C程序设计实验指导书2.docx
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C程序设计实验指导书2
《C语言程序设计》实验指导
第一部分上机实验的指导思想和要求
1．上机实验的目的
学习C语言程序设计课程不能满足于“懂了”，满足于能看懂书上的程序，而应当熟练地掌握程序设计的全过程，即独立编写出源程序，独立上机调试程序，独立运行程序和分析结果。
这是一门实践性很强的课程，必须十分重视实践环节，保证有足够的上机实践时间。
上机实验的目的是：
（1）加深对讲授内容的理解，尤其是一些语法规定。
（2）熟悉C语言程序开发的环境。
（3）学会上机调试程序。
也就是善于发现程序中的错误，并且能很快地排除这些错误。
要学会根据“出错提示”，分析并找出错误。
2．上机实验前的准备工作
（1）了解所用的计算机系统（包括C编译系统）的性能和使用方法。
（2）复习和掌握与本实验有关的教学内容。
（3）准备好上机所需的程序。
（4）对运行中可能出现的问题应事先作出估计；对程序中自己有疑问的地方，应作上记号，以便在上机时给予注意。
（5）准备好调试和运行时所需的数据。
3．上机实验的步骤
（1）调出C编译系统，进人C工作环境。
（2）输人自己编好的程序
（3）检查一遍已输人的程序是否有错（包括输入时打错的和编程中的错误），及对改正。
（4）进行编译。
如果在编译和连接过程中发现错误，输出窗口会出现“出错信息”，根据提示找到出错位置和原因，加以改正，再进行编译，如此反复，直到顺利通过编译和连接。
（5）运行程序，并分析运行结果是否合理和正确。
在运行时要注意当输入不同数据时所得到的结果是否正确。
此时应运行几次，分别检查在不同情况下程序是否正确。
4．写实验报告，实验报告应包括以下内容：
（1）预习报告（实验目的，题目，程序清单（或算法流程），疑难问题等）；
（2）实验数据；（3）实验过程报告；（4）实验小结。
第二部分关于程序的调试和测试
l．程序错误的类型
主要有以下几种：
（1）语法错误：
不符合C语言的语法规定。
会在编译时被发现并指出。
属于“致命错误”，不改正是不能通过编译的。
对一些在语法上有轻微毛病但不影响程序运行的问题（如定义了变量但始终未使用），编译时会发出“警告”。
虽然程序能通过编译，但不应当使程序“带病工作”，应尽可能将程序中所有“致命错误（error）”和“警告（warning）”的因素都排除。
（2）逻辑错误：
程序无语法错误，也能正常运行，但是结果不对。
例如求s=1+2+3+…+100，有人写出以下语句：
for（s=0,i=1;i<100;i++）
s=s+i;
语法没有错，但求出的结果是1+2+3+…+99之和，而不是1+2+3+……100之和。
这种错误计算机是无法检查出来的。
如果是算法有错，则应先修改算法，再改程序。
如果是算法正确而程序写得不对，则直接修改程序。
（3）运行错误：
有时程序既无语法错误，又无逻辑错误，但程序不能正常运行或结果不对。
多数情况是数据不对，包括数据本身不合适以及数据类型不匹配。
2．程序的测试
程序调试的任务是排除程序中的错误，使程序能顺利地运行并得到预期的效果。
程序的调试阶段不仅要发现和消除语法上的错误，还要发现和消除逻辑错误和运行错误。
除了可以利用编译时提示的“出错信息”来发现和改正语法错误外，还可以通过程序的测试来发现逻辑错误和运行错误。
测试的目的是检查程序有无“漏洞”。
对于一个简单的程序，要找出其运行时全部可能执行到的路径，并正确地准备数据并不困难。
但是，如果需要测试一个复杂的大程序，要找到全部可能的路径，并准备出所需的测试数据并非易事。
例如，有两个非嵌套的if语句，每个if语句有2个分支，它们所形成的路径数目为2×2=4；如果一个程序包含100个if语句，则可能的路径数目为2100=1.267651×1030。
实际上进行测试的只是其中一部分（执行几率最高的部分）。
因此，经过测试的程序一般还不能轻易宣布为“没有问题”，而只能说：
“经过测试的部分无问题”。
实验一C语言运行环境
一、目的和要求
1、熟悉使用C语言运行环境。
2、掌握Ｃ语言程序的书写格式和Ｃ语言程序的结构。
3、掌握C语言上机步骤，了解运行一个C程序的方法。
二、实验内容
调试运行以下程序（调试时找出程序错误并修改，再编译、运行）
1．编写自己的第一个程序
录入如下C源程序，文件名自定（**.c）：
#include
intmain（）
{
printf（"ThisisaCProgram。
\n）；
return0;
}
对源程序进行编译、连接并运行，观察分析运行结果。
2.编写程序，译密码，要求将“China”译成密码，密码规律是：
用原来的字母后面第4个字母代替原来的字母，因此,“China”应译为“Glmre”。
请编一程序，用赋初值的方法使c1、c2、c3、c4、c5这5个变量的值分别为字符C,h,i,n,a，经过运算后，输出译码后的结果。
3下面的Ｃ程序，目的是想计算由键盘输入的任意两个整数的积。
记下在调试过程中所发现的错误、系统给出的出错信息和对策。
分析讨论对策成功或失败的原因
#include“stdio.h”
intprodct（inta,intb）
{intc；
c=a*b；
returnc；
}
intmain（）
{intx，y，p；
scanf（“%d,%”,&x,&y）;
p=prodct（x,t）;
printf（“Theproductis%d”,p）;
return0;
}
4、求1+2+3+…+100的和，程序如下。
记下在调试过程中所发现的错误、系统给出的出错信息和对策。
分析讨论对策成功或失败的原因
#include“stdio.h”
intmin（）
{inti,sum=0;
for（i=1;i<＝100;i++）sum=sum+i;
printf（"sum=%d\n",sum）;
return0;
}
三、分析与讨论
１、记下在调试过程中所发现的错误、系统给出的出错信息和对策。
分析讨论对策成功或失败的原因。
２、总结Ｃ程序的结构和书写规则。
实验二顺序程序设计
一、实验目的
1．学习C语言基本输入输出函数的使用。
2．编写顺序结构程序并运行。
二、实验内容
1、已知：
a=2，b=3，x=3.9，y=2.3（a,b整型，x,y实型），计算算术表达式（float）（a+b）/2+（int）x%（int）y的值。
试编程上机验证。
（提示编程要点：
1、先判断结果值类型，可设置一个此类型的变量用于记录表达式结果，例如变量r；2、程序先给几个条件变量赋初值，然后将表达式赋值给变量r；3、最后输出变量r的值就是表达式的值。
）
2．若a=5,b=7,c1=‘a’,x=31.19,y=-32.19,“COMPUTER”,编写程序，实现下面的输出格式和结果（空格用□表示）：
a=□5,b=□□7,a-b=-2,a/b=71%
c1=’a’□or□97（ASCII）
x=31.1900,y=□-32.19,x+y=□□-1.0
c2=COMPUTER,COMP,□□□COMP
程序中要包括定义变量类型和设计输出（最后一个字符串可使用常量形式，其余要求使用变量）。
3．求两个复数的加、减、乘运算结果并输出。
要求，复数（complex）的实部（therealpart）和虚部（theimaginarypart）由键盘输入，输入数据前要有提示信息输出，将两个复数及其加、减、乘运算结果以复数的形式输出。
例：
输出：
两个复数分别是：
comp1=6.00+j4.40,comp2=5.00+j3.00
compl1+compl2=11.00+j7.40等
三、实验要求
上机前准备好上机所需的程序，上机时输入和调试自己所编写的程序。
实验三 选择结构程序设计
一、实验目的
1.正确使用关系表达式和逻辑表达式表达条件。
2.学习分支语句if和switch的使用方法。
3.学习调试程序。
二、实验内容
1、从键盘输入一个整数，编程判断其奇偶性，并输出结果。
2、某托儿所收2岁到6岁的孩子,2岁、3岁孩子进小班（Lowerclass）；4岁孩子进中班（Middleclass）；5岁、6岁孩子进大班（Higherclass）。
编写程序，输入孩子年龄，输出年龄及进入的班号。
如：
输入：
3，输出：
age：
3，enterLowerclass。
建议用switch语句来实现。
调试无语法错误后，使用下列测试用例进行测试：
（1）3岁；
（2）4岁；（3）5岁；（4）7岁。
3编写一个运算器程序，要求能实现两个数的加、减、乘、除四种运算，输入两个操作数和一个运算符号，输出结果，注意0不能做除数。
使用下列测试用例进行测试：
（1）加法；
（2）减法；（3）乘法；（4）0不为除数的除法；（5）0为除数的除法。
选作题：
通过键盘输入一个字符，判断该字符是数字字符、字母、空格还是其他字符。
三、实验要求
1.复习选择结构程序设计。
2．上机前准备好上机所需的程序，上机时输入和调试自己所编写的程序。
3.上机结束后，应整理出实验报告，实验报告的内容应包括：
题目、程序清单、运行结果及对运行情况的分析。
实验四 循环结构程序设计
一、实验目的
1、掌握在程序设计条件型循环结构时，如何正确地设定循环条件，以及如何控制循环的次数。
2、了解条件型循环结构的基本测试方法。
3、掌握如何正确地控制计数型循环结构的次数。
4、了解在循环结构中，提高程序效率的方法。
5、进一步学习调试程序。
二、实验内容
（1）编程求解：
鸡兔同笼,有三十五只头,九十四只足，求鸡和兔各有多少？
（提示：
用穷举法求解。
即鸡或免的个数x从0至35循环试探，如果满足共有94只足的已知条件，那么此时的x就是一个解。
问题：
循环条件可以进一步简化以提高程序效率吗？
）
（2）假设密码为12345，当用户输入的密码正确时，显示“Welcome!
”，程序结束；密码错误时，显示“Error!
Tryagain!
”，并要求用户重新输入密码。
如果输入3次后密码仍错误，显示“Sorry!
Youarenotwelcome”，并不允许再输入，程序结束。
（用户输入的密码限定为整数）
问题：
此题应选择哪些测试用例较好？
（3）已知某班有4位同学：
A、B、C、D。
其中有一位同学做了好事，但不知是谁。
当被询问时，A说：
不是我；B说：
是C；C说：
是D；D说：
他胡说。
已知其中有三个人说的是真话，一个人说的是假话。
请根据以上信息，编写程序，找出做了好事的人。
（提示：
C语言中，某个表达式为“真”即值为1，为“假”即值为0；本题中要认真考虑4位同学的话应如何用关系表达式表示？
）
选作题：
求和sum=1！
+2！
+3！
+4！
+…20！
（考虑应该用何种类型的量存放结果sum.）
三、实验要求
1.复习循环结构程序设计。
2．上机前准备好上机所需的程序，上机时输入和调试自己所编写的程序。
3.上机结束后，应整理出实验报告，实验报告的内容应包括：
题目、程序清单、运行结果及对运行情况的分析。
实验5数组
[实验目的和要求]：
了解数组与数学矩阵的关系
掌握数组的定义、引用和初始化
理解二维数组数据的存储顺序
理解并掌握冒泡排序法和选择排序法
掌握字符数组与字符串的定义和引用
了解字符串处理函数的用法
[实验预习和准备]：
填空题：
（1）若有定义inta[3][5]；,则排序在数组中第9个元素是。
（2）已知intx[10]={0,2,4};,则数组x在内存中所占的字节数是（turboc）、（VC++6.0）。
（3）已知floats[10];,计算s在内存中占用多少个内存单元的表达式是。
（4）写出一个名为s的单精度实型一维数组，长度是6，所有元素初值均为0，其数组定义语句是。
（5）ints[4]={1,2,3,4};则s[s[0]+2*s[2]-s[3]]的值是。
（6）strlen（“student\t\101\\\n”）的值是。
排序算法：
熟悉冒泡排序法和选择排序法
比较冒泡排序法和选择排序法的差异
[实验内容和步骤]：
从键盘输入10个整数，统计其中正数、零和负数的个数并输出。
#include
1:
intmain（）
2:
{inta[10],i,s1,s2,s3;
3:
s1=s2=s3=0;
4:
for（i=0;i<10;i++）
5:
scanf（“%d”,①）;
6:
for（i=0;i<10;i++）
7:
if（a[i]>0）s1++;
8:
elseif（a[i]==0）s2++;
9:
else②;
10:
for（i=0;i<10;i++）
11:
printf（“%3d”,③）;
12:
printf（“\n”）;
13:
printf（“positive=%3d,zero=%3d,negative=%3d”,s1,s2,s3）;
14:
return0;}
回答下面的问题：
完成程序中的空白处。
①②③
第10行，for循环输出时，共输出多少个数？
如果将10改为20，将会出现什么结果？
上机测试并解释原因。
程序中所定义的数组a[10]在内存中占多少个字节？
在程序中利用sizeof计算a[10]在内存中占多少个字节。
数组元素在内存中是顺序存放的？
还是随机存放的？
分析并测试下面程序的运行结果。
#include
1：
intmain（）
2：
{
3：
inta[3][3]={{1,2},{3,4},{5,6}},i,j,s=0;
4:
for（i=1;i<3;i++）
5：
for（j=0;j<=i;j++）
6：
s+=a[i][j];
7:
printf（“%d\n”,s）;
8:
return0;}
回答下面的问题：
（1）第3行，定义数组a的所有元素的初值是。
（2）第4~6行，参与s相加的元素有。
（3）程序运行的结果是。
3、不用字符串处理函数将两个字符串连接，即将字符串b连到字符串a的后面，变成字符串c.
1:
#include
2:
intmain（）
3:
{chara[80],b[80],c[160];
4:
inti=0,j=0,k=0;
5:
scanf（“%s”,a）;
6:
scanf（“%s”,b）;
7:
while（a[i]!
=’\0’）
8:
c[k++]=a[i++];
9:
while（b[j]!
=’\0’）
10:
c[k++]=b[j++];
11:
c[k]=’\0’;
12:
printf（“%s\n%s\n%s\n”,a,b,c）;
13:
return0;}
回答下面的问题：
第5行，输入一串字符放入数组a中时，为什么没有对a加&操作？
第7~8行，此句的作用是什么？
第8行，如果将两个自加运算用一般加法来等价，请写出此语句的等价表达式。
第7~8行，本循环结束时，是否将字符串a中的结束符也复制给了字符串c?
第9~10行，此语句是将字符串b复制到c数组的开始处吗？
第11行，此句的作用是什么？
是否可以省略此行？
为什么？
根据此程序思路，如果将字符串s2连接到字符串s1的后面，且不需要第三个字符串变量作中间过渡，如何实现？
编程实现并测试。
4、将一个数组从大到小排序，再把一个从键盘输入的数插入数组中，使其仍按从大到小的顺序排列。
#include
1:
intmain（）
2:
{
3:
inti,j,p,q,s,n,a[11]={120,-3,0,28,64,68,87,105,162,-8};
4:
for（i=0;i<10;i++）
5:
{
6:
p=i;q=a[i];
7:
for（j=i+1;j<10;j++）
8:
if（q9:
{p=j;q=a[i];}
10:
if（p!
=i）
11:
{
12:
s=a[i];
13:
a[i]=a[p];
14:
a[p]=s;
15:
}
16:
printf（“%d”,a[i]）;
17:
}
18:
printf（“pleaseinputnewdata:
\n”）;
19:
scanf（“%d”,&n）;
20:
for（i=0;i<10;i++）
21:
if（n>a[i]）
22:
{
23:
for（s=9;s>=i;s--）
24:
a[s+1]=a[s];
25:
break;
26:
}
27:
a[i]=n;
28:
for（i=0;i<10;i++）
29:
printf（“%d”,a[i]）;
30:
printf（“\n”）;
31:
return0;}
回答下面的问题：
（1）在上述程序代码中，找出将数组a进行排序的代码段。
（2）第20~26行的作用是什么？
请加以解释。
（3）将一个新的元素插入到一个数组中间时，其后面的元素应该怎样移动？
5、编写程序，要求在无序数组中查找给定值首次出现的位置。
例如，数组为：
a[10]=1012039941243334，要查找的数：
4，输出：
其位置：
5，若在数组中没找到该数，则输出：
4在该数组中不存在。
提示：
从第0个元素到最后一个元素依次与被找元素比较,相等则停止查找。
循环结束条件:
（已经找到）||所有的数组元素都已经找遍
6、删除一个字符串中指定的字符。
要求：
从键盘输入一个字符串，以及对待删除的字符，处理后输出。
同一字母的大、小写按不同字符处理。
如果输入的字符在字符串中不存在，则字符串照原样输出。
例如：
输入字符串“Iamateacher,youareastudent”，输入待删除的字符‘e’，处理后输出“Iamatachr,youarastudnt”。
实验6函数
[实验目的与要求]：
了解函数的类型
掌握C函数的定义与一般调用方法
理解并掌握函数嵌套调用方法
理解并掌握函数参数传递的方法
理解地址传递的含义
了解函数值的返回方法
理解递归调用的两个阶段
[实验预习与准备]：
1、从下列10个有关函数说法中，选择5个正确答案。
（1）建立函数有助于程序实现模块化，也可以提高程序的执行效率。
（2）在C语言中，实参和与其对应的形参共占用一个存储单元。
（3）用户若需调用标准库函数，调用前必须包含其相应的头文件。
（4）在函数内定义的变量，如无特殊说明，只在此函数内部有效。
因此，不同函数中变量的名字可以相同，互不干扰。
（5）C语言中，实参是全局变量，形参是局部变量。
（6）若调用一个函数，且此函数中没有return语句，则该函数返回一个不确定的值。
（7）C语言中，实参可以是常量、变量，但不可以是表达式。
（8）C语言规定，简单变量做实参时，它和对应形参之间的数据传递方式是单向值传递。
（9）函数调用可以出现在表达式中，但不能单独作为一条语句或其他函数的实参。
（10）在C语言程序中，函数不可以嵌套定义，但函数可以嵌套调用。
2、填空题
在C语言中，若对函数类型无说明，则函数的默认类型是。
在一个源程序中，main函数的位置。
若用数组名作为函数调用的实参，传递给形参的是
。
[实验内容和步骤]：
1、分析下面程序的运行结果。
#include
1:
voidf（intx,inty,intz）
2:
{
3:
x=456;y=567;z=678;
4:
}
5:
intmain（）
6:
{intx=10 ,y=20 ,z=30 ;
7:
f（x,y,z）;
8:
printf（"%d,%d,%d",x,y,z ） ;
9:
return0 ;}
程序运行的结果是：
。
2、分析下面的程序并回答问题。
#include
1 :
intfun（inti）
2 :
{
3 :
i=i*i*2 ;
4 :
return（i） ;
5 :
}
6 :
intmain（）
7 :
{inti ;
8 :
for（i=1 ;i<=5 ;i++）
9 :
printf（"%d,%d\n",fun（i）,i） ;
10 :
}
回答下面的问题：
（1）第3行，在fun函数中，i没有初值，能否直接进行运算？
说明理由。
（2）第1行和第7行都定义了变量i，会不会出现重复定义现象？
说明理由。
（3）写出上机测试的结果。
3、将输入的十进制正整数n转换为二进制数，并将转换结果输出，转换方法采用“除二取余”法。
分析下面的程序，补充完整，并测试运行结果。
#include
1 :
voidtransfer（intm）
2 :
{
3 :
ints[20],i ;
4 :
for（i=0 ;m !
=0 ;i++）
5 :
{
6 :
s[i]=①;
7 :
m=m/2 ;
8 :
}
9:
i--;
10 :
for（ ;i >=0;i--）
11 :
printf（”%d”,②）;
12 :
}
13 :
intmain（）
14 :
{
15 :
intn;
16 :
scanf（”%d”,&n） ;
17 :
③;
18 :
}
要求运行结果：
键盘输入：
11↙
输出结果：
1011
4、编程题
（1）编写一个函数square，对一个整数返回它的平方值。
（2）编写一个函数cube，对一个整数返回它的立方值。
（3）用函数square和cube编写函数quartic和quintic，它们分别返回一个整数的四次方和五次方值。
（4）用上述函数编写一个显示从1~20的整数幂的表的程序，程序输出的形式如下：
ATABLEOFPOWERS
N0.SquareCubeQuarticQuintic
11111
2481632
392781243
﹍﹍﹍﹍﹍
5、编制一个函数find（chars[],chara）,统计字符串s中字符变量a的值出现的次数，在主函数中输入字符串并显示统计结果。
（1）find函数的类型是什么类型？
（2）在定义find函数时，能否将参数直接定义成find（chars[],chara）？
这里的s[]没有具体的长度，会不会错？
为什么？
（3）编程实现find函数。
（4）在main函数中调用find函数，测试字符串“student”中t的次数。
（选做题）编写程序，设计一个判别素数的函数。
如果是素数，返回值1；如果不是素数，则返回值0。
在主函数中调用这个判别函数，输出100以内的所有素数。
输出格式如下：
NO.Value
21
31
40
﹍﹍
实验7指针
[实验目的与要求]：
掌握指针变量的定义与引用
掌握指针与变量、指针与数组、指针与字符串的关系
掌握C集成环境中调试指针程序的方法。
[实验预习与准备]：
概念判断题
（T）inta[5],*p=a;指针变量p和数组名a都指向a[0]的首地址。
（T）inti=1，*p=&i；则*（&（*p））=1。
（F）可以把一个字符串赋值给一个指
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