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# 实验目的要求
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1. 使用 `C++` 语言编写简单的计算机程序，掌握 `C++` 程序从编辑、编译到运行的全过程，初步了解 `C++` 程序的特点。
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2. 掌握 `C++` 语言的数据类型（包括对各种数据类型变量的定义、初始化、赋值等）、运算符和表达式的使用。
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3. 掌握数据的输入输出方法。
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4. 理解基本的解题技巧，掌握用自顶向下、逐步求精的过程设计算法。
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5. 熟练掌握 `if/else` 语句和 `switch` 语句的使用。
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6. 熟练掌握 `while` 语句、`do/while` 语句和 `for` 语句的使用以及区别。
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7. 掌握 `break` 和 `continue` 程序控制语句的使用。
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8. 理解并掌握如何模块化的用函数来构建程序。
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9. 掌握定义函数的方法，了解函数的重载方法，了解内联函数的机制。
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10. 掌握函数间传递信息的机制。
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11. 掌握函数的嵌套调用（和递归调用）的方法。
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# 实验设备
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* 联想小新 Pro 13 2020 锐龙版笔记本电脑一台
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* CPU: AMD Ryzen 7 4800U with Radeon Graphics 1.80 GHz
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* RAM: 16 GB
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# 实验内容
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## （一）、
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1. `<1>` 该程序的功能是将输入的大写字符转换为小写、将输入的小写字符转换为大写
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2. `<2>` 测试：
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| 输入 | 输出 |
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| --------- | ---- |
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| 100 40 | 0, 1 |
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| 2000 3000 | 1, 0 |
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| 1000 1000 | 0, 1 |
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| 2000 300 | 1, 1 |
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| 100 4000 | 0, 0 |
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分析：
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输出的第一个数表示输入的第一个数是否大于 1000
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输出的第二个数表示输入的第二个数是否小于第一个数
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当输入为 `1000 1000` 时，输出为 `0, 1`，这是因为 `float` 类型存在精度损失
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3. `<3>` 测试：
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输出为输入加一
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分析：
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由于大于等于 `10` 时输出时所使用的为后缀自减，故输出为原数字加一，这与小于 `10` 时的输出相同。
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4. `<4>` 使用的为 `辗转相减法（更相减损术）`
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5. `<5>` 测试：
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输出：`22---10`
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分析：
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该程序的功能为对 `m` 和 `n` 做整除和取余运算；输出中的 `k` 是进行除法运算的整除结果，`m` 是余数
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6. `<6>`
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当 `i` 为奇数时输出星号和井号
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7. `<7>`
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测试：
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输出：`a=2, b=8`
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分析：
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进行了一次循环；若改为 `while`，则循环将进行 `0` 次
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8. `<5>`
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`hfc()` 函数表示求最大公因数
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`lcd()` 函数表示求最小公倍数
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测试：
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输入：`1 10`
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输出：`hfc=1 lcd=10`
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9. `<6>`
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`fib()` 函数的功能为求斐波拉契数列的第 `n` 项
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斐波拉契数列的每一项都是前两项之和
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10. `<7>` 测试：
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```
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(2)A
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(3)5,6
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(1)4,6
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```
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分析：
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`(2)` 中输出的是**局部变量** `k`
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`(3)` 中输出的是**全局变量** `k`
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`(1)` 中输出的是**全局变量** `k`
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11. `<8>` 测试：
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```
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subp函数输出：
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1 1
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0 0
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main函数输出：
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9 3
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6 12
|
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|
subp函数输出：
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2 2
|
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|
1 1
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|
```
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|
分析：
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`x` `y` 是静态变量，只会创建一次；所以除了在第一次运行 `subp()` 函数时，都不再会初始化 `x` `y`。若把 `static` 去除，则运行结果会发生改变。因为此时 `x` `y` 不再是静态变量，每一次调用 `subp()` 函数时 `x` `y` 都会重新初始化为 `0`
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|
## （二）、
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1. 第一题（`<1>`）（2）、（4）解题分析：
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此题较为简单，调用 `math.h` 库即可
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```c
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|
#include <math.h>
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|
|
#include <stdio.h>
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|
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|
double T2(double x) {
|
|
|
return sqrt(1 + 1 / (x + 1 / (x + 1)));
|
|
|
}
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|
|
|
|
|
double T4(double x, double y) {
|
|
|
return exp(x + y) + exp(x - y);
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
double x, y;
|
|
|
scanf("%lf", &x);
|
|
|
printf("%lf\n", T2(x));
|
|
|
scanf("%lf%lf", &x, &y);
|
|
|
printf("%lf\n", T3(x, y));
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试：
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
输入：
|
|
|
1
|
|
|
1 2
|
|
|
输出：
|
|
|
1.290994
|
|
|
20.453416
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
2. 第二题（`<2>`）解题分析：
|
|
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|
此题较为简单，考虑读取的是字符，将字符逆向输出即可
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|
```c
|
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|
#include <stdio.h>
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
char sep[4] = {'\n', ',', ',', ','};
|
|
|
char theNumber[4];
|
|
|
fread(theNumber, sizeof(char), 4, stdin);
|
|
|
for (int i = 3; i >= 0; --i)
|
|
|
printf("%c%c ", theNumber[i], sep[i]);
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试：
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
输入：
|
|
|
1234
|
|
|
输出：
|
|
|
4, 3, 2, 1
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
3. 第三题（`<3>`）解题分析：
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|
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|
|
|
此题较为简单，调用 `math.h` 库即可
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|
```c
|
|
|
#include <math.h>
|
|
|
#include <stdio.h>
|
|
|
|
|
|
double theZ(double x, double y) {
|
|
|
if (x < 0 && y < 0)
|
|
|
return exp(x + y);
|
|
|
else if (1 <= x + y && x + y < 10)
|
|
|
return log(x + y);
|
|
|
else
|
|
|
return log10(fabs(x + y));
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
double x, y;
|
|
|
scanf("%lf%lf", &x, &y);
|
|
|
printf("%lf\n", theZ(x, y));
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试：
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
输入：1 10
|
|
|
输出：1.041393
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. 第五题（`<5>`）（1）、（3）解题分析：
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|
此题较为简单，可以使用 `for` 循环，这里使用递归进行求解
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|
|
|
|
```c
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|
|
int T1(int i) {
|
|
|
return i == 1 ? i : i + T1(i - 1);
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
long T3(long i) {
|
|
|
return i == 2 ? i * (i - 1) : i * (i - 1) + T3(i - 2);
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
printf("%d\n", T1(100));
|
|
|
printf("%ld\n", T3(40));
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试：
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
5050
|
|
|
11060
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
分析：
|
|
|
|
|
|
程序如期运行，结果正确
|
|
|
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|
|
5. 第六题（`<6>`）解题分析：
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|
|
比较简单的一道题
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|
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|
```c
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|
#include <stdio.h>
|
|
|
|
|
|
#define MAGIC_NUMBER 21
|
|
|
|
|
|
void print_left(int i) {
|
|
|
for (int j = 1; j <= i; j += 2)
|
|
|
printf(" %d ", j);
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
void print_right(int i) {
|
|
|
for (int j = i - 2; j >= 1; j -= 2)
|
|
|
printf(" %d ", j);
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
void print_space(int i) {
|
|
|
for (int j = 1; j <= MAGIC_NUMBER - i - 1; j += 2) {
|
|
|
printf(" ");
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
for (int i = 1; i <= MAGIC_NUMBER; i += 2) {
|
|
|
print_space(i);
|
|
|
print_left(i);
|
|
|
print_right(i);
|
|
|
printf("\n");
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
1
|
|
|
1 3 1
|
|
|
1 3 5 3 1
|
|
|
1 3 5 7 5 3 1
|
|
|
1 3 5 7 9 7 5 3 1
|
|
|
1 3 5 7 9 11 9 7 5 3 1
|
|
|
1 3 5 7 9 11 13 11 9 7 5 3 1
|
|
|
1 3 5 7 9 11 13 15 13 11 9 7 5 3 1
|
|
|
1 3 5 7 9 11 13 15 17 15 13 11 9 7 5 3 1
|
|
|
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1
|
|
|
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
6. 第七题（`<7>`）题目解析：
|
|
|
|
|
|
遍历即可
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|
|
|
```c
|
|
|
#include <stdio.h>
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
for (int i = 1; i <= 10; ++i)
|
|
|
for (int j = 1; j < i; ++j)
|
|
|
printf("<%d, %d>\n", i, j);
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
<2, 1>
|
|
|
<3, 1>
|
|
|
<3, 2>
|
|
|
...
|
|
|
<10, 7>
|
|
|
<10, 8>
|
|
|
<10, 9>
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
7. 第八题（`<8>`）题目解析：
|
|
|
|
|
|
暴力输出即可
|
|
|
|
|
|
```c
|
|
|
#include <stdio.h>
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
for (int i = 2; i < 10; ++i)
|
|
|
for (int j = 1; j < i; ++j)
|
|
|
printf("%d\n", j * 10 + i);
|
|
|
for (int i = 3; i < 10; ++i)
|
|
|
for (int j = 2; j < i; ++j)
|
|
|
for (int k = 1; k < j; ++k)
|
|
|
printf("%d\n", k * 100 + j * 10 + i);
|
|
|
for (int i = 4; i < 10; ++i)
|
|
|
for (int j = 3; j < i; ++j)
|
|
|
for (int k = 2; k < j; ++k)
|
|
|
for (int l = 1; l < k; ++l)
|
|
|
printf("%04d\n", l * 1000 + k * 100 + j * 10 + i);
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试：
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
12
|
|
|
13
|
|
|
23
|
|
|
...
|
|
|
4789
|
|
|
5789
|
|
|
6789
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
8. 第九题（`<9>`）题目解析：
|
|
|
|
|
|
使用递归进行求解较为简单
|
|
|
|
|
|
```c
|
|
|
#include <stdio.h>
|
|
|
|
|
|
void find_fact(int n) {
|
|
|
int is_fact = 1;
|
|
|
for (int i = 2; i < n; ++i) {
|
|
|
if (n % i == 0) {
|
|
|
printf("%d*", i);
|
|
|
find_fact(n / i);
|
|
|
is_fact = 0;
|
|
|
break;
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
if (is_fact) {
|
|
|
printf("%d", n);
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
int n;
|
|
|
scanf("%d", &n);
|
|
|
find_fact(n);
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试：
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
输入：16
|
|
|
输出：2*2*2*2
|
|
|
输入：15
|
|
|
输出：3*5
|
|
|
输入：200
|
|
|
输出：2*2*2*5*5
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
## （三）、
|
|
|
|
|
|
1. 第一题解题分析：
|
|
|
|
|
|
需要注意重复使用的数字
|
|
|
|
|
|
```c
|
|
|
#include <stdio.h>
|
|
|
|
|
|
#define LEN 12
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
int nums[LEN] = {1, 20, 20, 12, 3, 5, 7, 4, 6, 100, 11, 8};
|
|
|
int comp, t;
|
|
|
comp = nums[1] > nums[0] ? 1 : nums[1] < nums[0] ? -1 : 0;
|
|
|
printf("(");
|
|
|
for (int i = 1; i < LEN; ++i) {
|
|
|
t = nums[i] > nums[i - 1] ? 1 : nums[i] < nums[i - 1] ? -1 : 0;
|
|
|
if (t)
|
|
|
if (t == comp)
|
|
|
printf("%d ", nums[i - 1]);
|
|
|
else {
|
|
|
printf("%d), (%d ", nums[i - 1], nums[i - 1]);
|
|
|
comp = nums[i] > nums[i - 1] ? 1
|
|
|
: nums[i] < nums[i - 1] ? -1
|
|
|
: 0;
|
|
|
}
|
|
|
else
|
|
|
comp = nums[i] > nums[i - 1] ? 1 : nums[i] < nums[i - 1] ? -1 : 0;
|
|
|
}
|
|
|
printf("%d)", nums[LEN - 1]);
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试：
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
(1 20), (20 12 3), (3 5 7), (7 4), (4 6 100), (100 11 8)
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
2. 第二题解题分析：
|
|
|
|
|
|
只需反复求出后三位乘以 `12` 的结果即可
|
|
|
|
|
|
```c
|
|
|
#include <stdio.h>
|
|
|
|
|
|
int main() {
|
|
|
int n = 12;
|
|
|
for (int i = 0; i < 100; ++i)
|
|
|
n = n % 1000 * 12;
|
|
|
printf("%d\n", n % 1000);
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
测试：
|
|
|
|
|
|
```
|
|
|
512
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
# 实验总结
|
|
|
|
|
|
此次实验让我更加深入的了解了 `C++` 语言的特性，学习了许多 `C++` 语言更深入的用法及技巧，对于函数和递归有了更深一步的认识，也对编程有了新的体会。
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|
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|
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在完成 `T10` 时，本地编译出现了错误；经排错发现为报告代码出现问题。将代码中 `int fun(int) `的声明修改为 `void fun(int)` 后编译通过。通过此测试了解到了 `C++` 语言中声明应与实现一致。
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# 参考资料
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1. 参考了 `C17` 标准
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2. [C Plus Plus Reference](https://zh.cppreference.com)
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