C語言與程序設(shè)計實驗指導(dǎo)報告書

1、精品C語言與程序設(shè)計實驗指導(dǎo)、報告書 班級：_姓名：_計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院C程序設(shè)計語言課程是計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)選修課程，大學(xué)一年級開設(shè)，同時也是作為學(xué)生學(xué)習(xí)計算機的一種啟蒙語言。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生更好地了解和應(yīng)用計算機，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計算機獨立解決問題的能力，讓學(xué)生基本掌握一門使用計算機的語言工具，為學(xué)生今后無論是從事計算機或非計算機工作都奠定了良好的、扎實的計算機語言基礎(chǔ)。C程序設(shè)計語言最早是由Dennis Richie于1973年設(shè)計并實現(xiàn)的。從那時開始，C語言已經(jīng)從其位于貝爾實驗室的發(fā)源地傳播到世界各地，它已成為全球程序員的公共語言，并由此也誕生了兩個新的主流語言

2、C+與Java它們都建立在C語言的語法和基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上?，F(xiàn)在世界上的許多軟件都是在C語言及其衍生的各種語言的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。C程序設(shè)計語言課程是高強度的腦力勞動，不是聽會的，也不是看會的，而是自己練習(xí)會的。因此，要求大家在學(xué)習(xí)C程序設(shè)計語言課程時，不能滿足于能看懂書上的程序，而應(yīng)當(dāng)熟練地掌握程序設(shè)計的全過程，即能獨立地編寫出源程序，獨立地上機調(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)，同時還必須保證應(yīng)有足夠的上機實驗時間。C程序設(shè)計實驗指導(dǎo)、報告書是為配合C程序設(shè)計語言課程而編寫的一本具有很強的實踐性教材。C程序設(shè)計語言課程為我校精品課程建設(shè)之一

3、，為了達(dá)到本課程各個教學(xué)環(huán)節(jié)的規(guī)范化，并且讓學(xué)生真正達(dá)到學(xué)以致用的效果，除了要求學(xué)生掌握本課程大綱所要求的知識點外，更重要的還要通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)來拓展學(xué)生程序設(shè)計的邏輯思維和提高程序設(shè)計的能力，同時也能讓學(xué)生深刻地了解關(guān)于如何運用軟件工程的理念去開發(fā)軟件。由于本課程是為面向全校各專業(yè)開設(shè)，為此，對學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的要求也有所不同，考慮這一點，在本教程的內(nèi)容安排上也有所不同，授課教師可根據(jù)授課專業(yè)的需要進(jìn)行必要的題目選擇。本實驗教程中內(nèi)容的編寫，是根據(jù)本課程教學(xué)大綱的指導(dǎo)下基本上是以學(xué)生的興趣和愛好為出發(fā)點進(jìn)行編排的，其中體現(xiàn)出在掌握了課堂教學(xué)環(huán)節(jié)上的理論知識，得以在本實踐環(huán)節(jié)中得到應(yīng)用。本實驗教

4、程共安排了5個實驗，每項實驗包括實驗學(xué)時、實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容及部分思考題等。整個實驗建議用40學(xué)時完成，其中計劃學(xué)時20，另外20學(xué)時是對編程感興趣的同學(xué)安排的，可作為選項實驗題目，所以學(xué)生可以根據(jù)自己的情況進(jìn)行選做。 書山有路勤為徑 祝你成功！ C程序設(shè)計課程教學(xué)組 2005年秋學(xué)期目 錄實驗1：簡單C程序設(shè)計 1.1 項目編程(1) 找出a,b,c中最大值(2) 按a,b,c值由小到大輸出(3) 報選體育科目統(tǒng)計程序1.2 課外選做題(1) 輸入100條數(shù)據(jù)，找出最大值及位置(2) 統(tǒng)計輸入的字符串中，數(shù)字、字母與其他字符的個數(shù)(3) 打印簡單圖形實驗2：數(shù)組與排序2.1 項目編程(1)

5、交換數(shù)組元素(2) 排序程序(3) 查詢程序2.2 課外選做題(1) 矩陣運算(2) 級數(shù)求和(3) 電路計算(4) 字符串處理實驗3：模塊化編程3.1 項目編程(1) 矩陣運算(2) 字符串升序排序 (3) 排列方陣程序3.2 課外選做題(1) 計算某數(shù)的位數(shù)之積(2) 年齡統(tǒng)計程序(3) 字符插入操作實驗4：指針與鏈表4.1 項目編程(1) 利用行指針實現(xiàn)成績查詢(2) 建立鏈表程序(3) 字符刪除4.2 課外選做題(1) 字符統(tǒng)計(2) 結(jié)構(gòu)體數(shù)組的應(yīng)用(3) 字符串連接實驗5：綜合程序設(shè)計5.1 項目編程(1) 破譯密碼程序(2) 趣味編程(3) 人民幣面值統(tǒng)計(4) 考試成績處理5.

6、2 課外選做題(1) 文本詞匯統(tǒng)計(2) 趣味編程(3) 選票統(tǒng)計附錄 本實驗總結(jié)附錄 編程必須注意的幾個問題附錄 程序調(diào)試與常見錯誤分析附錄 TC部分出錯信息注釋參考文獻(xiàn)實驗1 簡單C程序設(shè)計一、實驗學(xué)時：4二、實驗?zāi)康模?1、學(xué)習(xí)和了解C程序設(shè)計語言的數(shù)據(jù)類型及在內(nèi)存中的儲存方式，理解數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)；2、學(xué)習(xí)掌握輸入、輸出函數(shù)的基本格式和使用方法；3、了解C語言源代碼轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行程序的過程；4、掌握選擇、循環(huán)語句的使用規(guī)則；5、能夠設(shè)計和編寫簡單的C應(yīng)用程序。三、必須學(xué)習(xí)和掌握的知識點：1、常用的數(shù)據(jù)類型及各類型數(shù)據(jù)的取值范圍（int、long int、float、double、char）

7、2、選擇語句：if-else switch 3、循環(huán)語句：while do-while for4、編譯程序圖1-1所表示的是一個簡化的編譯過程，它簡單地描述了計算機執(zhí)行程序的方式。實際編譯過程的細(xì)節(jié)是非常復(fù)雜的，且難以理解，在此不予討論。圖1-1 編譯過程 編程人員在編程語言中要編寫計算機將遵循的指令，類似于英語的命令稱為源代碼。計算機讀取這些代碼后，將其存入內(nèi)存，以便進(jìn)行后續(xù)處理。因為計算機不能執(zhí)行這種形式的源代碼，所以在處理之前，每條語句必須經(jīng)歷一系列的轉(zhuǎn)換過程。 圖1-1說明了在文本編輯器中輸入C語句來創(chuàng)建源程序。編譯器隨后將源程序轉(zhuǎn)換為一中間形式，稱為目標(biāo)程序Object Progra

8、m），目標(biāo)程序表示源代碼對應(yīng)的機器碼。編譯器讀取和檢查源程序的各個語句，在檢查過程中將源語句轉(zhuǎn)換為機器碼（即計算機可以理解的二進(jìn)制代碼），并檢查其語法錯誤。如發(fā)現(xiàn)錯誤，編譯器將標(biāo)記不正確的語句，并打印一系列錯誤診斷消息，簡要說明所有語法錯誤（即違反C語句有效編寫規(guī)則的代碼）。此時，編程人員需要修改錯誤并重新編譯程序。查找和修改錯誤的過程稱為調(diào)試，在編譯器指示編譯過程沒有錯誤之后，調(diào)試才告終止。C程序通常包含對預(yù)先編寫函數(shù)的引用，這些函數(shù)存儲于稱為頭文件的庫中，鏈接器的首要任務(wù)是引入預(yù)編譯的庫代碼，并將其插入到目標(biāo)程序中，以創(chuàng)建可執(zhí)行程序。5、程序流程圖程序流程圖是一個圖表，它顯示了計算機執(zhí)行程

9、序的詳細(xì)處理步驟和順序，在書中用于描述求解問題的算法。圖1-2為設(shè)計者提供的程序流程圖所用的標(biāo)準(zhǔn)符號，請參考。圖1-2 程序流程圖標(biāo)準(zhǔn)符號 四、實驗項目： 1、將下列源代碼輸入計算機并運行，然后分析其運行結(jié)果。 main() int a; long int b; float c; double d; char e; printf(“sizeof a=%dn”, sizeof(a); printf(“sizeof b=%dn”, sizeof(b); printf(“sizeof c=%dn”, sizeof(c); printf(“sizeof d=%dn”, sizeof(d); print

10、f(“sizeof e=%dn”, sizeof(e); (1)本程序段要求學(xué)生對C語言的數(shù)據(jù)類型的理解，并通過實際運行結(jié)果觀察到常用的數(shù)據(jù)類型在內(nèi)存的存儲方式及占用存儲空間的字節(jié)數(shù)；(2)源代碼中的sizeof()函數(shù)：實現(xiàn)計算數(shù)據(jù)類型字節(jié)的長度。 / * C語言源代碼 */main() 2、將下列由程序流程圖描述的算法，轉(zhuǎn)換為C源代碼并填寫到圖1-3b框中，然后輸入計算機并運行后分析其運行結(jié)果。圖1-3a 程序流程圖 圖1-3b 轉(zhuǎn)換后C語言源代碼3、項目編程(1)請向計算機輸入a,b,c三個值，經(jīng)過程序處理后，要求輸出其中最大的一個。/* 輸出最大值 */main() 程序流程圖 項目要

11、求： 畫出程序流程圖； 根據(jù)流程圖編寫程序(2)請向計算機輸入a,b,c三個值，經(jīng)過程序處理后，要求按值從小到大輸出。程序流程圖 /* 將a,b,c三個值由小到大輸出 */main() 項目要求： 畫出程序流程圖； 根據(jù)流程圖編寫程序項目提示： 可采用if結(jié)構(gòu)； a,b,c由scanf函數(shù)輸入(3)編程實現(xiàn)打印下列由字母組成的樹形。說明：本項目編程的知識點是讓學(xué)生對雙重循環(huán)語句結(jié)構(gòu)的理解，清楚雙重循環(huán)的特點（即當(dāng)外循環(huán)變量中的值變化一次時，則內(nèi)循環(huán)變量中的值要變化若干次）。提示：可用外循環(huán)變量代表行數(shù)；內(nèi)循環(huán)變量代表需打印字符的個數(shù)。難點：字符個數(shù)是按奇數(shù)變化遞增 左右邊界字符打印的位置 /

12、* 打印圖形 */main() 圖1-4字母A-G組成的樹形 (4)設(shè)計報選體育科目統(tǒng)計程序設(shè)某學(xué)校在新生入學(xué)時，需報選體育選修科目。體育科目包括：籃球、排球、體操、兵乓球和網(wǎng)球。請為某班級（30人）統(tǒng)計報選各體育科目人數(shù)。項目要求： 畫出程序流程圖； 根據(jù)流程圖編寫源程序C語言源代碼main() 程序流程圖 項目提示：可采用switch與for結(jié)構(gòu) 五、知識點檢查： (1) 解釋下列語句的作用，為什么要在變量名之前加&符號？ float x; scanf(“%f ”, &x); 解答：(2) 若忘記在上文中的scanf()的語句中加入“&”符號，則輸出結(jié)果將會如何？

13、解答： (3) 請將下列給出的兩個程序段分別輸入計算機后，分析其運行結(jié)果，并解答為什么輸出如此的結(jié)果(不要求助別人，需自己查找資料)。 main() int num; num=32767; printf(“num=%dn”,+num); 解答： main() int a=-2; printf(“%d,%o,%dn”,a,a,-a); 解答：(5) 通過本次實驗，即從編程輸入、運行、調(diào)試以及直到最后輸出正確的結(jié)果，你從中得到了哪些收獲？對于程序運行所出現(xiàn)的錯誤是如何解決的？解答：六、課外選做題： 1、從鍵盤輸入100條整型數(shù)據(jù)，請找出其中最大的一個數(shù)，并指出這個最大的數(shù)是第幾次輸入的。2、分別統(tǒng)

14、計出在輸入的字符串中字母、數(shù)字和其他字符的個數(shù)。3、請編程實現(xiàn)打印由部分字母組成的圖形，如圖1-5所示。 圖1-5 字母組成圖形實驗2 數(shù)組與排序一、實驗學(xué)時：4二、實驗?zāi)康模?、理解數(shù)組的作用、下標(biāo)的用法及數(shù)組元素在內(nèi)存中的存儲；2、學(xué)習(xí)并掌握一維數(shù)組與多維數(shù)組的應(yīng)用；3、學(xué)習(xí)并掌握常用的排序算法；4、了解字符數(shù)組的特殊應(yīng)用。三、必須學(xué)習(xí)和掌握的知識點：1、數(shù)組的定義、特點和使用規(guī)則2、數(shù)組的查找、排序和插入四、項目編程1、 將下列一組數(shù)讀入到a數(shù)組中，然后從a數(shù)組中找出其中最大的元素并與第一個數(shù)互換；然后從a數(shù)組中找出最小的元素并與最后一個數(shù)互換，而其余元素的位置不變。例如，圖2-1所示。

15、 圖2-1 a數(shù)組中部分元素位置的變化(1) 編程技巧與注意事項： 數(shù)組是用來在內(nèi)存中存儲一組相關(guān)數(shù)據(jù)項?？蓪Υ鎯τ趦?nèi)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)處理，而不必再重新輸入。 在C中雖然允許在同一行中定義多個數(shù)組，但最好還是每行只定義一個數(shù)組，這樣做可以消除將逗號錯寫為分號的可能性；另外在調(diào)試過程中，也便于查找數(shù)組名。(2)本項目編程指南： 采用循環(huán)結(jié)構(gòu)； 需定義一個一維數(shù)組a，四個int型變量主要用于儲存最大數(shù)和最大數(shù)的位置及最小數(shù)和最小數(shù)的位置項目要求： 畫出程序流程圖； 根據(jù)流程圖編寫源程序C語言源代碼main() 程序流程圖 項目提示：可采用switch與for結(jié)構(gòu) 2、 以下是某班級（32人）高數(shù)的

16、考試成績。要求將此成績輸入到a數(shù)組中，然后按其值由高分到低分進(jìn)行排列，并輸出其排列后的成績清單。(1) 本項目編程指南： 這是一個關(guān)于排序的問題。所謂的排序是按給定順序排列數(shù)據(jù)的過程，可根據(jù)數(shù)組內(nèi)容按升序或降序排列元素。通常都按數(shù)據(jù)的輸入順序?qū)?shù)據(jù)加載到數(shù)組中；如果改變輸入順序，若元素為字符型則應(yīng)按字母順序排列，若元素為數(shù)值型可按值的大小（即升序或降序）排列。為計算機開發(fā)的排序算法種類繁多，如選擇法、比較交換法、冒泡法和shell法等。以下簡介兩種典型的排序算法，其他排序方法學(xué)生可查閱其他參考書籍。冒泡排序：也稱“起泡排序”或“氣泡排序”，是一種比較簡單的排序方法。思路是將被排序的元素個數(shù)為N

17、，可以對此元素做N-1次處理。在第k次（k=0,1,2,，N-1）處理時，需比較前N-k個元素。此排序方法是，連續(xù)從前到后比較相鄰的兩個元素，如果后面的元素大于前面的元素，則應(yīng)將二者交換，否則不交換?？梢娒拷?jīng)過一次處理，至少此次被處理的N-k個元素中最小的元素被移到本次處理的最后位置，所以經(jīng)過了N-1次處理后就使所有的元素被排好序了。從分析中可以得出，對長列表而言，冒泡排序的效率并不高。它比較適合于對短列表元素的排序，其原因就在于它是反復(fù)比較和交換元素，直至數(shù)據(jù)按指定順序排列為止。關(guān)于冒泡排序方法示例請參考教科書第124頁。Shell排序：Shell排序由Donald Shell開發(fā)。這種排序

18、算法速度比較快，效率高。如果需排序列表較小，所含項目元素在10個左右時，Shell排序和冒泡排序的執(zhí)行次數(shù)相當(dāng)。但如果對于一個排序列表在含有100個項目元素時，則冒泡排序比Shell排序所執(zhí)行的時間高出5倍；如果要是一個包含有1000個項目元素的列表而言，冒泡排序就要比Shell排序所執(zhí)行的時間高出30倍。與冒泡排序一樣，Shell排序也是比較和交換元素。但不同的是，它是通過計算一系列間距（指兩個項目元素間的距離）反復(fù)比較和交換元素，直到元素按指定順序排列為止。本項目要求學(xué)生采用冒泡法排序方法完成上述給出的學(xué)生成績的排序。(2) 項目要求： 畫出程序流程圖； 根據(jù)流程圖編寫源程序C語言源代碼m

19、ain() 程序流程圖 (3) 項目提示： 利用一維數(shù)組與for結(jié)構(gòu) 3、 按照下列要求編寫一個查詢程序。某汽車維修廠倉庫存有多種型號的汽車零件，請為該倉庫管理員編寫一查詢程序用于查詢庫中每種零件的庫存量。圖2-2 設(shè)置的零件型號與對應(yīng)的庫存量(1) 項目要求： 具有交互式輸入（提示操作者從鍵盤輸入要查詢的零件編號）； 具有重復(fù)查詢功能； 具有數(shù)據(jù)檢測功能。(2) 項目說明： 當(dāng)程序運行時，首先在屏幕上顯示“請輸入要查詢的零件編號：” ，例如，操作者輸入了 150003 后，則在屏幕上立即顯示出該零件編號及該編號所對應(yīng)的庫存量，如：150003 230 。 如果操作者輸入的零件編號超出了該庫中

20、所規(guī)定的范圍，則應(yīng)在屏幕上顯示出“您輸入的是錯誤的零件編號，請選擇：重新輸入(Y)，退出查詢(N)” 。 當(dāng)操作者正確地查詢到自己所要查詢的庫存數(shù)據(jù)后，則在屏幕上應(yīng)顯示出“您還繼續(xù)查詢嗎（Y/N）？ ” ，如果繼續(xù)查，則可輸入Y否則輸入N，即結(jié)束此次查詢。(3) 項目提示： 利用二維數(shù)組 采用if結(jié)構(gòu)和嵌套式循環(huán)結(jié)構(gòu) (4) 編程技巧與注意事項： 二維數(shù)組表示的是以行列格式排列的數(shù)據(jù)表； 可通過行下標(biāo)和列下標(biāo)來訪問二維數(shù)組中存儲的元素； 如何使用行下標(biāo)和列下標(biāo)來操縱二維數(shù)組是一個令很多學(xué)生感到頭痛的問題。要想克服這個困難，最好的辦法是仔細(xì)參閱讀教科書中第129頁例7.5題中的代碼，認(rèn)真領(lǐng)會示例

21、，確保完全理解其工作原理。同時利用紙和筆，在程序處理期間，跟蹤記錄各個元素。這同投籃一樣，練習(xí)的越多，成功率也就越高。/* 汽車零件查詢 源代碼 */main() 祝你好運。五、思考題：(1)下標(biāo)在數(shù)組中起什么作用？取值范圍？解答：(2)在使用數(shù)組時，如果數(shù)組元素個數(shù)超過了數(shù)組定義的個數(shù)時，將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象，是嚴(yán)重問題嗎？解答：(3) 字符數(shù)組在使用規(guī)則與數(shù)值型數(shù)組有哪些不同之處？解答：六、課外選做題： 1、 請編程計算下列給出直流電路中a,b兩端的等效電阻R。圖2-3 串并聯(lián)直流電路項目提示： 圖2-3中的R1,R2,R0電阻值均由鍵盤輸入。 由for循環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。2、 請編程計算下列給出的

22、二維數(shù)組周邊元素之和。3、 請編寫一個程序，其功能是統(tǒng)計一個子字符串在另一個字符串中出現(xiàn)的次數(shù)。例如，假設(shè)輸入的字符串是“This is a string”，子字符串為“is”,則輸出結(jié)果是 2 。 實踐3 模塊化編程一、實驗學(xué)時：4二、實驗?zāi)康模?、深刻理解模塊結(jié)構(gòu)化編程的概念及其優(yōu)點；2、了解如何將程序分解為一系列的獨立模塊；3、學(xué)習(xí)和掌握模塊結(jié)構(gòu)化編程的規(guī)則與方法；4、學(xué)會運用自頂向下設(shè)計的思想和模塊結(jié)構(gòu)化編程技巧來編寫C程序。三、必須學(xué)習(xí)和掌握的知識點：1、模塊的劃分規(guī)則2、函數(shù)的調(diào)用規(guī)則3、全局與局部變量4、變量的存儲類別四、知識點講解1、模塊（Model）：是一個獨立程序邏輯單元，

23、它執(zhí)行一個主要處理任務(wù)，在編寫和測試模塊之后，可將它們裝配起來，形成一個完整的程序。2、模塊結(jié)構(gòu)化編程是一個設(shè)計策略，用來管理、組織和開發(fā)計算機程序。它使用的是“分而治之”方法，將程序分解為一系列的被稱為模塊的邏輯單元。模塊結(jié)構(gòu)化編程旨只提供一種管理編程編程的方法。通過這個方法，可將一個大應(yīng)用程序分解為有限數(shù)量的模塊。由此看來，大程序細(xì)分為一系列更小的、邏輯相關(guān)的任務(wù)，可獨立開發(fā)和測試。所以每次編寫一個模塊要比一次性完成整個項目要容易的多?？傊?，模塊結(jié)構(gòu)化編程是一種編程技巧，它的理念是自頂向下的設(shè)計和模塊化編程。該發(fā)有助于設(shè)計和構(gòu)建高質(zhì)量的程序，使程序有更好的可讀性，且更易于測試和調(diào)試。在C程

24、序中是利用函數(shù)來實現(xiàn)模塊的功能。例如，在求3個學(xué)生四門課程中，每個學(xué)生的平均成績的程序，就是由3個模塊構(gòu)架起來的。見圖3-1計算平均成績程序的層次圖所示。 圖3-1 計算平均成績程序?qū)哟螆D3、層次圖：也稱框圖（block diagram）,將程序劃分為若干個任務(wù)等級（模塊），并顯示任務(wù)之間的關(guān)系。如圖3-1顯示了計算每個學(xué)生平均成績的處理過程。第一層模塊顯示的是程序的目的，第二層顯示的是程序執(zhí)行的處理模塊，由成績輸入、求平均值和輸出成績單三個子模塊組成。 4、程序流程圖：是對每個模塊所要處理的任務(wù)執(zhí)行過程的一個描述。如圖3-2為圖3-1計算平均成績程序?qū)哟螆D中三個子模塊的程序流程圖。 圖3-2

25、a 第一層程序流程圖 圖3-2b 第二層程序流程圖 圖3-2描述的程序流程所對應(yīng)的C源代碼如下：/* 求平均成績模塊代碼 */int average() int sum;for(i=0;i<3;i+) sum=0; for(j=0;j<4;j+) sum+=sij; avei=sum/4; /* 輸出平均成績模塊代碼 */int output() for(i=0;i<3;i+) printf(“%f”,avei); /* 主模塊代碼 */int i,j,s34;float ave3;main() intput();average();output(); /* 成績輸入模塊代碼

26、 */int input() for(i=0;i<3;i+)for(j=0;j<4;j+) scanf(“%d,”,s34); 在上述C程序所完成的功能是計算3名學(xué)生四門課程每名學(xué)生的平均成績。其中主函數(shù)（即主模塊）主要是完成子函數(shù)（也稱子模塊）的調(diào)用，在main函數(shù)之前所定義的變量和數(shù)組均為全局量，因為，下面的三個子函數(shù)都要用這些變量。從上述的模塊結(jié)構(gòu)化編程的示例過程和結(jié)果來看，的確提高了程序的可讀性，無論是寫程序的人或是讀程序的人都可以很輕松地分析C程序，符合結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的思想。所以從本實驗開始，要求學(xué)生必須遵循模塊結(jié)構(gòu)化設(shè)計程序的原則來設(shè)計程序，逐漸養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，不斷

27、地積累模塊結(jié)構(gòu)化編程的經(jīng)驗，來提高自己軟件開發(fā)的能力。 五、模塊結(jié)構(gòu)化編程的指導(dǎo)原則為了讓學(xué)生能達(dá)到最佳的項目編程效果，以下提供幾條適于模塊結(jié)構(gòu)化編程的指導(dǎo)原則，可供學(xué)生參考。1、模塊應(yīng)有一個入口點和一個退出點。如圖3-2中的控制流從各模塊的頂部流入，從底部返回處退出。2、每個模塊只執(zhí)行一個任務(wù)。例如在計算學(xué)生平均成績的示例中成績輸入、求平均以及輸出計算結(jié)果是三個不同的任務(wù)，應(yīng)分別處理，不要將無關(guān)的任務(wù)放于同一模塊中，只將完成同一任務(wù)的語句組合在一起。3、編程注意事項：·程序應(yīng)有自我記錄。即可利用描述變量、模塊和函數(shù)的標(biāo)識符·利用注釋記錄代碼，并說明特殊或復(fù)雜的處理

28、3;利用簡單的代碼編寫結(jié)構(gòu)·利用注釋標(biāo)識模塊和函數(shù)·每個模塊包含的語句不應(yīng)超過20條以上列出的編程指導(dǎo)原則只要大家理解了，是不難做到的，真誠地希望參與本實驗的學(xué)生一定會在更短的時間內(nèi)編出高質(zhì)量的程序來，到那時，你一定能夠享受到模塊結(jié)構(gòu)化編程所帶來的如下所說的好處： (1) 更易于維護(hù)程序。即便于更新或修改。(2) 更易于設(shè)計和編寫程序，開發(fā)期間出現(xiàn)的錯誤將大量減少。(3) 程序的可靠性更高，生產(chǎn)運行期間出現(xiàn)的錯誤將大量減少。(4) 更易于其他人（甚至是不熟悉程序的人）讀取和理解程序。(5) 更易于測試調(diào)試程序。(6) 更易于編寫和維護(hù)文檔。 六、項目編程1、矩陣運算。請輸入

29、一個3行3列矩陣的所有元素，然后輸出兩條對角線元素之和。(1) 要求：該程序應(yīng)由一個主函數(shù)和3個子函數(shù)構(gòu)成，子函數(shù)分別完成矩陣元素輸入、兩條對角線元素求和、輸出結(jié)果。畫出層次圖、程序流程圖及源代碼清單。(2)相關(guān)知識：矩陣運算。在軟件開發(fā)中，矩陣是一種常見的數(shù)據(jù)組織形式，在語言上矩陣與二維數(shù)組相對應(yīng)，故通常總是用二維數(shù)組存儲矩陣元素。有時在試題中會給出計算公式。因此，計算過程中的主要工作是核對下標(biāo)。與矩陣相關(guān)的主要問題包括：計算矩陣的對角線元素之和（此時矩陣為方陣，M=N，對角線可以是一條或兩條，通常為一條，即主對角線）；計算矩陣的周邊元素之和，即四周的元素和；矩陣的上三角或下三角之和；兩矩陣

30、之和矩陣，即將兩個矩陣的各個元素對應(yīng)求和；矩陣及其轉(zhuǎn)置矩陣之和；兩矩陣的乘積矩陣。(3)本項目設(shè)計步驟：項目層次圖 圖3-3 矩陣運算層次圖請完成其它三個子模塊的程序流程圖圖3-4a 主程序流程圖 圖3-4b 輸入矩陣元素程序流程圖圖3-4c 矩陣運算程序流程圖 圖3-4d 打印輸出程序流程圖 C源代碼清單2、將下列給出的城市名列表按降序排序。Atlanta Boston Chicago Denver Hoston LosAngeles Miami NewYork (1) 項目要求： 可利用StrCmp()、StrCopy()函數(shù)。 該程序應(yīng)由一個主函數(shù)和2個子函數(shù)構(gòu)成，子函數(shù)分別完成城市名列

31、表的排序和輸出排序后的城市名列表。 畫出層次圖、程序流程圖及源代碼清單。(2) 相關(guān)知識：StrCmp()：字符串比較函數(shù)。格式： strcmp(字符串1，字符串2)說明： 函數(shù)結(jié)果可由如下函數(shù)值得出：字符串1=字符串2，函數(shù)值為 0；字符串1>字符串2,函數(shù)值為一正整數(shù)；字符串1<字符串2,函數(shù)值為一負(fù)整數(shù)；StrCopy()：字符串復(fù)制函數(shù)格式： strcpy(字符數(shù)組1，字符串2)功能： 將字符串2復(fù)制到字符數(shù)組1中。 (3)請畫出main函數(shù)與城市名表列排序和打印輸出函數(shù)的流程圖。(4)程序流程圖(5) C源代碼清單3、請設(shè)計一個fun函數(shù)，其功能是給一維數(shù)組輸入任意4個整

32、數(shù)后，應(yīng)如下規(guī)律輸出。如輸入整數(shù) 1,2,3,4，則程序運行后將輸出以下方陣：要求：該程序由一個主函數(shù)和一個fun函數(shù)組成按以下給出程序結(jié)構(gòu)填寫fun函數(shù)中的C代碼#define M 4main() int aM; fun(a); int fun(int a) int i,j,k,m; for(i=0;i<M;i+) scanf(“%d”, &ai); 七、思考題：(1) 函數(shù)都有哪些調(diào)用方式？解答：(2) 參數(shù)在進(jìn)行信息傳遞時，都具有哪些傳遞方式，各有什么特點（即實參與形參的傳遞）？解答：(3) 根據(jù)你對局部變量和全局變量的理解，在什么情況下用局部變量合適，在什么情況下用全局變

33、量合適？解答：(4) 從課堂的教學(xué)以及上機的實踐教學(xué)中，你是如何理解模塊化程序設(shè)計的？為什么提倡模塊化？（如果你沒有充分理解的話，可去書店或上網(wǎng)查閱有關(guān)這方面的資料，一定弄清楚這個問題?。┙獯穑?九、課外選做題： 1、 請編寫一個fun函數(shù)，用于計算給定整數(shù)num各位數(shù)字之積。例如，若輸入252，則應(yīng)輸出結(jié)果是，20；輸入202，輸出結(jié)果是0。2、設(shè)某學(xué)校在校生的年齡在17歲到23歲，請編寫一個fun函數(shù)，用于統(tǒng)計該校5000人各年齡的人數(shù)。3、請編寫fun函數(shù)，在下列給出的一個有序的數(shù)列中插入一個數(shù)，且當(dāng)該數(shù)插入后，應(yīng)使該數(shù)列仍然有序。60, 68, 78, 88, 90, 93, 95,

34、96, 98, 100實驗4 指針與鏈表一、實驗學(xué)時：4二、實驗?zāi)康模?、深刻理解指針的特點和作用 2、學(xué)習(xí)并應(yīng)用指針來設(shè)計算法 3、學(xué)習(xí)和掌握利用指針對內(nèi)存進(jìn)行動態(tài)分配 4、學(xué)習(xí)和掌握指針的編程技巧 三、必須學(xué)習(xí)和掌握的知識點：1、指向變量的指針變量2、指向數(shù)組和多維數(shù)組的指針變量3、指向函數(shù)的指針變量4、指向字符串的指針變量5、指針數(shù)組6、用指針處理鏈表四、主要知識點講解1、內(nèi)存的動態(tài)分配：動態(tài)內(nèi)存管理使程序員可以在程序運行過程中隨時申請一塊空閑內(nèi)存，在使用后即可釋放。比較之下，它比程序中定義的變量或數(shù)組更能靈活有效地使用并節(jié)約內(nèi)存。因為程序中變量或數(shù)組一經(jīng)定義，即使不再使用也必須占用內(nèi)存

35、。2、動態(tài)內(nèi)存管理函數(shù)：(1) malloc函數(shù)的一般使用格式(類型*)malloc(字節(jié)數(shù))以字節(jié)數(shù)為單位，動態(tài)分配存儲空間。當(dāng)存儲空間被分配成功時，將返回的是該內(nèi)存塊的首地址，否則返回值為0。 例如，float *p; p=(float *)malloc(5*sizeof(float);上述語句表示，malloc函數(shù)動態(tài)分配到了5個內(nèi)存塊，每個內(nèi)存塊為4個字節(jié)（即實型數(shù)的存儲長度），并且指針變量p將指向的是5個內(nèi)存塊的首字節(jié)的地址。見圖4-1所示。圖4-1 指針p指向5個內(nèi)存塊的首地址(2) free函數(shù)的一般使用格式free(動態(tài)分配的內(nèi)存塊首地址)其作用是釋放掉由malloc函數(shù)分配的

36、內(nèi)存空間，也就是將該內(nèi)存空間歸還給系統(tǒng)，以便另行分配使用。 例如，float *p; p=(float *)malloc(5*sizeof(float); free(p); 3、指向變量的指針變量，示例：float a,*p1;p1=&a; 圖4-2 指針p指向變量a的首字節(jié)地址變量a所占用的存儲空間是由4個字節(jié)組成，如果假設(shè)地址編號是從2000開始，則變量a所占用內(nèi)存的地址編號應(yīng)該是2000,2001，2002，2003，而指針p中所存放的地址編號是 2000，也就是變量a的首字節(jié)地址。 4、指向一維數(shù)組和多維數(shù)組的指針變量，示例：float a3,b23,*p1,(*p2)3;p1

37、=a;p2=b;圖4-3a 指針p1指向數(shù)組a的首地址指針p1被定義為是指向一維數(shù)組的指針變量。如果執(zhí)行了p1=a；該指針變量p1具有的是一維數(shù)a的首地址（C語言規(guī)定，數(shù)組名代表地址常量，即該數(shù)組的首地址），見圖4-3a。如果該首地址編號是FFB6，則a代表的是FFB6。而當(dāng)執(zhí)行p1+時，也就是讓指針p1向高字節(jié)方向增加1時，相當(dāng)于增加4個字節(jié)的長度，此時，p1將具有a1元素的地址，地址編號是FFBA，見圖4-3b所示，依次類推。圖4-3b指針p1指向a1元素的地址指針p2被定義為是指向二維數(shù)組的指針變量指針，也稱為p2是行指針。此時，p2具有二維數(shù)b的首地址，地址編號是FFA6,見圖4-3c

38、。圖4-3c 指針p2指向數(shù)組b的首地址如果此時執(zhí)行了p2+操作時，也就是讓指針p2向高字節(jié)方向增加1時，相當(dāng)于增加12個字節(jié)的長度（就即相當(dāng)于p2具有了下一行的首列地址），也就是a10元素的地址，地址編號是FFB2，依次類推。見圖4-3c所示。圖4-3d 指針p2指向b10元素的地址 請同學(xué)們思考：若要求利用行指針輸出上述b數(shù)組中的所有元素的地址和所有元素值的話，則代碼將如何編寫？5、指向函數(shù)的指針變量，示例：int fun( )，(*p)( ),a=5,b=7,c;p=fun; 指針p具有函數(shù)fun的入口地址（每個函數(shù)都有一個入口點，稱該入口點即為該函數(shù)的入口地址），本例函數(shù)的入口地址編號

39、是0046,見圖4-4。在C語言中，函數(shù)的名字是一個指針，其值就是該函數(shù)的入口地址。此時，函數(shù)名fun為一個入口地址常量，且把fun賦給p，則指針p稱為指向函數(shù)的指針變量，也就是在進(jìn)行函數(shù)fun的調(diào)用時，也可利用指針p進(jìn)行函數(shù)的調(diào)用了。圖4-4 指針p指向fun函數(shù)的入口地址如有下面的語句行：c=(*p)(a,b); 此語句就相當(dāng)于函數(shù)調(diào)用的語句：c=fun(a,b); 。6、字符串指針變量，示例：Char *str=“student”;圖4-5 字符串指針str所指向字母s的地址7、指針數(shù)組，示例：int a34,*p3,i;for(i=0;i<3;i+)pi=&ai0;圖4-

40、6指針數(shù)組p指向數(shù)組a的首列地址指針p被定義的是指針數(shù)組，即在該數(shù)組中的每一個元素值都是地址值。在該示例中p具有三個指針元素，即p0，p1，p2它們分別具有數(shù)組a00，a10和a20的地址，如圖4-6所示。此時，可利用指針數(shù)組間接對a數(shù)組進(jìn)行操作。指針數(shù)組應(yīng)用最多的還是對字符串的處理，如利用指針數(shù)組對字符串的排序、查找以及字符的統(tǒng)計操作等。在本實驗中的項目編程中的第3題就涉及到指針數(shù)組的應(yīng)用。關(guān)于該知識點的詳細(xì)內(nèi)容請參閱教科書第248頁。8、鏈表鏈表屬于動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以類比成一“環(huán)”接一“環(huán)”的鏈條，這里的每一“環(huán)”可以視作一個結(jié)點，如果把結(jié)點串在一起就形成了鏈表。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常靈活，結(jié)點

41、數(shù)目無須指定，可以臨時生成。每個結(jié)點有自己的存儲空間，結(jié)點間的存儲空間也無須連接，結(jié)點之間的串連是由指針來完成的，而指針的操作又極為靈活方便，習(xí)慣上稱這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的最大的優(yōu)點是插入和刪除結(jié)點方便，無須移動大批數(shù)據(jù)，只須修改指針的指向即可。這是編程中十分重要的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 在以下項目編程中的第2題就是關(guān)于鏈表的問題。五、項目編程1、請建立一個學(xué)生成績數(shù)組然后調(diào)用一個fun函數(shù)用于查詢該數(shù)組中一門課程以上不及格的學(xué)生并打印他們?nèi)空n程的成績。(要求利用行指針作為函數(shù)的傳遞參數(shù))。(1) 提供部分代碼如下，并請完成其他全部代碼：#define M 3#define N 4m

42、ain() float stuMN=68,90,66,80,56,78,80,90,50,68,56,98; float fun(); fun(stu,M); float fun(float (*p)N,int n) 2、請為下列給出的某班級C程序編碼員列表，建立一個鏈表。圖4-7 C程序編碼員列表(1)說明： 在上表中，每人為一個節(jié)點，節(jié)點中有4個成員：姓名、出生年、出生月和指針。然后用指針將每個節(jié)點鏈接起來。 節(jié)點鏈接的條件是生日大者在前，小者在后。 最后輸出已按順序排好的并具有5個節(jié)點的鏈表，如圖4-8編碼員鏈表所示。 圖4-8 程序編碼員鏈表 (2)本題相關(guān)知識這是一個關(guān)于建立單向動態(tài)

43、鏈表的問題。所謂建立動態(tài)鏈表是指在程序執(zhí)行過程中從無到有地建立起一鏈表，即一個一個地開辟節(jié)點和輸入各節(jié)點的數(shù)據(jù)值，并建立起前后相鏈的關(guān)系。在做本實驗時之前，首先應(yīng)弄清楚節(jié)點數(shù)據(jù)類型的定義、如何利用指針的動態(tài)地開辟節(jié)點以及輸出已建立的動態(tài)鏈表等項內(nèi)容。 動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：本題主要是鏈表的建立，它的實現(xiàn)依賴于動態(tài)的內(nèi)存管理，即利用malloc函數(shù)； 描述單向鏈表的數(shù)據(jù)類型：單向鏈表的一般結(jié)構(gòu)如圖4-9所示。 圖4-9a 單向鏈表為了實現(xiàn)鏈表必須定義能夠描述鏈表中節(jié)點的數(shù)據(jù)類型，該類型應(yīng)包含有數(shù)值和地址兩大部分。見圖4-9b。 關(guān)于鏈表動態(tài)建立和鏈表輸出的具體實現(xiàn)過程，請參閱教科書第275頁到279頁。

44、 圖4-9b鏈表節(jié)點 除了上述建立、輸出鏈表，則與本題相關(guān)的內(nèi)容還有關(guān)于鏈表的插入和刪除操作（參照教科書的第281-286頁）。(3) 要求：設(shè)計一個主函數(shù)和兩個子函數(shù)（即建立鏈表模塊和輸出鏈表模塊）。(4) 請在以下空間內(nèi)完成本題的C源程序。3、編寫一個fun函數(shù)，其功能是將字符指針s所指字符串（見圖4-10a）所有下標(biāo)值為奇數(shù)的字符刪除，然后將串中剩余字符存放到由字符指針t所指的字符數(shù)組中（例如圖4-10b所示）。 (1)要求：利用字符指針變量作fun函數(shù)中的形參 (2)本題相關(guān)知識：在字符串相關(guān)的所有操作中，包括有計算給定字符串的長度、對奇數(shù)位操作、對偶數(shù)位操作等一系列問題。在這些操作中

45、，需要利用循環(huán)語句“遍歷”字符串的每一個下標(biāo)。 字符串的理解字符串是由一串字符組成的整體，包括常量和變量。但字符串不是一種專門的數(shù)據(jù)類型，而是由字符數(shù)組充當(dāng)。字符串的常量是以雙引號括起來的若干個字符的集合，如“hello”，這些字符在內(nèi)存中都是以ASCII碼值形式進(jìn)行存儲的。并以“0”作為字符串的結(jié)束標(biāo)記。 指向字符串常量的指針在程序設(shè)計中，可以用字符象指針變量記載字符串常量的首地址，從而形成了一類“字符串變量”。例如：char *p=”hello”; 或 char *p; p=”hello”;以上兩種形式含義相同，都使指針p存儲著字符串常量“hello”的首地址。此時，應(yīng)注意一定不能認(rèn)為字符

46、串存儲在變量p中，而是僅僅是首地址存儲在p中。這樣變量p即可具有與字符數(shù)組相同的用法和功能。 字符數(shù)組作為字符串變量常用的一種構(gòu)成字符串變量的方法是使用char類型的一維數(shù)組，但在沒對數(shù)組賦值之前并不能稱其為字符串：char str10;事實上，上述定義僅定義了一個數(shù)組而已。如果需要將其用作字符串，最好應(yīng)該在定義數(shù)組的時候就賦以初值，如：char str10= “a string!”;經(jīng)過上述賦值后，系統(tǒng)就會將字符串常量“a string!”完整地存儲到數(shù)組str中（注意與指向字符串常量的指針變量的區(qū)別）。包括結(jié)束符 0。通過上述說明可以發(fā)現(xiàn)，字符串的結(jié)束符0是至關(guān)重要的一環(huán)。因為C語言中并不

47、存儲字符串的長度，所以只能利用字符串中的元素是否為結(jié)束符作為判定字符串結(jié)束的依據(jù)。另者，還值得注意的一點是，字符串結(jié)束符號0的ASCII碼值是整數(shù)0，也就是說，0與整數(shù)0相同，當(dāng)它不同于字符0，應(yīng)為對于字符0的ASCII碼值是48，故可以說，0與整數(shù)48相同。(3) 提供main函數(shù)代碼如下，并請完成fun函數(shù)的全部代碼：main() char ch100,t100,fun(); gets(ch); fun(ch,t); char fun(char *s, char *t) 六、課外選題1、 請設(shè)計一個fun函數(shù)，其功能是統(tǒng)計由字符指針ss所指的字符串中指定字符的個數(shù)，并將此統(tǒng)計結(jié)果返回給主函數(shù)。例如，若輸入字符串：123412132 ，再輸入 1，則應(yīng)輸出為 3，也就是說，該字符串的數(shù)字中含有數(shù)字1的個數(shù)有3個。請完成fun函數(shù)中的C代碼。main() char ss100,ch; int c; gets(ss); scanf(“%c”, &a