C语言程序设计实验报告3.docx
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C语言程序设计实验报告3
实验3函数与程序结构实验
3.1实验目的
(1)熟悉和掌握函数的定义、声明;函数调用与参数传递方法;以及函数返回值类型的定义和返回值使用。
(2)熟悉和掌握不同存储类型变量的使用。
(3)熟悉多文件编译技术。
3.2实验内容及要求
3.2.1源程序改错
下面是计算s=1!
+2!
+3!
+…+n!
的源程序,在这个源程序中存在若干语法和逻辑错误。
要求在计算机上对这个例子程序进行调试修改,使之能够正确完成指定任务。
1#include
2intmain(void)
3{
4intk;
5for(k=1;k<6;k++)
6printf("k=%d\tthesumis%ld\n",k,sum_fac(k));
7}
8return0;
9longsum_fac(intn)
10{
11longs=0;
12inti;
13longfac;
14for(i=1;i<=n;i++)
15fac*=i;
16s+=fac;
17returns;
18}
解答:
(1)错误修改
1)未声明函数sum_fac(intn)的情况下,就调用函数。
2)第8行中,return0;语句应放在主函数中。
3)第15,16行,应该被括号括起来,否则程序意义不是计算阶乘的和。
(2)修改错误后的程序为
#include
longsum_fac(intn);
intmain(void)
{
intk;
longsum_fac(intn);
for(k=1;k<6;k++)
printf("k=%d\tthesumis%ld\n",k,sum_fac(k));
return0;
}
longsum_fac(intn)
{
longs=0;
inti;
longfac=1;
for(i=1;i<=n;i++)
{
fac*=i;
s+=fac;
}
returns;
}
(3)运行结果
图13.2.1程序运行截图
3.2.2源程序修改替换
(1)修改第1题中sum_fac函数,使其计算量最小。
解答:
1)将long设为静态局部变量,当退出函数时,long的值被保存在内存中,再次调用函数时,不用再对long初始化,静态局部变量的值具有记忆性。
替换后的程序如下所示:
#include
longsum_fac(intn);
intmain(void)
{
intk;
for(k=1;k<6;k++)
printf("k=%d\tthesumis%ld\n",k,sum_fac(k));
return0;
}
longsum_fac(intn)
{
staticlongs=0;
inti;
longfac=1;
for(i=1;i<=n;i++)
fac*=i;
s+=fac;
returns;
}
2)运行截图及说明
图23.2.2
(1)程序运行截图
(2)修改第1题中sum_fac函数,计算
。
解答:
1)第1题计算的是阶乘的和,而现在需要计算阶乘的倒数的和。
只需将s+=fac替换为s+=1.0/fac即可。
替换后的程序如下所示:
#include
intmain(void)
{
intk;
doublesum_fac(intn);
for(k=1;k<6;k++)
printf("k=%d\tthesumis%lf\n",k,sum_fac(k));
return0;
}
doublesum_fac(intn)
{
doubles=0;
inti;
longfac=1;
for(i=1;i<=n;i++)
{
fac*=i;
s+=1.0/fac;
}
returns;
}
2)运行截图及说明
图33.2.2
(2)程序运行截图
3.2.3跟踪调试
计算fabonacci数列前n项和的程序如下:
其中,longsum=0,*p=∑声明p为长整型指针并用&sum取出sum的地址对p初始化。
*p表示引用p所指的变量(*p即sum)。
#include;
intmain(void)
longfabonacci(intn);
{
inti,k;
longsum=0,*p=∑
scanf("%d",&k);
for(i=1;i<=k;i++){
sum+=fabonacci(i);
printf("i=%d\tthesumis%ld\n",i,*p);
}
return0;
}
longfabonacci(intn)
{
if(n==1||n==2)
return1;
else
returnfabonacci(n-1)+fabonacci(n-2);
}
单步执行程序,观察p,i,sum,n值。
(1)刚执行完scanf("%d",&k);语句,p,i值是多少?
p=(longint)0x28ff00i=60
(2)从fabonacci函数返回后光条停留在哪个语句上?
光条停留在语句printf("i=%d\tthesumis%ld\n",i,*p);
(3)进入fabonacci函数,watch窗口显示的是什么?
输入k=6时,i与sum的值的变化。
(4)当i=3,从调用fabonacci函数到返回,n值如何变化?
3.2.4程序设计
(1)编程让用户输入两个整数,计算两个数的最大公约数并且输出之(要求用递归函数实现求最大公约数)。
同时以单步方式执行该程序,观察递归过程。
解答:
1)解题思路
1.输入两个整数x,y。
2.判断x与y的大小,若x3.如果x%y=0,输出y。
4.否则,yueshu(y,x%y)。
2)程序清单。
intmain()
{
intx,y;
printf("请输入两个不为0的整数:
");
scanf("%d%d",&x,&y);
printf("这两个整数的最大公约数是%d",yueshu(x,y));
return0;
}
intyueshu(intx,inty)
{
intz;
if(xz=x;
x=y;
y=z;
}
if(x%y==0)
returny;
else
returnyueshu(y,x%y);
}
3)测试。
测试用例
输入的两个整数
应输出的理论结果
用例1
2478
6
用例2
9828
14
图43.2.4
(1)用例1程序运行截图
图53.2.4
(1)用例2程序运行截图
(2)编程验证歌德巴赫猜想:
一个大于等于4的偶数都是两个素数之和。
解答:
1)解题思路
1.先输入一个大于等于4的偶数z,n的起始值为0。
2.将z分为相等两部分,x1为z/2+n,另一部分为z-x1。
3.先判断x1是不是质数,如果不是,则n+1,直到n=z/2。
4.如果x1是质数,再判断x2是不是质数。
5.如果是质数,输出x1,x2。
6.n+1,直到n=z/2。
回到第2步。
2)程序清单:
#include
intmain()
{
intx1,x2,z,n,i,k;
printf("请输入一个大于等于4的偶数:
");
scanf("%d",&z);
for(n=0;nx1=z/2+n;
for(i=2;iif(x1%i==0)break;
}
if(i==z/2){
x2=z-x1;
for(k=2;kif(x2%k==0)break;
}
if(k==x2)
printf("该偶数是质数%d和质数%d之和\n",x1,x2);
}
}
}
3)测试。
测试用例
输入的偶数的值
应输出的理论结果
用例1
8
5,3
用例2
用例3
14
38
7,711,3
19,1931,3
用例4
44
31,1337,741,3
用例5
86
43,4367,1979,783,3
图63.2.4
(2)用例1程序运行截图
图73.2.4
(2)用例2程序运行截图
图83.2.4
(2)用例3程序运行截图
图93.2.4
(2)用例4程序运行截图
图103.2.4
(2)用例5程序运行截图
(3)编写一个程序证明对于在符号常量BEGIN和END之间的偶数这一猜测成立。
例如,如果BEGIN为10,END为20,程序的输出应为:
GOLDBACH'SCONJECTURE:
Everyevennumbern>=4isthesumoftwoprimes.
10=3+7
12=5+7
……
20=3+17
解答:
1)解题思路:
1.输入符号常量BEGIN和END。
2.定义偶数z为BEGIN+j,j的初始值为0。
3.判断j是否小于END-BEGIN。
4.若小于END-BEGIN,将z分为相等两部分,x1为z/2+n,另一部分为z-x1,n的初始值为0。
5.先判断x1是不是质数,如果不是,则n+1,直到n=z/2。
6.如果x1是质数,再判断x2是不是质数。
7.如果是质数,输出x1,x2。
8.j=j+2,回到第3步。
2)程序清单:
#include
intmain()
{
intx1,x2,z,n,i,k,j;
intBEGIN,END;
scanf("%d%d",&BEGIN,&END);
printf("GOLDBACH'SCONJECTURE:
\n");
printf("Everyevennumbern>=4isthesumoftwoprimes.\n");
for(z=BEGIN;z<=END;z=z+2){
for(n=1;nx1=z/2+n;
for(i=2;iif(x1%i==0)break;
}
if(i==z/2){
x2=z-x1;
for(k=2;kif(x2%k==0)break;
}
if(k==x2)
printf("%d=%d+%d\n",z,x2,x1);
}
}
}
}
3)测试。
图113.2.4(3)用例1程序运行截图
图123.2.4(3)用例2程序运行截图
3.2.5选做题
假设一个C程序由file1.c、file2.c两个源文件和一个file.h头文件组成,file1.c、file2.c和file.h的内容分别如下,试编辑该多文件C程序,并编译和链接。
然后运行生成的可执行文件。
源文件file1.c的内容为:
#include"file.h"
intx,y;/*外部变量的定义性说明*/
charch;/*外部变量的定义性说明*/
intmain(void)
{
x=10;
y=20;
ch=getchar();
printf("infile1x=%d,y=%d,chis%c\n",x,y,ch);
func1();
return0;
}
源文件file2.c的内容为:
#include"file.h"
voidfunc1(void)
{
x++;
y++;
ch++;
printf("infile2x=%d,y=%d,chis%c\n",x,y,ch);
}
头文件file.h的内容为:
#include
externintx,y;/*外部变量的引用性说明*/
externcharch;/*外部变量的引用性说明*/
voidfunc1(void);/*func1函数原型*/
解答:
1)程序清单:
源文件file1.c的内容为:
#include"file.h"
intx,y;
charch;
intmain(void)
{
x=10;
y=20;
ch=getchar();
printf("infile1x=%d,y=%d,chis%c\n",x,y,ch);
func1();
return0;
}
源文件file2.c的内容为:
#include"file.h"
voidfunc1(void)
{
x++;
y++;
ch++;
printf("infile2x=%d,y=%d,chis%c\n",x,y,ch);
}
头文件file.h的内容为:
#include
externintx,y;
externcharch;
voidfunc1(void);
2)运行结果:
图133.2.5程序运行截图
图143.2.5程序运行截图
3.3实验小结
在编写程序时,一定要十分小心,尤其在循环语句的编写中,要注意循环继续和终止的条件。
如果出现错误,要仔细的调试,一步一步的来,不能急躁。
在编写程序时,尽量使程序的计算量要小,这需要掌握好变量的种类运用。
通过这次实验,我对程序调试的熟练度大大增加,了解了多文件程序的编译与链接。
并且了解一些新的算法思想。
这使我的思维角度大大拓宽。