docs(cpp): 补全 C 风格数组练习参考答案

[xiaoshuaijie]

投稿类型

• 社区来稿初刊：希望先进入 documents/community/incoming/
• 现有文章改进
• 翻译或双语同步
• 其他

文章说明

概述

本 PR 为第一卷第 5 章第 1 篇《C 风格数组》（documents/vol1-fundamentals/ch05/01-c-arrays.md）的「动手试试」小节补全三道练习的参考答案，延续 #201、#206、#207 的练习答案补全系列，格式与既有答案保持一致：使用 VitePress ::: details 参考答案 折叠块，正文题面保持不变，读者可先自行作答再展开对照。

✅ 完成内容

练习一：数组求和与均值

• 给出完整可编译程序：constexpr int sum(const int a[], int n) 与 constexpr double average(const int a[], int n) 两个函数，返回类型按题面要求区分 int / double。
• average 对 n == 0 || n < 0 做了防御性处理：避免常量求值中出现除以零（否则 constexpr 调用直接编译失败），也避免负数长度被误用。
• 主函数用 constexpr 变量接收结果，演示了这套写法可以在编译期完成计算；附编译命令与运行结果（总和 55、平均值 5.5），读者可按题面要求手动验算对照。

练习二：矩阵转置（本题是本次的重点，题面原本只留了思考题，答案分三层展开）

1. 固定尺寸版本：constexpr void transpose_2x3(const int (&matrix)[2][3], int (&result)[3][2])，用数组引用作形参把维度纳入类型系统，行数列数不匹配会在编译期报错。
2. C99 VLA 写法（明确标注"不是标准 C++"）：先展示 void transpose(int m, int n, const int matrix[m][n], int result[n][m]) 这种变长数组形参，再用一段文字讲清它的标准归属——C99 引入、C11 起降级为可选特性、不被任何 C++ 标准接受，编译器接受也属于扩展，不能写进可移植的 C++ 代码。这直接回答了题面"如果行数列数也要是参数，C 风格数组能做到吗"的思考题。
3. 标准 C++ 的可移植写法：内置数组的边界是类型的一部分，无法用普通函数参数表达运行时尺寸，因此给出"按行展开成一维数组 + 额外传行列数"的版本，并写明调用者契约（两个缓冲区都至少要有 rows * cols 个元素）和改进方向（模板表达编译期维度，或改用 std::vector / std::span 表达运行时尺寸）。

此外将本题题面从"如果行数列数也要是参数，C 风格数组能做到吗？"微调为"如果行数、列数要在运行时传入，标准 C++ 应该如何表示这块矩阵内存？"，把问题从"能不能"引导到"标准 C++ 里该怎么做"，与答案的展开方式呼应；同时统一了乘号的排版（N x M → N × M）。

练习三：修复越界 bug

• 给出修复后的代码：循环条件 i <= 5 改为 i < 5，消除对 data[5] 的越界读（未定义行为），并与正文"最大合法下标是 N−1"的结论呼应。

Frontmatter

• reading_time_minutes: 10 → 13，反映新增的三段参考答案带来的阅读量变化。

📝 技术亮点

• 全部答案函数使用 constexpr，体现 C 风格数组 + 编译期计算的组合。
• 数组引用形参（const int (&)[2][3]）保留完整类型信息，规避了"数组退化为指针、丢失维度"的经典坑，与正文知识点形成闭环。
• 对 VLA 的讲解不止给结论，还给出标准版本脉络（C99 → C11 可选 → 不属于 C++），并区分"编译器扩展"与"可移植代码"的边界。
• 一维展开 + 行列数参数的写法示范了运行时尺寸矩阵在标准 C++ 中的朴素表达，并自然引出 std::span 等后续学习方向。

📄 变更文件

• documents/vol1-fundamentals/ch05/01-c-arrays.md（+131 / −2，仅此一个文件）

作者与授权

• 作者署名：xiaoshuaijie
• 是否原创：是
• 是否允许维护者调整标题、格式、放置位置和部分措辞：允许
• 外部资料、图片、代码来源：无外部材料；代码为本 PR 原创，文中关于 VLA 的标准状态（C99 引入 / C11 起可选 / 非标准 C++）已按仓库金科玉律用 gcc / g++ 实测验证，见下文测试一节。

建议位置

保持原位：documents/vol1-fundamentals/ch05/01-c-arrays.md。不涉及新文章收录，无需更新导航或索引。

测试

测试环境：WSL2（Ubuntu 24.04，内核 6.6.87.2-microsoft-standard-WSL2），编译器 g++/gcc 13.3.0 (Ubuntu 13.3.0-6ubuntu2~24.04.1)。

• 三个练习的答案代码均用 -std=c++17 -Wall -Wextra 实际编译，零警告，运行结果与文中标注一致：
  • 练习一输出 总和: 55 / 平均值: 5.5；
  • 练习二固定尺寸与一维展开两种写法均另配测试 main 验证，2×3 转置结果正确输出 1 4 / 2 5 / 3 6；
  • 练习三修复后输出 10 20 30 40 50，无越界。
• VLA 论断做了双向验证：VLA 版本用 gcc -std=c99 编译运行通过（印证"C99 特性"），同一份代码用 g++ -std=c++17 -pedantic-errors 编译报错 use of parameter outside function body（印证"不是标准 C++"）。
• 全仓 frontmatter 校验通过：.venv python scripts/validate_frontmatter.py → 991/991 valid。
• markdownlint documents/vol1-fundamentals/ch05/01-c-arrays.md 0 错误。
• ::: details 折叠块为 VitePress 支持语法，站点渲染正常，与 docs(cpp): 补充 ch03 参数传递练习参考答案 #201/docs(cpp): 补全 inline constexpr 练习答案 #206/docs(cpp): 补全指针基础练习答案 #207 同类 PR 格式一致。

检查项

• Markdown 可以正常阅读
• 引用外部资料时已提供来源（C99/C11 VLA 标准状态经编译实测验证）
• 图片、代码或大段材料来源清楚（均为本 PR 原创代码）
• 如包含代码，已说明是否测试过（见"测试"一节）
• 如申请进入正式教程，已考虑是否需要更新导航或索引（不涉及，保持原文章原位置）
• 如涉及英文翻译，已说明是否同步（不涉及）

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本 PR 为第一卷第 5 章第 1 篇《C 风格数组》（documents/vol1-fundamentals/ch05/01-c-arrays.md）的「动手试试」小节补全三道练习的参考答案，延续 #201、#206、#207 的练习答案补全系列，格式与既有答案保持一致：使用 VitePress ::: details 参考答案 折叠块，正文题面保持不变，读者可先自行作答再展开对照。

✅ 完成内容

练习一：数组求和与均值

• 给出完整可编译程序：constexpr int sum(const int a[], int n) 与 constexpr double average(const int a[], int n) 两个函数，返回类型按题面要求区分 int / double。
• average 对 n == 0 || n < 0 做了防御性处理：避免常量求值中出现除以零（否则 constexpr 调用直接编译失败），也避免负数长度被误用。
• 主函数用 constexpr 变量接收结果，演示了这套写法可以在编译期完成计算；附编译命令与运行结果（总和 55、平均值 5.5），读者可按题面要求手动验算对照。

练习二：矩阵转置（本题是本次的重点，题面原本只留了思考题，答案分三层展开）

1. 固定尺寸版本：constexpr void transpose_2x3(const int (&matrix)[2][3], int (&result)[3][2])，用数组引用作形参把维度纳入类型系统，行数列数不匹配会在编译期报错。
2. C99 VLA 写法（明确标注"不是标准 C++"）：先展示 void transpose(int m, int n, const int matrix[m][n], int result[n][m]) 这种变长数组形参，再用一段文字讲清它的标准归属——C99 引入、C11 起降级为可选特性、不被任何 C++ 标准接受，编译器接受也属于扩展，不能写进可移植的 C++ 代码。这直接回答了题面"如果行数列数也要是参数，C 风格数组能做到吗"的思考题。
3. 标准 C++ 的可移植写法：内置数组的边界是类型的一部分，无法用普通函数参数表达运行时尺寸，因此给出"按行展开成一维数组 + 额外传行列数"的版本，并写明调用者契约（两个缓冲区都至少要有 rows * cols 个元素）和改进方向（模板表达编译期维度，或改用 std::vector / std::span 表达运行时尺寸）。

此外将本题题面从"如果行数列数也要是参数，C 风格数组能做到吗？"微调为"如果行数、列数要在运行时传入，标准 C++ 应该如何表示这块矩阵内存？"，把问题从"能不能"引导到"标准 C++ 里该怎么做"，与答案的展开方式呼应；同时统一了乘号的排版（N x M → N × M）。

练习三：修复越界 bug

• 给出修复后的代码：循环条件 i <= 5 改为 i < 5，消除对 data[5] 的越界读（未定义行为），并与正文"最大合法下标是 N−1"的结论呼应。

Frontmatter

• reading_time_minutes: 10 → 13，反映新增的三段参考答案带来的阅读量变化。

📝 技术亮点

• 全部答案函数使用 constexpr，体现 C 风格数组 + 编译期计算的组合。
• 数组引用形参（const int (&)[2][3]）保留完整类型信息，规避了"数组退化为指针、丢失维度"的经典坑，与正文知识点形成闭环。
• 对 VLA 的讲解不止给结论，还给出标准版本脉络（C99 → C11 可选 → 不属于 C++），并区分"编译器扩展"与"可移植代码"的边界。
• 一维展开 + 行列数参数的写法示范了运行时尺寸矩阵在标准 C++ 中的朴素表达，并自然引出 std::span 等后续学习方向。

📄 变更文件

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作者与授权

• 作者署名：xiaoshuaijie
• 是否原创：是
• 是否允许维护者调整标题、格式、放置位置和部分措辞：允许
• 外部资料、图片、代码来源：无外部材料；代码为本 PR 原创，文中关于 VLA 的标准状态（C99 引入 / C11 起可选 / 非标准 C++）已按仓库金科玉律用 gcc / g++ 实测验证，见下文测试一节。

建议位置

保持原位：documents/vol1-fundamentals/ch05/01-c-arrays.md。不涉及新文章收录，无需更新导航或索引。

测试

测试环境：WSL2（Ubuntu 24.04，内核 6.6.87.2-microsoft-standard-WSL2），编译器 g++/gcc 13.3.0 (Ubuntu 13.3.0-6ubuntu2~24.04.1)。

• 三个练习的答案代码均用 -std=c++17 -Wall -Wextra 实际编译，零警告，运行结果与文中标注一致：

  • 练习一输出 总和: 55 / 平均值: 5.5；
  • 练习二固定尺寸与一维展开两种写法均另配测试 main 验证，2×3 转置结果正确输出 1 4 / 2 5 / 3 6；
  • 练习三修复后输出 10 20 30 40 50，无越界。

• VLA 论断做了双向验证：VLA 版本用 gcc -std=c99 编译运行通过（印证"C99 特性"），同一份代码用 g++ -std=c++17 -pedantic-errors 编译报错 use of parameter outside function body（印证"不是标准 C++"）。

• 全仓 frontmatter 校验通过：.venv python scripts/validate_frontmatter.py → 991/991 valid。

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检查项

• Markdown 可以正常阅读
• 引用外部资料时已提供来源（C99/C11 VLA 标准状态经编译实测验证）
• 图片、代码或大段材料来源清楚（均为本 PR 原创代码）
• 如包含代码，已说明是否测试过（见"测试"一节）
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• 如涉及英文翻译，已说明是否同步（不涉及）

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哈哈，是不是AI写的pr（🐱），我发现每一次格式不太一样，到时候我来试试看做一个模板吧🙂

[xiaoshuaijie]

被发现了，是ai写的PR哈哈，虽然格式不一样但是应该写的都写了嘻嘻

[Charliechen114514]

被发现了，是ai写的PR哈哈，虽然格式不一样但是应该写的都写了嘻嘻

可以的可以的，没事，只是看确实模板的话bro的AI和bro微调能少点事情