C语言实验指导书创新班.docx
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C语言实验指导书创新班
《程序设计技术基础》
实验指导书
计算机科学与技术学院
二○一二年三月
目录
实验一简单程序的编辑、编译、调试和运行..........1
实验二三种基本结构程序设计......................9
实验三数组程序设计..............................16
实验四指针程序设计..............................20
实验五函数程序设计..............................22
实验六结构体、文件程序设计......................26
实验学时：
12实验内容：
6个实验，2学时/每个实验
实验要求：
每次从练习中选择2-3题进行实验，实验结束后，整理出实验报告。
实验报告应包括以下内容：
①题目；
②程序清单（手写或打印）；
③程序运行结果（与程序清单对应）；
④对实验内容的分析和取得的经验；
⑤遇到的问题。
实验一简单程序的编辑、编译、调试和运行
【目的与要求】
1．了解DOS、Windows环境下C语言的运行环境，了解所用的计算机系统的基本操作方法，学会独立使用该系统。
2．了解在该系统上如何编辑、编译、连接和运行一个C程序。
3．通过运行简单的C程序，初步了解C源程序的特点。
4．掌握C语言数据类型，熟悉如何定义一个整型、字符型、实型变量，以及对它们赋值的方法，了解以上类型数据输出时所用的格式转换符。
5．学会使用C语言的有关算术运算符，以及包含这些运算符的表达式，特别是自加（++）和自减（--）运算符的使用。
6．进一步熟悉C程序的编辑、编译、连接和运行的过程。
7．理解C语言程序的顺序结构
8．掌握常用的C语言语句，熟练应用赋值、输入、输出语句。
【上机内容】
一、C语言的运行环境和运行过程
【基础知识】
通过课堂上学习，我们对C语言已有了初步了解，对C语言源程序结构有了总体的认识，那么如何在机器上运行C语言源程序呢？
任何高级语言源程序都要“翻译”成机器语言，才能在机器上运行。
“翻译”的方式有两种，一种是解释方式，即对源程序解释一句执行一句；另一种是编译方式，即先把源程序“翻译”成目标程序（用机器代码组成的程序），再经过连接装配后生成可执行文件，最后执行可执行文件而得到结果。
C语言是一种编译型的程序设计语言，它采用编译的方式将源程序翻译成目的程序（机器代码）。
运行一个C程序，从输入源程序开始，要经过编辑源程序文件（.C）、编译生成目标文件（.obj）、连接生成可执行文件（.exe）和执行四个步骤。
【示例】
【例1】编程实现在屏幕上显示如下三行文字
Hello,world!
WolcometotheClanguageworld!
Everyonehasbeenwaitingfor.
程序example.c如下：
main（）
{
printf（"Hello,World!
\n"）;
printf（"WolcometotheClanguageworld!
\n"）;
printf（"Everyonehasbeenwaitingfor.\n"）;
}
然后用编辑执行example.c，查看结果，即在屏幕上显示题目要求的三行文字。
【例2】输入并运行程序，写出运行结果。
main（）
{
inta,b,sum;
a=123;b=456;
sum=a+b;
printf（“sumis%d\n”,sum）;
}
运行方法同上，最后结果为：
sumis579
【例3】
输入并运行如下程序，写出运行结果。
main（）
{
inta,b,c;
scanf（"%d,%d",&a,&b）;
c=max（a,b）;
printf（"max=%d\n",c）;
}
intmax（intx,inty）
{
intz;
if（x>y）z=x;
elsez=y;
return（z）;
}
这个程序的功能是对于任意输入的两个整数，输出较大的那个数。
所以程序运行之后，光标将停留在用户屏幕上，等待用户输入两个整数，比如输入“3,5”，回车，在用户屏幕上就会输出：
max=5
【练习一】
1．输入并运行例题中程序，熟悉调试C程序的的方法与步骤。
2．参照例题，编写一个C程序，输出以下信息：
****************************
Hello，World！
****************************
3．编写一个C程序，输入a、b、c三个数，输出其中最大者。
试想，如果求四个数中的最大者，则程序该如何编写。
二、运算符和表达式
【示例】
【例1】输入并运行以下程序，写出运行结果。
main（）
{
charc1,c2;
c1=97;c2=98;
printf（"%c%c\n",c1,c2）;
}
在此基础上
1）加一个下面printf语句，并运行之。
printf（"%d,%d\n",c1,c2）;
2）再将第3行改为：
intc1,c2;
再使之运行。
3）再将第4行改为：
c1=300;c2=400;
再使之运行，分析其运行结果。
在该程序中，说明了字符型数据在特定情况下可作为整型数据处理，整型数据有时也可以作为字符型数据处理。
【例2】分析下程序，写出运行结果，再输入计算机运行，将得到的结果与你分析得到的结果比较对照。
main（）
{
charc1='a',c2='b',c3='c',c4='\101',c5='\116';
printf（"a%cb%c\tab%c\n",c1,c2,c3）;
printf（“\t\b%c%c”,c4,c5）;
}
在该程序中，主要考查对转义字符的掌握情况。
【例3】分析下面程序，写出运行结果，再输入计算机运行，将得到的结果与你分析得到的结果比较对照。
main（）
{
inti,j,m,n;
i=8;j=10;
m=++i;n=j++;
printf（“%d,%d,%d,%d\n”,i,j,m,n）;
}
分别作以下改动之后，先分析再运行：
1）将第四行改为：
m=i++;n=++j;
2）程序改为：
main（）
{
inti,j;
i=8;j=10;
printf（“%d,%d”,i++,j++）;
}
3）在2）的基础上，将printf语句改为：
printf（“%d,%d”,++i,++j）;
4）再将printf语句改为：
printf（“%d,%d,%d,%d”,i,j,i++,j++）;
5）程序改为：
main（）
{
inti,j,m=0,n=0;
i=8;j=10;
m+=i++;n-=--j;
printf（“i=%d,j=%d,m=%d,n=%d”,i,j,m,n）;
}
此程序主要考查自加、自减运算符以及复合运算符的用法。
【练习二】
1．要将“China”译成密码，密码规律是：
用原来的字母后面第5个字母代替原来的字母。
例如，字母“A”后面第5个是“F”，用“F”代替“A”。
因此，“China”应译为“Hmnsf”。
请编一程序，用赋初值的方法使c1、c2、c3、c4、c5五个变量的值分别为’C’、’h’、’i’、’n’、’a’，经过运算，使其分别变为’H’、’m’、’n’、’s’、’f’，并输出。
2．求下面算术表达式的值。
（1）x+a%3*（x+y）%2/4
设x=2.5，a=7，y=4.7
（2）（float）（a+b）/2+（int）x%（int）y
设a=2，b=3，x=3.5，y=2.5
先自己分析，再试着用程序求解，看得到的结果是否一致。
3．写出下面表达式运算后a的值，设原来a=10。
设a和n已定义成整型变量。
（1）a+=a
（2）a-=2
（3）a*=2+3（4）a/=a+a
（5）a%=（n%=2），n的值等于5（6）a+=a-=a*=a
先自己分析，再试着用程序求解，看得到的结果是否一致。
三、简单的C程序设计
【示例】
【例1】按格式要求输入/输出数据。
#include"stdio.h"
main（）
{
inta,b;
floatx,y;
charc1,c2;
scanf（“a=%d,b=%d”,&a,&b）;
scanf（“%f,%e”,&x,&y）;
scanf（“%c%c”,&c1,&c2）;
printf（“a=%d,b=%d,x=%f,y=%f,c1=%c,c2=%c\n”,a,b,x,y,c1,c2）;
}
运行该程序,必须按如下方式在键盘上输入数据
a=3,b=7↙
8.5,71.82↙
aA↙
请同学们写出输出结果
【例2】输入三角形三边长，求三角形面积。
#include“math.h”
main（）
{
floata,b,c,s,area;
scanf（“%f,%f,%f”,&a,&b,&c）;
s=1.0/2*（a+b+c）;
area=sqrt（s*（s-a）*（s-b）*（s-c））;
printf（“area=%f”,area）;
}
【例3】已知圆半径，圆柱高，求圆周长，圆柱体积。
main（）
{
floatr,h,l,v,pi;
pi=3.1415926;
scanf（“%f,%f”,&r,&h）;
l=2*pi*r;
v=pi*r*r*h;
printf（“圆周长为：
%6.2f\n”,l）;
printf（“圆柱体积为：
%6.2f”,v）;
}
【例4】输入一个摄氏温度，要求输出华氏温度。
公式为f=9/5*c+32
main（）
{
floatc,f;
scanf（“%f”,&c）;
f=9.0/5*c+32;
printf（“c=%5.2f,f=%5.2f\n”,c,f）;
}
【练习三】
1． 已知圆半径r=1.5，圆柱高h=3，求圆周长，圆面积，圆球表面积，圆球体积，圆柱体积。
2．输入一个华氏温度，要求输出摄氏温度。
公式为c=5/9*（f-32）
实验二三种基本结构程序设计
【目的与要求】
1．了解C语句中表示逻辑量的方法（以0代表“假”以1代表“真”）；
2．学会正确使用关系运算符、逻辑运算符和关系表达式、逻辑表达式；
3．熟练掌握if语句和switch语句的使用。
4．熟练掌握while、do—while和for三种循环语句的应用。
【上机内容】
一、选择结构程序设计
【示例】
【例1】已知三个数a，b，c，找出最大值放于max中。
分析：
需定义四个变量a，b，c和max，a，b，c保存输入的任意三个数，max是用来存放结果最大值的。
第一次比较a和b，把大数存入max中，因a，b都可能是大值，所以用if语句中if…else…形式。
第二次比较max和c，把最大数存入max中，用if语句的第一种形式if…形式。
max即为a，b，c中的最大值。
＃include"stdio.h"
main（）
{
inta,b,c,max;/*定义四个整型变量*/
scanf（“a=%d,b=%d,c=%d”,&a,&b,&c）;/*注意输入数据的格式*/
if（a>=b）max=a;/*若a>=b，则max=a*/
elsemax=b;/*否则max=b*/
if（c>max）max=c;/*c是最大值*/
printf（"max=%d\",max）;
}
若输入下列数据，分析程序的执行顺序并写出运行结果
（1）a=1,b=2,c=3
（2）a=2,b=1,c=3
（3）a=3,b=2,c=1
（4）a=3,b=1,c=2
（5）a=3,b=3,c=2
（6）a=2,b=1,c=2
【例2】输入某学生的成绩，经处理后给出学生的等级，等级分类如下：
90分以上（包括90）：
A
80至90分（包括80）：
B
70至80分（包括70）：
C
60至70分（包括60）：
D
60分以下:
E
方法一：
（用if嵌套`）
分析：
由题意知如果某学生成绩在90分以上，等级为A；否则，如果成绩大于80分，等级为B；否则，如果成绩大于70分，等级为C；否则，如果成绩大于60分为D；否则，如果成绩小于60分，等级为E。
当我们输入成绩时也可能输错，出现小于0或大于100，这时也要做处理，输出出错信息。
因此，用if嵌套结构，先判断输入的成绩是否在0~100之间。
#include"stdio.h"
main（）
{
intscore;
chargrade;
printf（"\nPleaseinputastudentscore:
"）;
scanf（"%f",&score）;
if（score>100||score<0）printf（"\ninputerror!
\n"）;
else
{
if（score>=90）grade='A';
elseif（score>=80）grade='B';
elseif（score>=70）grade='C';
elseif（score>=60）grade='D';
elsegrade='E';
printf（"\nthestudentgrade:
%c\n",grade）;
}
}
输入若干测试数据，调试程序。
测试数据要覆盖所有路径，注意临界值，例如此题中得100分，60分，0分以及小于0和大于100的数据。
方法二：
用switch语句
分析：
switch语句是用于处理多分支的语句。
注意，case后的表达式必须是一个常量表达式，所以在以用switch语句之前，必须把0~100之间的成绩分别化成相关的常量。
所有A（除100以外），B，C，D类的成绩的共同特点是十位数相同，此外都是E类。
则由此可得把score除10取整，化为相应的常数。
#include"stdio.h"
main（）
{
intg,s;
charch;
printf（"\ninputastudentgrade:
"）;
scanf（"%d",&g）;
s=g/10;
if（s<0||s>10）
printf（"\ninputerror!
"）;
else
{
switch（s）{
case10:
case9:
ch='A';break;
case8:
ch='B';break;
case7:
ch='C';break;
case6:
ch='D';break;
default:
ch='E';
}
printf（"\nthestudentscort:
%c",ch）;
}
}
输入测试数据，同方法一一样调试程序并写出结果。
【例3】有一函数：
用scanf函数输入x的值（分别为x<1，1~10，>=10三种情况），求y值。
分析：
y是一个分段函数表达式。
要根据x的不同区间来计算y的值，所以应使用if语句。
main（）
{
intx,y;
printf（“pleaseinputx:
”）;
scanf（“%d”,&x）;
if（x<1）y=x;
elseif（x<10）y=2*x-1;
elsey=3*x-11;
printf（“y=%d\n”,y）;
}
【练习一】
1．C语言如何表示“真”与“假”？
系统如何判断一个量的“真”与“假”？
2．写出下面各逻辑表达式的值。
设a=3，b=4，c=5
（1）a+b>c&&b==c
（2）a||b+c&&b-c
（3）！
（a>b）&&!
c||1
（4）!
（x=a）&&（y=b）&&0
（5）!
（a+b）+c-1&&b+c/2
3．有3个整数a、b、c，由键盘输入，输出其中最大的数。
4．给出一百分制成绩，要求输出成绩等级A、B、C、D、E。
90分以上为A，80~89为B，70~79分为C，60~69分为D，60分以下为E。
5．给一个不多于5位的正整数，要求：
a.求出它是几位数；
b.分别打出每一位数字；
c.按逆序打出各位数字，例如原数为321，应输出123。
6．输入4个整数，要求按由小到大的顺序输出。
二、循环结构程序设计
【示例】
【例1】求5！
main（）
{
intn,t;
n=1;t=1;
while（t<=5）
{
n=n*t;
t=t+1;
}
printf（"%d!
=d\n",5,n）;
}
【例2】求和s=1!
+2!
+3!
main（）
{
intn,s=0,t=1;
for（n=1;n<=3;n++）
{
t=t*n;
s=s+t;
}
printf（"s=%d",s）;
}
【例3】求和s=1!
+3!
+5!
main（）
{
ints=0,t,i,j;
for（i=1;i<=3;i++）
{
t=1;
for（j=1;j<=2*i-1;j++）
t=t*j;
s=s+t;
}
printf（"s=%d\n",s）;
}
【例4】求和s=3+33+333
main（）
{
ints=0,t=3,i;
for（i=1;i<=3;i++）
{
s=s+t;
t=10*t+3;
}
printf（“%d”,s）;
}
【例5】有一数列：
2/1,3/2,5/3,8/5,…求出这个数列的前10项之和。
main（）
{
intn,t,;
floata=2,b=1,s=0;
for（n=1;n<=10;n++）
{
s=s+a/b;
t=a;
a=a+b;
b=t;
}
printf（“%f”,s）;
}
【例6】打印所有的“水仙花数”。
“水仙花数”是一个三位数,其各位数立方和等于该数本身。
main（）
{
inti,j,k,n;
for（n=100;n<=999;n++）
{
i=n/100;
j=n/10-i*10;
k=n%10;
if（n==i*i*i+j*j*j+k*k*k）
printf（"%d\n",n）;
}
}
【例7】一个数如果恰好等于它的因子之和,这个数就称为完数。
求100之内的所有完数。
main（）
{
intn,s,j;
for（n=1;n<=100;n++）
{
s=0;
for（j=1;jif（n%j==0）s=s+j;
if（s==n）
printf（"%d\n",s）;
}
}
【例8】计算两个数的最大公约数。
分析：
随机输入两个整数m，n（默认m>n）,使k为m除以n的余数，如果m能被n整除，则k值为0，n为这两个数的最大公约数，否则，使k代替n，n代替m，重复以上过程，直到k值为0。
#include"stdio.h"
main（）
{
intm,n,k;
printf（"Entertwonumbers:
"）;
scanf（"%d,%d",&m,&n）;
if（m>0&&n>0）/*限定两个正整数*/
{
k=m%n;
while（k!
=0）
{
m=n;
n=k;
k=m%n;
}
printf（"Thegreatestcommondivistoris:
%d\n",n）;
}
elseprintf（"Nonpositivevaluesnotallowed\n"）;
}
【例9】用牛顿迭代法求方程2x3-4x2+3x-6=0在1.0附近的根。
#include"math.h"
main（）
{
floatx,x0,f,f1;
x=1.0;
do{
x0=x;
f=（（2*x0-4）*x0+3）*x0-6;
f1=（6*x0-8）*x0+3;
x=x0-f/f1;
}while（fabs（x-x0）>=1e-5）;
printf（"%6.2f\n",x）;
}
【例10】打印下列图案
*
***
*****
*******
main（）
{
inti,j;
for（i=1;i<=4;i++）
{
for（j=1;j<=4-i;j++）
printf（""）;
for（j=1;j<=2*i-1;j++）
printf（"*"）;
printf（"\n"）;
}
}
【例11】判断m是否是素数。
#include
main（）
{
intm,i,k;
scanf（"%d",&m）;
k=sqrt（m+1）;
for（i=2;i<=k;i++）
if（m%i==0）break;
if（i>=k+1）printf（"%disaprimenumber\n",m）;
elseprintf（"%disnotaprimenumber\n",m）;
}
【练习二】
1．输入两个正整数m和n，求其最大公约数和最小公倍数。
2．求Sn=a+aa+aaa+…+aa…a之值，其中a是一个数字。
例如：
2+22+222+2222+22222（此时n=5），n由键盘输入。
3．求和1！
+2！
+3！
+4！
+…20！
4．用迭代法求x=
。
求平方根的迭公式为：
要求前后两次求出的x的差的绝对值小于10-5
5．用牛顿迭代求方程2x3-4x2+3x-6=0在1.5附近的根。
6．打印下列图案
*
***
*****
***
*
实验三数组程序设计
【目的与要求】
1．掌握数组的定义、赋值和输入输出的方法；
2．掌握字符数组的使用；
3．掌握与数组有关的算法（例如排序算法）。
【上机内容】
【示例】
【例1】在键盘上输入N个整数，将这些数按照从小到大的次序排列输出。
分析：
C中数组长度必须是确定大小，即指定N的值。
排序的方法有多种，在此使用“起泡排序”和“选择排序”法设计算法。
方法一：
起泡排序
从第一个数开始依次对相邻两数进行比较，如次序对则不做任何操作；如次序不对则使这两个数交换位置。
第一遍的（N-1）次比较后，最大的数已放在最后，第二遍只需考虑前（N-1）个数，以此类推直到第（N-1）遍比较后就可以完成排序。
源程序如下：
#include"stdio.h"
#defineN10
main（）
{
inta[N],i,j,temp;
printf（"pleaseinput%dnumbers\n",N）;
for（i=0;iscanf（"%d",&a[i]）;
for（i=0;ifor（j=0;j{
if（a[j]>a[j+1]）
{
temp=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;
}
}
printf（"thearrayaftersort:
\n"）;
for（i=0;iprintf（"%5d",a[i]）;
}
方法二：
选择排序
首先找出值最小的数，然后把这个数与第一个数交换，这样值最小的数就放到了第一个位置；然后，在从剩下的数中找
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