CSAPP第二章家庭作业参考答案

（CSAPP第三版系列）导航篇传送门

2.56 用不同的示例值运行show_bytes的代码。

#include <stdio.h>typedef unsigned char *byte_pointer;void show_bytes(byte_pointer start, size_t len)
{size_t i;for(i = 0;i < len;i++)printf("%.2x",start[i]);printf("\n");
}void show_int(int x)
{show_bytes((byte_pointer)&x,sizeof(int));
}void show_float(float x)
{show_bytes((byte_pointer)&x,sizeof(float));
}void show_pointer(void *x)
{show_bytes((byte_pointer)&x,sizeof(void *));
}int main()
{int x = 15213;float y = 152.13;void *z = (void *)&x;show_int(x);show_float(y);show_pointer(z);return 0;
}

/*测试结果：

6d3b0000 //show_int(15213);

48211843 //show_float(152.13);

04ff6100 //show_pointer((void *)&x);

2.60 写出该C函数代码unsignedreplace_byte(unsigned x,int I,unsigned char b)。

//由题意及x86-64为小端法机器编写程序#include <stdio.h>typedef unsigned char *byte_pointer;unsigned replace_byte(unsigned x,int i,unsigned char b);int main()
{for(int i = 0;i < sizeof(unsigned);i++)printf("%x\n",replace_byte(0x12345678,i,0xab));return 0;
}unsigned replace_byte(unsigned x,int i,unsigned char b)
{byte_pointer pt = (byte_pointer)&x;  //pt保存x地址*(pt + i) = b;                       //x的i字节替换成字节bunsigned y = *((unsigned *)pt);      //pt指向的unsigned数字return y;
}

/*测试结果：

123456ab //replace_byte(0x12345678,0,0xab);

1234ab78 //replace_byte(0x12345678,1,0xab);

12ab5678 //replace_byte(0x12345678,2,0xab);

ab345678 //replace_byte(0x12345678,3,0xab);

2.64写出代码实现该函数 int any_odd_one(unsigned x)

#include <stdio.h>int any_odd_one(unsigned x)
{return 0 != (x&0xaaaaaaaa);
}int main()
{printf("%d\n",any_odd_one(0x5)); //二进制表示  00000000 00000000 00000000 00000101printf("%d\n",any_odd_one(0x25));//二进制表示  00000000 00000000 00000000 00100101printf("%d\n",any_odd_one(0x7)); //二进制表示  00000000 00000000 00000000 00001101return 0;
}

/*测试结果

2.68 写出具有如下原型的函数的代码：int lower_one_mask(intn);

#include <stdio.h>
#include <limits.h>int lower_one_mask(int n)
{unsigned x = ((INT_MAX)<<1) + 1u;       //x位模式:1111111111111111...return (int)(x>>((sizeof(int)<<3)-n));  //对x移位实现函数的功能
}int main()
{for(int i = 1;i <= sizeof(int)<<3;i++)printf("%x\n",lower_one_mask(i));return 0;
}

/*测试结果：

1 //lower_one_mask(1)

3 //lower_one_mask(2)

7 //lower_one_mask(3)

f //lower_one_mask(4)

1f //lower_one_mask(5)

3f //lower_one_mask(6)

7f //lower_one_mask(7)

ff //lower_one_mask(8)

…

3fffffff //lower_one((sizeof(int)<<3)-2);

7fffffff //lower_one((sizeof(int)<<3)-1);

ffffffff //lower_one(sizeof(int)<<3);

2.72 voidcopy_int(int val,void *buf,int maxbytes);

A. 解释为什么代码中的条件测试总是成功。

sizeof(val)结果类型为size_t,在maxbytes-sizeof(val)时按无符号数进行运算，

则运算结果仍然为无符号数，所以if条件"maxbytes-sizeof(val)>=0"恒成立。

B. 如何重写这个条件测试，使之工作正确。

void copy_int(int val,void *buf,int maxbytes)
{if(maxbytes >= (int)sizeof(val))memcpy(buf,(void *)&val,sizeof(val));
}

2.76 编写calloc的实现，通过调用malloc执行分配，调用memset将内存设置为0。

#include <stdlib.h>
#include <string.h>void *calloc(size_t nmemb,size_t size)
{if(nmemb == 0 || size == 0)return NULL;else{/*使用cnt作为malloc(),memset()函数的参数，避免由算数溢出引起的漏洞。*/size_t cnt = nmemb * size;pt = (void *)malloc(cnt);if(pt != NULL)memset(pt,0,cnt);return pt;}
}

2.80 写出函数threefourths的代码。

#include <stdio.h>int threefourths(int x)
{/*基本思路：3/4x=1/4x+1/2x。对于舍入误差来说，只与符号位和最低两位有关。据此编写程序。*/int a = x>>((sizeof(int)<<3)-1);int b = x & 1;int c = (x & 3 - b)>>1;int diff = b + c;int mis = !a && !(b==0&&c==0);return (x>>2)+(x>>1)+diff-mis;
}int main()     //测试程序
{printf("i    threefourths(i)    3*4/i\n");for(int i = -8;i <= 8;i++)printf("%2d %12d %12d\n",i,threefourths(i),3*i/4);return 0;
}

/*测试结果：

i threefourths(i) 3*4/i

-8 -6 -6

-7 -5 -5

-6 -4 -4

-5 -3 -3

-4 -3 -3

-3 -2 -2

-2 -1 -1

-1 0 0

0 0 0

1 0 0

2 1 1

3 2 2

4 3 3

5 3 3

6 4 4

7 5 5

8 6 6

2.84 填写程序的返回值。

int float_le(float x,float y)
{unsigned ux = f2u(x);unsigned uy = f2u(y);/*Get the sign bits*/unsigned sx = ux >> 31;unsigned sy = uy >> 31;/*Give an expression using only ux,uy,sx,and sy*/return ((sx&&sy)&&(ux>=uy))||((!sx&&!sy)&&(ux<=uy))||(sx&&!sy);   //三种可能情况
}

2.88

2.92 实现该函数 float_bits float_negate(float_bitsf);

typedef unsigned float_bitsfloat_bits float_negate(float_bits f)
{unsigned sign = f >> 31;unsigned exp = f >> 23 & 0xff;unsigned frac = f & 0x7fffff;if(exp == 0xff && frac)return f;elsereturn (exp << 23)|frac;
}

2.96 实现该函数 int float_f2i(float_bits f);

int float_f2i(float_bits f)
{unsigned sign = f>>31;unsigned exp = (f>>23) & 0xFF;unsigned frac = f & 0x7FFFFF;if (exp > 158)    //超出表示范围return (int) 0x80000000u;if (exp <= 126)    //非规格化数处理return (int) 0;/*由IEEE 754编码规则，编写程序*/unsigned val = (0x80000000u | (frac << 8))>>(158-exp);/*下面考虑是否超出表示范围*/if (!sign)return val > 0x7FFFFFFF ? 0x80000000u : val;elsereturn val > 0x80000000u ? 0x80000000u : -val;
}

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