C-EASY-1：C语言入门

C语言方向提交总述：

对于每一个题目，你需要提交包含：
- 一份回答该小节问题的文字说明文件，要求使用Markdown语言进行排版
- 题目中要求提供的可执行程序或代码文件
每一题请提交对应的github的url链接。

part1_了解C语言配置文件

在第一节C语言课程时，你的老师会要求你配置C语言环境。按照要求完成环境配置以后，你是否会有疑问，每一步的作用是什么？当编译环境配置好后，编译器中的三个配置文件的作用是什么？应该怎么调试？

现在我们一步一步来看：

什么是GCC，什么是MinGW？它的作用是什么？
c_cpp_properties.json launch.json tasks.json这三个文件分别有什么作用？
为什么要在编译器内下载C语言的插件，插件的作用又是什么？

应该指出，在后续的代码编写过程中，最常更改的就是launch.json，比如是否要有外置控制台，或者使用内置终端。

那么launch.json中的配置都是什么意思？

  {
    // 使⽤ IntelliSense 了解相关属性。
    // 悬停以查看现有属性的描述。
    // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387     "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "gcc.exe - ⽣成和调试活动⽂件",  // 该调试任务的名字，启动调试时会在待选列表中显⽰
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",            "args": [],
            "stopAtEntry": false,  //
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,  //
            "MIMode": "gdb",
            "miDebuggerPath": "C:\\mingw64\\bin\\gdb.exe",  //
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "为 gdb 启⽤整⻬打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ],
            "preLaunchTask": "C/C++: gcc.exe build active file"  // 调试前的预执⾏任务，这⾥的值是tasks.json⽂件中对应的编译任务，也就是调试前需要先编译
        }
    ]
}

这是一个launch.json的文件，请你补全上面的注释，并尝试更改你自己的设置，然后用外置终端和内置终端分别打印“hello world”并上传你输出结果的截图。

part2_C语言基础

C语言是大多数人学习的第一门计算机语言。我知道很多同学在上大学以前都没有接触过编程，接下来的招新题目都需要使用C语言进行，要求你至少要基本掌握C语言语法。所以我建议你，不要急于完成接下来我给出的题目，而是去找一个完整的网课或者一部详细的电子书，系统的学习并入门C语言，（这里我推荐黑马程序员和翁凯的课程）。我们的招新只有一轮，会一直持续到期中考试前两周才会截止，因此你完全可以拿出一两周的时间先学习C语言再进行更深入的招新题的学习。并且，我希望你在学习第一门语言的过程中，先不要打开AI的代码补全功能，这会很大的降低你的代码熟练度。希望你可以合理的使用AI。

我们刚刚完成了一个打印“hello world”的简单程序，可是如果我们想进行一定的更改（比如打印不同的内容），都要直接修改源代码。通过搜索引擎，你得知这样不仅太过繁琐，而且不利于我们对程序进行测试，在实际应用中也几乎不可行。所以你打算对程序进行一定的改写，使之可以实现动态交互。于是你打算进一步学习变量、数组、流程控制 - 循环结构、流程控制 - 逻辑表达式等知识。

变量类型：什么是变量的类型？它为什么重要？如果你想存放你的年龄（比如 18），应该选择哪种基本变量类型（如整数、浮点数）？如果你想存放单词 “apple”，使用一个char类型的字符变量能实现吗？尝试编程验证你的想法，并思考正确的存储方式应该是什么？
数组的起始与边界：数组的第一个元素下标通常是从 0 还是 1 开始？访问数组元素时，下标超出其有效范围（例如，长度为 5 的数组访问 arr[5] 或 arr[-1]）会导致什么问题？为什么数组越界是一个常见的、危险的错误？
流程控制 - 循环结构：循环结构（如 for, while）是如何控制代码块重复执行的？请分别简述它们的基本结构。for 循环的初始化、条件判断和迭代部分各自的作用是什么？while 循环和 do…while 循环在首次执行条件判断上有何关键区别？尝试用两种不同的循环结构实现同一个任务（例如，计算 1 到 10 的和），体会它们的异同。
流程控制 - 逻辑表达式：在条件判断（如 if, else if）和循环条件中使用的逻辑表达式（如age > 18 && score >= 60）与算术表达式（如a + b * c）有何本质区别(尝试从运算对象和运算结果分析)？运算逻辑符&&,||,!的含义分别是什么？尝试编写包含多个条件的逻辑表达式并预测其输出结果。

你恍然大悟，尝试对程序进行了修改，以期可以实现如下功能：

设置合适的变量用于存储输入的姓名与年龄。
利用设置的变量，以原格式打印姓名与年龄。
在每一次的读取输入->打印内容结束后，记录进行过读取输入->打印内容操作的次数，打印提示询问用户是否继续输入。
若判断得到用户需要继续输入，则重复之前的读取输入->打印内容操作。
若判断得到用户不需要继续，则打印记录的进行的读取输入->打印内容操作次数，然后结束程序。

part3_函数

在程序设计中，设置函数的核心目的有两点：代码复用和逻辑组织

代码复用是指通过抽象化特定功能模块为独立单元，实现算法逻辑的”一次定义，多次调用”，从而消除冗余代码并确保功能一致性。简单来说，就是把常用的操作打包成工具，随用随取。

逻辑组织是指通过函数边界建立抽象层次结构，将复杂系统分解为高内聚、低耦合的功能模块，实现认知负荷的有效管理。简单来说，就是把代码按功能分装进盒子（函数），便于后续查找、维护和修改。

关于什么是函数，我相信你已经有所了解了，在日后的编程中，我们通常不会在主函数中写大段的语句，而是在主函数中调用自己设定的函数，以实现各种功能。包括实际项目当中，也是如此。在这一题当中，你需要学会如何定义一个简单的函数减少代码复用。

下面我们设置一个情景，方便你更好地了解。

小明、小强、小林是某人三项（共有A、B、C三项）的业余爱好者，某次，三人一同参加了某人三项的趣味赛，成绩如下（满分100）：

小明：77 85 91

小强：82 84 84

小林：72 83 100

请你通过平均分和方差的计算，综合考虑后，为三人综合成绩由高到低排序(成绩相等时，对顺序不做要求)。综合考虑的具体方法为：综合成绩 = 3 * 平均分 - 方差 / 3;

下面给出仅由一个main()函数完成的程序：

#include <stdio.h>

int main(){
  int x1, x2, x3;
  int y1, y2, y3;
  int z1, z2, z3;

  printf("请输入小明的三项成绩（顺序为A B C,以一个空格为间隔）：");
  scanf("%d %d %d", &x1, &x2, &x3);
  printf("请输入小强的三项成绩（顺序为A B C,以一个空格为间隔）：");
  scanf("%d %d %d", &y1, &y2, &y3);
  printf("请输入小林的三项成绩（顺序为A B C,以一个空格为间隔）：");
  scanf("%d %d %d", &z1, &z2, &z3);

  int p1 = (x1 + x2 + x3) / 3;
  int f1 = ((p1 - x1) * (p1 - x1) + (p1 - x2) * (p1 - x2) + (p1 - x3) * (p1 - x3)) / 3;
  int zh1 = 3 * p1 - f1 / 3;

  int p2 = (y1 + y2 + y3) / 3;
  int f2 = ((p2 - y1) * (p2 - y1) + (p2 - y2) * (p2 - y2) + (p2 - y3) * (p2 - y3)) / 3;
  int zh2 = 3 * p2 - f2 / 3;

  int p3 = (z1 + z2 + z3) / 3;
  int f3 = ((p3 - z1) * (p3 - z1) + (p3 - z2) * (p3 - z2) + (p3 - z3) * (p3 - z3)) / 3;
  int zh3 = 3 * p3 - f3 / 3;

  if (zh1 >= zh2 && zh2 >= zh3) {
      printf("小明 > 小强 > 小林");
  } else if (zh1 >= zh3 && zh3 >= zh2) {
      printf("小明 > 小林 > 小强");
  } else if (zh2 >= zh1 && zh1 >= zh3) {
      printf("小强 > 小明 > 小林");
  } else if (zh2 >= zh3 && zh3 >= zh1) {
      printf("小强 > 小林 > 小明");
  } else if (zh3 >= zh1 && zh1 >= zh2) {
      printf("小林 > 小明 > 小强");
  } else { // zh3 >= zh2 && zh2 >= zh1
      printf("小林 > 小强 > 小明");
  }

  return 0;
}

相信你可以看出，在这其中，计算综合成绩（zh）时，代码的重复性非常高；于此同时，输入、计算、排序全过程都在一个函数中完成，不免使得程序看起来过于臃肿。下面，请你参考开始给出的将a + b封装成函数int add(int a, int b)的示例，尝试利用自定义函数将main()函数的下列内容精简：

利用自定义函数，实现乘方的计算（用于方差的计算）。（代码复用）
利用自定义函数，将三人的综合成绩计算的过程进行封装。（代码复用）
将综合成绩的排序，利用自定义函数进行封装。（逻辑组织）

上传更改后的整个程序的代码。

相信通过这个例子，你对自定义函数应该有了初步的、大致的了解。我们通常称函数定义中声明的参数为形参（如：int add(int a, int b)中的int a和int b），函数调用时传入的参数为实参（如：main函数中的add(a,b)中的a和b）。默认情况下，实参的值会复制给形参，这时会分为两种情况：值传递和引用传递。下面请你进一步学习其相关知识，最好可以了解一下这方面的易错点。然后，尝试回答下面的问题：

猜猜下列函数的效果(你可以自行运行，看看结果怎么样)，尝试从值传递的角度入手，说说为什么会这样

void swap(int a, int b){
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

int main(){
  int a = 10;
  int b = 20;
  swap(a, b);
}

怎么修改函数才能真正实现值交换的效果呢？请你初步了解指针。我们会在下一个题中系统学习指针和初步的数据结构。

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出题人： taaaakoooo

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