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(shí)候心里想的都是“不就是寫幾個(gè)C程序嗎”。但真正動(dòng)手做了幾道之后你會(huì)發(fā)現(xiàn)第二周的題目設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)讓你學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)的方式去描述一個(gè)計(jì)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(huì)C語言了結(jié)果第二周第一道題就卡住——因?yàn)轭}目要求你計(jì)算一個(gè)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(gè)初學(xué)者都會(huì)踩一遍。第二周的題目通常包含這幾類溫度轉(zhuǎn)換、時(shí)間換算、求平均值、計(jì)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(huì)暴露出一堆問題輸入格式不對(duì)、輸出格式差一個(gè)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(shí)候會(huì)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(huì)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(shí)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(shí)間。2. 核心知識(shí)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(huì)涉及除法。比如“輸入兩個(gè)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(shí)候輸出是2而不是2.5。原因很簡單兩個(gè)整數(shù)相除結(jié)果還是整數(shù)小數(shù)部分直接被截?cái)?。這不是bug這是C語言的規(guī)則。很多初學(xué)者在這里會(huì)懵覺得計(jì)算機(jī)算錯(cuò)了。其實(shí)計(jì)算機(jī)沒錯(cuò)是你沒告訴它你要的是小數(shù)。正確的做法是把其中一個(gè)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(gè)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(huì)輸出六位導(dǎo)致格式錯(cuò)誤。這種格式錯(cuò)誤在在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)里是直接判錯(cuò)的哪怕你的計(jì)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(gè)細(xì)節(jié)在第二周就會(huì)用到記錯(cuò)了就會(huì)讀入錯(cuò)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(gè)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(hào)分隔而你寫了空格那么第二個(gè)變量就不會(huì)被正確賦值程序會(huì)用一個(gè)垃圾值去計(jì)算結(jié)果自然不對(duì)。我當(dāng)時(shí)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(gè)習(xí)慣看起來笨但能幫你省下大量時(shí)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(gè)數(shù)。如果返回值不等于你期望的個(gè)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(yàn)但養(yǎng)成檢查返回值的習(xí)慣以后寫復(fù)雜程序會(huì)輕松很多。2.3 運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)為什么你的表達(dá)式總算錯(cuò)第二周會(huì)涉及一些數(shù)學(xué)公式比如計(jì)算(ab)*c或者ab*c。如果你不熟悉運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)很容易寫錯(cuò)。C語言里*、/、%的優(yōu)先級(jí)高于和-而括號(hào)的優(yōu)先級(jí)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(gè)容易被忽略的點(diǎn)賦值運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)很低。比如a b c * d是先算c*d再算b最后賦值給a。這個(gè)一般不會(huì)錯(cuò)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(huì)用到這么復(fù)雜的賦值但理解優(yōu)先級(jí)對(duì)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(gè)攝氏溫度輸出對(duì)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(gè)陷阱如果你寫C * 9 / 5而C是整數(shù)那么9/5會(huì)先算成1結(jié)果就完全錯(cuò)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(píng)測(cè)系統(tǒng)要求輸出末尾有換行沒有的話會(huì)判格式錯(cuò)誤。這個(gè)細(xì)節(jié)在第一周可能不會(huì)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(cuò)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(huì)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(shí)間換算整數(shù)除法和取模的經(jīng)典組合時(shí)間換算題目通常是“輸入一個(gè)秒數(shù)輸出對(duì)應(yīng)的小時(shí)、分鐘和秒”。比如輸入3661輸出1小時(shí)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(shí)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(gè)思路可以推廣到任何單位換算的題目比如“輸入一個(gè)天數(shù)輸出多少周零幾天”。我當(dāng)時(shí)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(shí)1分1秒。格式不對(duì)邏輯再對(duì)也是零分。所以做這類題的時(shí)候先把輸出格式看清楚再動(dòng)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(gè)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(gè)隱藏問題如果abc的值很大比如三個(gè)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(gè)10億那么abc就會(huì)溢出。第二周的題目一般不會(huì)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?yàn)閒loat會(huì)自動(dòng)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(gè)三位數(shù)輸出它的百位、十位和個(gè)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(gè)位。這個(gè)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(shí)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(duì)了。第二周的題目一般不會(huì)涉及負(fù)數(shù)但如果你以后遇到記得先取絕對(duì)值或者單獨(dú)處理符號(hào)。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(cuò)這是初學(xué)者最常遇到的問題。原因通常有三個(gè)第一輸出格式不對(duì)。本地跑的時(shí)候你看到結(jié)果對(duì)了就以為沒問題但在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)是逐字符比對(duì)的。多一個(gè)空格、少一個(gè)換行、小數(shù)位數(shù)不對(duì)都會(huì)判錯(cuò)。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(duì)照。第二輸入格式不對(duì)。題目要求輸入用空格分隔你寫了逗號(hào)或者題目要求先輸入一個(gè)整數(shù)再輸入一個(gè)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(duì)。解決辦法是定義變量時(shí)直接初始化比如int sum 0;。4.2 常見錯(cuò)誤速查表錯(cuò)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?cái)喟巡僮鲾?shù)轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)數(shù)輸出格式錯(cuò)誤空格、換行、小數(shù)位數(shù)不對(duì)逐字對(duì)照題目要求讀入數(shù)據(jù)錯(cuò)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(shí)賦初值程序崩潰數(shù)組越界或指針錯(cuò)誤第二周一般不會(huì)遇到檢查循環(huán)邊界計(jì)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(gè)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(shí)候幾乎每道題都會(huì)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(píng)測(cè)系統(tǒng)對(duì)多余輸出是零容忍的哪怕你的計(jì)算結(jié)果正確多一行調(diào)試信息也會(huì)判錯(cuò)。5. 從第二周看C語言學(xué)習(xí)的正確姿勢(shì)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(gè)特定的技能點(diǎn)。溫度轉(zhuǎn)換訓(xùn)練浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算時(shí)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(shí)候就會(huì)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(huì)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(huì)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(shí)間換算你理解了“總秒數(shù)除以3600得到小時(shí)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(shí)、分鐘還是秒你都能靈活應(yīng)對(duì)。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(shí)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(shí)間換算用total_seconds、hours、minutes、seconds。這樣即使過了一個(gè)月再看代碼你也能快速理解?？s進(jìn)用四個(gè)空格或者一個(gè)Tab保持一致性。注釋不用多但關(guān)鍵步驟寫一句比如// 計(jì)算小時(shí)數(shù)以后回頭看會(huì)感謝自己。5.4 在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)的提交策略第二周的題目一般是在線評(píng)測(cè)提交后立刻出結(jié)果。我的策略是先本地測(cè)試再提交。本地測(cè)試的時(shí)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(cuò)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(huì)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(píng)測(cè)系統(tǒng)對(duì)時(shí)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(huì)卡這些。如果你提交后提示“運(yùn)行超時(shí)”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(jì)算”到“描述計(jì)算過程”第二周的題目表面上是在做數(shù)學(xué)計(jì)算實(shí)際上是在訓(xùn)練你用計(jì)算機(jī)的方式描述一個(gè)計(jì)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(huì)不會(huì)被截?cái)?、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(gè)大問題拆成若干個(gè)小步驟每一步都用計(jì)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(shí)間換算你先算小時(shí)再算分鐘最后算秒每一步都是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)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(gè)結(jié)構(gòu)讀入數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、輸出結(jié)果。這個(gè)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(shí)候你要考慮數(shù)據(jù)的類型、格式、范圍。處理數(shù)據(jù)的時(shí)候你要考慮算法、精度、邊界。輸出結(jié)果的時(shí)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(shí)候就會(huì)輕松很多。6.3 錯(cuò)誤處理從第二周開始培養(yǎng)意識(shí)第二周的題目一般不會(huì)要求你做錯(cuò)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(xiàng)目的時(shí)候用戶輸入什么都有可能如果你不做檢查程序就會(huì)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(cuò)誤是最冤的丟分我當(dāng)年做第二周題目的時(shí)候有一道題是“輸入一個(gè)整數(shù)輸出它的絕對(duì)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(cuò)。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(gè)字符導(dǎo)致整道題零分。從那以后我每次提交前都會(huì)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(gè)容易被忽略的問題第二周的題目一般不會(huì)涉及大數(shù)運(yùn)算但如果你做“求兩個(gè)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(gè)100000相乘結(jié)果是10000000000超出了int的范圍就會(huì)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(gè)知識(shí)點(diǎn)第二周可能不會(huì)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(huì)涉及浮點(diǎn)數(shù)比較但如果你做“判斷兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)是否相等”這類題目千萬不要用。因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)里是近似存儲(chǔ)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(gè)很小的數(shù)比如1e-6if (fabs(a - b) 1e-6) { printf(相等\n); }這個(gè)知識(shí)點(diǎn)以后會(huì)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(gè)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(gè)清單看起來簡單但能幫你避免90%的低級(jí)錯(cuò)誤。我當(dāng)年如果早點(diǎn)有這個(gè)清單能省下不少時(shí)間。7.5 從第二周往后看基礎(chǔ)不牢地動(dòng)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(huì)學(xué)循環(huán)第四周會(huì)學(xué)數(shù)組第五周會(huì)學(xué)函數(shù)第六周會(huì)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(shí)候就會(huì)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(dòng)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(gè)小技巧如果你在做第二周題目的時(shí)候卡住了先把題目要求用中文寫一遍再把每一步的計(jì)算過程用中文寫一遍最后再翻譯成C語言。這個(gè)“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。