華中科技大學(xué)c語言實(shí)驗(yàn)報(bào)告

譯中科技大孚課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： C語言程序設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)1234班學(xué)號(hào)： U123412345姓名： OOO指導(dǎo)教師： O。O報(bào)告日期： OOOO年。月O日計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)1表達(dá)式和標(biāo)準(zhǔn)輸入與輸出實(shí)驗(yàn) 1\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 1\o"CurrentDocument"自設(shè)題 12\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)小結(jié) 14\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)2流程控制實(shí)驗(yàn) 15\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?15\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 15\o"CurrentDocument"自設(shè)題 29\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)小結(jié) 34\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)3函數(shù)與程序結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn) 35\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?35\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 35\o"CurrentDocument"自設(shè)題 49\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)小結(jié) 53\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)4編譯預(yù)處理實(shí)驗(yàn) 54\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?54\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 54\o"CurrentDocument"自設(shè)題 67\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)小結(jié) 69\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)5數(shù)組實(shí)驗(yàn) 70\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?70\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 70\o"CurrentDocument"自設(shè)題 96\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)小結(jié) 97\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)6指針實(shí)驗(yàn) 98\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?98\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 98\o"CurrentDocument"自設(shè)題 123\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)小結(jié) 127\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)7結(jié)構(gòu)與聯(lián)合實(shí)驗(yàn) 128\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?128\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 128\o"CurrentDocument"自設(shè)題 171\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)小結(jié) 177\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)8文件實(shí)驗(yàn) 178\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)?zāi)康?178\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 178\o"CurrentDocument"自設(shè)題 188\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)小結(jié) 190\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 191實(shí)驗(yàn)1表達(dá)式和標(biāo)準(zhǔn)輸入與輸出實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟練掌握各種運(yùn)算符的運(yùn)算功能，操作數(shù)的類型，運(yùn)算結(jié)果的類型及運(yùn)算過程中的類型轉(zhuǎn)換，重點(diǎn)是C語言特有的運(yùn)算符，例如位運(yùn)算符，問號(hào)運(yùn)算符，逗號(hào)運(yùn)算符等；熟記運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性。(2)掌握getchar,putchar,scanf和printf函數(shù)的用法。(3)掌握簡單C程序(順序結(jié)構(gòu)程序)的編寫方法。(4)掌握書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式與基本要求。1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求源程序改錯(cuò)下面給出了一個(gè)簡單C語言程序例程，用來完成以下工作：(1)輸入華氏溫度f,將它轉(zhuǎn)換成攝氏溫度C后輸出；(2)輸入圓的半徑值r,計(jì)算并輸出圓的面積s；(3)輸入短整數(shù)k、p,將k的高字節(jié)作為結(jié)果的低字節(jié)，p的高字節(jié)作為結(jié)果的高字節(jié)，拼成一個(gè)新的整數(shù)，然后輸出；在這個(gè)例子程序中存在若干語法和邏輯錯(cuò)誤。要求在計(jì)算機(jī)上對這個(gè)例子程序進(jìn)行調(diào)試修改，使之能夠正確完成指定任務(wù)。#include<stdio.h>#definePI3.14159;intmain(void)4{intf;shortp,k;doublec,r,s;/*fortask1*/printf(€€InputFahrenheit:'');scanfT%d'',f);c=5/9*(f-32);print"“\n%d(F)=%.2f(C)\n\n”,f,c);13/*fortask2*/printfpinputtheradiusr:n);scanf(n%ff,&r);s=PI*r*r;printf(M\nTheacreageis%.2f\n\nM,&s);/*fortask3*/printfpinputhexintk,p:")；scanf(n%x%x”,&k,&p);21newint=(p&0xff00)|(k&0xfTO0)?8;printf(Mnewint=%x\n\n°,newint);return0;24}解答：(1)錯(cuò)誤修改：1)第2行的符號(hào)常量定義后不能有分號(hào)，正確形式為：#definePI3.141592)第3行的intmain(void)返回值類型和函數(shù)名應(yīng)分開，正確形式為：intmain(void)3)第10行的scanf("％d”,f);在輸入內(nèi)容時(shí)指向地址應(yīng)使用&,正確形式為：scanf("％d”,&f)4)第11行的c=5/9*(f-32);由于f是int型，在運(yùn)算時(shí)右側(cè)表達(dá)式會(huì)被截去小數(shù)部分，正確形式為：c=5.0/9*(&32);5)第12行的printf(41\n%d(F)=%.2f(C)\n\n”,f,c);由于c被定義為雙精度浮點(diǎn)數(shù)應(yīng)使用占位符％If,正確形式為：prints"\n%d(F)=%.21f(C)\n\n”,f,c);6)第15行的scanf("%f',&r);由于r被定義為雙精度浮點(diǎn)數(shù)應(yīng)使用占位符％If,正確形式為：scanfi["%lf,,&r);7)第17行的prints"\nTheacreageis%.2f\n\n",&s)；由于s被定義為雙精度浮點(diǎn)數(shù)應(yīng)使用占位符％If,正確形式為：printfl^"\nTheacreageis%.21f\n\n",&s);8)第17行的printf("\nTheacreageis%.2f\n\n",&s);在printf中不涉及對s的修改，應(yīng)不用&,正確形式為：prints"\nTheacreageis%.21f\n\n",s);9)第20行的scanf("%x%x",&k,&p);由于k,p被定義為短整數(shù)，占位符應(yīng)使用％hx,正確形式為：scanff%hx%hx",&k,&p);10)第21行的newint=(p&0xfR)0)|(k&0xflro0)?8中使用了一個(gè)未聲明的變量newint,應(yīng)在使用前聲明，正確形式為：(6)shortp,k,newint;(注意，改動(dòng)針對第六行)11)第21行的newint=(p&0xfTO0)|(k&0xffD0)<<8忽略了運(yùn)算順序，應(yīng)恰當(dāng)使用括號(hào)改變運(yùn)算順序，正確形式為：newint=(p&0xflTO0)|((k&0xflTO0)<<8);12)第21行的newint=(p&0xfTO0)|(k&0xflTO0)<<8位運(yùn)算邏輯有誤，應(yīng)恰當(dāng)改變運(yùn)算方式，正確形式為：newint=(p&0x1TO0)|((k&0x1TO0)?8);13)第22行的printff'newint=%x\n\n",newint);由于newint被定義為短整數(shù)，占位符應(yīng)使用％hx,正確形式為：printf("newint=%hx\n\n",newint);(2)錯(cuò)誤修改后運(yùn)行結(jié)果：見圖1-1(查閱資料知1華氏度確為-17.22攝氏度；半徑為2的圓面積在保留2位小數(shù)且n取3.14159時(shí)面積確為12.57；將a2cd的高字節(jié)作為結(jié)果的低字節(jié)，a3a3的高字節(jié)作為結(jié)果的高字節(jié)，拼成一個(gè)新的整數(shù),這樣的確得到a3a2,其中采用16進(jìn)制是為了表達(dá)與驗(yàn)證方便)InputPahrenheit：11<F>--17.22<C>inputtheradiusi*：2Theacreayeis12.57inputhexintk.p：a2cda3a3newint-a3a2圖1-1源程序改錯(cuò)的運(yùn)行結(jié)果1.2.2源程序修改替換下面的程序利用常用的中間變量法實(shí)現(xiàn)兩數(shù)交換，請改用不用第三個(gè)變量的交換法實(shí)現(xiàn)。#include<stdio.h>intmain(){inta,b,t;print/'Inputtwointegers:^^);scanfT%d%d,,,&a,&b);t=a,a=b,b=t;prinfC'\na=%d,b=%d”,a,b);return0;}解答：由于只能使用兩個(gè)變量，我們需要利用一個(gè)變量來保存兩個(gè)數(shù)的一些共同特征，而這些特征要能通過一定的運(yùn)算返回初始的數(shù)，而若把兩數(shù)之和存放于第一個(gè)數(shù)中，通過依次均減去第二個(gè)數(shù)，可在恢復(fù)原來的數(shù)的同時(shí)將它們交換順序。替換后的程序如下所示：#include<stdio.h>intmain()(inta,b;printffTnputtwointegers:")；scanf^s(n%d%dn,&a,&b);a=a4-b;b=a-b;a=a-b;printf("\na=%d,b=%d",a,b);return0;運(yùn)行結(jié)果見圖1-2(1,2交換位置后確為2,1)InputtMointegers：12a-2,!>-1圖1-2源程序修改替換題的運(yùn)行結(jié)果1.2.3程序設(shè)計(jì)(1)編寫一個(gè)程序，輸入字符C,如果C是大寫字母，則將C轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的小寫，否則C的值不變，最后輸出C。解答：首先，無論輸入什么字符，這個(gè)字符均具有相應(yīng)的ASCII碼，所以我們無需檢測輸入是否合理，而在接受這個(gè)輸入之后，我們需要根據(jù)它的ASCII碼來判斷它是否為大寫字母，如果它是大寫字母，那么就把它變?yōu)樾懽帜?減去A與a的ASCH碼值之差即可實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求)，而若該字符不滿足該要求，直接原樣輸出即可，算法見流程圖1-1,其余細(xì)節(jié)見程序注釋，程序如下。流程圖1-1程序設(shè)計(jì)題1的算法#include<stdio.h>intmain()intc;printf("輸入字符，如果它是大寫字母，則將它轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的小寫，否則原樣輸出：")；c=getchar();〃通過getchar()來獲得字符對應(yīng)的ASCII碼if(c<='Z'&&c>='A') 〃判斷是否為大寫字母c=c-('A'-'a');〃大寫字母變小寫printf("處理結(jié)果是：%c",c);return0;)測試：由于本題不涉及無效輸入，所以我們只需分析程序的幾種運(yùn)行情況,其中可分為對大寫字母進(jìn)行轉(zhuǎn)化為相對應(yīng)的小寫字符；而對于小寫字母而言，程序不應(yīng)該將其進(jìn)行任何轉(zhuǎn)化；此外，對于非字母輸入我們也不應(yīng)該轉(zhuǎn)化，具體測試數(shù)據(jù)見表1-1，測試結(jié)果見圖1-3?1-5。表1-1編程題1的測試數(shù)據(jù)測試用例程序輸入理論結(jié)果運(yùn)行結(jié)果用例1Eee用例2eee用例3111對應(yīng)測試測試用例1的運(yùn)行結(jié)果如圖1-3所示輸入字符，如果它是大寫字母，則將它轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的小寫，否則原樣輸出：E見或結(jié)果是：e圖1-3編程題1的測試用例一的運(yùn)行結(jié)果對應(yīng)測試測試用例2的運(yùn)行結(jié)果如圖14所示。盤翥矗如既是大寫字母’則將垂挨成對應(yīng)的小弓否則原樣輸出一圖1-4編程題1的測試用例二的運(yùn)行結(jié)果對應(yīng)測試測試用例3的運(yùn)行結(jié)果如圖1-5所示。輸入字符，如果它是大寫字母，則將它轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的小寫，否則原樣輸出：1七里結(jié)果是：1圖1-5編程題1的測試用例三的運(yùn)行結(jié)果說明上述的運(yùn)行結(jié)果與理論分析吻合，驗(yàn)證了程序的正確性。(2)編寫一個(gè)程序，輸入無符號(hào)短整數(shù)x,m,n(0<m<15,1<n<16-m),取出x從第m位開始向左的n位（m從右至左編號(hào)為0?15）,并使其向左端（第15位）靠齊。解答：由于題目中明確要求輸入無符號(hào)短整數(shù)，且目前我們?nèi)鄙贆z查輸入是否為整數(shù)的手段,所以本題并不檢查輸入的x是否合理;不過以我們目前的知識(shí),我們可以根據(jù)題目要求對輸入的m,n是否合理進(jìn)行檢查（僅檢查它們是否在合理范圍內(nèi)，默認(rèn)其為整數(shù)）。而在確認(rèn)輸入合理之后，我們著手開始對問題進(jìn)行處理，由于這是一個(gè)涉及到計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)的二進(jìn)制運(yùn)算的問題，相應(yīng)地，我們在解決這個(gè)問題時(shí)也要利用C語言提供的位運(yùn)算來完成相應(yīng)的操作，首先，由于我們只需要x從第m位開始向左的n位，所以我們需要去掉x的其余部分（第m位之前的內(nèi)容），同時(shí)從第m位開始向左的n位之后的內(nèi)容也不再被需要，所以我們也將其去除。至于這去除的實(shí)現(xiàn)，為防止數(shù)據(jù)的丟失，我們不應(yīng)直接對x進(jìn)行操作，而應(yīng)對我們之后會(huì)用到的邏輯尺進(jìn)行操作，而有關(guān)邏輯尺的操作，我們可先使用十六進(jìn)制數(shù)對其賦值，使其全為KOxffff,這樣較將0取反更方便）,再進(jìn)行相應(yīng)的左移與右移（注意在移動(dòng)時(shí)要分開進(jìn)行，否則會(huì)由于編譯器對運(yùn)算的簡化使部分該被清0的位保留為1）,而后，我們再用我們?nèi)〉玫倪壿嫵吲cx進(jìn)行按位與運(yùn)算，即可取出x中相應(yīng)的二進(jìn)制位，之后，再根據(jù)題目的要求，把x移動(dòng)到指定的位置，最后，由于題目中使用的數(shù)字均為十進(jìn)制數(shù)，所以我們的輸入與輸出均采用十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行。其余細(xì)節(jié)見程序注釋，算法見流程圖1-2,程序如下。#include<stdio.h>intmain（）unsignedshortintx,m,n,i;printf（"輸入x（10進(jìn)制）、m（0-15）和n（1?16-m）：”）；scanf（n%hu%hu%huH,&x,&m,&n）;if（m>=0&&m<=15&&n>=1&&n<=l6-m）〃判斷輸入是否合理{i=Oxffff; 〃準(zhǔn)備位運(yùn)算所需邏輯尺i?=m; //確定變換起始位置i?=16-n; 〃確定變換作用長度i?=16-m-n;〃進(jìn)入變換位置/*注意在移動(dòng)時(shí)要分開進(jìn)行，否則會(huì)由于編譯器對運(yùn)算的簡化使部分該被清。的位保留為1*/x&=i;x?=16-m-n;〃左移printf（"經(jīng)過變換得到：%hu",x）;}elseprintf（"輸入錯(cuò)誤，請檢查您的輸入）〃提示輸入不合理return0;流程圖1-2程序設(shè)計(jì)題2的算法測試：由于本題中涉及了對錯(cuò)誤輸入的排除，所以我們需要對程序能否正確排除這些錯(cuò)誤的輸入進(jìn)行測試，同時(shí)，我們也需要對程序的基本功能進(jìn)行檢查,不過由于本題涉及到位運(yùn)算，這使得對結(jié)果的驗(yàn)證較為困難，我們需要合理的設(shè)計(jì)測試數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化二進(jìn)制數(shù)以供驗(yàn)證，再將所得的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)為十進(jìn)制數(shù)并程序輸出的十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行比對，以驗(yàn)證程序的正確性（即使采用十六進(jìn)制輸入輸出也不夠結(jié)果也不是十分顯然，故不采用），測試數(shù)據(jù)見表1-2,測試結(jié)果見圖1?6?1-8。表1-2編程題2的測試數(shù)據(jù)或試厚孑物入3論逑累運(yùn)行逑MSWXmNumi0000000000011001(25)3,H-MigMllOOOeOOOOOO0000K49152的1521101010110000011(54659)161勒入槽次：m（aeTs3?檢資臉入用的31101010110000011C54659)135輸入Cn(ft￡^3)位交帔入對應(yīng)測試測試用例1的運(yùn)行結(jié)果如圖1-6所示輸入x（10進(jìn)制）、m15）和n（［?16-e）：2532遂過變換得至49152圖1-6編程題2的測試用例一的運(yùn)行結(jié)果對應(yīng)測試測試用例2的運(yùn)行結(jié)果如圖1-7所示。輸入X（10進(jìn)制）、m（0?15）和n（1?16-m）:54659161輸入錯(cuò)誤，請密查您的輸入圖1-7編程題2的測試用例二的運(yùn)行結(jié)果對應(yīng)測試測試用例3的運(yùn)行結(jié)果如圖1-8所示。輸入x（1。進(jìn)制）、m（0?15）和n（1?16-m）:54659135強(qiáng)入錯(cuò)誤，請愈查您的輸入圖1-8編程題2的測試用例三的運(yùn)行結(jié)果說明上述的運(yùn)行結(jié)果與理論分析吻合，驗(yàn)證了程序的正確性。（3）IP地址通常是4個(gè)用句點(diǎn)分隔的小整數(shù)（即點(diǎn)分十進(jìn)制），如32.55.1.102o這些地址在機(jī)器中用無符號(hào)長整形表示。編寫一個(gè)程序，以機(jī)器存儲(chǔ)的形式讀入一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)1P地址，對其譯碼，然后用常見的句點(diǎn)分隔的4部分的形式輸出。例如，整形676879571二進(jìn)制表示就是:00101000010110000101110011010011,按照8位一組可表示為：408892211,由于CPU處理數(shù)據(jù)的差異，它的順序是顛倒的，所有最終格式為211.92.88.40。解答：首先，這依然是一個(gè)涉及到位運(yùn)算的題目，所以我們依然會(huì)用到按位操作與邏輯尺，而邏輯尺的制備與使用均與我們在程序設(shè)計(jì)題2中所使用的方法大體相同，例如我們使用十六進(jìn)制數(shù)制取邏輯尺，同時(shí)盡管從原理上說，我們只需要一個(gè)邏輯尺（在每次使用后對其進(jìn)行移動(dòng)即可），但這樣寫成的程序不夠明To而在取得了邏輯尺之后，我們再進(jìn)行按位與運(yùn)算，以達(dá)到取出各二進(jìn)制位的效果。不過，本題與程序設(shè)計(jì)題2的不同之處在于，我們需把取出的數(shù)進(jìn)行移動(dòng)的位數(shù)是固定的，但需要注意的時(shí)，正如題目中所提到的由于CPU處理數(shù)據(jù)的差異，我們需要將我們?nèi)〕龅臄?shù)據(jù)進(jìn)行重新排序，而且，由于我們輸出的是IP地址，所以我們需要在輸出中添加相應(yīng)的句點(diǎn)。此外，盡管本題中可能出現(xiàn)非數(shù)字輸入，但由于我們目前沒有有效的手段進(jìn)行檢測，所以我們默認(rèn)所有的輸入都是合理的。其余細(xì)節(jié)見程序注釋，算法見流程圖1-3,程序如下。輸入無符e長整形數(shù)中流程圖1-3程序設(shè)計(jì)題3的算法#include<stdio.h>intmain()iounsignedlongintip,m1,m2,m3,m4,p1,p2,p3,p4;printf（"輸入長整數(shù)形式的ip地址："）；scanf（"%lu",&ip）;ml=OxflTOOOOOO;〃各分段邏輯尺m2=OxOOffDOOO;//各分段邏輯尺m3=OxOOOOfTOO;//各分段邏輯尺m4=OxOOOOOOff;〃各分段邏輯尺pl=（ip&ml）?24;//取出各部分二進(jìn)制數(shù)p2=（ip&m2）?16;〃取出各部分二進(jìn)制數(shù)p3=（ip&m3）?8;//取出各部分二進(jìn)制數(shù)p4=（ip&m4）;〃取出各部分二進(jìn)制數(shù)printf（"這個(gè)ip地址常規(guī)形式為：％lu.%lu.%lu.%lu",p4,p3,p2,pl）;//按要求格式輸出return0;）測試：由于本題默認(rèn)所有的輸入都是合理的，所以我們不對輸入的數(shù)據(jù)是否位整數(shù)進(jìn)行檢查（盡管這是必要的，我們會(huì)在以后的實(shí)驗(yàn)提到如何實(shí)現(xiàn)）。同時(shí),我們注意到本題的可能執(zhí)行情況在正常情況下只有一種（但為了使驗(yàn)證結(jié)果具有說服力，我們依然需要數(shù)組測試數(shù)據(jù)），且本題的測試數(shù)據(jù)相當(dāng)龐大（特別是將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后），所以我們需要借助計(jì)算機(jī)將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的人工轉(zhuǎn)化并驗(yàn)證。此外，本題的驗(yàn)證還有一個(gè)關(guān)鍵之處，即IP地址的輸出順序是否符合要求，具體測試數(shù)據(jù)見表1-3,運(yùn)行結(jié)果見圖1-9?1-11。表1-3編程題3的測試數(shù)據(jù)測試用例程序輸入理論結(jié)果運(yùn)行結(jié)果長整形形式二進(jìn)制（十進(jìn)制）用例14564561300000010⑵10111000(184)01111111(127)00101101(45)45.127.184.245.127.184.2用例212345678900000111(7)01011011(91)11001101(205)00010101(21)21.205.91.721.205.91.7用例378965432100101111(47)00010001(17)00101011(43)00110001(49)49.43.17.4749.43.17.47對應(yīng)測試測試用例1的運(yùn)行結(jié)果如圖1-9所示輸入長整數(shù)形式的iP地址：45645613這個(gè)ip姬址常規(guī)形式為：45.127.184.2圖1-9編程題3的測試用例一的運(yùn)行結(jié)果對應(yīng)測試測試用例2的運(yùn)行結(jié)果如圖1-10所示。黔球錯(cuò)勰拶巴;梵寬7圖1-10編程題3的測試用例二的運(yùn)行結(jié)果對應(yīng)測試測試用例3的運(yùn)行結(jié)果如圖1-11所示。麟球賽勰拜址■鱉舐7圖1-11編程題3的測試用例三的運(yùn)行結(jié)果說明上述的運(yùn)行結(jié)果與理論分析吻合，驗(yàn)證了程序的正確性。1.3自設(shè)題問題：仿照程序設(shè)計(jì)題3,設(shè)計(jì)一段程序，當(dāng)我們輸入一段IP地址（常規(guī)形式）時(shí)，輸出其長整數(shù)形式的IP地址。解答：本題中由于需要輸入IP地址，而IP地址是由句點(diǎn)分隔的，所以我們需要對格式化輸入函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，使之能正常輸入IP地址（否則會(huì)造成輸入域混亂，導(dǎo)致不可預(yù)知的錯(cuò)誤），而當(dāng)我們按格式輸入了IP地址之后，我們只需要將程序設(shè)計(jì)題3的程序中的處理順序逆轉(zhuǎn)即可（由于我們可以先進(jìn)行按位與運(yùn)算，再進(jìn)行移動(dòng)，所以我們可以只使用一個(gè)邏輯尺；此外，關(guān)于CPU處理數(shù)據(jù)順序的差異，可以在輸入時(shí)即交換順序，即用戶按實(shí)際順序輸入數(shù)據(jù)，而程序按CPU處理順序接受數(shù)據(jù)）。算法見流程圖1-4,其余細(xì)節(jié)見程序注釋，程序如下。#include<stdio.h>intmain（）｛unsignedlongip4,ip3,ip2,ipl,ip; 〃會(huì)發(fā)生移動(dòng)，故其最大值并非128,不采用char型ip=0;〃使用前需按需初始化為0printf（"請輸入常規(guī)形式的1P地址："）；scanf^s（"%lu.%lu.%lu.%lu",&ip4,&ip3,&ip2,&ipl）;〃再輸入時(shí)即按CPU順序交換了存儲(chǔ)順序

unsignedlongm;m=OxOOOOOOfF;〃在移動(dòng)之前，僅有前8位需取出〃由于已經(jīng)發(fā)生移動(dòng)，故此處無需交換順序ip+=(ipl&m)?24;〃由于已經(jīng)發(fā)生移動(dòng)，故此處無需交換順序ip+=(ip2&m)?16;ip+=(ip3&m)?8;ip+=(ip4&m);printf("該IP地址的長整數(shù)形式為：%lu\n",ip);return0;流程圖1-4流程圖1-4自設(shè)題的算法測試：本題的測試只需將程序設(shè)計(jì)題中的測試數(shù)據(jù)輸入輸出逆轉(zhuǎn)即可（理論分析由于與程序設(shè)計(jì)題3完全相同，故略去），測試數(shù)據(jù)見表1-4,程序運(yùn)行結(jié)果見圖1-12,程序運(yùn)行結(jié)果與理論相符，驗(yàn)證了程序的正確性。表1-3編程題3的測試數(shù)據(jù)測試用例程序輸入理論結(jié)果運(yùn)行結(jié)果用例145.127.184.24564561345.127.184.2用例221.205.91.712345678921.205.91.7用例349.43.17.4778965432149.43.17.47理論分析由于與程序設(shè)計(jì)題3完全相同，故略去I測試用例1請輸入常規(guī)形式的IP地址:45.127.184.2該IP地址的長整數(shù)形式為：45645613測試用例2請輸入常規(guī)形式的IP地址:21.205.91.7該IP地址的長整數(shù)形式為：123456789測試用例3請輸入常規(guī)形式的IP地址：49.43.17.47該IP地址的長整數(shù)形式為：789654321圖1-12自設(shè)題程序的運(yùn)行結(jié)果1.4實(shí)驗(yàn)小結(jié)這是我第一次撰寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，自然，會(huì)有很多的不完善之處，由于目前的知識(shí)有限，諸如流程控制，數(shù)組，編譯預(yù)處理等編程技術(shù)都無法使用，而這些技術(shù)的使用無疑會(huì)給本次實(shí)驗(yàn)程序的編制帶來極大的方便。誠然，不使用這些手段進(jìn)行編程的能力也是十分重要的，而本次實(shí)驗(yàn)恰好鍛煉了我們的此種能力，使我們使用簡單而基本的運(yùn)算與流程，去實(shí)現(xiàn)一些稍復(fù)雜的程序。而即使是這樣較為基本的編程實(shí)踐中，我也發(fā)現(xiàn)了很多自己平時(shí)并不注意的問題。比如在最開始我的部分返回值類型不為void的main函數(shù)卻沒有返回值，這使得我的程序在邏輯上并不完整（盡管運(yùn)行結(jié)果看上去是對的）。而除了在編程上的體會(huì)之外，我對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫也略有感觸。這是我第一次書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程中，我遇到了很多困難，比如流程圖的繪制和圖與表格的命名，但在指導(dǎo)老師與助教熱心幫助下，我逐一克服了這些困難，并在解決這些困難的同時(shí)使自己的能力也得到了相應(yīng)的提高。實(shí)驗(yàn)2流程控制實(shí)驗(yàn)2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握if-else,do-while,switch-case等流程控制語句之用法。(2)能正確理解各流程控制語句所包含的邏輯關(guān)系。(3)能正確理解各流程控制語句之間不同，并用這些不同優(yōu)化自己的程序。(4)能用流程控制語句編寫簡單的C語言程序。2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求2.2.1源程序改錯(cuò)下面是計(jì)算s=n!的源程序，在這個(gè)源程序中存在若干語法和邏輯錯(cuò)誤。要求在計(jì)算機(jī)上對這個(gè)例子程序進(jìn)行調(diào)試修改，使之能夠正確完成指定任務(wù)。例如,8!=40320#include<stdio.h>intmain(void)(inti,n,s=l;printf{nPleaseentern:n);scanfifM%dn,n);fdr(i=l,i<=n,i-H-)s=s*i;printff%d!=%dn,n,s);return0;II}解答：(1)錯(cuò)誤修改：1),scanf在輸入時(shí)應(yīng)指向單元地址而非單元名稱，正確形式為:scanf("%d",&n);2),fbr語句表達(dá)式1,2,3之間應(yīng)用；分隔，正確形式為:(2)錯(cuò)誤修改后運(yùn)行結(jié)果：見圖2-1(8的階乘確為40320)Pleaseentern：8Bt-40320圖2-1修改后的運(yùn)行結(jié)果2.2.2源程序修改替換(1)修改第1題，分別用while和do-while語句替換for語句。解答：在使用while語句時(shí)，其與for語句的主要差異在于沒有一個(gè)專門的語句為i賦予初值，所以需要在進(jìn)入循環(huán)之前，為i賦予初值1。而在其他的地方，則與經(jīng)ibr語句的處理基本一致，替換后的程序如下所示：#include<stdio.h>intmain(void)(inti=l,n,s=l;//相較于for語句的關(guān)鍵printf("Pleaseentern:")；scanfi("%d",&n);while(i<=n)(s=s*i;iH；)printf("%d!=%d",n,s);return0;}運(yùn)行結(jié)果見圖2-2(8的階乘確為40320)Pleaseentern：77!?5040圖2-2while結(jié)構(gòu)下的運(yùn)行結(jié)果在使用do-while語句時(shí)，其與while語句的差異特別體現(xiàn)在無論n的值為何值，其都會(huì)進(jìn)行一次循環(huán)，但值得注意的是，這一次額外的循環(huán)(發(fā)生于輸入n=0時(shí))在i的初值為1時(shí)，并不會(huì)改變s的值，從而并不需要進(jìn)行額外的處理，調(diào)換循環(huán)體與條件的位置即可，替換后的程序如下所示：#include<stdio.h>intmain(void)inti=l,n,s=l;printf("Pleaseentern:");scanfi("%d",&n);do{s=s*i;i++；}while(i<=n);〃交換條件與循環(huán)體的位置printf("%d!=%d",n,s);return0;)運(yùn)行結(jié)果見圖2-3(6的階乘確為720)Pleaseentern：66?=720圖2?3do-while結(jié)構(gòu)的運(yùn)行結(jié)果(2)修改第1題，要求輸入改為“整數(shù)s”,輸出改為“滿足n!^s的最小整數(shù)nwo例如，輸入整數(shù)為40310,輸出結(jié)果為n=8。解答：這個(gè)問題，從本質(zhì)上來說，是要找到一個(gè)數(shù)，使它的階乘的值大于等于所輸入的n的值，且要求這個(gè)數(shù)的值最小。階乘的實(shí)現(xiàn)，可借助之前編寫的程序，并將它作為一個(gè)子函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，使主函數(shù)更加簡明，數(shù)的尋找可借助簡明的while循環(huán)來實(shí)現(xiàn)，程序如下所示，#include<stdio.h>intf(intp){intd=l;inti;fbr(i=l;i<=p;i-H-)d*=i;returnd;)intmain(void){inti,n=l,s=l,sl;print/'Pleaseenters:n);scanf(f,%dM,&sl);while(sl>s)〃比較n++;s=f(n);〃計(jì)算階乘}printf("n=%d\n",n);return0;運(yùn)行結(jié)果見圖2-4(40320=8!>40312>7!=5040)Pleaseenters：40312m=8圖2-4第2題程序的運(yùn)行結(jié)果2.2.3程序設(shè)計(jì)(1)假設(shè)工資稅金按以下方法計(jì)算：x<1000元，不收取稅金；1000Wx<2000,收取5%的稅金;20000x<3000,收取10%的稅金;30000x<4000,收取15%的稅金；4000<x<5000,收取20%的稅金；x>5000,收取25%的稅金。編寫一個(gè)程序，輸入工資金額，輸出應(yīng)收取稅金額度，要求分別用if語句和switch語句來實(shí)現(xiàn)解答：首先對輸入的x進(jìn)行判斷，判斷其是否是一個(gè)合理的工資數(shù)目，如果不合理(比如說是負(fù)數(shù))，就輸出提示輸入不合理的內(nèi)容。而如果其輸入合理，則通過對x值的判斷，決定其對應(yīng)的稅收方式，而后進(jìn)行計(jì)算。需要注意的是，在if-else結(jié)構(gòu)下，對x的區(qū)間劃分比較顯然，但由于switch語句只能選擇整數(shù)，結(jié)合x的分段區(qū)間寬度均為1000,于是將x除以1000后再強(qiáng)制轉(zhuǎn)換類型為int在進(jìn)入各case進(jìn)行運(yùn)算，同樣重要的是，注意到switch語句的特點(diǎn)，我們可以巧妙的利用其特性，簡化程序語句。其余細(xì)節(jié)見程序注釋，算法見流程圖2-1與2-2,程序如下。#include<stdio.h>intmain(void)doublex,tax;printf("請輸入您的工資金額：，scanf_s("%lf,&x);if(x<0)printf("您輸入了錯(cuò)誤的工資，請檢查您的輸入H")；〃檢查輸入是否合理else(if(x<1000)tax=0;elseif(x<2000)tax=(x- 1000)*0.05;elseif(x<3000)tax=(x- 2000)*0.10+ 1000* 0.05;elseif(x<4000)tax=(x- 3000)*0.15+ 1000* (0.10 +0.05);elseif(x<5000)tax=(x- 4000)*0.20+ 1000* (0.05 +0.10+0.15);elsetax=(x-5000)*0.25+1000*(0.05+0.10+0.15+0.20);printf("(IFELSE方式)您須交稅：%.21f元\n",tax);tax=0;〃為利用switch語句的特點(diǎn)，會(huì)進(jìn)行累加運(yùn)算，此處需將tax清零switch(((int)x)/1000)//對switch僅能選擇整數(shù)的處理(default:tax+=(x-5000)*0.25;x=5000;〃注意到switch的特點(diǎn)case4:tax+=(x-4000)*0.20;x=4000;case3:tax+=(x-3000)*0.15;x=3000;case2:tax+=(x-2000)*0.10;x=2000;case1:tax+=(x-1000)*0.05;x=1000;〃此處的x=1000并不是必要的case0:;}printf("(SWITCH方式)您須交稅：%.21f元5",tax);)return0;流程圖2-1見下一頁。流程圖2-1程序設(shè)計(jì)題1的算法（if-else結(jié)構(gòu)）流程圖2-2見下一頁。流程圖2-2程序設(shè)計(jì)題1的算法（switch結(jié)構(gòu)）測試：測試數(shù)據(jù)：見表2-1,在選取測試數(shù)據(jù)時(shí)，我們注意到，首先應(yīng)檢測程序能否正確判斷輸入的正確性，故我們輸入-1（負(fù)數(shù)）與.（非數(shù)字）。其次，我們在各數(shù)據(jù)段中選取具有代表性且易于人工驗(yàn)算的數(shù)據(jù)，因此，我們在此處在各工資段中選取了500,1500,2500,3500,4500,5500.同時(shí)，選取邊界數(shù)據(jù)0,1000,2000,3000,4000,防止程序無法正常處理邊界值，圖2-5的運(yùn)行結(jié)果說明結(jié)果與理論分析吻合，驗(yàn)證了程序的正確性。

表2-1編程題1的測試數(shù)據(jù)測試用例1i療輸入您的1：保金額：1錯(cuò)識(shí)的測試用例1i療輸入您的1：保金額：1錯(cuò)識(shí)的I：俗.清依:令您的輸入道輸入您的I.貨金額：+您檢入rtrt設(shè)的?：資.謫檢化您的蛤入測試川例3晴瑜入您的I：洗金制I：O（IFELSE方式）您須交稅：0.00元（SWITCH方式）您須交幣兌:0.D。元測試川例4i卉蛤入您的工資金額：500（IFELSE方式）您須交:0.00元（SWITCH方式）您須交稅：0.00元測I試用例5入您的工資金額：1000（IFELSE方式）您須交稅：0.00元（SWITCH方式）您須交稅：0.00元測試用例6儲(chǔ)檢入您的I：資金額：1500（IFELSE方式）您須交稅：25.00元（SWITCH方式）您須交稅：25.00元測試川例7i.'i除入您的工資金額：2000（IFELSE方式）您須交稅：50.00元（SWITCH方式）您須交稅：50.00元測試用例8i行輸入您的工資金額：2500（IFELSE方式）您須交稅：100.00元（SWITCH方式）色;須「爻稅：10600元測試用例9療輸入您的1：資金額：3C00：IFELSE方式）您須交稅：150.00元（SWITCH方式）您須交稅：150.00元測試用例10療輸入您的1：資金額：3500：IFELSE方式）您須交稅:225.00元:SWITCH方式）您須交稅：225.00元測試用例11次輸入您的工費(fèi)金額：4C00：IFELSE方式）您須交稅：300.00元:SWITCH方式）您須交稅:300.00元測試用例12青輸入您的工資金額：4500：IFELSE方式；）您須交稅：400.00元:SWITCH方式）您須交稅:400.00元測試用例13青輸入您的工資金額：5C00：IFELSE方式）您須交稅：500.00元:SWITCH方式）您須交稅：500.00元?jiǎng)t試用例14音輸入您的工資金額：5500：IFELSE方式）您須交稅:625.00元:SWITCH方式）你須學(xué)稅:625.0071-測試用例.程序輸入.理論若果運(yùn)行結(jié)果用例1.??.提示幻誤.提示錯(cuò)誤.用例2.4-提示命誤.提示錯(cuò)誤.用例3.0.00元.0.00元.照例4.5co0.00元.0.00元.用例5.10000.00元.0.007C用例6.150025.0（元25.00元.H例7.20005（）.（M比50.00元.用例8.2500100.0）元.100.00元.用例9.3000150.05元150.00元.用例103500.225.0）元.225.00元“him114000300.0）元.300.00元.用例12.4500400.0）元.400.00元.用例1350）0.500.0）元.500.00元.用例1455*）0.625.0）元.625.00元.圖2-5編程題1的測試用例一的運(yùn)行結(jié)果（2）編寫一個(gè)程序，將輸入的一行字符復(fù)制到輸出，復(fù)制過程中將一個(gè)以上的空格字符用一個(gè)空格代替。解答：這與C語言處理注釋文字的方式相似，為此，我們定義兩個(gè)字符單元，分別用于收集當(dāng)前收集的字符與上一個(gè)收集的字符，當(dāng)這兩個(gè)單元都收集到空格字符時(shí)，停止輸出收集到的字符，否則，正常輸出收集到的字符，這樣，便可以將一個(gè)以上的空格字符用一個(gè)空格代替。其余細(xì)節(jié)見程序注釋，算法見流程圖2-3,程序如下。#include<stdio.h>intmain（）charc,d=0;//搜集當(dāng)前字符的c單元與前一字符的d單元，注意由于最開始“前一字符”不存在，需給d賦初值while（（c=getchar（））!=EOF）if(c!=")printf("%c",c);//非空格字符正常輸出if(c==")if(d!='')print<"%c",c);〃非連續(xù)空格字符正常輸出d=c;//記錄前一字符return0;流程圖2-3程序設(shè)計(jì)題2的算法測試：為了測試本程序應(yīng)對各個(gè)位置的空格的能力，作者在各處放置了數(shù)量不等的空格，特別是首尾兩處，其次，為了測試程序是否會(huì)錯(cuò)誤的少輸出字符,作者將所有的非空格字符均設(shè)為2個(gè)及以上。測試數(shù)據(jù)：字符串（前有2個(gè)空格）1122233llaabb111...3311AAAA444+++///666 （后有2個(gè)空格）理論輸出結(jié)果：（前有1個(gè)空格）1122233llaabbxlll...3311AAAA444+++///666（后有1個(gè)空格）對應(yīng)測試測試用例的運(yùn)行結(jié)果如圖2-6所示。特別提示,為使程序效果顯目，用字母x代表空格。下面的運(yùn)行結(jié)果說明結(jié)果與理論分析吻合，驗(yàn)證了程序的正確性。xxll22233xllaabbxxlll...33xxxllAAAA444+++〃/666xxxll22233xllaabbxlll...33x1lAAAA444+++///666x圖2-6編程題2的測試用例的運(yùn)行結(jié)果(3)編寫一個(gè)程序，打印如下的楊輝三角形。1 /*第0行*/TOC\o"1-5"\h\z1 1 /*第 1行 */1 2 1 /*第 2行 */13 3 11 4 6 4 11 5 10 10 5 11 6 15 20 15 6 11 7 21 35 35 21 7 11 8 28 56 70 56 28 8 11 9 36 84 12612684 36 9 1每個(gè)數(shù)據(jù)值可以由組合C/計(jì)算(表示第i行第j列位置的值)，而C/的計(jì)算如下：C,°=l (i=0,l,2,…)C/=C/-'*(i-j+l)/jG=0,l,2,3,...,i)說明：本程序中為了打印出金字塔效果，要注意空格的數(shù)目。一位數(shù)之間是3個(gè)空格，兩位數(shù)之間有2個(gè)空格，3位數(shù)之間只有一個(gè)空格，程序編制過程中要注意區(qū)分。解答：首先，定義一個(gè)函數(shù)用于生成組合數(shù)，題目中提供了一種很好的組合數(shù)生成方式，它能避免在計(jì)算到17的階乘時(shí)就會(huì)造成int溢出的結(jié)果使計(jì)算結(jié)果異常，從而提供了計(jì)算范圍更大的組合數(shù)的可能，當(dāng)然，在本題中組合結(jié)果最大只能是999(否則會(huì)出現(xiàn)4位數(shù)而無法構(gòu)成金字塔)。而到了生成金字塔的環(huán)節(jié)，我們可以將每一個(gè)數(shù)的單元視作一個(gè)長度為4的磚塊，這樣，我們可以得到一個(gè)顯然的結(jié)論：為了得到金字塔，從最下面一層開始，在其前方輸出2個(gè)空格，并且每向上一層，就再增加兩個(gè)空格。最后這個(gè)10層的金字塔，塔底有10個(gè)數(shù)，但值得注意注意的是這是(a+b)9的展開式各項(xiàng)系數(shù)而非(a+b嚴(yán)的，程序如下。#include<stdio.h>intzh(inta,intb)〃聲明一個(gè)新的函數(shù)，使程序更簡明(intj,i,r=l;if(a==0&&b==0)return1;〃處理c(0,0)的特殊情況for(i=1;i<=a;i++)r=(r*(b-i+l))/i;〃組合數(shù)算法returnr;)voidmain(){inti,j,n,k,p;n=9;〃十階金字塔對應(yīng)的是(a+b)9的展開式fbr(i=0;i<=n;i++)(fbr(k=2*(n-i);k>0;k-)putchar('');〃生成空格fbr(j=0;j<=i;j++)printf("%4d",zh(j,i));//輸出數(shù)據(jù)，注意％4d的使用滿足了題目對空格數(shù)的要求putchar('\n');))測試：本題無需輸入，輸出如下圖。111TOC\o"1-5"\h\z12 113 3 11 4 6 4 11 5 10 10 5 11 6 15 20 15 6 11 7 21 35 35 21 7 11 8 28 56 70 56 28 8 19 36 84 126 126 84 36 9 1圖2-7編程題3的運(yùn)行結(jié)果(4)編寫一個(gè)程序，將用戶輸入的任意正整數(shù)逆轉(zhuǎn)，例如，輸入1234,輸出432lo解答：由于本題明確指出所逆轉(zhuǎn)的對象是正整數(shù)，從而首先需要對獲得的輸入進(jìn)行判定，以確定其是否是符合題目要求的輸入。再確定輸入合乎題目要求之后，利用同余除法的特性，求出輸入數(shù)據(jù)除以十的余數(shù)并將其輸出，而后將輸入的數(shù)字除以十，由于輸入是int型，從而除以十的結(jié)果等效于消除了最后一位數(shù)字，再求出新的數(shù)字除以10的余數(shù)，如此循環(huán)下去，便可輸出被逆轉(zhuǎn)的整數(shù)，考慮到循環(huán)的邏輯簡明，故采用while語句。其余細(xì)節(jié)見程序注釋，算法見流程圖2-4,程序如下。流程圖2-4程序設(shè)計(jì)題4的算法#include<stdio.h>intmain()intn,s;printf("請輸入一個(gè)正整數(shù)，本程序會(huì)將其逆轉(zhuǎn):");scanf^s("%d",&n);if(n<=0)printf("本程序只接受正整數(shù)輸入，請檢查您的輸入)〃檢查輸入是否合理elsewhile(n)〃注意，此處只用于判斷循環(huán)是否結(jié)束，不用于判斷輸入是否合s=n%10;printf("%d",s);〃輸出最后一位數(shù)n=n/10;〃消除最后一位數(shù))putchar('\n');printf("\t此即為逆轉(zhuǎn)結(jié)果");return0;}測試：首先，是對函數(shù)基本功能的測試，即測試其能否正確逆轉(zhuǎn)正整數(shù)，在此，我們選取一個(gè)正常的正整數(shù)O,接下來測試程序?qū)Ξ惓］斎氲姆磻?yīng)一個(gè)異常輸入0(非正整數(shù))，一個(gè)異常輸入“。”(非數(shù)字)，其預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果見表2-2,運(yùn)行結(jié)果見圖2-8。表2-2編程題1的測試數(shù)據(jù)測試用例程序輸入理論結(jié)果運(yùn)行結(jié)果用例1OOO用例2提示錯(cuò)誤提示錯(cuò)誤用例30提示錯(cuò)誤提示錯(cuò)誤測試用例：1請輸入一個(gè)正整數(shù)，本程序會(huì)將其逆轉(zhuǎn):測試結(jié)果：測試用例：2請輸入一個(gè)正整數(shù)，本程序會(huì)將其逆轉(zhuǎn)：。本程序只接受正整數(shù)輸入，i療檢畬您的輸入測試用例：3請輸入一個(gè)正整數(shù)，本程序會(huì)將其逆轉(zhuǎn)：0本程不只接受正整數(shù)輸入,請檢代您的輸入圖2-8編程題4的運(yùn)彳丁結(jié)果2.2.4選做題編寫一個(gè)程序，用牛頓迭代法求方程f(x)=3/_4/_5x+13=。滿足精度e=10-6的一個(gè)近似根，并在屏幕上輸出所求近似根。牛頓迭代法求方程近似根的迭代公式為：\x0=alx*+i=xk-f(xk)/f\xk)其中,/'(x)是函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)。牛頓迭代法首先任意設(shè)定的一個(gè)實(shí)數(shù)。來作為近似根的迭代初值xo,然后用迭代公式計(jì)算下一個(gè)近似根XI。如此繼續(xù)迭代計(jì)算X2,X3,…,Xn,直到氏-%區(qū)精度e,此時(shí)值x。即為所求的近似根。解答：首先，為了計(jì)算Xk+I我們應(yīng)先計(jì)算f(Xk)與F(Xk)而對這兩個(gè)多項(xiàng)式的計(jì)算，我們可以采用秦九韶算法，這樣可以減少對計(jì)算機(jī)而言較復(fù)雜的的乘法運(yùn)算，雖然對單次計(jì)算而言，這樣的簡化效果并不明顯，但在多次的迭代計(jì)算中(本題中進(jìn)行了三十三次)，這樣的簡化可大幅提高計(jì)算效率。而在解決了f(Xk)與f'(Xk)的值后，為了使程序更加簡潔，我們將這兩個(gè)式子定義為新的函數(shù)，與此同時(shí)，將迭代過程也定義為一個(gè)新的函數(shù)。最后在判斷Xk+1與Xk的接進(jìn)程度時(shí)，考慮到最初Xk+1并未賦值，我們在此處采用至少循環(huán)一次的do-while結(jié)構(gòu)。其余細(xì)節(jié)見程序注釋，算法見流程圖2-5,程序如下。#include<stdio.h>#include<math.h>doublefifdoublex)(return(((3*x-4)*x-5)*x+13);〃秦九韶算法)doubledf(doublex){return((9*x-8)*x-5);〃秦九韶算法)doublen(doublex)return(x-f(x)/df(x));〃迭代}voidmain(){doublexk=l,xp=l;intk=0;doxk=xp;xp=n(xk);k++;〃統(tǒng)計(jì)計(jì)算次數(shù)while(fabs(xp-xk)>le-6);printf("方程的根：%lf\n計(jì)算次數(shù)：%d\n",xk,k);流程圖2-5選做題的算法測試：本題無需輸入，輸出見圖2-9。本方程的根為(sqrt(21799)/(2*3A(7/2))-249l/1458)A(l/3)+61/(81*(sqrt(21799)/(2*3A(7/2))-2491/1458)A(l/3))+4/9=-l.548909593下面的運(yùn)行結(jié)果說明結(jié)果與理論分析吻合，驗(yàn)證了程序的正確性。方程的根：T.548910計(jì)算次數(shù)：33圖2-9選做題的的運(yùn)行結(jié)果2.3自設(shè)題問題：判斷一個(gè)數(shù)是否是質(zhì)數(shù)。解答：為判斷一個(gè)數(shù)是否是質(zhì)數(shù)，我們通常是把小于這個(gè)數(shù)的每一個(gè)數(shù)去除這個(gè)數(shù)直到除到它自身為止（稱為1方法），但是這樣的效率很低，且會(huì)進(jìn)行大量的重復(fù)計(jì)算，于是有人提出只需要除到這個(gè)數(shù)的一半（稱為2方法），但事實(shí)上這樣也會(huì)造成重復(fù)計(jì)算，經(jīng)過理論分析表明，只需要除到這個(gè)數(shù)的平方根即可（稱為3方法），當(dāng)然，存在其他更優(yōu)越的方法，如Solovay-Strassen算法和Miller-Rabin算法，但它們較復(fù)雜，也有針對特定環(huán)境的方法，例如把一定范圍內(nèi)的質(zhì)數(shù)先生成，在使用進(jìn)行大小比較即可，但這針對多次查詢比較有效。在此，我們將比較1方法,2方法與3方法計(jì)算所需要的時(shí)間。特別地，對于3方法而言，開根號(hào)無論是對于人還是對于計(jì)算機(jī)都是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，為提高計(jì)算效率，我們采用一個(gè)等價(jià)描述，即0＜加46=加2與〃。這樣把需要多次迭代的開方運(yùn)算變成了乘法運(yùn)算，能顯著提高計(jì)算效率。至于計(jì)時(shí)方面，C語言的time.h中提供了相應(yīng)的函數(shù)，我們可直接調(diào)用用來計(jì)時(shí)，注意到它的精度是毫秒級(jí)的，所以它的精度是足夠的，其余細(xì)節(jié)見程序注釋。算法（僅包含質(zhì)數(shù)判斷）見流程圖2-6,程序如下.流程圖2-6自設(shè)題的算法#include<stdio.h>#include<time.h>〃用于計(jì)時(shí)#include<math.h>intf(intk,intx);〃索引函數(shù)intfl(intx);intf2(intx);intf3(intx);//計(jì)算函數(shù)voidmain(void){intx;intk=O;〃計(jì)數(shù)器a:x=100;k++;while(x<le5)〃防止計(jì)算過度，限制最大數(shù)值為十萬(printf("測試方法：%d\n",k);x*=10;printf("現(xiàn)在尋找小于％d的質(zhì)數(shù)\n",x);clocktstart,end;//注意只記錄計(jì)算質(zhì)數(shù)的時(shí)間start=clock();printf("找到％d個(gè)質(zhì)數(shù)\n",f(k,x));end=clock();printff用時(shí)％.0僵秒\n————=\n",1000*((double)end-start)/(CLKTCK));〃顯示時(shí)間)if(k<3)gotoa;〃合理使用goto簡化程序}intf(intk,intx){if(k=1)returnfl(x);〃l方法if(k=2)returnf2(x);〃2方法if(k=3)returnf3(x);〃3方法)intfl(intx){inti,j,n=0,k=0;for(i=3;i<x;i++)〃注意2肯定是質(zhì)數(shù)，1不是質(zhì)數(shù)也不是合數(shù)for(j=2;j<i;j++)(if(i%j=0)n++;//n：合數(shù)判斷器一旦n不為0輸入的數(shù)即不為質(zhì)數(shù)if(n){k++;n=0;break;//k:合數(shù)計(jì)數(shù)器return(x-k-2);〃總數(shù)減去合數(shù)數(shù)與1即是質(zhì)數(shù)數(shù)}intf2(intx){inti,j,n=0,k=0;for(i=3;i<x;i++)//注意2肯定是質(zhì)數(shù)，1不是質(zhì)數(shù)也不是合數(shù){for。=2;j<=i/2;j++)〃注意到等號(hào)是必要的，否則會(huì)漏掉形如2P(p為質(zhì)數(shù))的合數(shù)(if(i%j=0)n++;//n：合數(shù)判斷器一旦n不為0輸入的數(shù)即不為質(zhì)數(shù)if(n){k++;n=0;break;//k:合數(shù)計(jì)數(shù)器return(x-k-2);〃總數(shù)減去合數(shù)數(shù)與1即是質(zhì)數(shù)數(shù)}intf3(intx){inti,j,n=0,k=0;fbr(i=3;i<x;i++)〃注意2肯定是質(zhì)數(shù)，1不是質(zhì)數(shù)也不是合數(shù){for(j=2;j*j<=i;j++)〃注意到等號(hào)是必要的，否則會(huì)漏掉形如p人2(p為質(zhì)數(shù))的合數(shù)

if(i%j=0)n++;//n：合數(shù)判斷器一旦n不為0輸入的數(shù)即不為質(zhì)if(n)(k++;n=0;break;//k:合數(shù)計(jì)數(shù)器)))return(x-k-2);〃總數(shù)減去合數(shù)數(shù)與1即是質(zhì)數(shù)數(shù)測試：本題無需輸入，查閱資料可知：1000以內(nèi)的質(zhì)數(shù)有168個(gè)；10000以內(nèi)的質(zhì)數(shù)有1229個(gè)；100000以內(nèi)的質(zhì)數(shù)有9592個(gè)；1000000以內(nèi)的質(zhì)數(shù)有78498個(gè)。結(jié)果見圖2-10,與理論數(shù)目相符，驗(yàn)證了程序的正確性。測試方法：1現(xiàn)在尋找小于1000的質(zhì)數(shù)找至U168個(gè)旗數(shù)測試方法：1現(xiàn)在尋找小于1000的質(zhì)數(shù)找至U168個(gè)旗數(shù)小時(shí)0宅秒測試方法：1現(xiàn)右尋找小于1OOOO的質(zhì)數(shù)找到1229個(gè)歷數(shù)用時(shí)25把秒測試方法：2現(xiàn)在尋找小于100000的質(zhì)數(shù)找到9592個(gè)質(zhì)數(shù)用時(shí)964毫秒測試方法：1現(xiàn)在J技小廠100000的旗數(shù)找到9592個(gè)項(xiàng)數(shù)用時(shí)1637,完秒測試方法：3現(xiàn)在尋找小于1000的質(zhì)數(shù)找到168個(gè)質(zhì)數(shù)用時(shí)1亳秒測試方法：2現(xiàn)在才找小于1000的歷數(shù)找到168個(gè)質(zhì)數(shù)用時(shí)0亳秒測試方法：3現(xiàn)在尋找小于10000的質(zhì)數(shù)找到1229個(gè)質(zhì)數(shù)用時(shí)1亳秒測試方法：2現(xiàn)在尋找小于10000的質(zhì)數(shù)找到1229個(gè)質(zhì)數(shù)用時(shí)13亳秒測試方法：3現(xiàn)在尋找小于100000的質(zhì)數(shù)找到9592個(gè)質(zhì)數(shù)用時(shí)27亳秒圖2-10自設(shè)題程序運(yùn)行結(jié)果由此可見，算法的優(yōu)化對程序的運(yùn)行效率是多么的重要，同樣的問題，使用不同的算法，其效率之差可能接近80倍。特別需要指出的是，方法1與方法2都無法正常的尋找小于一百萬的質(zhì)數(shù)總數(shù)，而方法3處理這個(gè)問題僅需740毫秒(見圖2-11),充分體現(xiàn)其優(yōu)越性。測試方法：3現(xiàn)在尋找小于1000000的質(zhì)數(shù)找到78498個(gè)質(zhì)數(shù)用時(shí)740毫秒圖2-11方法3尋找小于一百萬的質(zhì)數(shù)總數(shù)2.4實(shí)驗(yàn)小結(jié)在本次實(shí)驗(yàn)中，我對各種流程控制語句的使用更加熟悉了，同時(shí)也對它們之間的差距與各自的優(yōu)劣有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，比如while語句適合用于簡單的循環(huán)邏輯；而其衍生語句do-while語句適合用于一定會(huì)有循環(huán)發(fā)生的情形（即至少會(huì)執(zhí)行一次循環(huán)體中的內(nèi)容，如牛頓法求方程的根）；而更加復(fù)雜的for語句則適合用于某些更加復(fù)雜的情況，但這些語句在本質(zhì)上是一致的，即可使用某一語句實(shí)現(xiàn)這三種語句的所有功能（當(dāng)然這會(huì)帶來不便）。而另一類型的流程控制語句（帶有選擇色彩的）if-else語句與switch語句則分別適用于較少選擇支與較多的選擇支，不過switch語句與if-else語句的最重要區(qū)別并不在此；它們的關(guān)鍵區(qū)別在于switch語句可用于某些需要滿足某一條件后順序執(zhí)行之后所有語句的情形。此外，在本次實(shí)驗(yàn)中，我也體會(huì)到了一個(gè)優(yōu)良的算法對程序執(zhí)行效率提高的重大作用，如在選做題中我們使用了秦九韶算法提高了多項(xiàng)式求值的效率；而在自設(shè)題的質(zhì)數(shù)判斷中，一個(gè)合適的條件（算法）對程序效率的提升那更是不言而喻的。實(shí)驗(yàn)3函數(shù)與程序結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉和掌握函數(shù)的定義、聲明；函數(shù)調(diào)用與參數(shù)傳遞方法；以及函數(shù)返回值類型的定義和返回值使用。(2)熟悉和掌握不同存儲(chǔ)類型變量的使用。(3)熟悉多文件編譯技術(shù)。3.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求3.2.1源程序改錯(cuò)下面是計(jì)算s=l!+2!+3!+…+n!的源程序，在這個(gè)源程序中存在若干語法和邏輯錯(cuò)誤。要求在計(jì)算機(jī)上對這個(gè)例子程序進(jìn)行調(diào)試修改，使之能夠正確完成指定任務(wù)。#include<stdio.h>intmain(void){intk;fbr(k=l;k<6;k-H-)printf(nk=%d\tthesumis%ld\nn,k,sum_fac(k));return0;)longsum_fac(intn){longs=0;inti;longfac;fbr(i=l;i<=n;i-H-)fac*=i;s+=fac;returns;)解答:(1)錯(cuò)誤修改：1)第5行處的循環(huán)使得程序只能計(jì)算一些固定數(shù)的階乘和，正確形式為：scanf_s("%d",&k);2)第6行處使用了一個(gè)新定義的函數(shù)sum_fac(),但沒有預(yù)先聲明，正確形式為：(在第1行與第2行之間插入)longsum_fac(intn);3)第15行處使用了一個(gè)未初始化的變量fac,正確形式為：longfac=1;4)第15行與16行的計(jì)算邏輯有誤，這樣只能得到n!的值，正確形式為：{fac*=i;s+=fac;}(2)錯(cuò)誤修改后運(yùn)行結(jié)果:見圖3-1(1!+2!+3!=1+2+6=9)pleasethenunbei*k

k=3thesunis'圖3-1修改后的運(yùn)行結(jié)果3.2.2源程序修改替換(1)修改第1題中sumfac函數(shù)，使其計(jì)算量最小。解答：第1題中sum_fac函數(shù)計(jì)算量較大主要是由于無論是在求階乘時(shí)還是在求其和時(shí)均出現(xiàn)了大量的重復(fù)運(yùn)算，為此，我們使用遞歸函數(shù)來減少計(jì)算量為此我們采用了靜態(tài)變量，注意這樣會(huì)使用“虛擬”(即計(jì)算但不輸出)的循環(huán)來達(dá)到記錄之前的階乘值得目的來簡化運(yùn)算，其余細(xì)節(jié)見程序注釋，程序如下。#include<stdio.h>longsum_fac(intn);intmain(void)(intk,i;printf("pleasethenumberk:");scan匚s("%d",&k);if(k<=0)printf("legalinput!")；〃排除非法輸入else{for(i=l;i<=k;i++)if(i=k)printf("k=%d\tthesumis%ld\n",i,sum_fac⑴);〃注意longint的占位符elsesumfac(i);〃“虛擬”輸出))return0;)〃以下得函數(shù)使用靜態(tài)變量簡化了運(yùn)算staticlongfac=1,sum=0;longsum_fac(intn)(fac*=n;sum+=fac;returnsum;)運(yùn)行結(jié)果見圖3-2 (l!+2!+3!+4!=l+2+6+24=33)pleasethenunherk：4

k=4thesunis33圖3-2修改后的正常運(yùn)行結(jié)果pleasethenunbei*legalinput!圖3-3修改后的異常運(yùn)行結(jié)果(2)修改第1題中sumfhc函數(shù)，計(jì)算s=1+,+'+...+2!3! 〃！解答：此處只需要每次計(jì)算階乘時(shí)改為計(jì)算其倒數(shù)即可，但特別需要注意的是，計(jì)算過程中會(huì)出現(xiàn)小數(shù)，因此需要改變大部分變量的數(shù)據(jù)類型，其余細(xì)節(jié)見程序注釋，程序如下。#include<stdio.h>doublesum_fiac(intn);longfac(intn);〃注意數(shù)據(jù)類型的改變intmain(void){intk;printf("pleasethenumberk:");if(k<=0)printf("legalinput!")；〃排除非法輸入scanf("%d",&k);printf(,,k=%d\tthesumis%lf\nn,k,sumfac(k));return0;)doublesum_fac(intn){if(n>1)return1.0/fac(n)+sum_fec(n-1);〃注意1,0的使用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換了類型elsereturn1;}longfac(intn){if(n>1)returnn*fac(n-1);elsereturn1;)運(yùn)行結(jié)果見圖3-4與圖3-5-(1+1/2!=1+0,5=1.5)pleasetienumberk：2k?2thesunis1.500000圖3-4第2題程序的正常運(yùn)行結(jié)果pleasethenumbei*k：-1legalinput!圖3?5第2題程序的異常運(yùn)行結(jié)果3.2.3跟蹤調(diào)試題下面是計(jì)算fabonacci數(shù)列前n項(xiàng)和的程序，要求單步執(zhí)行程序，觀察p,i,sum,n值。#include<stdio.h>intmain(void)(inti,k;longsum=0,*p=∑/*聲明p為長整型指針，指向sum*/scanf(n%dn,&k);for(i=l;i<=k;i++){sum+=fiabonacci(i);printf(Mi=%d\tthesumis%ld\nM,i,*p);/**p等價(jià)于sum*/return0;longfabonacci(intn)(if(n==l||n==2)return1;elsereturnfabonacci(n-1)+fabonacci(n-2);)(以下第1?3題的分析以輸入的n=2為分析基礎(chǔ))(1)剛執(zhí)行完scanf("%d",&k);語句，p,i值是多少？、答：通過理論分析，由于p被設(shè)定為指向sum的指針，故其值與此時(shí)sum之值相同，而sum在聲明時(shí)已經(jīng)被賦予初值0,從而此時(shí)p的值也應(yīng)為0。而i此時(shí)僅被聲明而尚未被初始化，從而其值為一個(gè)在int范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)。跟蹤的實(shí)際結(jié)果圖3-6所示，與理論分析相符。0*p0 lone*i-858993460 int圖3-6步驟(1)的跟蹤結(jié)果(2)從fabonacci函數(shù)返回后光條停留在哪個(gè)語句上？答：通過理論分析，由于是從第8行進(jìn)入fabonacci函數(shù)且在進(jìn)入前第8行的計(jì)算尚未完全結(jié)束，所以從fabonacci函數(shù)返回后應(yīng)繼續(xù)未完成的計(jì)算，即光標(biāo)應(yīng)停在第8行。跟蹤的實(shí)際結(jié)果圖3-7所示，與理論分析相符。? 8 sum+=fabonacci(i);已用時(shí)間<=ims圖3-7步驟(2)的跟蹤結(jié)果(3)進(jìn)入Fibonacci函數(shù)，watch窗口顯示的是什么？答：通過理論分析，在第一次進(jìn)入fabonacci函數(shù)時(shí)，watch窗口中應(yīng)顯示帶入的參數(shù)，又此時(shí)僅帶入了參數(shù)i,而參數(shù)i的值又為1,從而該窗□應(yīng)顯示n=l。而在第二次進(jìn)入時(shí)，i=2,同理該窗口應(yīng)顯示n=2。跟蹤的實(shí)際結(jié)果圖3-8與圖3-9所示，與理論分析相符。

自礴口名稱直?nI▼9x類型int自助窗口▼9x類型int圖3-8步驟（3）的跟蹤結(jié)果（第一次進(jìn)入）自動(dòng)窗口 7x名稱 直 類型。n2 int自動(dòng)窗口局部變量監(jiān)視1圖3-9步驟（3）的跟蹤結(jié)果（第二次進(jìn)入）（4）當(dāng)i=3,從調(diào)用fabonacci函數(shù)到返回，n值如何變化？答：通過理論分析，在第一次進(jìn)入fabonacci函數(shù)時(shí)，watch窗口中應(yīng)顯示帶入的參數(shù)，又此時(shí)僅帶入了參數(shù)i,而參數(shù)i的值又為3,從而該窗□應(yīng)顯示n=3,此時(shí)n不是1或2中的任意一個(gè)，故進(jìn)入else后的語句，該語句中參數(shù)分別為2與1,從而該窗口應(yīng)顯示n=2與n=l,之后，會(huì)直接進(jìn)入if后的語句，該語句不會(huì)再為fabonacci函數(shù)提供參數(shù)，所以不再進(jìn)入fabonacci函數(shù)，當(dāng)然，在完成這些計(jì)算后，在return之前，n的值又一次變回3,從而該窗口應(yīng)顯示n=3,此后，n便不復(fù)存在。跟蹤的實(shí)際結(jié)果圖3-10至圖3-14所示，與理論分析相符。自動(dòng)窗口 7X名稱 值 類型?n2 int自動(dòng)窗口局部變量監(jiān)視1圖3-10步驟（4）的跟蹤結(jié)果（剛進(jìn)入）

110%Elongfabonacci(intn)110%｛已用時(shí)間＜=1msif(n==111n?

return1;returnfabonacelsereturnfabonac自動(dòng)直口局部變量監(jiān)視1圖3-11步驟(4)的跟蹤結(jié)果(計(jì)算自bonacci(2))在動(dòng)窗口 ▼qx名稱值 類型。n1 int自動(dòng)窗口局部變量監(jiān)視1圖3-12步驟(4)的跟蹤結(jié)果(計(jì)算fabonacci(l))自麗口 ▼Qx名梆值 類型名梆值 類型自初窗口曷部變量監(jiān)視1圖3-13步驟(4)的跟蹤結(jié)果(return后)自動(dòng)窗口TOC\o"1-5"\h\z名梆 值0*p 4?i 4.sum 4圖3?14步驟(4)的跟蹤結(jié)果(退出后)3.2.4程序設(shè)計(jì)題（1）編程讓用戶輸入兩個(gè)整數(shù)，計(jì)算兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)并且輸出之（要求用遞歸函數(shù)實(shí)現(xiàn)求最大公約數(shù)）。同時(shí)以單步方式執(zhí)行該程序，觀察遞歸過程。解答:首先，為了使計(jì)算盡量簡單,我們使用輾轉(zhuǎn)相減法來計(jì)算最大公約數(shù)，同時(shí)，輾轉(zhuǎn)相減法也是用于單步觀察執(zhí)行過程的優(yōu)良算法（因其計(jì)算結(jié)果簡單且計(jì)算次數(shù)較少）并且也可使用遞歸來提高運(yùn)算效率，其余細(xì)節(jié)見程序注釋，算法見流程圖3-1,程序如下。流程圖3-1程序設(shè)計(jì)題（1）的算法#include<stdio.h>intR);voidmain()inta,b;prin氓"請輸入兩個(gè)正整數(shù)（以空格分隔）："）；scan7％d%d",&a,&b）;if（a<=0||b<=0）printf（"您輸入了非正整數(shù)內(nèi)容，請檢查您的輸入\n"）;//檢查非法輸入elseprint口"它們的最大公約數(shù)是：%d\n",f（a,b））;intf(inta,intb)//輾轉(zhuǎn)相減法

if(a=b)returna;if(a>b)returnf(a-b,b);if(a<b)returnf(a,b-a);測試：首先，我們應(yīng)測試程序能否正常運(yùn)行，為此我們選擇了具有多個(gè)公因數(shù)(非1)的90與60,而后選擇具有倍數(shù)關(guān)系的5與10與相等兩數(shù)12與12(注意到其擁有多個(gè)因數(shù))，接著又提供了一組帶有1的測試樣例7與1,以測試在非常情況下程序的