省级精品课程《C语言实验》之循环模块-尹忠龙

2008毕业设计 循环模块 尹忠龙安徽大学本科毕业论文（设计）题目：省级精品课程C语言实验之循环模块 学生姓名：尹忠龙 学号： P 院（系）：电子科学与技术学院 专业： 通信工程 入学时间：2004 年9月导师姓名：李新华 职称/学位：副教授/硕士 导师所在单位：安徽大学电子科学与技术学院19省级精品课程C语言实验之循环模块摘 要C语言程序设计的循环知识点是其重要的基础知识部分，在介绍知识的基础上进行多多媒体实验系统开发，力求学生能够较快掌握。随着多媒体应用飞速发展，多媒体课件的应用于教学也起来越广泛。Authorware作为一款多媒体制作工具，具有可视性和交互性，形象直观，深受教师和专业人士的青睐。利用这个软件，可以使用图像、文本、动画、数字电影和声音等信息有机结合制作出界面美观、内容丰富、直接评分等功能。本设计就是要制作出这样一种实验系统！本论文从以下几个方面来展开：第一：介绍本精品课程的相关知识，及现阶段本实验系统的研究现状及意义；第二：着重介绍循环模块基本知识，是完成本实验必要的前提；第三：简单介绍调试工具及Authorware的软件简单知识；最后重点介绍本课件的设计过程，给出设计的主体分析与系统构成。关键词：C语言 ；循环模块；多媒体；AuthorwareProvincial High-quality Course“C Programming Experiment ”of Circulation ModuleAbstractCirculation Module of C programming language, is an important part of the basic knowledge, in introducing knowledge on the basis of more experimental multimedia systems development, and strive to students can quickly master. With the rapid development of multimedia applications, multimedia course software for teaching also applied to the more widely. Authorware as a multimedia production tools, with visibility and interactive, visual image, by teachers and professionals of all ages. Use this software, you can use images, text, animation, digital film and sound information, such as organic produce interface with handsome, rich content, direct score, and other functions. The design is to create such an experimental system! This paper start from the following aspects: First: High-quality Course related knowledge, and at this stage of the experimental system of the status quo and its significance;Second: cycle module focuses on basic knowledge, this study is completed the necessary prerequisite; Third: a brief introduction debugging tools and Authorware knowledge; Finally focus on the software design process, gives the design the main body analysis and the system constitution. Key words：C programming language ；Circulation Module；multimedia；Authorware目 录第一章 绪论11.1本精品课程的建设目标11.2研究现状11.3.研究意义2第二章 循环控制模块基本知识22.1 while语句22.2.do.while语句22.3 for语句32.4 break与continue语句5第三章 调试工具（VC6.0）简介6第四章 多媒体课件的制作及工具（Authorware）简介64.1多媒体课件制作64.2 Authorware多媒体制作工具介绍8第五章 本课题的制作过程95.1 课题设计思想95.2 课件的主要特点105.3 课件整体设计105.4 登录模块125.5 主体框架设计135.6 主题界面145.7 评分模块155.8 退出系统165.9课件的发布16结束语17参考文献18致 谢19 省级精品课程C语言实验之循环模块第一章 绪论1.1本精品课程的建设目标本课程的建设目标是：通过不懈努力，争取在达到省级精品课程的基础之后将其建设成为国家级精品课程，为此，准备采取以下步骤：教案建设：根据学校评估反馈的意见，由梁栋老师牵头编写一套适合我校理工类本科专业、具有高水平、启发式、互动性强的电子教案、多媒体课件, 真正将课程建设成果充分应用到教学过程中，同时总结课程建设经验，发表高质量的教改教研论文。实验建设：由于我校实验开始单独设课，课程组业已开始着手编写一本集课本知识验证、综合性、创新性实验为一体的C语言程序设计实验指导书，构建完善的MCAI实验平台，实现作业类型多样化，计算机自动批改客观题，教师统一批阅编程题。考试环节：构建完善的试题库和无纸化考试系统：建立上机考试和期末考试试题库系统，随机抽取试题，闭卷考核，随考随改，考教分离。课程设计：通过开设相应的后续课程开展创新活动，为学生提供实验条件，完成大型作业或复杂程序，培养学生的理论联系实际的实践技能。1.2研究现状C语言程序设计是电子学院电子工程、通讯工程、微电子等专业的主要专业课程之一。它既可以作为其他专业课程的先行课程，奠定程序设计的基础；又可以作为其他专业课程的应用工具进行各种实用程序的设计。由于过去受传统教学理念的束缚，教学形式单一，重理论，轻实线忽视了对同学们程序设计能力的培养。为了加强实践环节的考核，加大提高学生能力的培养，我校C语言实验从程序设计中独立出来，作为单独一门课程来作成绩记录，引导学生全面开发应用能力，注重培养包括功能设计、编写代码、程序调试等各方面的能力。随着课程的不断完善，急需要有一套完整的多媒体实验上机指导系统来作为教学以及评测的实验软件。Authorware作为一款优秀的多媒体制作软件，在近年来越来越被人所接受，它以操作平台的可视性和交互性强，逻辑结构清晰等优点备受广大教师及专业人士的青睐。同时多媒体课件在现代教学技术与学科教学中的作用越来越引起重视，应用也日趋广泛。通过图片、文字动画、影视、声音等多种媒体的有机组合，可取得良好的教学效果。1.3.研究意义由于我校实验开始单独设课，为了实现作业类型多样化，计算机自动评阅，对学生进行全方位的指导，更客观地对学生进行评测，制作这样一套多媒体软件可谓意义重大。可以对学生进行实时指导，任何时候都能让学生进行实验，并能及时对实验结果进行自动批阅，结果提供给教师，便于教师了解学生的不如之处，进行相关的进一步指导，节省了教师的时间，也给学生提供了更大的自由。对学生，对教师都是一项重要的软件系统。第二章 循环控制模块基本知识循环控制结构（又称重复结构）是程序中的另一个基本结构。在实际问题中，常常需要进行大量的重复处理，循环结构可以使我们只写很少的语句，而让计算机反复执行，从而完成大量类同的计算。C语言提供了while语句、do.while语句和for语句实现循环结构。2.1 while语句while语句是当型循环控制语句，一般形式为: while语句;语句部分称为循环体，当需要执行多条语句时，应使用复合语句。while语句的流程图见图1，其特点是先判断，后执行，若条件不成立，有可能一次 也不执行。2.2.do.while语句 在C语句中，直到型循环的语句是do.while，它的一般形式为： do语句while其中语句通常为复合语句，称为循环体。do.while语句的流程图见图3-10，其基本特点是：先执行后判断，因此，循环体至少被执行一次。但需要注意的是，do.while与标准的直到型循环有一个极为重要的区别，直到型循环是当条件为真时结束循环，而do.while语句恰恰相反，当条件为真时循环，一旦条件为假，立即结束循环，请注意do.while语句的这一特点。2.3 for语句for语句是循环控制结构中使用最广泛的一种循环控制语句，特别适合已知循环次数的情况。它的一般形式为： for(；)语句for语句很好地体现了正确表达循环结构应注意的三个问题：1)控制变量的初始化。2)循环的条件。3)循环控制变量的更新。表达式1：一般为赋值表达式，给控制变量赋初值；表达式2：关系表达式或逻辑表达式，循环控制条件；表达式3：一般为赋值表达式，给控制变量增量或减量。语句：循环体，当有多条语句时，必须使用复合语句。for循环的流程图如图3，其执行过程如下：首先计算表达式1，然后计算表达式2，若表达式2为真，则执行循环体；否则，退出for循环，执行for循环后的语句。如果执行了循环体，则循环体每执行一次，都计算表达式3，然后重新计算表达式2，依此循环，直至表达式2的值为假，退出循环。for语句的几种格式：for语句的三个表达式都是可以省略的，但分号“；”绝对不能省略。a.for(;)语句；这是一个死循环，一般用条件表达式加break语句在循环体内适当位置，一旦条件满足时，用break语句跳出for循环。例如，在编制菜单控制程序时，可以如下： for(;) printf(please input choice(Q=Exit):);显/*示菜单语句块：*/scanf(%c，&ch); if(ch=Q)or(ch=q)break;语/*句段*/b.for(；表达式2；表达式3)使用条件是：循环控制变量的初值不是已知常量，而是在前面通过计算得到，例如： i=m-n; for(；ik；i+)语句； c.for（表达式1；表达式2；)语句一般当循环控制变量非规则变化，而且循环体中有更新控制变量的语句时使用。例如： for(i=1；i=100；)i=i*2+1;d.for(i=1，j=n；ij；i+，j-)语句；在for语句中，表达式1、表达式3都可以有一项或多项，如本例中，表达式1同时为i和j赋初值，表达式3同时改变i和j的值。当有不止一项时，各项之间用逗号“，”分隔。另外，C语言还允许在循环体内改变循环变量的值，这在某些程序的设计中是很有用的。到此，我们已经学习了C语言中三种循环控制语句while、do.while和for语句。下面再讨论两个问题：三种语句的选用：同一个问题，往往既可以用while语句解决，也可以用do.while或者for语句来解决，但在实际应用中，应根据具体情况来选用不同的循环语句，选用的一般原则是： 1)如果循环次数在执行循环体之前就已确定，一般用for语句；如果循环次数是由循环体的执行情况确定的，一般用while语句或者do.while语句。2)当循环体至少执行一次时，用do.while语句，反之，如果循环体可能一次也不执行，选用while语句。循环的嵌套：一个循环的循环体中有另一个循环叫循环嵌套。这种嵌套过程可以有很多重。一个循环外面仅包围一层循环叫二重循环；一个循环外面包围两层循环叫三重循环；一个循环外面包围多层循环叫多重循环。三种循环语句for、while、do.while可以互相嵌套自由组合。但要注意的是，各循环必须完整，相互之间绝不允许交叉。如下面这种形式是不允许的： dofor(;). while();2.4 break与continue语句有时，我们需要在循环体中提前跳出循环，或者在满足某种条件下，不执行循环中剩下的语句而立即从头开始新的一轮循环，这时就要用到break和continue语句。1.break语句在前面学习switch语句时，我们已经接触到break语句，在case子句执行完后，通过break语句使控制立即跳出switch结构。在循环语句中，break语句的作用是在循环体中测试到应立即结束循环时，使控制立即跳出循环结构，转而执行循环语句后的语句。当break处于嵌套结构中时，它将只跳出最内层结构，而对外层结构无影响。2.continue语句continue语句只能用于循环结构中，一旦执行了continue语句，程序就跳过循环体中位于该语句后的所有语句，提前结束本次循环周期并开始新一轮循环。第三章 调试工具（VC6.0）简介Visual C+是一个功能强大的可视化软件开发工具。自1993年Microsoft公司推出Visual C+1.0后，随着其新版本的不断问世，Visual C+已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。虽然微软公司推出了Visual C+.NET(Visual C+7.0)，但它的应用的很大的局限性，只适用于Windows 2000,Windows XP和Windows NT4.0。所以实际中，更多的是以Visual C+6.0为平台。Visual C+6.0不仅是一个C+编译器，而且是一个基于Windows操作系统的可视化集成开发环境（integrated development environment,IDE）。Visual C+6.0由许多组件组成，包括编辑器、调试器以及程序向导AppWizard、类向导Class Wizard等开发工具。 虽然它主要是C+调试工具，但它也对C语言有良好的支持，且因是可视化的集成编译环境，使得更易掌握和使用。相对于TC来讲，VC6.0支持鼠标，更能对格式和运行调试提供更有利的帮助信息和更简易的操作，是非常良好的编译平台。由于在调试工具模块已经对其使用方法作了详细的介绍，在这里就不作详尽的说明了。第四章 多媒体课件的制作及工具（Authorware）简介4.1多媒体课件制作多媒体课件简单来说就是老师用来辅助教学的工具，创作人员根据自己的创意，先从总体上对信息进行分类组织，然后把文字、图形、图像、声音、动画、影像等 多种媒体素材在时间和空间两方面进行集成，使他们融为一体并赋予它们以交互特性，从而制作出各种精彩纷呈的多媒体应用软件产品。一个多媒体课件的制作过程大致如下：1. 选题选择开发课件的课题是整个课件开发的第一步，确定一个好的课题是至关重要的。一个好的选题是成功的必要条件，必要时还得进行“查新”，避免与其他单位的作品雷同。在选题上应选择用常规方法难以表现而又适合于计算机多媒体表现的课题。 2. 编制原则一个好的多媒体教学软件（课件），必须具备：（1）教育性：课题内容必须符合教学大纲，其表现形式必须符合教育心理学。（2）科学性：课题中涉及的科学原理、定义、概念一定要准确无误，阐述的观点、论据和涉及到的素材一定要真实、准确、标准化并符合科学的逻辑。（3）艺术性： 编制的课件应具有艺术感染力，从构图、色彩、美工设计、布光、组合等等都应具有主题鲜明，从视觉和听觉上具有一定冲击力，逻辑思维应能引人入胜。 3 . 可行性分析确定 课题内容时，一定要根据现有的技术情况来进行，并且从这个课件制作出来有多大的使用价值。另外，还 应考虑：你打算用什么软件平台来开发这个课件？你准备花多大精力来开发这个课件。4. 策划开发计划策划组建制作群：我们采用多人合作，老师指导的方式对C语言实验分为多个模块，每个模块由专人负责，同时也经常交流和接受教师的指导。力求系统的可维护性、可重用性最佳。 （1）编写脚本。（2）声音、文档等的输入，需要由一般人员完成。（3）美工人员做界面美化工作，制作所有的动画、视频、图片、并负责总体创意。（4）程序总体编制，开发的具体内容和调度结果，最后要体现在开发表上面。要制定一个开发计划表，严格按计划表实施。5. 编写脚本课题选定后，由老师指导写出文字脚本。所谓文字脚本简单的理解就是将画面与解说词对应地写出来。即把程序要完成的事情，用文字表达出来，以表达出美工人员和系统分析员的意图，并帮助程序员来了解这些意图。脚本细致地描述了每一个模块的实现过程。这是程序员开发程序的依据。脚本要清晰易懂，且要指明程序中的重点和要点。6. 编程方框图为了编程能顺利的进行，还需编写编程方框图。根据文字脚本将每个页面所包含的影像、图片、动画、文本、解说、音乐、热区、事件、文字按钮、图片按钮、动画按钮、子页面的设定，以及编程思路、页面链接一页一页的用几何图形表达出来。 7.素材收集和整体设计随着网络的日益发达，各种应用软件的飞速发展，搜索引擎的不断进步，想要找到自己想要的素材变来越来越容易。通过网络基本可以得到自己想要找到的东西，前期的准备相对还是比较容易的。再者如PhotoShop，FireWork之类专业软件可以对收集的素材进一步加工，变成自己想要的样式。前期准备工作做好后，要分析自己做多媒体的要求，给出一个大致的轮廓，在不断的构思，形成完整的思路，以后在慢慢补充，充实，最后着手做出整体的框架。4.2 Authorware多媒体制作工具介绍Authorware是美国Macromedia公司的产品，是一个优秀的交互式应用程序制作软件，自1987年问世以来，获得的奖项不计其数，其面向对象、基于图标的设计方式，使多媒体开发不再困难。Authorware成为世界公认领先的开发因特网和教学应用的多媒体创作工具，被誉“多媒体大师”, Authorware是一套多媒体制作软件，与一般的多媒体制作软件不一样的地方在于：它具有不用写程序的特色，使用流程线以及一些工具图标，可制作一些程序软件才能达到的功能。利用这个软件，可以使用图像、文本、动画、数字电影和声音等信息来创作一个交互式应用程序。交互式应用程序既可以用来介绍一个演示过程（例如：介绍一个软件具体的使用方法），也可以用于显示一个动态的过程（例如：演示太阳升起的过程）， 还可以用于播放一段数字电影或者视频文件（例如：用户利用视频卡输入一个视频文件，然后用Authorware编制一个播放程序来播放这个输入的视频文件）。用Authorware创建的多媒体应用程序可以广泛地应用于教学和商业领域。例如，要在教学中演示一个机械系统的工作过程，就可以用Authorware创作一个交互式应用程序。当运行这个程序时，可以直接在屏幕上显示这一复杂的机械过程：运用动画演示不同零件的运动方式；运用文字解释引起这种运动的条件；利用图像说明某个零件的剖面图。这样，通过多方位的说明，就会收到很好的教学 效果。另外，为了介绍一种新软件的性能以及实际的操作过程，同样可用Authorware创作一个交互式应用程序，直接将性能和操作过程生动地介绍给客 户，从而起到很好的商业效果。Authorware，与一般的多媒体制作软件不一样的地方在于：它具有不用写程序的特色，使用流程线以及一些工具图标，可制作一些程序软件才能达到的功能。如分支流程、判断流程等；此外，它超强的编辑环境所做的特殊效果，令人叹为观止。如果再搭配3D Studio Max、Photoshop等制作动画、影像的软件，来制作多媒体产品，将会使制作出来的作品达到非常好的效果。 在 没有Authorware之前，要创作一个交互式应用程序可能要花费很长的时间，而且调试这个成千上万行的程序也会耗费大量的时间。有了 Authorware之后，这项工作就变得简便得多了。Authorware采用直观的窗口界面和按钮显示方式，用户只需调整不同按钮的逻辑位置及其属性，就会得到满意的效果。同时，Authorware的调试过程也大大地简化了，用户所需要面对的不再是成千上万行的程序，而是多则几百少则几十个图标按 钮。更为方便的是，Authorware 50提供了独立的模块化操作和知识对象操作，这使得程序的可读性大大增强，使调试程序更加容易。Authorware的这些改进加强了程序的逻辑性，而 且便于组织管理，整个程序也显得更加紧凑。Authorware具有的高效的多媒体管理机制和丰富的交互方式，尤其适合制作多媒体辅助教学（CAI）课件。第五章 本课题的制作过程基于对以上内容的理解，经过素材的收集整理，以及教师的指导，经过自己不断的思考，开始了本课程的重要部分：循环模块的具体设计制作，下面从头到尾介绍设计的全部过程。5.1 课题设计思想对于语言来说，都不是那么就容易学的，通过以往的教学经验来说，学生普遍反映“C语言虽然是入门级语言，但想学好并不容易”，加之以前教学条件有限，更是难上加难。再者以往对C语言实验的不够重视，也因为无法有效的对学生上机做出较好的评价，往往任由学生们自己去摸索，效果不是太好。针对C语言教学中存在的问题本次课题设计思路也是要解决这些问题。所以选用了利用Authorware工具开发平台，做出一个能够及时检验学生的动手能力，培养对实验的浓厚兴趣，教学与实践相结合。通过形象的多媒体课件的方式，增加互动性，美观性，提升对C语言的理解，最终目的是要掌握学习的重点及难点。5.2 课件的主要特点1.重点突出性：C语言实验是独立于C语言程序设计一门实践课来要求的，所以它不同于理论课，但重点知识却不会发生明显的变化，是要通过多媒体实验系统达到加深理解理论知识的目标。2.界面美观性：基于多媒体课件本身的优势，加之Authorware对图片，声音，视频等元素的强力支持，使得做出的系统具有天然的美观特性，在学习知识的同时享受系统带来的视觉等效果。3.详细的实例：本课程经过对循环控制模块的具体分析，经过认真细致的筛选，精选了常见的具有代表性的实验习题来进行上机实验考查，基本知识选择了5道选择题对基本知识进行考查，算是一个热身练习，然后才开始真正有挑战性的必需经过调试才能得到结果的5题编程练习。几乎对所有本节重点内容进行涉及，能够达到良好的训练效果。4.科学性：课件教学内容、教学过程，课件结构严格按照学生正确思维方式，题目由易到难，循序渐进。实验内容也与教材内容密切配合，构成了统一、完整的教学系统。5.3 课件整体设计基于对课件思想的理解，和对Authorware制作多媒体课件的特点。首先Authorware是以图标为基本单元，以流程线为结构进行设计的多媒体制作软件，如果采用流水一样的方式必然造成设计的不易维护，垃圾增多，不利于实现所要达到的思想。所以结合现在的程序设计思想，采用模块化程序设计思路，绘制了如图5.1整体结构，每个模块可单独修改，各模块也存在一定的联系。其中包括以下几个重要模块，登录模块，初始化选题，主体框架（图5.3），评分，退出。下面几节中将一一介绍。图5.2 登录模块图5.1整体设计流程线5.4 登录模块其中图5.2为登录模块的流程设计，当密码输入成功后将能进入主要模块。运行后首先出现密码输入窗口（如图5.3），之后出现输入学号和姓名（如图5.4）。之后将进入主体模块。图5.3 登录窗口图5.4 输入学号与姓名窗口实验系统密码登录框应实现*号显示，密码正确时方可进入系统，否则就返回登陆框。仍可以继续输入，正确后自动进入图5.4的输入学号和姓名窗口。5.5 主体框架设计当学号与姓名输入后，点击进入系统，进入主体框架部分也是本系统最重要的部分。其中框架结构如图5.5所示。图5.5 主体框架部分主体框架部分包含了，以下3个部分：1.知识要点是第一章知识的总结，给出了三种循环控制结构的使用方法和基本知识。2.简单练习是做实验前的热身练习，以选择题的形式出现，精心选择了5题代表性的习题，达到知识巩固的效果。用2个变量分别储存标准答案（answer）和考生选的答案（choice）选择。作为显示的重要依据。3.程序实验每个程序设计了5个空，其中为了检验学生是否真的完成了实验，有些题目设计了要完成后运行结果的填写（如其中第2题。见图5.6）。同样采用用2个变量分别储存标准答案（answer）和考生选的答案（choice）选择，并采用文本显示已经填写过的正确答案。此处为运行后填写图5.6 实验习题之一5.6 主题界面整体如图5.7，最上面是显示输入的学号与姓名，采用更新变量的显示。最右为系统时间显示。也采用更新变量的方法。最下面是一排导航按钮负责页面的切换，由于页数不是很多，又有知识要点、简单练习、程序实验3个快捷按钮，就没有编写像Windows的开始菜单形式。也基本达到了设计要求，简单操作，快速切换。此处为学号密码的更新变量显示系统时间显示图5.7 主体界面5.7 评分模块简单练习5题每题4分，程序实验5题，每空4分，部分计120分。统分结果脚本，界面运行效果如图5.8。结果统分脚本：right:=0-单选题repeat with i := 1 to 5 if choice1i=answer1i then right:=right+4end repeat-编程题repeat with i := 1 to 5 if choice3i1=answer3i1 then right:=right+4 if choice3i2=answer3i2 then rig