2024-2025-1 20241413 《计算机基础与程序设计》第七周学习总结

教材学习内容总结
《计算机科学概论》第八章
数组与链表：

数组：一种线性数据结构，用于存储固定大小的相同类型的元素。数组中的元素可以通过索引直接访问，这使得访问元素非常快速。但是，数组的大小在创建时就固定了，因此在需要动态调整大小时不太灵活。
链表：另一种线性数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含数据部分和指向下一个节点的指针。链表的大小可以动态调整，插入和删除操作也相对简单，但访问特定元素需要从头开始遍历链表，因此访问速度较慢。
基于数组和基于链表实现数据结构：

基于数组的数据结构：如动态数组（例如C++中的vector或Java中的ArrayList），允许在数组中动态添加或删除元素，通常通过重新分配内存来实现。
基于链表的数据结构：如单链表、双向链表和循环链表，它们通过指针连接元素，使得插入和删除操作更加灵活。
无序表与有序表：

无序表：元素没有特定的顺序，常见的实现包括哈希表和无序链表。
有序表：元素按照特定的顺序排列，如升序或降序。常见的实现包括有序数组、二叉搜索树和跳表。
树：

树是一种层次结构的数据结构，由节点组成，每个节点有零个或多个子节点。树的常见类型包括二叉树、平衡树（如AVL树）、B树和B+树等。树结构在表示层次关系和进行快速搜索方面非常有用。
图：

图是一种复杂的数据结构，用于表示元素之间的一对多关系。图可以是无向的或有向的，并且可以是加权的或无权的。图的常见类型包括邻接矩阵和邻接表。图的应用包括网络分析、路径查找（如Dijkstra算法和A*搜索算法）和图论问题。
子程序与参数：

子程序：也称为函数或方法，是一段可以重复使用的代码，用于执行特定的任务。子程序可以接收输入（参数），执行一些操作，并返回结果。
参数：传递给子程序的值，可以是输入参数（子程序使用这些值进行计算）或输出参数（子程序将结果存储在这些值中）。
子程序的调用通常涉及参数的传递，可以是按值传递或按引用传递。按值传递意味着传递给子程序的是参数的副本，而按引用传递意味着子程序可以直接修改原始数据。

《C语言程序设计》第六章
条件语句：

if语句：用于基于条件执行不同的代码块。基本形式包括if、if-else和if-else if-else结构。
switch语句：用于基于变量值执行不同的代码块，适用于有多个条件的情况。
循环结构：

for循环：用于在给定条件下重复执行代码块，通常用于已知迭代次数的情况。
while循环：在条件为真时重复执行代码块，适用于迭代次数未知的情况。
do-while循环：至少执行一次代码块，然后在条件为真时重复执行，与while循环的主要区别在于条件检查的位置。
循环控制语句：

break语句：用于立即退出循环，无论循环条件如何。
continue语句：用于跳过当前迭代的剩余部分，直接开始下一次迭代。
goto语句：允许程序跳转到程序中的另一个标签位置，通常不推荐使用，因为它可能导致代码难以理解和维护。
嵌套控制结构：

控制结构可以嵌套使用，即在一个循环或条件语句内部使用另一个控制结构，这增加了程序的复杂性和灵活性。
控制结构的实践应用：

学习如何将控制结构应用于解决实际问题，如计算数学表达式、处理用户输入、模拟游戏逻辑等。
调试技巧：

学习如何使用调试工具来识别和修复控制结构中的错误，如无限循环、逻辑错误和运行时错误。
控制结构的效率：

讨论不同控制结构的效率，以及如何优化代码以提高性能，例如通过减少不必要的迭代或使用更高效的算法。
控制结构与函数的结合：

学习如何将控制结构与函数结合使用，以创建模块化和可重用的代码。

教材学习中的问题与解决过程
问题一：C语言中+=什么意思？
AI：复合赋值运算符还有其他几种形式，例如：

-=：减等于，等价于 - 和 = 的组合。
*=：乘等于，等价于 * 和 = 的组合。
/=：除等于，等价于 / 和 = 的组合。
%=：取模等于，等价于 % 和 = 的组合。
&=：按位与等于。
|=：按位或等于。
^=：按位异或等于。
<<=：左移等于。

=：右移等于。
这些复合赋值运算符通常用于简化代码，使代码更加简洁和易于阅读

问题二：int main和void main有什么区别？
AI：在C语言中，int main 和 void main 主要区别在于它们指定的返回类型和隐含的返回值。

int main：

这是标准和推荐的方式定义 main 函数。
int 表示 main 函数返回一个整数值。
根据C语言标准，main 函数应该返回一个整数值给操作系统，其中 0 通常表示程序成功结束，非零值表示程序异常结束。
如果 int main 没有显式返回值，编译器通常会在函数末尾隐式添加 return 0;，表示程序正常结束。
void main：

void 表示 main 函数不返回任何值。
使用 void main 并不是标准C语言的做法，尽管一些编译器可能接受它，但这样做可能会导致可移植性问题。
如果 main 被定义为 void 类型，程序结束时不会返回任何值给操作系统，这在大多数系统上可能被视为异常退出。
总结：

推荐使用 int main，因为它符合C语言标准，并且明确表示程序结束时返回一个整数值。
避免使用 void main，因为它不是标准做法，可能会导致不可预测的行为，特别是在不同的编译器或操作系统上。
此外，int main 还可以接受命令行参数，其完整定义形式为 int main(int argc, char *argv[])，其中 argc 是参数个数，argv 是参数数组。这对于创建需要接受用户输入或命令行选项的程序非常有用。而 void main 则不支持这种形式。

基于AI的学习
User: 我正在学习《C语言程序设计》第六章的内容，请你以苏格拉底的方式向我提问一次一个问题

Kimi: 当然可以。让我们开始吧。

你已经学习了《C语言程序设计》第六章的内容，对吗？

User: 对

Kimi: 那么，你能告诉我这一章主要讨论了什么内容吗？

User: 各种结构

Kimi: 了解了，那么“各种结构”具体指的是哪些结构呢？你能列举一些吗？

User: 循环结构如for语句

Kimi: 很好，你提到了循环结构，特别是for语句。那么，你能描述一下for语句的基本结构是怎样的吗？

User: for（i的范围；i++）

Kimi: 你提到了for循环的基本形式，但是似乎有一点简化了。for循环通常有三个部分，你能详细说明一下这三个部分分别是什么吗？

User: 变量的初始值，范围和变化量

Kimi: 非常好，你已经正确地指出了for循环的三个组成部分。那么，让我们进一步探讨。你能给我一个具体的例子，展示如何使用for循环来执行一个任务吗？比如，打印从1到10的数字。

User: for（i=1；i<=10;i++)

Kimi: 接近了，但还有一点小错误。在C语言中，for循环的语法需要用分号;来分隔每个部分，而不是逗号,。让我来帮你纠正一下：

for (i = 1; i <= 10; i++)

现在，你能告诉我这个for循环做了什么吗？它从1开始，直到10结束，每次循环i的值会增加多少？

User: 加一

Kimi: 完全正确，每次循环i的值会增加1。那么，这个循环会执行多少次呢？你能告诉我循环的迭代次数吗？

User: 10次

Kimi: 实际上，这个循环会执行10次，因为i从1开始，每次增加1，直到10。所以，循环体中的代码会执行10次。

现在，让我们稍微改变一下问题。如果我们要打印从10到1的数字，我们应该如何修改for循环呢？

User: i初始值改为10，i++改为i--

Kimi: 你的思路是正确的，但是需要更精确地表达。如果我们想要打印从10到1的数字，我们需要将i的初始值设置为10，并且每次循环后i的值需要减少1。正确的for循环应该是这样的：

for (i = 10; i >= 1; i--)

这个循环从10开始，每次循环i的值减少1，直到1。所以，循环体中的代码也会执行10次。

现在，让我们考虑一个更复杂的问题。如果我们想要打印一个数字的平方，我们应该使用哪种循环结构？你能给我一个例子吗？

User: 你的回答呢

Kimi: 抱歉，我刚才的回复中断了。对于打印一个数字的平方，我们通常不需要使用循环结构，因为这是一个简单的数学运算。但如果我们要打印一系列数字的平方，比如从1到10的平方，我们可以使用for循环来实现。

例如，下面的for循环将会计算并打印从1到10每个数字的平方：

#include <stdio.h>

int main() {
    int i;
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        printf("%d 的平方是 %d\n", i, i * i);
    }
    return 0;
}

在这个例子中，for循环用于迭代1到10的每个数字，循环体内的printf函数用于输出每个数字及其平方。

现在，让我们回到你的问题。如果我们只是打印一个特定数字的平方，我们不需要循环。例如，如果我们想打印数字5的平方，我们只需要执行一次乘法运算：

#include <stdio.h>

int main() {
    int number = 5;
    int square = number * number;
    printf("%d 的平方是 %d\n", number, square);
    return 0;
}

在这个例子中，我们直接计算了数字5的平方，并没有使用循环。

现在，让我们回到你正在学习的内容。在第六章中，除了for循环，还介绍了哪些其他的循环结构呢？

User: do while循环

Kimi: 很好，你提到了do-while循环。这是一种后测试循环，意味着循环体至少执行一次，然后根据条件判断是否继续执行循环。

那么，你能描述一下do-while循环的基本结构吗？

User: do 指令while条件

Kimi: 是的，do-while循环的基本结构是这样的：

do {
    // 循环体中的指令
} while (条件);

在这个结构中，do后面跟着的是循环体，至少执行一次，然后程序会检查while后面的条件。如果条件为真（非零），循环体将再次执行；如果条件为假（零），循环将结束。

现在，让我问你一个具体的问题：do-while循环和for循环的主要区别是什么？你能给出一个例子来说明do-while循环的用法吗？

User: 前者在条件内循环，后者在次数内循环

Kimi: 这个描述有一点不准确。实际上，do-while循环和for循环都可以基于条件来控制循环的执行，但它们在检查条件的时机上有区别。

for循环是在每次迭代开始之前检查条件，这意味着如果条件一开始就不满足，循环体可能一次都不会执行。

do-while循环则是在每次迭代结束之后检查条件，这意味着循环体至少会执行一次，无论条件是否满足。

学习进度表
代码行数（新增/累积） 博客量（新增/累积） 学习时间（新增/累积）
目标 5000行 30篇 400小时
第一周 200/200 2/2 20/20
第二周 300/500 2/4 18/38
第三周 500/1000 3/7 22/60
第四周 300/1300 2/9 30/90
第五周 900/1300 2/9 30/90
第六周 1000/1300 2/9 30/90
第七周 1000/1300 2/9 30/90