Initial commit: C++ courseware

2026-11-05 22:51:02 +08:00
commit 4a4ee7c287
@@ -0,0 +1,188 @@
+### **C++ 顺序结构程序综合实战与解题方法 讲义**
+
+#### **1. 引言 **
+
+*   **问题引入：我们学会了什么？我们要做什么？**
+    我们已经学会了如何定义变量、运算符和输入输出。已经可以写出一些基本的顺序结构程序了，我们现在要用这些工具，去综合利用解决一个实际问题。而很多同学在面对一个编程题时，会感觉大脑一片空白，不知道第一行代码该怎么写。这很正常！因为目前还缺少一套系统的解题流程。
+*   **价值阐述：为什么要学习解题流程？**
+    一个优秀的程序员，强大的不仅仅是他的代码能力，更是清晰的**逻辑思维和解决问题的能力**。今天要学习的这套流程，就是一个思维框架。它能帮助你：
+    1.  **克服做题的恐惧**：面对任何题目，你都有一个可以遵循的“套路”，不会再手足无措。
+    2.  **提高效率**：将一个大问题，分解成多个可控的小步骤，避免在错误的方向上浪费时间。
+    3.  **提升正确率**：系统性地思考，减少逻辑漏洞。
+
+---
+
+#### **2. 顺序程序结构综合练习：如何交换两个变量的值**
+
+*   **问题：如何交换 num1 与 num2 变量里的值**:
+    
+    ```cpp
+    int num1 = 3, num2 = 4;
+    // ... 在这里写代码 ...
+    cout << num1 << " " << num2 << endl; // 目标：输出 4 3
+    ```
+    
+*   **错误的尝试**: 很多同学的第一反应是这样的：
+    ```cpp
+    num2 = num1; // num2 的值变成了 3
+    num1 = num2; // num1 的值变成了 num2 (也就是3) 的值
+    ```
+    **问题出在哪里？** 当你执行 `num2 = num1;` 时，`num2` 原本的值 `4` 就被 `num1` 的值 `3` **覆盖**掉了，永远地丢失了！就像你把一瓶可乐倒进了一瓶装有雪碧的瓶子里，雪碧就没了。
+    
+*   **正确的解法：引入第三个“空杯子”**
+    为了不丢失任何一个值，我们需要一个临时的变量（我们称之为 `temp` 或 `num3`）来做中转。
+    
+    **例：num1为可乐，num2为雪碧，尝试进行交换：**
+    
+    1.  `int temp = num1;`  (把 num1 的可乐，倒进空杯子 temp 里)
+    2.  `num1 = num2;` (把 num2 的雪碧，倒进 num1 杯里, num1 变成了雪碧)
+    3.  `num2 = temp;` (把 temp 杯里的可乐，倒进 num2 杯里, num2 变成了可乐)
+    4.  **至此，交换成功！**
+    
+*   **代码实现**:
+    
+    ```cpp
+    int num1 = 3, num2 = 4;
+    int temp = num1; // 引入第三个变量
+    num1 = num2;   num2 = temp; // 使用空杯子中转一下
+    cout << num1 << " " << num2; // 输出 4 3
+    ```
+
+---
+
+#### **3. 编程解题的“七步法”**
+
+现在，让我们以“**小鱼的游泳时间**”这个问题为案例，一步一步地走完我们解题的完整流程。
+
+##### ==**第一步：读懂题目，明确题目要求“做什么”？**==
+
+*   **原文**：小鱼从 a 时 b 分一直游泳到当天的 c 时 d 分，计算它一共游了多少时间。
+*   **提炼任务**：核心任务是**计算时间差**。我们要用“结束时间”减去“开始时间”。
+
+##### ==**第二步：理解输入，明确需要输入的原材料是什么？**==
+
+*   **原文**：输入四个整数 a, b, c, d。
+*   **解读**：程序需要从外界接收4个整数。我们必须定义4个 `int` 类型的变量来“接住”这些数据。
+    ```cpp
+    int a, b, c, d;
+    cin >> a >> b >> c >> d;
+    ```
+*   **重要误区**：绝对不能看到样例输入是 `12 50 19 10` 就在代码里写 `int a = 12;`！样例只是一个例子，我们的程序必须能处理任何合法的输入。**变量的值必须通过 `cin` 来获取！**
+
+##### ==**第三步：思考解题逻辑，先想出解决问题的思路**==
+
+在敲代码之前，先把思路理出来。清晰的逻辑思路，远比一开始就埋头敲错误的代码要高效得多。
+*   **实际的问题**：如何计算 `c时d分 - a时b分`？直接减很麻烦，比如 `19时10分 - 12时50分`，分钟不够减，需要向小时借位。
+*   **寻找更简单的方法 -> 统一单位**：
+    所有复杂的多单位计算，都可以通过**转换成统一的最小单位**来简化。这里的最小单位是“分钟”。
+    1.  **将所有时间转换为分钟**：
+        *   开始时间（总分钟数）`start = a * 60 + b;`
+        *   结束时间（总分钟数）`end = c * 60 + d;`
+    2.  **计算差值**：
+        *   现在游泳的总时长就是开始时间和结束时间的差值 `diff = end - start;`。
+    3.  **将结果转换回目标格式**：
+        *   题目要求输出“e小时 f分钟”。我们手上有总分钟数，如何转换回去？
+        *   小时数 `e = diff_minutes / 60;` (利用整数除法自动取整)
+        *   分钟数 `f = diff_minutes % 60;` (利用取余运算得到不够1小时的剩余部分)
+
+##### ==**第四步：把思路翻译为C++代码”**==
+
+现在，我们把第三步的逻辑，一行行地用C++语言表达出来。
+```cpp
+// 步骤1：统一单位
+int start = a * 60 + b;
+int end = c * 60 + d;
+int diff = ends - start;// 步骤2：计算差值
+
+// 步骤3：转换格式
+int e = diff / 60; // 小时
+int f = diff % 60; // 分钟
+```
+
+##### ==**第五步：处理输出，保证格式绝对正确**==
+
+*   **原文**：一行内输出两个整数 e 和 f，用空格间隔。
+*   **解读**：在线评测系统(OJ)要求输出必须和标准答案一模一样，一个空格都不能差。
+*   **代码实现**:
+    ```cpp
+    cout << e << " " << f;
+    ```
+
+##### ==**第六步：编译运行，检查语法错误**==
+
+把所有代码组合起来，在你的编程环境中（如Dev-C++）按下编译运行键（F11）。
+*   如果出现 `Compile Error (CE)`，仔细阅读编译器给出的错误信息，它会告诉你哪一行出错了，通常是漏了分号、括号不匹配、变量名写错等失误。
+
+##### ==**第七步：样例测试，验证逻辑的正确性**==
+
+* **操作**：程序运行后，输入题目给的样例 `12 50 19 10`，然后按回车。
+
+*   **比对**：
+    *   程序输出：`6 20` 并且题目的样例输出：`6 20`
+    *   **结果完全一致！** 这说明我们的逻辑在处理这个样例时是正确的。
+    
+*   **如果结果不一致怎么办？ -> ==使用手动 cout 检查法==**
+    假设你的程序输出了奇怪的结果，比如 `1 -30`。这说明逻辑错了！
+    
+    1.  **手动在关键位置加入`cout`**：在你代码的关键步骤后，通过`cout`打印出关键的中间变量的值。
+        
+        ```cpp
+        int start = a * 60 + b;
+        cout << "开始总分钟: " << start << endl; // 实际输出出来看看 start 的值到底是多少，跟我想的是一致的吗
+        int end = c * 60 + d;
+        cout << "结束总分钟: " << end << endl;   // 实际输出出来看看 end 的值到底是多少，跟我想的是一致的吗
+        int diff = end - start;
+        cout << "分钟差: " << diff << endl;     // 实际输出出来看看最终的结果差的底是多少，跟我自己算出来的是一致的吗
+        ```
+    2.  **重新运行样例查看输出结果**：输入 `12 50 19 10`。
+    3.  **进行核对**：
+        
+        *   通过实际在草稿纸上计算：如果输入样例数据`12 50 19 10` 的话，那 `start`就应该是`12*60+50=770`，`end`应该是`19*60+10=1150`，`diff`应该是`380`。
+        *   查看你的程序输出，如果==某个`cout`打印的值和实际算出来不一致==，你就能知道问题出现在什么地方了！**就要仔细进行检查。**
+
+---
+
+#### **4. OJ的反馈结果 **
+
+在我们的题目网站上递交你的代码后，最终它会给你一个结果来告诉我们你的代码是否正确。我们就要学会读懂OJ的反馈的结果。而系统的反馈主要有这几种：
+
+#### **1. 正确`AC (Accepted)`**
+
+*   **含义**：**正确通过！**恭喜！意味着程序已经通过了所有测试数据。
+
+#### **2. 编译错误：`CE (Compile Error)`**
+
+*   **含义**：**编译错误**。
+*   **解读**：这是最基础的错误。它意味着你的代码存在**语法问题**，翻译官根本无法读懂你的代码。
+*   **常见的编译错误原因**：
+    1.  **漏写分号 (`;`)**：每一句指令的结束标志，就像中文的句号。
+    2.  **括号不匹配**：`{}` 和 `()` 总是成双成对出现，少了一半就会出错。
+    3.  **使用了中文标点**：代码世界里只认英文标点。中文的 `，；（）` 都是非法字符。
+    4.  **变量名拼错**：你定义时用的是 `score`，使用时却写成了 `scroe`。
+    5.  **变量未定义就使用**：还没准备好盒子（声明变量），就想往里面放东西。
+*   **如何解决**：
+    `CE` 是最容易解决的问题。**在DevC++编程软件中仔细查看错误信息**，它通常会告诉你**哪一行**出错了，并给出一个英文的错误原因。根据提示回到你的代码中修改，直到在本地能够成功编译为止。
+
+#### **3. 逻辑错误：`WA (Wrong Answer)`**
+
+*   **含义**：**答案错误**。`WA` 意味着你的**程序语法没问题**，也能顺利运行，但在某一组测试数据上，你的程序给出的输出结果和标准答案不一致。这说明，你的**程序设计本身存在逻辑漏洞**。
+*   **如何自查和更正？**：
+    1.  **第一步：检查输出格式**
+        *   你的 `cout` 语句里是不是多了不该有的东西？比如 `cout << "答案是：" << sum;`。
+        *   你的输出里是不是少了题目要求的空格或换行？比如要求 `6 20`，你输出了 `620`。
+    2.  **第二步：检查你的解题思路**
+        *   如果格式没问题，那一定是逻辑思路出了错。
+        *   拿出草稿纸，重新走一遍你的“七步做题法”中的第三步。你的思路真的能应对所有情况吗？是不是对题目的某个细节理解有偏差？
+    3.  **第三步：使用 `cout` 手动检查法**
+        *   在代码的关键计算步骤之后，插入临时的 `cout` 语句，打印出中间变量的值进行检查。
+        *   用比如题目给出的样例来运行你的的程序。观察打印出来的中间值，和你在草稿纸上一步步推算的结果进行比对。一旦发现哪个变量的值与你的预期不符，就找到了程序“不正确的位置！就可以仔细进行检查并修正。
+
+---
+
+#### **6. 总结 **
+
+**请务必牢记着七个编程的基本步骤**：
+
+==**读懂题目**==(识别核心任务是什么) → ==**理解输入**== (明确输入数据的类型、数量、顺序及格式，并据此在程序中声明相应变量)  →  ==**思考逻辑**== (设计解决问题的思路)  →  ==**翻译代码**== (将逻辑思路翻译为具体的C++代码) → ==**处理输出**== (将答案根据题目要求的格式输出)  →  ==**编译查错**== (检查是否有语法错误) →  ==**样例验证**== (使用样例数据对程序进行验证输出与样例输出是否一致)
+
+养成**先动脑，后动手**的习惯。清晰的逻辑思路，远比一开始就埋头敲错误的代码要高效得多。
@@ -0,0 +1,35 @@
+### **C++ 顺序结构综合练习 课后习题 - 答案**
+
+#### **一、 填空题**
+
+1.  思考解题逻辑
+2.  第三个变量，`num1 = num2;`
+3.  分钟
+4.  `diff / 60` , `diff % 60`
+5.  CE (Compile Error)
+6.  WA (Wrong Answer)
+7.  `cout`
+
+#### **二、 单项选择题**
+
+1.  **D**. 这是错误的交换方法。`num1 = num2;` 后，`num1` 的值变为20。`num2 = num1;` 后，`num2` 的值也保持为20。
+2.  **C**. 样例不通过说明程序逻辑有问题，需要调试修正。
+3.  **B**. `小时数 * 60 + 分钟数` 是正确的换算逻辑。
+4.  **B**. 百分比要换算成小数，且结果可能为小数，应用 `double` 类型存储。
+5.  **C**. AC代表通过了所有测试，是最终的正确结果。
+6.  **C**. WA代表程序能运行但结果不对，这是逻辑或格式上的错误。CE才是语法错误。
+7.  **A**. `125 / 60` 整数除法得 `2`。`125 % 60` 取余数得 `5`。
+8.  **B**. 程序的价值在于处理不确定的、任意的合法输入，所以必须用 `cin`。
+
+#### **三、 判断题**
+
+1.  √ (这是标准的三变量交换法。)
+2.  √ (讲义的核心思想之一，清晰的逻辑远比盲目试错重要。)
+3.  × (CE是编译错误，即语法错误。WA或TLE等才是逻辑算法错误。)
+4.  × (这种方法无法处理分钟不够减需要向小时借位的情况，统一单位是更简单可靠的方法。)
+5.  × (OJ系统会有更多、更复杂的测试数据，样例通过只是第一步。)
+6.  √ (对于评测系统来说，它只关心最终打印到屏幕上的字符序列是否完全匹配。)
+7.  √ (这是讲义中重点推荐的调试逻辑错误的方法。)
+8.  √ (因为 `* 0.2` 这类运算可能产生小数，用 `int` 会丢失精度。)
+9.  × (这行代码的作用是从键盘读取两个值，分别存入变量 `a` 和 `b`。)
+10.  √ (OJ是“死脑筋”的，格式必须完全一致。)
@@ -0,0 +1,78 @@
+### **C++ 顺序结构设计综合练习 课后习题**
+
+姓名: \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
+
+#### **一、 填空题**
+
+1.  编程解题的“七步法”强调，在动手将思路翻译成代码之前，更重要的是先\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。
+2.  为了交换变量 `num1` 和 `num2` 的值，我们需要借助_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。如果第一步是 `temp = num1;`，第三步是 `num2 = temp;`，那么中间的第二步应该是\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。
+3.  在解决“小鱼的游泳时间”问题时，为了简化计算，我们采用“统一单位”的方法，将“时”和“分”都统一成最小单位\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。
+4.  在解决“小鱼的游泳时间”问题时，在计算完毕小鱼从开始到结束的游泳时间 `diff` 分钟后，还需要将 `diff` 分钟的形式换算回小时和分钟，那么计算小鱼这天一共游的小时数的表达式为\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_；那么计算小鱼这天一共游的分钟数的表达式为\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。
+5.  如果在代码中漏写了分号或使用了中文标点，提交到OJ系统最可能收到的反馈是\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ (填写简称 CE/WA/AC)。
+6.  如果程序的逻辑有漏洞，例如错把 `a > b` 写成了 `a < b`，导致计算结果错误，提交后最可能收到的反馈是\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ (填写简称CE/WA/AC)。
+7.  当程序运行结果与预期不符时，可以在代码的关键位置加入临时的\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_语句来打印出中间变量的值，这种方法被称为“手动检查法”。
+
+#### **二、 单项选择题**
+
+( &nbsp; ) 1. 阅读以下代码，其最终输出是什么？
+    ```cpp
+    int num1 = 10, num2 = 20;
+    num1 = num2;
+    num2 = num1;
+    cout << num1 << " " << num2;
+    ```
+    A. 10 20 	&emsp; B. 20 10 	&emsp; C. 10 10	 &emsp; D. 20 20
+
+( &nbsp; ) 2. 根据编程解题“七步法”，当发现样例测试结果与预期不一致时，我们应该进入哪个环节？
+    A. 重新读题，理解要求
+    B. 检查输出格式
+    C. 使用“手动cout检查法”等手段，修复逻辑错误
+    D. 优化代码，提高运行速度
+
+( &nbsp; ) 3. 对于“小鱼的游泳时间”问题，如果输入的开始时间是 `a` 时 `b` 分，那么将开始时间统一进制转换成分钟数的正确表达式是？
+    A. `a + b * 60` &emsp; B. `a * 60 + b` &emsp; C. `a * 60 + b * 60` &emsp; D. `(a + b) * 60`
+
+( &nbsp; ) 4. 在“成绩计算”问题中，总成绩 `score = 作业(A)*20% + 小测(B)*30% + 期末(C)*50%`。以下哪段计算代码是正确的？
+    A. `int score = A * 20 + B * 30 + C * 50;`
+    B. `double score = A * 0.2 + B * 0.3 + C * 0.5;`
+    C. `int score = A * 0.2 + B * 0.3 + C * 0.5;`
+    D. `double score = A / 5 + B / 3 + C / 2;`
+
+( &nbsp; ) 5. 在线评测系统（OJ）返回“Accepted (AC)”，这意味着什么？
+    A. 代码可以成功编译。
+    B. 代码通过了样例测试数据。
+    C. 代码通过了所有的测试数据，程序是完全正确的。
+    D. 代码的格式非常规范。
+
+( &nbsp; ) 6. 某同学在提交代码后得到了“Wrong Answer (WA)”的反馈，有可能的原因是？
+    A. 代码中漏掉了一个分号`;`。
+    B. 变量名拼写错误。
+    C. 解题的逻辑思路存在问题，或者输出格式与要求不符。
+    D. 使用的变量太多，占用了过多内存。
+
+( &nbsp; ) 7. 假设变量 `total_minutes` 的值为 `125`，执行以下代码后，输出是什么？
+    ```cpp
+    int h = total_minutes / 60;
+    int m = total_minutes % 60;
+    cout << h << " " << m;
+    ```
+    A. 2 5 	&emsp; B. 2.08 5 	&emsp; C. 2 15 	&emsp; D. 2 25
+
+( &nbsp; ) 8. “七步法”中“理解输入”这一步，下列说法正确的是什么？
+    A. 必须在代码中把变量赋值为样例输入的值，如 `int a = 12;`
+    B. 必须使用 `cin` 来从键盘获取不确定的输入值。
+    C. 必须给变量起一个和题目描述中一模一样的名字。
+    D. 必须一次性把所有需要的变量都在程序开头定义好。
+
+#### **三、 判断题 (对的打“√”，错的打“×”)**
+
+( &nbsp; ) 1. 交换两个变量 `a` 和 `b` 的值，代码 `int temp = a; a = b; b = temp;` 是正确的。
+( &nbsp; ) 2. 在编程时，应该先思考好清晰的逻辑，再动手写代码，这样比直接埋头试错更高效。
+( &nbsp; ) 3. 如果OJ返回 `Compile Error (CE)`，说明是程序的逻辑算法错了。
+( &nbsp; ) 4. 在“小鱼的游泳时间”问题中，可以直接用结束的分钟减开始的分钟，小时减小时，不需要统一单位。
+( &nbsp; ) 5. 一个程序在自己的电脑上用了一个样例测试通过了，那么提交到OJ就一定能获得 `AC`。
+( &nbsp; ) 6. `cout << 6 << " " << 20;` 和 `cout << "6 20";` 对于OJ评测系统来说，输出结果是完全一样的。
+( &nbsp; ) 7. “手动cout检查法”是定位逻辑错误的有效手段。
+( &nbsp; ) 8. 在“成绩计算”问题中，因为成绩有小数，所以存储总分的变量最好声明为 `double` 类型。
+( &nbsp; ) 9. `cin >> a >> b;` 这行代码的作用是，把 `a` 的值赋给 `b`。
+( &nbsp; ) 10. OJ评测系统对输出格式要求极高，多一个或少一个空格都可能导致 `WA`。