第 13 章 综合实战: 六个小项目

本章目标

把前面 12 章的知识拼成完整程序。每个项目都是可以独立运行的完整代码, 建议先照着敲一遍, 再自己加功能。

项目 1: 简易计算器

用 switch 做四则运算, 并处理“除数为 0”的错误。

function main() -> int {
    float a = 12.5
    float b = 4
    char op = '*'                 // 可改成 '+' '-' '*' '/'
    string op_name = "*"          // 用来打印 (char 打印出来是编码)
    float result = 0

    switch (op) {
        case '+': result = a + b; break
        case '-': result = a - b; break
        case '*': result = a * b; break
        case '/':
            if (b == 0) {
                println("错误: 除数不能为 0")
                return 1
            }
            result = a / b
            break
        default:
            println("不支持的运算符: " + op_name)
            return 1
    }

    println(a + " " + op_name + " " + b + " = " + result)
    return 0
}

12.5 * 4 = 50

为什么不直接读键盘

教程项目采用“固定输入”写法 (把 a / b / op 改成你要算的值即可), 方便对照结果; 需要交互时用 input() (见 第 2 章), 逐键轮询用 key_hit / get_key (见 宿主能力: 键盘输入监听)。

项目 2: 猜数字 (固定种子, 可复现)

用“二分法”自动猜, 顺便体会 while 与 idiv:

import "rand.cin"

function main() -> int {
    srand(7)                       // 固定随机种子, 每次结果一样
    int secret = r_range(1, 100)

    int low = 1
    int high = 100
    int tries = 0
    while (low <= high) {
        int guess = idiv(low + high, 2)
        tries++
        println("第 " + tries + " 次猜: " + guess)
        if (guess == secret) {
            println("猜中! 秘密数字 = " + secret + ", 共 " + tries + " 次")
            return 0
        }
        if (guess < secret) {
            low = guess + 1
        } else {
            high = guess - 1
        }
    }
    return 1
}

第 1 次猜: 50
第 2 次猜: 25
第 3 次猜: 37
第 4 次猜: 31
第 5 次猜: 28
第 6 次猜: 29
猜中! 秘密数字 = 29, 共 6 次

因为固定了种子 (srand(7)), 每次运行的秘密数字与过程完全一致 —— 这也是给程序写测试的好习惯。

注意: import 行不能写行尾注释 (会编译失败), 见 第 10 章。

项目 3: 成绩统计报告

用并行数组存表格数据 (为什么不用 struct 数组, 见 第 9 章的限制说明), 输出一张小报表:

function main() -> int {
    string names[5]
    int scores[5]
    names[0] = "小明"; scores[0] = 88
    names[1] = "小红"; scores[1] = 95
    names[2] = "小刚"; scores[2] = 72
    names[3] = "小美"; scores[3] = 59
    names[4] = "小强"; scores[4] = 81

    int total = 0
    int pass = 0
    int best = 0
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        total += scores[i]
        if (scores[i] >= 60) { pass++ }
        if (scores[i] > scores[best]) { best = i }
    }

    println("姓名\t分数\t等级")
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        string grade = "不及格"
        if (scores[i] >= 90) { grade = "优秀" }
        else if (scores[i] >= 80) { grade = "良好" }
        else if (scores[i] >= 60) { grade = "及格" }
        println(names[i] + "\t" + scores[i] + "\t" + grade)
    }
    println("-------------")
    println("平均分: " + (total / 5))
    println("及格率: " + (pass * 100 / 5) + "%")
    println("最高分: " + names[best] + " (" + scores[best] + ")")
    return 0
}

姓名	分数	等级
小明	88	良好
小红	95	优秀
小刚	72	及格
小美	59	不及格
小强	81	良好
-------------
平均分: 79
及格率: 80%
最高分: 小红 (95)

要点:

• 两个数组靠同一个下标 i 对齐 (names[i] ↔ scores[i]);
• \t 用来在终端里对齐列;
• pass * 100 / 5 是浮点除法 → 及格率 80%;
• 求最高分时用 best 记住下标, 最后才能同时拿到名字和分数。

项目 4: 排序 + 二分查找

import "sort.cin"

function main() -> int {
    int a[10] = {42, 7, 19, 3, 88, 21, 56, 12, 73, 30}
    int n = 10

    sort_bubble(a, n)                     // 或用 sort_quick_all(a, n)

    print("排序后: ")
    for (int i = 0; i < n; i++) { print(a[i] + " ") }
    println("")

    int target = 56
    int idx = bin_search(a, n, target)
    if (idx >= 0) {
        println(target + " 在排序后的下标 " + idx)
    } else {
        println(target + " 不存在")
    }
    return 0
}

要点: 二分查找要求数组已排序; 找不到返回 -1。

项目 5: 文本统计

统计一段文字的单词数、最长单词与元音个数:

function main() -> int {
    string text = "the quick brown fox jumps over the lazy dog"
    int n = strlen(text)

    int words = 0
    int vowels = 0
    bool in_word = false
    int cur_len = 0
    int max_len = 0

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        int c = text[i]
        if (c == 'a' || c == 'e' || c == 'i' || c == 'o' || c == 'u') { vowels++ }

        if (c == ' ') {
            if (in_word) { words++ }
            in_word = false
            if (cur_len > max_len) { max_len = cur_len }
            cur_len = 0
        } else {
            in_word = true
            cur_len++
        }
    }
    if (in_word) {                    // 结尾没有空格, 补记最后一个单词
        words++
        if (cur_len > max_len) { max_len = cur_len }
    }

    println("长度: " + n)
    println("单词数: " + words)
    println("元音数: " + vowels)
    println("最长单词长度: " + max_len)
    return 0
}

项目 6: 矩阵乘法

2×3 的矩阵乘 3×2 的矩阵, 结果 2×2。规则: 结果的 (i,j) = 左矩阵第 i 行与右矩阵第 j 列逐项相乘再求和。

矩阵用二维数组表示, 用循环填充 (局部二维数组的 { {...} } 字面量初始化当前无效, 原因见 第 7 章):

function main() -> int {
    int A[2][3]
    int B[3][2]
    int C[2][2]

    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            A[i][j] = i * 3 + j + 1              // 1 2 3 / 4 5 6
        }
    }
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
            B[i][j] = 7 + i * 2 + j              // 7 8 / 9 10 / 11 12
        }
    }

    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
            int sum = 0
            for (int k = 0; k < 3; k++) {
                sum += A[i][k] * B[k][j]
            }
            C[i][j] = sum
        }
    }

    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
            print(C[i][j] + " ")
        }
        println("")
    }
    return 0
}

58 64 
139 154

手算核对: C[0][0] = 1×7 + 2×9 + 3×11 = 58, C[1][1] = 4×8 + 5×10 + 6×12 = 154。

大矩阵用标准库

matrix.cin 提供 mat_mul / mat_transpose / mat_det 等函数 (矩阵以一维数组行主序存放), 见 标准库参考。

加练建议

1. 给项目 1 加上“连续计算多个表达式”: 把 a / b / op 放进数组, 用循环逐个算。
2. 给项目 3 增加“按分数从高到低排序后打印” (交换 struct 数组元素)。
3. 给项目 5 增加“统计每个单词出现次数” (用两个数组: 单词表 + 计数)。
4. 给项目 6 加上“转置”和“输出到文件” (file_write)。
5. 把项目 4 的排序换成 sort_quick_all, 比较结果是否一致。

本章小结

• 完整程序 = 数据 (数组 / struct) + 流程 (循环 / 分支) + 函数拆分;
• 标准库能省掉大量样板代码 (排序、查找、统计);
• 涉及数组的循环要反复确认边界 (i < n);
• 输出格式用 \t 对齐已经很够用;
• 每个项目都可以继续加功能, 这是最好的练习方式。

到这里教程正文结束。建议继续阅读:

• 习题与答案 — 各章练习的参考实现
• 语法速查表 — 打印出来放手边
• CIN 语言总览 — 系统化的语言参考
• 示例程序集 — 仓库自带示例
• 标准库参考 — 218 个库函数的签名