C程序设计上机实验指导.doc

C程序设计上机实验指导讲义L C语言程序设计上机实验指导讲义实验报告书写格式(供参考):C语言程序设计上机第 次实验报告实验名称： 姓名： 学号 班级 实验类型 1、 实验目的(1）.(2) .2、 实验（设计）内容 （包括实验（设计）步骤、上机（设计）内容，程序清单，运行结果等）（1）. .(2) .3、 实验体会 （1）.(2).目 录C程序设计上机实验指导讲义1实验报告书写格式(供参考):IC语言程序设计上机第 次实验报告I目 录II实验一、I/O操作及顺序结构、分支结构程序设计3一、实验目的：3二、实验内容：3实验二、循环结构程序设计4一、实验目的：4二、实验内容：4实验三、数组程序设计7一、实验目的：7二、实验内容：7实验四、指针程序设计9一、实验目的：9二、实验内容：9三、补充资料10实验五、指针、函数程序设计13一、实验目的：13二、实验内容：13实验六、结构体程序设计17一、实验目的：17二、实验内容：17实验七、综合设计实验18一、实验目的：18二、实验内容：18三、实验步骤：19四、大型程序设计注意事项：19 19实验一、I/O操作及顺序结构、分支结构程序设计一、实验目的：1. 掌握C语言各种标准函数的使用，并学会通过在线帮助了解标准函数使用方法以及对应的头文件；2. 掌握C数据输入输出方法，包括格式化I/O、字符串I/O，可以选择掌握C+流输入输出cin/cout；3. 掌握预编译命令#define和#include的使用；4. 学会正确使用逻辑运算符及逻辑表达式，注意“= =”“=”的区别；5. 掌握顺序结构；6. 掌握选择分支结构的使用，包括if语句 和switch语句（两种形式）；7. 注意培养良好的程序设计习惯和风格.通过编程及上机调试,提高编程能力。二、实验内容：1、 自行编程理解scanf和printf的各种格式说明,体会格式说明的类型要与输入/输出参数类型的一致性. 2、 参考在线帮助理解gets()、puts()、putchar()、getchar()、cin、cout等函数(类)的使用方法，试着编写程序实现输入输出操作，并体验行缓冲输入方式，以及重定向的含义；3、 输入华氏温度，要求输出摄氏温度，公式为：C=5/9*(F-32)，输出要求文字说明，取2位小数。4、 试编程将阳历年365.2422天换算成几天几小时几分几秒？(注意：秒的结果是带小数的，试试存放秒的变量分别用float,double，long double定义，看结果有什么区别？)5、 口令编码：从键盘输入8位字符，对其进行编码，编码规律：将顺序输入的8位字符同生日（如19820928）进行按位异或（如输入“students”，s对1，t对9,.），输出编码结果。6、 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，再试着编写程序求解，看得到的结果是否一致。7、 运行程序：#include #include void main() int i; char c; scanf(%d,&i); scanf(%c,&c); couti=iendl; coutc= 32?c:?)100|score=90)grade=A;else if(score=80)grade=B;elseif(score=70)grade=C;elseif(score=60)grade=D;else grade=E;printf(nthe student grade:%c,grade); 请把上述程序改为采用switch语句编写，写出程序，调试运行并输入测试数据，输出成绩等级。9、 编写程序求 s=z+x+yex+yx0 , y0z =e2x-y0=x=0ln xx=1【基本要求】：.打开math.h头文件（在bc或tc目录下的include子目录中），寻找要求的函数原型。. 分析问题，输入是什么，输出是什么，处理过程如何用if语句构造，编制可读性好的程序（利用缩进规则，空行规则，学会附加注释）。【测试数据】分析下面几组数据的测试结果：1）、-1 -62）、-3.1-2.53）、0.6-4.44）、0.785）、3-2【思考】：用switch语句实现有什么困难？程序如何防止不在这些条件内的数据输入？实验二、循环结构程序设计一、实验目的：1. 掌握while、dowhile和for三种循环语句的使用；2. 掌握流程控制语句continue、break、goto的使用。3. 利用C/C+开发环境的在线帮助自学C/C+语言（BC+环境下用F1、Alt+F1、Shift+F1，VC+环境下用F1看帮助），进一步掌握查找与修改编译错误以及学习调试的方法。二、实验内容：【一般示例】【例1】 求5！#include void main()int n,t;n=1;t=1;while(t=5)n=n*t;t=t+1;printf(“%d”,n);【例2】 求和s=1!+2!+3!#include void main()int n,s=0,t=1;for(n=1;n=3;n+)t=t*n;s=s+t;printf(“%dn”,s);【例3】 求和s= 3+33+333#include void main()int s=0,t=3,i;for(i=1;i=3;i+)s=s+t;t=10*t+3;printf(“%dn”,s);【例4】 有一数列：2/1，3/2，5/3，8/5，求出这个数列的前10项之和。#include void main()int n,t,;float a=2,b=1,s=0;for(n=1;n=10;n+) s=s+a/b;t=a;a=a+b;b=t;printf(“%fn ”,s); 【典型示例】用牛顿迭代求方程2x3-4x2+3x-6=0在1.0附近的根。#include void main()float x,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”,x);以下为上机编程实现：1、 编写一个程序，计算【基本要求】：用下述方式分别编程并比较结果： 从左到右各项相加；从右到左各项相加；从左到右各个正项和负项分别相加；从右到左各个正项和负项分别相加；【思考】： 三种循环结构for、while、do while都能实现吗？ 如果n（项数）由程序运行时输入确定，程序应如何修改？ 如果精度要求|sn-sn-1|1e-8，则程序如何修改，此时n的值是什么？2、 编写一个程序求整数n阶乘（n!）【基本要求】：每三个一行，共输出从1-21个数的排列，如下所示：1！12！23！64！245！1206！720【思考】：1）计算20的阶乘时遇到什么困难，怎么解决？（提示：考虑数据类型，printf时还要考虑指定与该类型对应的格式说明）2）设计一个循环，不断提示用户任意输入一个整数，计算该整数的阶乘并输出显示，直到用户输入负数终止循环。3、 输入一行字符，分别统计出其中的英文字母、空格、数字和其他字符的个数。(用getchar、while、if-else if-else实现)4、 用迭代法求x= a 。求平方根的迭公式为Xn+1=1/2*(xn+a/xn)要求前后两次求出的x的差的绝对值小于10-55、 输出500以内的所有亲密数，并输出所有亲密数之和。要求：1）程序中既要有for循环也要有while或dowhile循环2）在输出每对亲密数时，小数在前、大数在后，并去掉重复的亲密数对，例如：220和284是一对亲密数，而284和220也是一对亲密数，只输出220和284这对“亲密数”3）输出要有文字说明。输出时每对亲密数用一对圆括号括起来，两数间逗号隔开，每对占一行4）“亲密数”定义：如果自然数M的所有因子（包括1不包括M本身）之和为N，而N所有因子和为M，则M和N为一对亲密数。如：6所有因子和1+2+36，所以，6和它自身构成一对“亲密数”。6、 输入一个十六进制数，输出相应的十进制数。实验三、数组程序设计一、实验目的：1 掌握一维、二维数组定义、引用、初始化的方法；2 掌握字符数组和字符串库函数的使用；3 掌握与数组有关的算法（排序与查找与矩阵运算）；4 进一步熟悉C开发环境中调试、跟踪的使用。二、实验内容：1、 用交换法（又叫冒泡法）对10个整数升/降序排列输出（要求：外层循环变量代表的轮次号从0开始编号）2、 编程实现字符串拷贝、比较功能，要求不能使用系统库函数strcpy、strcmp。3、 有15个数存放在一个数组中，输入一个数，要求用折半查找法找出该数是数组中第几个元素的值。如果该数不在数组中，则输出“无此数”。以15个数用赋初值的方法在程序中给出，要找的数用scanf函数输入。4、 输入一组实数，按录入顺序保存进数组arr中，采用选择法对其排序，任意输入一数，直接在arr数组中将其按序插入相应位置。（不允许使用其它数组来完成）5、 上机写出下面程序的运行结果并与自己分析结果比较：#include char str=“SSSWILTECH1111W1WALLMP1”;void main( ) int k; char c; for(k=2;(c=strk)!=0;k+) switch(c) case A:putchar(a);continue; case 1:break; case 1 :while(c=str+k)!=1&c!=0) ; case 9:putchar(#); case E: case L:continue; default:putchar(c);continue ; putchar(*); puts(“”) ;6、 编程实现将一行字符串中最长的单词输出。7、 输入一串字符，以“？”结束。统计各字母出现的次数，并按字母出现的多少输出（先输出次数多的，次数相同的按字母表顺序输出，不出现的字母不输出）。如：输入：5B3A+4-HDEH5DH？要求：排序方法任选交换法和选择法中一种输出：H3D2A1B1E18、 输入一段以回车换行终止的英文语句，要求将句中的多余空格删掉（允许在单词之间有一个空格），然后将句中单词首字母全改成大写输出。要求：该英文语句保存进数组中，删除多余空格及大写首字母均在同一个数组中进行。9、 编程求一个33矩阵对角线元素之和。实验四、指针程序设计一、实验目的：1、 进一步熟悉开发环境，掌握编译、连接和调试的技巧；2、 理解指针的概念，掌握指针变量的定义与引用；3、 掌握使用数组的指针和指向数组的指针变量；4、 掌握使用字符串的指针和指向字符串的指针变量。二、实验内容：1、 上机调试并理解下述例题：找错并作理解说明：#include void main(void)int a10,i,*p;for(i=0,p=a ; pa+10 ; p+,i+) *p = i+1;for(i=0 ; i10 ; i+,p+) cout*pendl;2、 编程实现：输入一个字符串，内有数字和非数字符号，如：a123x456 17960?302tab5876。将其中连续的数字作为一个整数，依次存放到一个数组a中。例如：123放在a0中，456放在a1中试统计共有多少个整数，并输出这些数。要求添加合适的注释。3、 利用指向指针的指针方法对6个字符串按字典顺序排序并输出。4、 利用指向指针的指针的方法对N个整数排序并输出。5、 编程实现，先读入一段正文，然后删除其中单词from、in、at、an和on，最后显示该结果文本段。6、 理解教材示例：例6.9，例6.10，例6.14三、补充资料关于内存的管理在C/C中的深度理解：内存分配方式有三种：（1） 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量。（2） 在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，管理自动，但是分配的内存容量有限。（3） 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc 或new（C+运算符） 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free 或delete（C+运算符） 释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。malloc/free 的使用要点函数malloc 的原型如下：void * malloc(size_t size);用malloc 申请一块长度为length 的整数类型的内存，程序如下：int *p = (int *) malloc(sizeof(int) * length);我们应当把注意力集中在两个要素上：“类型转换”和“sizeof”。u malloc 返回值的类型是void *，所以在调用malloc 时要显式地进行类型转换，将void * 转换成所需要的指针类型。u malloc 函数本身并不识别要申请的内存是什么类型，它只关心内存的总字节数。我们通常记不住int, float 等数据类型的变量的确切字节数。例如int 变量在16 位系统下是2 个字节，在32 位下是4 个字节；而float 变量在16 位系统下是4 个字节，在32 位下也是4 个字节。在malloc 的“()”中使用sizeof 运算符是良好的风格，但要当心有时我们会昏了头，写出p = malloc(sizeof(p)这样的程序来。u 函数free 的原型如下：void free( void * memblock );为什么free 函数不象malloc 函数那样复杂呢？这是因为指针p 的类型以及它所指的内存的容量事先都是知道的，语句free(p)能正确地释放内存。如果p 是NULL 指针，那么free 对p 无论操作多少次都不会出问题。如果p 不是NULL 指针，那么free 对p连续操作两次就会导致程序运行错误。常见的内存错误及其对策如下：u 内存分配未成功，却使用了它。编程新手常犯这种错误，因为他们没有意识到内存分配会不成功。常用解决办法是，在使用内存之前检查指针是否为NULL。如果是用malloc 或new 来申请内存，应该用if(p=NULL) 或if(p!=NULL)进行防错处理。例如：char *p = (char *) malloc(100);if(p=NULL) exit(1);strcpy(p, “hello”);u 忘记了释放内存，造成内存泄露。含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始时系统的内存充足，你看不到错误。但最终程序会突然死掉，系统出现提示：内存耗尽（out of memory）。动态内存的申请与释放必须配对，程序中malloc 与free 的使用次数一定要相同，否则肯定有错误（C中采用的new/delete 同理）例如：void GetMemory(char *p, int num)p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);/不要以为局部变量p的内存空间会自动被回收，就能保证指针p指向的内存空间也会被回收，这是做不到的。void main() char *str = NULL;GetMemory(str, 100); / str 仍然为NULL，形参的变化不影响实参strcpy(str, hello); / 运行错误，同时另外隐藏的问题就是malloc分配的堆空间没有被释放u 释放了内存却继续使用它。有三种情况：（1）程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存，此时应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面。（2）函数的return 语句写错了，注意不要返回指向“栈内存”的“指针”，因为该内存在函数体结束时被自动销毁。（3）使用free 或delete 释放了内存后，没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”例如：char *p = (char *) malloc(100);if(!p) exit(1);strcpy(p, “hello”);free(p); / p 所指的内存被释放，但是p 变量本身空间没有释放，其值代/表的所指内存的地址仍然不变。if(p != NULL) / 没有起到防错作用strcpy(p, “world”); / 出错，即便p 不是NULL 指针，它已不指向合法/的内存块/此时的p指针是典型的“野指针”，它所指内存中保存的是垃圾内容。从上面的分析可以发现指针有一些“似是而非”的特征：（1）指针变量本身消亡了，并不表示它所指的内存会被自动释放。（2）内存被释放了，并不表示指针会消亡或者成了NULL 指针。要坚决杜绝“野指针”，“野指针”不是NULL 指针，是指向“垃圾”内存的指针。人们一般不会错用NULL指针，因为用if 语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的，if 语句对它不起作用。 “野指针”产生的原因：（1）指针变量没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL 指针，它的缺省值是随机的，它会乱指一气。所以，指针变量在创建的同时应当被初始化，要么将指针设置为NULL，要么让它指向合法的内存。例如char *p = NULL;char *str = (char *) malloc(100);（2）指针p 被free 或者delete 之后，没有置为NULL，让人误以为p 是个合法的指针。如上例。试着单步跟踪分析下面程序出现乱码而不输出hello world的原因：#include char *GetString(void)char p = hello world;return p; / p指针指向哪一类内存空间？void main(void)char *str = NULL;str = GetString(); cout str endl; 写出你对结果的理解。实验五、指针、函数程序设计一、实验目的：1 理解函数定义和函数原型说明的方法，掌握函数调用中实参与形参的对应关系，理解“传值”和“传指针”；2 掌握递归函数定义和调用的方法。3 掌握指针和函数的结合4 掌握含多个源文件的程序的编译、连接和调试运行的方法。5 进一步熟悉C开发环境中调试的使用二、实验内容：在实际的程序设计中，通常要求实现在A函数中使用B函数中定义的数组，这就要需要传递数组的指针，实参常用数组名或指针变量来表示，B函数的形参用形参数组名变量或指针变量来表示，它们的参数传递通常有四种组合。【1】 int max (int x,int n)int i,max; max =x0; for (i =1;imax) max =xi; return max ;void main()int a10,i; for (i=0;i10;i+) scanf (“ %d ”,&ai) ; max (a,10) ; .【2】int max (int *x,int n) int *p,max; max =*x; for (p =x+1;pmax) max =*p; return max ;void main() int a10,i，*p; for (i=0;i10;i+) scanf (“ %d ”,&ai) ; p =a ; max (p,10) ; .【3】int max (int x,int n) int i,max; max =x0; for (i =1;imax) max =xi; return max ;void main()int a10,i，*p; for (i=0;i10;i+) scanf (“ %d ”,&ai) ; p =a ; max (p,10) ; .【4】int max (int *x,int n) int *p,max; max = *x ; for (p =x+1;pmax) max =*p; return max ;void main()int a10,i; for (i=0;i10;i+) scanf (“ %d ”,&ai) ; max (a,10) ; .理解形参分别是数组名变量和指针变量时元素逐个引用的方法(下标的自增和形参指针变量的移动两种方法)，这四种参数传递方式可以灵活运用到下面的编程中。1、 用函数bubble()实现交换法（又叫冒泡法）对10个整数升序排列输出（要求：轮次号从0开始），算法采用数组一章中介绍的冒泡排序法，思考能否对算法改进以便在无序程度较低时减少轮次数；2、 选择法实现上面的操作（同样用函数实现）3、 字符串拷贝、比较，要求用函数编程实现，代替strcpy（）、strcmp（）.4、 有15个无序数存放在一个数组中，输入一个数，要求用折半查找法找出该数是数组中第几个元素的值。如果该数不在数组中，则输出“无此数”。以15个数用赋初值的方法在程序中给出，要找的数用scanf函数或Cin输入。（要求折半查找算法用函数实现，排序直接使用题1中的bubble()函数）5、 上题，任意输入一数，将其按序插入进相应位置。（要求插入算法用函数实现）6、 写一个函数，使给定的一个二维数组（3*3）转置，即行列互换。7、 理解运行一个递归函数，实现将任意的十进制正整数转换为八进制数。#include int ten_to_eight(int val, char a) int b, t, i; b = val % 8; t = val / 8; if (t 0) i = ten_to_eight(t, a); else i = 0; ai = b + 0; ai+1 = 0; return (i + 1);void main() int v; char s80; printf(Enter a number : ); scanf(%d,&v); ten_to_eight(v,s); printf(result : %sn,s);8、 下面的例子为递归法求阶乘的程序，程序编译连接后运行时发现无论敲入任意数值，其输出结果均为0。请通过调试跟踪找出程序中错误，并以此程序写一点你对递归函数的理解，比如：函数形参在堆栈中的分配、递归的执行过程、递归函数编制中需要注意的地方等等。#include long fact(int);void main() int n; scanf(%d,&n); long fact_rtn; fact_rtn =fact(n);/！ printf(n!=%ldn,fact_rtn);long fact(int x) long rtn; if(x=0) rtn =1; else rtn =x*fact(-x); return rtn;调试时，fact（）改成：long fact(int x) long rtn; int xingcan; xingcan =x ; if(x=0) rtn =1; else rtn =x*fact(-x); return rtn;在VC+中调试时，将光标放在！行按shift+F5(debug)然后不断按F11在界面右下角的watch窗口中输入xingcan和x观察两变量的值。从中发现错误。9、 上机编程：p.230四、编程题4（考虑连续出现字符C的情况），8，14，15要求调试通过后再写在上机报告上，另添加合适的注释。实验六、结构体程序设计一、实验目的：1、 掌握结构体类型的说明和结构体变量的定义；2、 掌握结构体变量成员的引用和对结构体变量的初始化；3、 掌握结构体数组及结构体指针变量的定义及使用。4、 理解并掌握结构体在函数间的传递；5、 进一步掌握复杂程序编译、连接和调试的技巧。二、实验内容：1、 建立一个考生人员情况登记表，表格内容如下：学生证号姓 名性 别出生日期（年月日）无符号整型字符数组型字符型M为男W为女结构体类型要求：（1）、正确定义该表格内容要求的数据类型；（2）、分别输入各成员项数据，并打印输出（为简便起见，假设只有3名考生）。2、 编程实现：（1）输入10个职工姓名和工资，（2）按职工姓名由小到大排序，