C语言函数与程序设计实践

1、编写一个返回两个浮点数平均值的函数。编写一个小程序来测试该函数并记录输出。接着，将该函数放在一个单独的源文件中，但“忘记”在包含主程序的文件中声明该函数，会发生什么？现在将函数声明添加到包含主程序的文件中，并验证该声明是否解决了问题。

函数定义与调用注意事项

编写函数时，可定义一个函数接收两个浮点数参数，返回它们的平均值：

double average(double a, double b) {
    return (a + b) / 2.0;
}

测试程序可在主函数中调用该函数并输出结果：

#include <stdio.h>

int main() {
    double result = average(3.5, 4.5);
    printf("Average: %f\n", result);
    return 0;
}

函数声明的重要性

若将函数放在单独源文件且不在主程序文件声明，编译器和链接器可能不报错，但会出现以下问题：

• 函数接收浮点参数时会收到垃圾值
• 返回浮点类型值时也会返回垃圾值

解决方案

添加函数声明后，可解决此问题，确保函数正常接收参数和返回值。应在主程序文件或对应的头文件中添加如下声明：

double average(double a, double b);

这样编译器在编译阶段就能正确识别函数的参数类型和返回类型，保证程序的正确执行。

2、假设你有一个函数 int FlipCoin() ，它随机返回 1 代表正面，返回 0 代表反面。解释以下代码片段是如何工作的： int flipResult; if ( flipResult = FlipCoin() ) printf("Heads is represented by %d\n", flipResult ); else printf("Tails is represented by %d\n", flipResult );

代码先声明一个整型变量 flipResult ，接着调用 FlipCoin() 函数，该函数随机返回 0 或 1，并将返回值赋给 flipResult 。然后判断 flipResult 的值：

• 若为 1（代表正面），执行 if 语句块，输出 Heads is represented by 1 ；
• 若为 0（代表反面），执行 else 语句块，输出 Tails is represented by 0 。

3、编写一个程序，计算并存储一个4×4的单位矩阵。当程序完成矩阵计算后，应以格式良好的方阵形式输出结果。

以下是一个用C语言编写的示例程序来实现该功能：

#include <stdio.h>
#define SIZE 4
int main() {
    int matrix[SIZE][SIZE];
    // 计算4x4单位矩阵
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
            if (i == j) {
                matrix[i][j] = 1;
            } else {
                matrix[i][j] = 0;
            }
        }
    }
    // 输出格式化的方阵
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
            printf("%d ", matrix[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

该程序首先定义了一个4×4的二维数组 matrix ，然后使用嵌套循环将对角线上的元素设为1，其余元素设为0，最后再次使用嵌套循环将矩阵按方阵形式输出。

4、斐波那契数列（http://en.wikipedia.org/wiki/Fibonacci_number）是一个在自然界和数学中多处出现的数字序列。前两个斐波那契数定义为 0 和 1。第 n 个斐波那契数是前两个斐波那契数之和：Fn = Fn - 1 + Fn - 2。编写一个程序，计算并存储前 20 个斐波那契数。计算完这些数字后，程序应将它们逐行输出，并显示其索引。输出行应类似如下格式：斐波那契数 2 是：1。使用 #define 来控制程序生成的斐波那契数的数量，以便于修改。

以下是一个满足需求的 C 语言程序示例：

#include <stdio.h>
#define NUM_FIBONACCI 20

int main() {
    int fib[NUM_FIBONACCI];
    fib[0] = 0;
    fib[1] = 1;

    for (int i = 2; i < NUM_FIBONACCI; i++) {
        fib[i] = fib[i - 1] + fib[i - 2];