C语言程序设计试验参考指导书.doc

《C语言程序设计》试验指导书

课程编号： 课程名称：C语言程序设计 试验课时： 44
一、本试验课性质、任务和目标
本试验课目标是使学生掌握C语言编程常见方法，熟悉该语言中语法、词法规则，为以后进行软件开发和学习后继专业课程打下基础。经过学习能够利用C语言中各个知识点编写能完成一定功效程序。训练学生进行复杂程序设计技能和培养良好程序设计习惯，其关键程度决不亚于知识传授。把高级语言学习和程序设计、上机实践紧密地结合起来，以提升学生能灵活利用新知识分析问题和处理问题能力。
二、本试验课所依据课程基础理论
本试验课基于C语言语法和词法规则、数据表示及算法处理，而语法及算法正是高级语言程序设计关键研究对象。《C语言程序设计》关键任务是：C 语言是一个应用广泛结构化程序设计语言，本课程介绍C语言基础概念、基础语法和编程方法，关键描述C语言结构化特征，并经过本课程学习，使学生掌握一定结构化程序设计知识，和用C语言编写程序能力。
三、试验类型和要求
在做每个试验之前，让学生对此次试验相关内容进行预习、算法设计、步骤图设计、编写程序，做好试验准备工作；写出预习汇报，画出步骤图，要求独立完成。
说明：1、试验类型：设计性；
2、试验要求：必做。
四、每组人数和试验课时数
每组1人，试验课时数44课时。
五、考评方法和评分措施
试验总成绩=出勤情况*10%+试验汇报*20%+平时*30%+试验表现*40%
六、本试验课配套教材或试验指导书
谭浩强. C程序设计. 北京：清华大学出版社 ，3月第3版
谭浩强. C程序设计题解和上机指导. 北京：清华大学出版社 ，3月第3版
谭浩强. C程序设计试题汇编. 北京：清华大学出版社 ，3月第2版
夏宽理. C语言程序设计. 北京：中国铁道出版社，2月第1版
夏宽理. C语言程序设计上机指导和习题解答. 北京：中国铁道出版社，2月第1版
王士元. C高级实用程序设计. 北京：清华大学出版社，1996年1月第1版

七、试验汇报要求
在机器上交作业，每次试验成绩分为优、良、及格、不及格，未参与为0分。要求认真书写试验汇报。
试验汇报编写要求：
1．试验题目
2．试验要求
3．程序步骤图
4．调试过程（试验过程出现问题、处理方法）
5．程序代码及运行结果。

八、试验内容
试验一：C语言运行环境认识和简单C程序

【目标和要求】
1、了解TC环境下C语言运行环境，熟悉编译系统操作环境。
2、了解在该系统上怎样编辑、编译、连接和运行一个C程序。
3、经过运行简单C程序，初步了解C源程序特点。
4、掌握和了解C程序中最基础C语句。

【试验内容】
1、题目：由键盘输入两个整数，计算并输出两个数之和。
2、程序以下：
#include “stdio.h”
void main()
{int a,b,sum;
printf(“Please input two integer numbers:\n”);
scanf(“%d%d”,&a,&b);
sum=a+b;
printf(“%d+%d=%d”,a,b,sum);
}
3、具体操作：
（1）输入程序，然后进行编译连接。若在编译中有词法或语法错误，则依据提醒进行修改，再进行调试，直到没有语法错误。
（2）运行程序，依下列不一样方法输入数据，查看程序实施结果。
① 12_ 34 ↙
② 12 ↙
34 ↙
③ 12<Tab>34 ↙

【试验分析和讨论】
1、总结C程序基础结构和书写规则。
2、分析调试过程中常见错误提醒和处理策略。

试验二：C语言程序单步调试

试验三：选择结构程序设计
【目标和要求】
1、了解三种基础数据类型定义。
2、掌握多种不一样运算符及其对应表示式使用。
3、熟练掌握if语句和switch语句使用

【试验内容】
一、判定方程ax2+bx+c=0有多个解，若有，则输出其解。
1、算法分析：
对于方程ax2+bx+c=0解，存在以下情况：①a=0,不是一元二次方程；②b2-4ac=0,有两个相等实根；③b2-4ac>0,有两个不等实根；④b2-4ac<0,有两个共轭复根。
(1)定义变量：a,b,c,x1,x2,d
(2)输入a,b,c
(3)if(a==0) 不是一元二次方程 else d= b2-4ac
依据d取值，输出方程根情况：
if(b2-4ac==0) x1=x2=-b/(2*a)
else if(b2-4ac>0) x1=(-b+sqrt(d))/(2*a) x2=(-b-sqrt(d))/(2*a)
else x1=(-b+sqrt(-d)i)/(2*a) x2=(-b-sqrt(-d)i)/(2*a)
2、程序代码：
#include “stdio.h”
#include “math.h”
void main()
{float a,b,c,x1,x2,d;
printf(“请输入ax2+bx+c=0方程三系数值：”)；
scanf(“%f%f%f”,&a,&b,&c);
if (abs(a)<=1e-6) //a==0
printf(“该方程非一元二次方程.\n”)；
else
{d=sqr(b)-4*a*c;
if (abs(d)<=1e-6) // sqr(b)-4*a*c ==0
printf(“该方程两个相等实根为：x1,x2=%4.2f”,-b/(2*a));
else if(abs(d)>1e-6)
{x1=(-b+sqrt(d))/(2*a);
x2=(-b-sqrt(d))/(2*a);
printf(“该方程两个不等实根为：x1=%4.2f,x2=%4.2f”,x1,x2);}
else // sqr(b)-4*a*c<0
printf(“该方程两个复数根为：x1=%4.2f+%4.2fi,x2=%4.2f-%4.2fi” ,
-b/(2*a),sqrt(-d)/(2*a), -b/(2*a),sqrt(-d)/(2*a));
}
}
二、简单菜单程序设计。
假设要求设计一菜单以下：
主 菜 单
1--------汉字
2--------拼音
3--------英文
1、算法分析：
（1） 依据要求使用输出语句将上述菜单输出，提醒按要求选择。
（2） 利用if语句或switch语句，编写分支结构。
2、程序代码：
#include “stdio.h”
void main()
{int i;
printf(“\n\n\n========主 菜 单========\n”);
printf(“ (中 国)”)
printf(“ 1------汉字\n”);
printf(“ 2------拼音\n”);
printf(“ 3------英文\n”)；
printf(“请选择：”)；
scanf(“%d”,&i);
switch(i)
{case 1:printf(“ 中 国\n”)；break;
case 2:printf(“ China\n”);break;
case 3:printf(“ Zhong guo\n”);break;
}
}

【课后练习】
1、判定十二个月份是不是闰年。
2、从键盘上输入1-7之间数字，输出表示一个星期中对应某一天英文单词。

【试验分析和讨论】
1、总结分支选择结构设计方法和技巧。
2、掌握简单菜单设计。

试验四：循环结构程序设计
【目标和要求】
1、掌握三种循环语句在编程中使用。
2、了解break语句和continue语句在循环结构中不一样作用。
3、了解循环嵌套，学会穷举算法和迭代算法。

【试验内容】
一、输入两个正整数，求出它们最大条约数和最小公倍数。
1、算法分析：
[辗转相除法]对于两个数m和n，将大数放在m中，小数放在n中，用n去除m，若余数为0，则n为最大条约数，不然将n作为m，余数作为n，再用n去除m，直到余数为0，则n为最大条约数。
2、程序代码：
#include “stdio.h”
#include “math.h”
void main()
{int m,n,t,max,min;
printf(“请输入两个正整数：”)；
scanf(“%d%d”,&m,&n); min=m*n;
if (m<n) {t=n;n=m;m=t;}
while(n!=0)
{t=m%n;m=n;n=t;}
printf(“最大条约数为：%d\n”,m);
printf(“最小公倍数为：%d\n”,min/m);
}
二、将一张100元钱，换成10元，20元，50元零钱，问有多少种不一样换法（假设三种零钱每种全部可不出现）。
1、算法分析
利用穷举算法实现：考虑到三种零钱多种能够不出现，则各自张数范围以下：
10元--------0张 到 10张
20元--------0张 到 5张
50元--------0张 到 2张
而且要考虑到共数只有一张100元票子。
2、程序代码：
#include "stdio.h"
void main()
{int Tencount,Twecount,Fifcount,i=0;
for(Tencount=0;Tencount<=10;Tencount++)
for(Twecount=0;Twecount<=5;Twecount++)
for(Fifcount=0;Fifcount<=2;Fifcount++)
if (Tencount*10+Twecount*20+Fifcount*50==100)
printf("第%d种换法为：10元 %d张 20元 %d张 50元 %d张\n",
++i,Tencount,Twecount,Fifcount);
}

【课后练习】 *
1、求1—100之间，能被5整除数之和。 * * *
2、判定任一个数是否是质数。 * * * * *
3、输出一有规则图形，如右图。 * * *
*
【试验分析和讨论】
1、分析总结for语句，while语句，do-while语句使用方法。
2、巧用break语句和continue语句。

试验五： 数组及其应用
【目标和要求】
1、掌握一维数组和二维数组使用。
2、掌握字符数组和字符串区分和使用。
3、熟练掌握和数组相关算法（选择排序和冒泡排序、查找和插入）。

【试验内容】
一、输入一个整数，将其插入一含有9个数有序序列中，确保插入后其仍然有序，。
1、算法分析：①将待插入数和序列中每个数进行比较，找到其插入具体位置i；
②将从第i个数组元素开始，一直到原数组中最终一个元素，整体往后移，空出一空间来存放待插入整数。
2、程序代码：
#include "stdio.h"
void main()
{int a[10]={2,5,7,11,14,19,21,33,67},i,k,m;
printf(“原数组为：”)；
for(i=0;i<9;i++) printf(“%4d”,a[i]);
printf(“\n请输入待插入整数：”)；
scanf(“%d”,&m);
for(i=0;i<9;i++)
if (m<=a[i]) break;//查找待插入位置
for(k=9;k>=i;k--)
a[k]=a[k-1]; //移位，准备插入新整数
a[i]=m; printf(“新数组为：”)；
for(i=0;i<10;i++) printf(“%4d”,a[i]);
}
二、编程实现：将字符串str2连接到字符串str1 后，组成新字符串str1。
1、算法分析：
本程序即实现字符串处理函数strcat（）功效。两字符串str1和str2进行连接，要注意是字符串结束标志。
2、程序代码：
#include "stdio.h"
#include "string.h"
void main()
{char str1[40],str2[20],i,j,len1,len2;
printf("请输入字符串str1:"); gets(str1);
len1=strlen(str1);
printf("请输入字符串str2:"); gets(str2);
len2=strlen(str2);
for(i=len1,j=0;j<len2;i++,j++)
str1[i]=str2[j];str1[i]='\0';
printf("新字符串str1为："); puts(str1);
}
【课后练习】
1、 判定一方阵是不是对称矩阵。
2、 实现两个字符串拷贝功效。
3、 运行折半查找法，在一个有序序列中查找某一特定数。

【试验分析和讨论】
1、 分析两种基础排序算法关键和二者不一样之处。
2、 在实现字符串处理函数时部分注意事宜及其实现方法。
3、 讨论二维数组处理矩阵和行列式。

试验六： 函数及其应用
【目标和要求】
1、掌握C中函数定义、调用及设计。
2、掌握函数嵌套调用、递归调用设计。
3、掌握变量、函数作用域及存放类。
【试验内容】
一、设计一个子函数对n个整数进行排序，由主函数从键盘接收若干个数，调用子函数进行排序，并在主函数中进行输出显示。
1、算法分析：
①子函数设计 以两个参数来实现，一个是接收主函数传来数组首地址，另一个是持排序整数个数，如fun(int a[],int n)；
②主函数实现 定义一整型数组，从键盘上接收若干个整数，调用子函数fun，再将最终结果输出。
2、程序代码：
#include "stdio.h"
void fun(int a[],int n) // 选择排序算法
{int i,j,t;
for(i=0;i<n-1;i++)
for(j=i+1;j<n;j++)
if (a[i]>a[j]) {t=a[i];a[i]=a[j];a[j]=t;}
}
void main()
{ int a[10],i;
for(i=0;i<10;i++) scanf("%d",&a[i]);
printf("输入数值序列为：");
for(i=0;i<10;i++) printf("%4d",a[i]);
printf("\n"); fun(a,10);
printf("输入数值序列为：");
for(i=0;i<10;i++) printf("%4d",a[i]);
}
二、输入任意两数m,n值，输出下列表示式值。
S=
1、算法分析
① 编写一函数fac(n), 返回n!值。
② 编写主函数，从键盘输入m,n值，调用上述fac()函数，计算表示式值，并将其输出。
2、程序代码
#include “stdio.h”
long fac(int n)
{if (n==1) return 1;
else return n*fac(n-1);
}
void main()
{int m,n,t; float s;
printf(“please input 2 integer numbers:”);
scanf(“%d%d”,&m,&n);
if(m<n) {t=m;m=n;n=t;}
printf(“s=%f”,fac(m)/(fac(m-n)fac(n)));
}
【课后练习】
1、 若正整数A恰好出现在其平方数右侧，则称A为一个同构数。如：5，6，76。求100以内全部同构数。
要求：（1）编写一子函数int fun（int n），判定给定正整数n是不是同构数，若是，返回1，不然，返回0。
（2）编写主函数，调用函数fun()，寻求并输出100以内全部同构数。
（3）在输出同构数同时，要输出其平方值。
2、 利用递归，求任一个字符串长度。

【试验分析和讨论】
1、 被调函数实现及调用过程。
2、 简单递归问题实现。
试验七：指针及其应用

【目标和要求】
1、了解指针定义和应用。
2、掌握使用指针变量程序设计。
3、 了解使用函数指针程序设计。
4、 了解使用指针数组程序设计。
【实现内容】
一、设计一程序，将两个变量值进行交换。
1、 算法分析：（1）编写一个函数swap(int *p,int *q),交换两个参数指针所指数据。
（2）编写主函数，调用函数swap,将两个变量值进行交换。
2、 程序代码：
#include “stdio.h”
void swap(int *p,int *q);
void main()
{int a,b;
printf(“请输入两个整数：”)；
scanf(“%d%d”,&a,&b);
printf(“两个数交换前次序为：a=%d,b=%d”,a,b)；
swap(&a,&b);
printf(“两个数交换后次序为：a=%d,b=%d”,a,b)；
}
void swap(int *p,int *q)
{int t;
t=*p;*p=*q;*q=t;}
二、编程实现：利用指针将字符串str2连接到字符串str1 后，组成新字符串str1。
1、算法分析：
本程序即实现字符串处理函数strcat（）功效。两字符串str1和str2进行连接，要注意是字符串结束标志，并利用指向字符串指针来实现。
2、程序代码：
#include "stdio.h"
#include "string.h"
void main()
{char str1[20] ,str2[10],*p=str1,*q=str2 ,j,len1,len2;
printf("请输入字符串str1:"); gets(str1);
len1=strlen(str1); p=p+len1-1;
printf("请输入字符串str2:"); gets(str2);
len2=strlen(str2);
for( j=0;j<len2; j++)
*(++p)=*(q++);str1[len1+len2]='\0';
printf("新字符串str1为："); puts(str1);
}

【课后练习】
1、利用指向数组指针，求一数组中全部元素之和。
2、
【试验分析和讨论】

试验八：结构体及其应用
【目标和要求】
1、了解结构体类型定义。
2、掌握结构体类型变量使用。
【试验内容】
有10个学生，每个学生包含学号、姓名、三门课成绩，从键盘输入10个学生数据，要求输出三门课中每一门课平均成绩，和最高分学生数据。
1、算法分析：
定义一个结构体类型，其中含有学号、姓名、三门课成绩、总分数据；前后依据要求处理上述问题。
2、程序代码：
#include "stdio.h"
typedef struct stu
{int number;
char name[4];
float len1,len2,len3;
float score;}student;
void main()
{student stu[10];
int i,flag;
float ave[3],sum[3]={0,0,0},max=0;
printf("请输入10位同学全部信息：");
for(i=0;i<10;i++)
{scanf("%d%s%f%f%f",&stu[i].number, stu[i].name,
&stu[i].len1,&stu[i].len2,&stu[i].len3);
stu[i].score= stu[i].len1+stu[i].len2+stu[i].len3;
if(stu[i].score>=max) {max=stu[i].score; flag=i;}
sum[0]+=stu[i].len1; sum[1]+=stu[i].len2; sum[2]+=stu[i].len3;
}
for(i=0;i<3;i++)
ave[i]=sum[i]/3;printf("三门课平均成绩分别为");
for(i=0;i<3;i++)
printf("%6.2f",ave[i]);
printf("\n最高分是：%d %s %6.2f %6.2f %6.2f",
stu[flag].number,stu[flag].name,stu[flag].len1,
stu[flag].len2, stu[flag].len3);
}
【试验分析和讨论】
13个人围成一圈，从第1个人开始次序报号1、2、3。凡报到“3”者退出圈子，找出最终留在圈子中人原来序号。

试验九： 链表处理
【目标和要求】
1、了解键表相关概念。
2、掌握单向键表创建、编历、插入、删除等简单处理。
【内容】
创建一个链表。
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
typedef struct list
{int data;struct list *next;}list;
void main()
{list *head,*ptr;
int num,i;
ptr=(list *)malloc(sizeof(list)); head=ptr;
printf("Please input 5 numbers:");
for(i=0;i<5;i++)
{scanf("%d",&num);
ptr->data=num;
ptr->next=(list *)malloc(sizeof(list));
if(i==4) ptr->next=NULL; else ptr=ptr->next;
}
ptr=head;
printf("The value is:");
while(ptr!=NULL)
{printf("->%d",ptr->data);ptr=ptr->next;}
getchar();
}
【试验分析和讨论】

试验十：文件及其应用
【目标和要求】
1、了解利用于文件操作库函数。
2、掌握对文件进行简单处理。
【试验内容】
有5个学生，每个学生包含学号、姓名、三门课成绩，从键盘输入5个学生数据，计算每个人平均成绩，并将原有数据及平均成绩存放于磁盘文件“stud.txt”中。
1、算法分析：
先将5个学生相关信息从键盘上输入，并求出各自平均成绩；再次以写方法打开一个文件“stud.txt”，将5个学生信息全存入文件中。
2、程序代码：
#include "stdio.h"
typedef struct stu
{int number;
char name[4];
float len[3],ave;}student;
void main()
{student stu[5]; FILE *fp;
int i ;
printf("请输入5位同学全部信息：");
for(i=0;i<5;i++)
{ scanf("%d%s",&stu[i].number, stu[i].name); stu[i].ave=0;
for(int j=0;j<3;j++)
{ scanf("%f",&stu[i].len[j]); stu[i].ave+=stu[i].len[j];}
stu[i].ave/=3;}
fp=fopen("stud.txt","w+");
for(i=0;i<5;i++)
fprintf(fp,"%d %s %5.2f %5.2f %5.2f %5.2f",
stu[i].number, stu[i].name,
stu[i].len[0],stu[i].len[1],stu[i].len[2],stu[i].ave);
fclose(fp);
}

【试验分析和讨论】
将上述问题中“stud.txt”文件中学生数据，按平均分进行排序处理，将已排序学生数据存入一新文件“stu.txt”中。