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Claude 3 Opus 在 C 语言考试中的表现 2024-03-11T20:17:44-04:00 claude-3-opus-c-exam false
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James https://www.jamesflare.com /site-logo.avif
这篇博文展示了一场模拟的 C 语言编程考试,题型包括填空题、简答题和应用题等,目的是全方位测试学生对 C 语言知识的掌握程度、分析问题解决问题的能力,以及编写高效优雅代码的水平。通过这样一场模拟测试,可以帮助学生查漏补缺,为真正的考试做好充分准备。同时,也能让读者对 C 语言的考察重点有一个直观的认识。
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考试
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考试
Claude
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基准测试
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编程语言
大语言模型
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{{< admonition type=note title="System Prompt" open=true >}} 你在扮演一位学习C语言的学生你现在的任务是接受一场关于C语言的考试。在这次考试里你需要发挥你的最佳水平尽可能详细地作答以便取得高分。各位考生加油 {{< /admonition >}}

填空题

  1. 计算机的工作原理是(A)。

    A = 存储程序和程序控制

  2. 整数在内存中用二进制(B)码表示。

    B = 补码

  3. 关系运算符有(C6种。

    C = <、<=、>、>=、==、!=

  4. 循环语句的形式有(D3种。

    D = while、do-while、for

  5. 使用函数要经过三个步骤(E)、定义和调用。

    E = 声明

  6. 数组元素在内存中是(F)存放的。

    F = 连续

  7. 指针的两个要素是地址和(G)。

    G = 类型

  8. 使用数学库函数,要包含的头文件为(H)。

    H = <math.h>

  9. 在函数外部定义的变量称为(I)变量。

    I = 全局

  10. 定义结构类型的关键字是(J)。

    J = struct

简答题

  1. break和continue语句的作用

    break语句用于跳出当前循环体结束循环的执行。当执行到break语句时程序将立即跳出所在的循环开始执行循环后面的语句。

    continue语句用于跳过本次循环的剩余语句直接进入下一次循环。当执行到continue语句时程序将立即跳到循环控制表达式处开始下一次循环。

  2. 函数返回多个值的解决办法

    可以使用指针作为函数参数,通过指针传递多个变量的地址,在函数内部修改这些变量的值,从而实现返回多个值的效果。

    例如,编写一个函数,用于计算两个整数的和与差,并通过指针返回结果:

    void calc(int a, int b, int *sum, int *diff) {
    	*sum = a + b;
    	*diff = a - b;
    }
    

    在主函数中调用:

    int main() {
    	int x = 10, y = 5, sum, diff;
    	calc(x, y, &sum, &diff);
    	printf("Sum: %d, Diff: %d\n", sum, diff);
    	return 0;
    }
    
  3. 需要使用动态内存分配的情况

    当程序运行时才能确定所需内存大小,或者需要频繁地申请和释放内存时,就需要使用动态内存分配。

    例如,读取一个文件,将文件内容存储到内存中。由于文件大小事先未知,需要根据实际读取的字节数动态分配内存:

    FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
    char *buffer = NULL;
    int size = 0;
    int capacity = 0;
    
    char ch;
    while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
    	if (size + 1 > capacity) {
    		capacity = (capacity == 0) ? 1 : capacity * 2;
    		buffer = (char *)realloc(buffer, capacity);
    	}
    	buffer[size++] = ch;
    }
    buffer[size] = '\0';
    
    fclose(fp);
    
  4. 穷举法的基本思想

    穷举法是一种基本的算法思想,它的基本思路是:列举出所有可能的情况,逐一判断每种情况是否满足题目要求,从而得到问题的解。

    例如求解1100之间所有的素数。可以使用穷举法遍历1100的每个数判断它是否为素数

    for (int i = 2; i <= 100; i++) {
    	int isPrime = 1;
    	for (int j = 2; j < i; j++) {
    		if (i % j == 0) {
    			isPrime = 0;
    			break;
    		}
    	}
    	if (isPrime) {
    		printf("%d ", i);
    	}
    }
    
  5. 适宜用数组存储数据的实际问题

    (1) 学生成绩管理系统:可以使用数组存储每个学生的各科成绩,方便进行成绩的录入、查询和统计。

    (2) 图像处理:图像可以看作是一个二维数组,数组的每个元素表示图像上对应位置的像素值。使用数组可以方便地进行图像的读取、修改和显示。

应用题

  1. 一个三位的十进制整数,如果它的三个数位数字的立方和等于这个数的数值,那么它就被称为一个“水仙花数”(例如:$153 = 1^3 + 5^3 + 3^3$)。请定义函数,判断一个整数是否为水仙花数,并利用这个函数打印出所有的水仙花数。

    #include <stdio.h>
    #include <math.h>
    
    int isNarcissistic(int num) {
    	int sum = 0;
    	int temp = num;
    	while (temp > 0) {
    		int digit = temp % 10;
    		sum += pow(digit, 3);
    		temp /= 10;
    	}
    	return (sum == num);
    }
    
    int main() {
    	printf("所有的水仙花数:\n");
    	for (int i = 100; i <= 999; i++) {
    		if (isNarcissistic(i)) {
    			printf("%d ", i);
    		}
    	}
    	return 0;
    }
    
  2. 已知有迭代关系 $x_{k+1} = \frac{4}{3}x_{k} - \frac{a}{3x^{2}_{k}}$,其中 \alpha \isin \Reals, 且 \\{ x_k \\} 收敛。写程序估算 x_k 的极限值。

    #include <stdio.h>
    #include <math.h>
    
    #define EPSILON 1e-6
    
    double iterate(double x, double a) {
    	return (4.0 / 3.0) * x - a / (3 * x * x);
    }
    
    int main() {
    	double a;
    	printf("请输入参数a的值");
    	scanf("%lf", &a);
    
    	double x0 = 1.0;  // 初始值
    	double x1 = iterate(x0, a);
    
    	while (fabs(x1 - x0) > EPSILON) {
    		x0 = x1;
    		x1 = iterate(x0, a);
    	}
    
    	printf("迭代序列的极限值估计为:%.6f\n", x1);
    	return 0;
    }
    
  3. 有 n 个学生,每个学生的信息为:姓名,成绩。用动态存储分配方式存储数据,完成以下操作:

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    
    #define MAX_NAME 20
    
    typedef struct {
    	char name[MAX_NAME];
    	int score;
    } Student;
    
    void inputStudents(Student *students, int n) {
    	for (int i = 0; i < n; i++) {
    		printf("请输入第%d个学生的姓名和成绩", i + 1);
    		scanf("%s %d", students[i].name, &students[i].score);
    	}
    }
    
    void printStudents(Student *students, int n) {
    	printf("学生信息:\n");
    	for (int i = 0; i < n; i++) {
    		printf("姓名:%s\t成绩:%d\n", students[i].name, students[i].score);
    	}
    }
    
    void sortStudents(Student *students, int n) {
    	for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
    		for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
    			if (students[j].score < students[j + 1].score) {
    				Student temp = students[j];
    				students[j] = students[j + 1];
    				students[j + 1] = temp;
    			}
    		}
    	}
    }
    
    int main() {
    	int n;
    	printf("请输入学生人数:");
    	scanf("%d", &n);
    
    	Student *students = (Student *)malloc(n * sizeof(Student));
    
    	inputStudents(students, n);
    	printStudents(students, n);
    
    	sortStudents(students, n);
    	printf("按成绩降序排列后的学生信息:\n");
    	printStudents(students, n);
    
    	free(students);
    	return 0;
    }
    

    以上程序实现了以下功能:

    1. 定义了学生结构体,包含姓名和成绩两个字段。

    2. 使用动态内存分配创建了一个学生结构体数组大小为n。

    3. 提供了输入学生信息、打印学生信息和按成绩降序排序学生信息的函数。

    4. 在主函数中,先输入学生人数,然后动态分配内存创建学生数组。

    5. 调用相应函数输入学生信息、打印学生信息、对学生按成绩降序排序并打印排序后的结果。

    6. 最后释放动态分配的内存。