; s (n / 10) % 10; g n % 10; printf(%d %d %d\n, b, s, g); return 0; }這里n/100得到百位(n/10)%10得到十位n%10得到個位。這個思路可以推廣到任意位數(shù)的拆分比如四位數(shù)、五位數(shù)。關(guān)鍵是理解整數(shù)除法是向下取整而取模是取余數(shù)。我當(dāng)時的坑是忘了考慮負(fù)數(shù)。如果輸入是-123那么-123/100是-1-123%10是-3輸出就不對了。第二周的題目一般不會涉及負(fù)數(shù)但如果你以后遇到記得先取絕對值或者單獨(dú)處理符號。4. 常見問題與排查技巧實(shí)錄4.1 為什么我的程序在本地能跑提交就錯這是初學(xué)者最常遇到的問題。原因通常有三個第一輸出格式不對。本地跑的時候你看到結(jié)果對了就以為沒問題但在線評測系統(tǒng)是逐字符比對的。多一個空格、少一個換行、小數(shù)位數(shù)不對都會判錯。解決辦法是仔細(xì)讀題把輸出格式要求抄下來寫完代碼后逐字對照。第二輸入格式不對。題目要求輸入用空格分隔你寫了逗號或者題目要求先輸入一個整數(shù)再輸入一個字符串你順序搞反了。解決辦法是先用printf把讀到的值打印出來確認(rèn)無誤再繼續(xù)。第三變量沒初始化。比如你定義了int sum;然后直接sum a;sum的初始值是垃圾值結(jié)果自然不對。解決辦法是定義變量時直接初始化比如int sum 0;。4.2 常見錯誤速查表錯誤現(xiàn)象可能原因解決辦法輸出結(jié)果差一點(diǎn)整數(shù)除法截斷把操作數(shù)轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)數(shù)輸出格式錯誤空格、換行、小數(shù)位數(shù)不對逐字對照題目要求讀入數(shù)據(jù)錯誤scanf格式符不匹配檢查%d、%f、%lf結(jié)果隨機(jī)變化變量未初始化定義時賦初值程序崩潰數(shù)組越界或指針錯誤第二周一般不會遇到檢查循環(huán)邊界計算結(jié)果溢出int范圍不夠改用long long或double4.3 調(diào)試技巧打印中間變量第二周的題目邏輯簡單但如果你卡住了最快的辦法是在關(guān)鍵步驟后打印中間變量。比如printf(a%d, b%d, sum%d\n, a, b, sum);這樣你能看到每一步的值是否符合預(yù)期。如果不符合問題就出在上一步。這個技巧看起來笨但比盯著代碼發(fā)呆有效得多。我當(dāng)年做第二周題目的時候幾乎每道題都會打印中間變量確認(rèn)無誤后再刪掉調(diào)試語句提交。實(shí)操心得提交前一定要把調(diào)試用的printf刪掉或者注釋掉。有些在線評測系統(tǒng)對多余輸出是零容忍的哪怕你的計算結(jié)果正確多一行調(diào)試信息也會判錯。5. 從第二周看C語言學(xué)習(xí)的正確姿勢5.1 不要跳過任何一道題第二周的題目看起來簡單但每一道都在訓(xùn)練一個特定的技能點(diǎn)。溫度轉(zhuǎn)換訓(xùn)練浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算時間換算訓(xùn)練整數(shù)除法和取模求平均值訓(xùn)練類型轉(zhuǎn)換數(shù)字拆分訓(xùn)練取模和除法的組合。如果你跳過其中一道后面遇到類似問題的時候就會卡住。我見過不少同學(xué)覺得題目太簡單直接抄答案提交結(jié)果到了第三周、第四周題目難度上來了就完全跟不上。原因就是第二周的基礎(chǔ)沒打牢。C語言的學(xué)習(xí)是層層遞進(jìn)的第二周沒搞懂的東西后面一定會以更復(fù)雜的形式出現(xiàn)。5.2 理解比記憶更重要第二周的題目涉及很多公式和格式比如F C * 9 / 5 32、h total / 3600、b n / 100。這些公式如果你死記硬背換一道題就不會了。但如果你理解了背后的原理——浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、整數(shù)除法、取模運(yùn)算——那么不管題目怎么變你都能自己推導(dǎo)出來。比如時間換算你理解了“總秒數(shù)除以3600得到小時數(shù)余數(shù)再除以60得到分鐘數(shù)最后余數(shù)就是秒數(shù)”那么不管題目是換算成天、小時、分鐘還是秒你都能靈活應(yīng)對。5.3 養(yǎng)成好習(xí)慣縮進(jìn)、注釋、命名第二周的代碼很短很多人覺得沒必要注意代碼風(fēng)格。但習(xí)慣是從一開始養(yǎng)成的。如果你現(xiàn)在寫代碼不縮進(jìn)、變量名用a、b、c、x、y、z那么到了后面寫幾百行的程序時你自己都看不懂自己寫了什么。我的建議是變量名盡量有意義。比如溫度轉(zhuǎn)換用celsius和fahrenheit時間換算用total_seconds、hours、minutes、seconds。這樣即使過了一個月再看代碼你也能快速理解?？s進(jìn)用四個空格或者一個Tab保持一致性。注釋不用多但關(guān)鍵步驟寫一句比如// 計算小時數(shù)以后回頭看會感謝自己。5.4 在線評測系統(tǒng)的提交策略第二周的題目一般是在線評測提交后立刻出結(jié)果。我的策略是先本地測試再提交。本地測試的時候把題目給的樣例輸入跑一遍確認(rèn)輸出和樣例一致。如果樣例過了再提交。如果提交后判錯先檢查輸出格式再檢查邊界情況。邊界情況包括輸入為0、輸入為負(fù)數(shù)、輸入為最大值、輸入為最小值。第二周的題目一般不會這么刁鉆但養(yǎng)成考慮邊界的習(xí)慣以后受益無窮。注意有些在線評測系統(tǒng)對時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度有要求但第二周的題目一般不會卡這些。如果你提交后提示“運(yùn)行超時”那可能是你的程序里有死循環(huán)檢查一下while或for的終止條件。6. 第二周題目背后的編程思維6.1 從“計算”到“描述計算過程”第二周的題目表面上是在做數(shù)學(xué)計算實(shí)際上是在訓(xùn)練你用計算機(jī)的方式描述一個計算過程。數(shù)學(xué)里你可以寫F C * 9 / 5 32但在C語言里你必須考慮C是什么類型、9/5會不會被截斷、結(jié)果怎么輸出。這就是編程思維和數(shù)學(xué)思維的區(qū)別。編程思維的核心是把一個大問題拆成若干個小步驟每一步都用計算機(jī)能理解的方式表達(dá)出來。第二周的題目雖然小但已經(jīng)包含了這種思維的雛形。比如時間換算你先算小時再算分鐘最后算秒每一步都是一個獨(dú)立的計算組合起來就是完整的結(jié)果。6.2 輸入、處理、輸出程序的基本結(jié)構(gòu)第二周的所有題目都遵循同一個結(jié)構(gòu)讀入數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、輸出結(jié)果。這個結(jié)構(gòu)是幾乎所有程序的基礎(chǔ)。你以后寫再復(fù)雜的程序本質(zhì)上也是這三步只是每一步變得更復(fù)雜而已。讀入數(shù)據(jù)的時候你要考慮數(shù)據(jù)的類型、格式、范圍。處理數(shù)據(jù)的時候你要考慮算法、精度、邊界。輸出結(jié)果的時候你要考慮格式、精度、換行。第二周的題目把這三點(diǎn)都涉及到了只是規(guī)模很小。如果你能把第二周的每一道題都吃透后面學(xué)循環(huán)、數(shù)組、函數(shù)、指針的時候就會輕松很多。6.3 錯誤處理從第二周開始培養(yǎng)意識第二周的題目一般不會要求你做錯誤處理比如輸入非法字符怎么辦、除數(shù)為零怎么辦。但你可以自己加一些檢查比如if (b 0) { printf(除數(shù)不能為零\n); return 1; }這樣做的好處是你養(yǎng)成了考慮異常情況的習(xí)慣。以后寫實(shí)際項目的時候用戶輸入什么都有可能如果你不做檢查程序就會崩潰。第二周雖然不要求但你可以自己加當(dāng)作練習(xí)。7. 我當(dāng)年踩過的坑和總結(jié)的技巧7.1 格式錯誤是最冤的丟分我當(dāng)年做第二周題目的時候有一道題是“輸入一個整數(shù)輸出它的絕對值”。我寫了int n; scanf(%d, n); if (n 0) n -n; printf(%d, n);邏輯完全正確但提交后判錯。我檢查了半天最后發(fā)現(xiàn)題目要求輸出后換行而我忘了寫\n。就這么一個字符導(dǎo)致整道題零分。從那以后我每次提交前都會檢查輸出格式確認(rèn)換行、空格、小數(shù)位數(shù)都符合要求。7.2 整數(shù)溢出一個容易被忽略的問題第二周的題目一般不會涉及大數(shù)運(yùn)算但如果你做“求兩個整數(shù)的乘積”這類題目就要注意溢出了。比如int的范圍是-2147483648到2147483647如果兩個100000相乘結(jié)果是10000000000超出了int的范圍就會溢出。解決辦法是用long longlong long a, b; scanf(%lld %lld, a, b); printf(%lld\n, a * b);long long的范圍是-9223372036854775808到9223372036854775807足夠應(yīng)付第二周的所有題目。這個知識點(diǎn)第二周可能不會考但提前知道沒壞處。7.3 浮點(diǎn)數(shù)比較不要用第二周可能不會涉及浮點(diǎn)數(shù)比較但如果你做“判斷兩個浮點(diǎn)數(shù)是否相等”這類題目千萬不要用。因為浮點(diǎn)數(shù)在計算機(jī)里是近似存儲的0.1 0.2不等于0.3。正確的做法是判斷它們的差值是否小于一個很小的數(shù)比如1e-6if (fabs(a - b) 1e-6) { printf(相等\n); }這個知識點(diǎn)以后會經(jīng)常用到第二周先了解一下。7.4 提交前的檢查清單我總結(jié)了一個提交前的檢查清單每次提交前都過一遍輸出格式是否和題目要求完全一致空格、換行、小數(shù)位數(shù)變量是否都初始化了整數(shù)除法是否需要轉(zhuǎn)浮點(diǎn)數(shù)是否有調(diào)試用的printf沒刪掉邊界情況是否考慮到了0、負(fù)數(shù)、最大值代碼是否縮進(jìn)整齊、變量名是否有意義這個清單看起來簡單但能幫你避免90%的低級錯誤。我當(dāng)年如果早點(diǎn)有這個清單能省下不少時間。7.5 從第二周往后看基礎(chǔ)不牢地動山搖第二周的題目雖然簡單但它們是后面所有內(nèi)容的基礎(chǔ)。第三周會學(xué)循環(huán)第四周會學(xué)數(shù)組第五周會學(xué)函數(shù)第六周會學(xué)指針。如果你第二周的變量、類型、運(yùn)算符沒搞懂后面學(xué)循環(huán)的時候就會卡在“循環(huán)變量是什么類型”“循環(huán)條件怎么寫”這些問題上。我的建議是第二周的每一道題都自己動手寫一遍不要抄答案。寫完之后再想想有沒有別的寫法比如用不同的數(shù)據(jù)類型、不同的運(yùn)算符組合。這樣你才能真正理解C語言的運(yùn)作方式而不是死記硬背幾行代碼。最后分享一個小技巧如果你在做第二周題目的時候卡住了先把題目要求用中文寫一遍再把每一步的計算過程用中文寫一遍最后再翻譯成C語言。這個“中文到代碼”的翻譯過程就是編程思維的核心。練多了之后你看到題目就能直接寫出代碼不需要中間步驟了。