算法竞赛-入门经典-作者刘汝佳.doc
第1部分  语  言  篇
第1章  程序设计入门
学习目标
☑ 熟悉C语言程序的编译和运行
☑ 学会编程计算并输出常见的算术表达式的结果
☑ 掌握整数和浮点数的含义和输出方法
☑ 掌握数学函数的使用方法
☑ 初步了解变量的含义
☑ 掌握整数和浮点数变量的声明方法
☑ 掌握整数和浮点数变量的读入方法
☑ 掌握变量交换的三变量法
☑ 理解算法竞赛中的程序三步曲：输入、计算、输出
☑ 记住算法竞赛的目标及其对程序的要求
计算机速度快，很适合做计算和逻辑判断工作。本章首先介绍顺序结构程序设计，其基本思路是：把需要计算机完成的工作分成若干个步骤，然后依次让计算机执行。注意这里的“依次”二字——步骤之间是有先后顺序的。这部分的重点在于计算。
接下来介绍分支结构程序设计，用到了逻辑判断，根据不同情况执行不同语句。本章内容不复杂，但是不容忽视。
注意：编程不是看会的，也不是听会的，而是练会的，所以应尽量在计算机旁阅读    本书，以便把书中的程序输入到计算机中进行调试，顺便再做做上机练习。千万不要图    快——如果没有足够的时间用来实践，那么学得快，忘得也快。
（为帮助没有分值的朋友能下载，特此修改文档，以免上传不了）
1.1  算术表达式
计算机的“本职”工作是计算，因此下面先从算术运算入手，看看如何用计算机进行复杂的计算。
程序1-1  计算并输出1+2的值
#include<stdio.h>
int main()
{
  printf("%d\n", 1+2);
  return 0;
}
这是一段简单的程序，用于计算1+2的值，并把结果输出到屏幕。如果你不知道如何编译并
运行这段程序，可阅读附录或向指导教师求助。
即使你不明白上述程序除了“1+2”之外的其他内容，仍然可以进行以下探索：试着把“1+2”改成其他东西，而不要去修改那些并不明白的代码——它们看上去工作情况良好。
下面让我们做4个实验：
实验1：修改程序1-1，输出3-4的结果
实验2：修改程序1-1，输出5×6的结果
实验3：修改程序1-1，输出8÷4的结果
实验4：修改程序1-1，输出8÷5的结果
直接把“1+2”替换成“3+4”即可顺利解决实验1，但读者很快就会发现：无法在键盘上到乘号和除号。解决方法是：用星号“*”代替乘号，而用正斜线“/”代替除号。这样，4个实验都顺利完成了。
等一下！实验4的输出结果居然是1，而不是正确答案1.6。这是怎么回事？计算机出问题了吗？计算机没有出问题，问题出在程序上：这段程序的实际含义并非和我们所想的一致。
在C语言中，8/5的确切含义是8除以5所得商值的整数部分。同样地，（-8）/5的值是-1，不信可以自己试试。那么如果非要得到8÷5=1.6的结果怎么办？下面是完整的程序。
程序1-2  计算并输出8/5的值，保留小数点后1位
#include<stdio.h>
int main()
{
  printf("%.1lf\n", 8.0/5.0);
  return 0;
}
注意，百分号后面是个小数点，然后是数字1，再然后是小写字母l，最后是小写字母f，千万不能打错，包括大小写——在C语言中，大写和小写字母代表的含义是不同的。
再来做3个实验：
实验5：把%.1lf中的数字1改成2，结果如何？能猜想出“1”的确切意思吗？如果把小数点和1都删除，%lf的含义是什么？
实验6：字符串%.1lf不变，把8.0/5.0改成原来的8/5，结果如何？
实验7：字符串%.1lf改成原来的%d，8.0/5.0不变，结果如何？
实验5并不难解决，但实验6和实验7的答案就很难简单解释了——真正原因涉及整数和浮点数编码，相信多数初学者对此都不感兴趣。原因并不重要，重要的是规范：根据规范做事情，则一切尽在掌握中。
c语言游戏编程题经典100例

提示1-1：整数值用%d输出，实数用%lf输出。
这里的“整数值”指的是1+2、8/5这样“整数之间的运算”。只要运算符的两边都是整数，则运算结果也会是整数。正因为这样，8/5的值才是1，而不是1.6。
8.0和5.0被看作是“实数”，或者说得更专业一点，叫“浮点数”。浮点数之间的运算结果是浮点数，因此8.0/5.0=1.6也是浮点数。注意，这里的运算符“/”其实是“多面手”，它既可以拿来做整数除法，又可以拿来做浮点数除法。
提示1-2：整数/整数=整数，浮点数/浮点数=浮点数。
这条规则同样适用于加法、减法和乘法，不过没有除法这么容易出错——毕竟整数乘以整数的结果本来就是整数。
算术表达式可以和数学表达式一样复杂，例如：
程序1-3  复杂的表达式计算
#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
  printf("%.8lf\n", 1+2*sqrt(3)/(5-0.1));
  return 0;
}
相信读者不难把它翻译成数学表达式：。尽管如此，读者可能还是有一些疑惑：5-0.1的值是什么？“整数-浮点数”是整数还是浮点数？另外，多出来的#include<math.h>是做什么用的？
第1个问题相信读者能够“猜到”结果：整数-浮点数=浮点数。但其实这个说法并不准确。确切的说法是：整数先“变”成浮点数，然后浮点数-浮点数=浮点数。
第2个问题的答案是：因为程序1-3中用到了数学函数sqrt。数学函数sqrt(x)的作用是计算x
的算术平方根（若不信，可输出sqrt(9.0)的值试试）。一般来说，只要在程序中用到了数学函数，就需要在程序最开始的地方包含头文件math.h，并在编译时连接数学库。如果你不知道如何编译并运行这段程序，可阅读附录或向指导教师求助。
1.2  变量及其输入
1.1节的程序虽好，但有一个遗憾：计算的数据是事先确定的。为了计算1+2和2+3，我们不得不编写两个程序。可不可以让程序读取键盘输入，并根据输入内容计算结果呢？答案是肯定的。程序如下：

程序1-4  A+B问题
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a, b;
  scanf("%d%d", &a, &b);
  printf("%d\n", a+b);
  return 0;
}
该程序比1.1节的复杂了许多。简单地说，第一条语句“int a, b”声明了两个整型（即整数类型）变量a和b，然后读取键盘输入，并放到a和b中。注意a和b前面的&符号——千万不要漏掉，不信可以试试。
现在，你的程序已经读入了两个整数，可以在表达式中自由使用它们，就好比使用12、597这样的常数。这样，表达式a+b就不难理解了。
提示1-3：scanf中的占位符和变量的数据类型应一一对应，且每个变量前需要&符号。
可以暂时把变量理解成“存放值的场所”，或者形象地认为每个变量都是一个盒子、瓶子或箱子。在C语言中，变量有自己的数据类型，例如int型变量存放整数值，而double型变量存放浮点数值（专业的说法是“双精度”浮点数）。如果硬要把浮点数值塞给一个int型变量，将会丢失部分信息——我们不推荐这样做。
下面来看一个复杂一点的例子。
例题1-1  圆柱体的表面积
输入底面半径r和高h，输出圆柱体的表面积，保留3位小数，格式见样例。
样例输入：3.5  9
样例输出：Area = 274.889
【分析】
圆柱体的表面积由3部分组成：上底面积、下底面积和侧面积。由于上下底面积相等，完整的公式可以写成：表面积=底面积×2+侧面积。根据平面几何知识，底面积=，侧面积=。不难写出完整程序：
程序1-5  圆柱体的表面积
#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
  const double pi = 4.0 * atan(1.0);
  double r, h, s1, s2, s;
  scanf("%lf%lf", &r, &h);
  s1 = pi*r*r;
  s2 = 2*pi*r*h;
  s = s1*2.0 + s2;
  printf("Area = %.3lf\n", s)
  return 0;
}
这是本书中第一个完整的“竞赛题目”，因为和正规比赛一样，题目中包含着输入输出格式规定，还有样例数据。大多数的算法竞赛包含如下一些相同的“游戏规则”。
首先，选手程序的执行是自动完成的，没有人工干预。不要在用户输入之前打印提示信息（例如“Please input n:”），这不仅不会为程序赢得更高的“界面友好分”，反而会让程序丢掉大量的（甚至所有的）分数——这些提示信息会被当作输出数据的一部分。例如刚才的程序如果加上了“友好提示”，输出信息将变成：
Please input n:
Area = 274.889
比标准答案多了整整一行！
其次，不要让程序“按任意键退出”（例如调用system(“pause”)，或者加一个多余的getchar()），因为不会有人来“按任意键”的。不少早期的C语言教材会建议在程序的最后加这样一条语句来“观察输出结果”，但注意千万不要在算法竞赛中这样做。
提示1-4：在算法竞赛中，输入前不要打印提示信息。输出完毕后应立即终止程序，不要等待用户按键，因为输入输出过程都是自动的，没有人工干预。
在一般情况下，你的程序不能直接读取键盘和控制屏幕：不要在算法竞赛中使用getch()、getche()、gotoxy()、clrscr()（早期的教材中可能会介绍这些函数）。
提示1-5：在算法竞赛中不要使用头文件conio.h，包括getch()、clrscr()等函数。
最后，最容易忽略的是输出的格式：在很多情况下，输出格式是非常严格的——多一个或
者少一个字符都是不可以的！
提示1-6：在算法竞赛中，每行输出均应以回车符结束，包括最后一行。除非特别说明，每行的行首不应有空格，但行末通常可以有多余空格。另外，输出的每两个数或者字符串之间应以单个空格隔开。
总结一下，算法竞赛的程序应当只做3件事情：读入数据、计算结果、打印输出。不要打印提示信息，不要在打印输出后“暂停程序”，更不要尝试画图、访问网络等与算法无关的任务。

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