《C語言程序設(shè)計》上機實驗指導(dǎo)手冊

1、 8/8C語言程序設(shè)計上機實驗指導(dǎo)手冊 C語言程序設(shè)計 上機實驗指導(dǎo)手冊 電子與信息工程學(xué)院 計算機科學(xué)系 第一部分上機實驗的指導(dǎo)思想和要求 一、上機實驗的目的 學(xué)習C語言程序設(shè)計課程不能滿足于“懂得了”，滿足于了解了語法和能看懂書上的程序，而應(yīng)當掌握程序設(shè)計的全過程，即能獨立編寫出源程序，獨立上機調(diào)試程序，獨立運行程序和分析結(jié)果。 “程序設(shè)計”是一門實踐性很強的課程，必須十分重視實踐環(huán)節(jié)。許多實際的知識不是靠聽課和看書學(xué)到手的，而是通過長時間的實踐積累的。要提倡通過實踐去掌握知識的方法。必須保證有足夠的上機實驗時間，學(xué)習本課程應(yīng)該至少有30 小時的上機時間，最好能做到與授課時間之比為1：1

2、。除了學(xué)校規(guī)定的上機實驗以外，應(yīng)當提倡學(xué)生自己課余抽時間多上機實踐。 上機實驗的目的，絕不僅是為了驗證教材和講課的內(nèi)容，或者驗證自己所編的程序正確與否。學(xué)習程序設(shè)計，上機實驗的目的是： （1）加深對講授內(nèi)容的理解，尤其是一些語法規(guī)定，光靠課堂講授，既枯燥無味又難以記住，但它們是很重要的，初學(xué)者的程序出錯往往錯在語法上。通過多次上機，就能自然地、熟練地掌握。通過上機來掌握語法規(guī)則是行之有效的方法。 （2）熟悉所用的計算機系統(tǒng)的操作方法，也就是了解和熟悉C語言程序開發(fā)的環(huán)境。一個程序必須在一定的外部環(huán)境下才能運行，所謂“環(huán)境”，就是指所用的計算機系統(tǒng)的硬件和軟件條件，或者說是工作平臺。使用者應(yīng)該了

3、解為了運行一個C程序需要哪些必要的外部條件（例如硬件配置、軟件配置），可以利用哪些系統(tǒng)的功能來幫助自己開發(fā)程序。每一種計算機系統(tǒng)的功能和操作方法不完全相同，但只要熟練掌握一兩種計算機系統(tǒng)的使用，再遇到其他系統(tǒng)時便會觸類旁通，很快就能學(xué)會。 （3）學(xué)會上機調(diào)試程序。也就是善于發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤，并且能很快地排除這些錯誤，使程序能正確運行。經(jīng)驗豐富的人，在編譯連接過程中出現(xiàn)“出錯信息”時，一般能很快地判斷出錯誤所在，并改正之。而缺乏經(jīng)驗的人即使在明確的“出錯提示”下也往往找不出錯誤而求助于別人。要真正掌握計算機應(yīng)用技術(shù)，就不僅應(yīng)當了解和熟悉有關(guān)理論和方法，還要求自己動手實現(xiàn)。對程序設(shè)計來說，則要求會

4、編程序并上機調(diào)試通過。因此調(diào)試程序不僅是得到正確程序的一種手段，而且它本身就是程序設(shè)計課程的一個重要的內(nèi)容和基本要求，應(yīng)給予充分的重視。調(diào)試程序固然可以借鑒他人的現(xiàn)成經(jīng)驗，但更重要的是通過自己的直接實踐來累積經(jīng)驗，而且有些經(jīng)驗是只能“會意”難以“言傳”。別人的經(jīng)驗不能代替自己的經(jīng)驗。調(diào)試程序的能力是每個程序設(shè)計人員應(yīng)當掌握的一項基本功。 因此，在做實驗時千萬不要在程序通過后就認為萬事大吉、完成任務(wù)了，而應(yīng)當在己通過的程序基礎(chǔ)上作一些改動（例如修改一些參數(shù)、增加程序的一些功能、改變某些語句、改變輸入數(shù)據(jù)的方法等），再進行編譯、連接和運行。甚至于“自設(shè)障礙”，即把正確的程序改為有錯的（例如語句漏寫

5、分號；用scanf函數(shù)輸入變量時，漏寫“&”符號；比較符“= =”錯寫為賦值號“=”；使數(shù)組下標出界；使整數(shù)溢出等），觀察和分析所出現(xiàn)的情況。這樣的學(xué)習才會有真正的收獲，是靈活主動的學(xué)習而不是呆板被動的學(xué)習。 二、上機實驗前的準備工作 在上機實驗前應(yīng)事先做好準備工作，以提高上機實驗的效率，準備工作至少應(yīng)包括： （1）了解所用的計算機系統(tǒng)（包括C編譯系統(tǒng)和工作平臺）的性能和使用方法； （2）復(fù)習和掌握與本實驗有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容； （3）準備好上機所需的程序。由于計算機實驗室給每個學(xué)生安排的時間是有限的，要珍惜時間，充分利用。應(yīng)當在上機前按指定的題目編寫好程序。手編程序應(yīng)書寫整齊，并經(jīng)人工檢查無誤后才

6、能上機，以提高上機效率。初學(xué)者切忌不編程序或抄別人程序去上機，應(yīng)從一開始就養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)作風； （4）對運行中可能出現(xiàn)的問題事先作出估計，對程序中自己有疑問的地方，應(yīng)作出記號，以便在上機時給予注意； （5）準備好調(diào)試和運行時所需的數(shù)據(jù)。 三、上機實驗的步驟 上機實驗時一人一組，獨立上機，復(fù)雜分組進行，相互討論完成任務(wù)。上機過程中出現(xiàn)的問題，除了是系統(tǒng)的問題以外，一般應(yīng)自己獨立處理，不要輕易舉手問教師。尤其對“出錯信息”，應(yīng)善于自己分析判斷。這是學(xué)習調(diào)試程序的良好機會。 上機實驗一般應(yīng)包括以下幾個步驟： （1）進入C工作環(huán)境（Dev-C+ 5.8.3）。 （2）輸入自己所編好的程序。 （3）檢查

7、一遍已輸入的程序是否有錯（包括輸入時打錯的和編程中的錯誤），如發(fā)現(xiàn)有錯，及時改正。 （4）進行編譯和連接。如果在編譯和連接過程中發(fā)現(xiàn)錯誤，屏幕上會出現(xiàn)“出錯信息”，根據(jù)提示找到出錯位置和原因，加以改正。再進行編譯，如此反復(fù)直到順利通過編譯和連接為止。 （5）運行程序并分析運行結(jié)果是否合理和正確。在運行時要注意當輸入不同數(shù)據(jù)時所得到的結(jié)果是否正確。 （6）輸出程序清單和運行結(jié)果。 四、實驗驗收 （1）現(xiàn)場驗收，學(xué)生講解、提問、答辯的方式，通過三方面的表現(xiàn)給出實驗成績； （2）提交程序清單（電子版）。 第二部分關(guān)于程序的調(diào)試和測試 一、程序錯誤的類型 為了幫助各位同學(xué)調(diào)試程序和分析程序，下面簡單介

8、紹程序出錯的種類。 （1）語法錯誤 即不符合C語言的語法規(guī)定，例如將main 錯寫為naim ，括號不匹配，語句最后漏了分號等，這些都會在編譯時被發(fā)現(xiàn)并指出。這些都屬于“致命錯誤”，不改正是不能通過編譯的。對一些在語法上有輕微毛病但不影響程序運行的錯誤（如定義了變量但始終未使用），編譯時會發(fā)出“警告”，雖然程序能通過編譯，但不應(yīng)當使程序“帶病工作”，應(yīng)該將程序中所有導(dǎo)致“錯誤（error）”和“警告（warning）”的因素都消除，再使程序投入運行。 （2）邏輯錯誤 這是指程序無語法錯誤，也能正常運行，但是結(jié)果不對。例如求s=l+2+3+100，有人寫出以下語句： for（s=0, i=1;

9、i0) printf(It has two real solutions:n); printf(”x1=%6.2f, x2=%6.2fn”, x1, x2); else printf(It has two same real solutions:n); printf(x1=x2=%6.2fn,-b/(2*a); else pritnf(It has two complex solutions:n); p=-b/(2*a); q=sqrt(-disc)/(2*a); printf(x1=%6.2f+%6.2fi, x2=%6.2f - %6.2fin, p, q, p, q); 為了測試程序的“

10、健壯性”，我們準備了6組數(shù)據(jù)： 3，4，1 1，2，1 4，2，1 0，3，4 0，0，0 0，0，5 分別用這6組數(shù)據(jù)作為輸入的a，b，c的值，得到以下的運行結(jié)果： input a, b, c: 3 4 1 It has two real solutions: x1=-0.33, x2= -1.00 input a, b, c: 1 2 1 It has two same real solutions: x1=x2= -1.00 input a, b, c: 4 2 1 It has two complex solutions: x1=-0.25+0.43i, x2=-0.25-0.43i

11、input a, b, c: 0 3 4 It has one solutions: x1=-1.33 input a, b, c: 0 0 0 It is trivial. input a, b, c: 0 0 5 It is impossible. 經(jīng)過測試，可以看到程序?qū)θ魏屋斎氲臄?shù)據(jù)都能正常運行并得到正確的結(jié)果。以上是根據(jù)數(shù)學(xué)知識知道輸入數(shù)據(jù)有6種方案。但在有些情況下，并沒有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)公式作為依據(jù)，例如一個商品管理程序，要求對各種不同的檢索作出相應(yīng)的反應(yīng)。如果程序包含多條路徑（如由if語句形成的分支），則應(yīng)當設(shè)計多組測試數(shù)據(jù)，使程序中每一條路徑都有機會執(zhí)行，觀察其運行是否正常。 以上就

12、是程序測試的初步知識。測試的關(guān)鍵是正確地準備測試數(shù)據(jù)。如果只準備4 組測試數(shù)據(jù)，程序都能正常運行，仍然不能認為此程序己無問題。只有將程序運行時所有的可能情況都作過測試，才能作出判斷。 測試的目的是檢查程序有無“漏洞”。對于一個簡單的程序，要找出其運行時全部可能執(zhí)行到的路徑，并正確地準備數(shù)據(jù)并不困難。但是如果需要測試一個復(fù)雜的大程序，要找到全部可能的路徑并準備出所需的測試數(shù)據(jù)并非易事。例如：有兩個非嵌套的if語句，每個if語句有兩個分支，它們所形成的路徑數(shù)目為224。如果一個程序包含100 個if語句，則可能的路徑數(shù)目為21001.2676511030，要測試每一條路徑兒乎是不可能的。實際上進行

13、測試的只是其中一部分（執(zhí)行幾率最高的部分）。因此，經(jīng)過測試的程序一般還不能輕易宣布為“沒有問題”，只能說“經(jīng)過測試的部分無問題”。正如檢查身體一樣，經(jīng)過內(nèi)科、外科、眼科、五官科各科例行檢查后，不能宣布被檢查者“沒有任何病癥”，他有可能有隱蔽的、不易查出的病癥。所以醫(yī)院的診斷書一般寫為“未發(fā)現(xiàn)異?！?，而不能寫“此人身體無任何問題”。 我們應(yīng)當了解測試的目的，學(xué)會組織測試數(shù)據(jù)，并根據(jù)測試的結(jié)果修改完善程序。 第三部分實驗內(nèi)容與安排 實驗一簡單的C程序?qū)嶒?1實驗?zāi)康?（1）了解Dev-C+集成環(huán)境的窗口界面，熟練掌握如何編輯、編譯、連接、運行一個C程序以及如何保存和修改C語言的源程序。 （2）通過

14、運行簡單的C程序，初步了解C源程序的結(jié)構(gòu)和特點。 （3）學(xué)會簡單的讀程序和調(diào)試程序。 2實驗內(nèi)容 （1）輸出圖形。 （2）求下圖所示田徑場的周長和面積。 （3）已知圓的周長與面積公式為： Cir=2*3.14*rad Area=3.14*rad*rad 從鍵盤輸入一個半徑值，求該圓的周長和面積。 要求：用主函數(shù)實現(xiàn)半徑的輸入，圓周長和面積的輸出，周長和面積用不同的函數(shù)來實現(xiàn)。 3預(yù)習內(nèi)容 C程序設(shè)計（第四版）第1章、第3章 實驗二順序程序設(shè)計 1實驗?zāi)康?（1）掌握C語言中使用最多的一種語句賦值語句的使用方法。 （2）掌握C語言數(shù)據(jù)類型，熟悉如何定義一個整型、字符型和實型的變量，以及對它們賦值

15、的方法，了解字符型數(shù)據(jù)和整型數(shù)據(jù)的內(nèi)在關(guān)系。 （3）掌握不同的類型數(shù)據(jù)之間賦值的規(guī)律。 （4）掌握對各種類型數(shù)據(jù)的正確輸入方法。 （5）學(xué)會使用C的有關(guān)算術(shù)運算符，以及包含這此運算符的表達式。 （6）掌握各種類型數(shù)據(jù)的輸入輸出的方法，能正確使用各種格式轉(zhuǎn)換符。 （7）進一步掌握編寫程序和調(diào)試程序的方法。 2實驗內(nèi)容和步驟 （1）用下面的scanf函數(shù)輸入數(shù)據(jù)，使a=3, b=7, x=8.5, y=71.82, c1=A, C2=a。 問在鍵盤上如何輸入？ #include 0。 3預(yù)習內(nèi)容 C程序設(shè)計（第四版）第3章。 實驗三選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 1實驗?zāi)康?（1）了解C語言表示邏輯量的方法（以

16、0代表“假”，以非0代表“真”）。 （2）學(xué)會正確使用邏輯運算符和邏輯表達式。 （3）熟練掌握if 語句和switch 語句。 （4）結(jié)合程序掌握一些簡單的算法。 （5）進一步學(xué)習調(diào)試程序的方法。 2實驗內(nèi)容 （2）有一函數(shù)： x （x1） y= 2x1 （1x10） 3x11 （x10） 寫程序，用scanf函數(shù)輸入x的值，輸出y相應(yīng)的值。 運行程序輸入x 的值（分別為x1、110、x10這3種情況），檢查輸出的y 值是否正確。 （3）給出一個百分制成績，要求輸出成績等級A、B、C、D、E。90分以上為A，8189 分為B，7079分為C，6069分為D，60分以下為E。 事先編好程序，要求

17、分別用if語句和switch語句來實現(xiàn)。運行程序，并檢查結(jié)果是否正確。 再運行一次程序，輸入分數(shù)為負值（如-70），這顯然是輸入時出錯，不應(yīng)給出等級，修改程序，使之能正確處理任何數(shù)據(jù)，當輸入數(shù)據(jù)大于100和小于0時，通知用戶“輸入數(shù)據(jù)錯”，程序結(jié)束。 （4）給一個不多于5 位的正整數(shù)，要求：求出它是幾位數(shù)；分別輸出每一位數(shù)字；按逆序輸出各位數(shù)字，例如原數(shù)為321，應(yīng)輸出123。 應(yīng)準備以下測試數(shù)據(jù)： 要處理的數(shù)為1位正整數(shù)； 要處理的數(shù)為2 位正整數(shù)； 要處理的數(shù)為3 位正整數(shù)； 要處理的數(shù)為4 位正整數(shù)； 要處理的數(shù)為5 位正整數(shù)。 除此之外，程序還應(yīng)當對不合法的輸入做必要的處理，例如： 輸

18、入負數(shù)； 輸入的數(shù)超過5位（如123456 ）。 3預(yù)習內(nèi)容 C程序設(shè)計（第四版）第4章。 實驗四循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計（一） 1實驗?zāi)康?（1）熟悉掌握用while語句、do-while語句實現(xiàn)循環(huán)的方法。 （2）掌握在程序設(shè)計中用循環(huán)的方法實現(xiàn)一些常用算法。 編程序并上機調(diào)試運行。 （1）輸入兩個正整數(shù)m和n，求它們的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)。 在運行時，輸入的值mn，觀察結(jié)果是否正確。 再輸入時，使ms2，輸出一個正數(shù)；若s1=s2，輸出0；若s1=1) 3預(yù)習內(nèi)容 C程序設(shè)計（第四版）第7章。 實驗九函數(shù)（二） 1實驗?zāi)康?（1）掌握函數(shù)的嵌套調(diào)用和數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)的方法。 （2）掌握全局變量

19、和局部變量、動態(tài)變量、靜態(tài)變量的概念和使用方法。 2實驗內(nèi)容 編程序并上機調(diào)試運行。 （1）輸入10個學(xué)生5門課的成績，分別用函數(shù)實現(xiàn)下列功能： 計算每個學(xué)生平均分。 計算每門課的平均分。 找出所有50個分數(shù)中最高的分數(shù)所對應(yīng)的學(xué)生和課程。 計算平均分方差。 （2）給出年、月、日，計算該日是該年的第幾天。 3預(yù)習內(nèi)容 C程序設(shè)計（第四版）第7章。 實驗十指針 1實驗?zāi)康?（1）通過實驗進一步掌握指針的概念，會定義和使用指針變量。 （2）能正確使用數(shù)組的指針和指向數(shù)組的指針變量。 （3）能正確使用字符串的指針和指向字符串的指針變量。 （4）了解指向指針的指針的概念及其使用方法。 2實驗內(nèi)容 編程

20、序并上機調(diào)試運行程序（都要求用指針處理）。 （1）輸入3個整數(shù)，按由小到大的順序輸出。 （2）輸入10個整數(shù)，將其中最小的數(shù)與第一個數(shù)對換，把最大的數(shù)與最后一個對換。寫3個函數(shù)： 輸入10個數(shù)； 數(shù)據(jù)處理； 輸出10個數(shù)。 （3）寫一個函數(shù)，求一個字符串的長度。在main函數(shù)中輸入字符串，并輸出其長度。 （4）編一個程序，輸入月份號，輸出該月的英文月名。例如，輸入“3”，則輸出“Match”，要求用指針數(shù)組處理。 3預(yù)習內(nèi)容 C程序設(shè)計（第四版）第8章。 實驗十一結(jié)構(gòu)體與共用體 1實驗?zāi)康?（1）掌握結(jié)構(gòu)體類型變量的定義和使用。 （2）掌握結(jié)構(gòu)體類型數(shù)組的概念和應(yīng)用。 （3）了解鏈表的概念，初步學(xué)會對鏈表進行操作。 2實驗內(nèi)容 編程序，然后上機調(diào)試運行。 （1）有5個學(xué)生，每個學(xué)生的數(shù)據(jù)包括學(xué)號、姓名、3門課的成績，從鍵盤輸入5個學(xué)生數(shù)據(jù)，要求輸出3門課總平均成績，以及最高分的學(xué)生的數(shù)據(jù)（包括學(xué)號、姓名、3門課的成績、平均分數(shù)）。 要求用一個input函數(shù)輸入5個學(xué)生數(shù)據(jù)；用一個average函數(shù)求總平均分；用max函數(shù)找出最高分學(xué)生數(shù)據(jù)；總平均分和最高分的學(xué)生的數(shù)據(jù)都在主函數(shù)中輸出。 （2）建立一個鏈表，每個結(jié)點包