C语言程序设计实验指导

文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ C语言实验指导吴元斌 编重庆三峡学院 计算机科学与工程学院25 / 26实验总体说明一、 实验的目的学习语言程序设计不能满足于学会C语言的语法规则，能看懂书上的程序，而应当熟练地掌握程序设计的全过程，即独立编写源程序、独立上机调试、独立运行程序和分析结果。上机实验的目的，不仅仅是为了验证教材和讲课的内容，或者验证自己所编写的程序的正确与否。实验的主要目的至少包括如下几点：1. 加深对讲授内容的理解，尤其是一些语法规定。通过实验来掌握语法规则是行之有效的方法。2. 熟悉所用的开发平台。3. 学会上机调试程序。通过反复调试程序掌握根据出错信息修改程序的方法。4. 通过调试完善程序。二、 实验前的准备1. 了解所用的计算机系统（包括语言开发平台）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，切忌不编程或抄别人的程序去上机。4. 对程序中出现的问题应事先估计，对程序中自己有疑问的地方应先作上记号，以便上机时给予注意。5. 准备好调试程序和运行程序所需的数据。三、 实验过程中应注意的问题1 上机实验应一人一组，独立实验。2 上机过程中出现的问题，首先力争自行解决，若不行可求助于同学和老师。尤其对“出错信息”，应善于分析判断，找出出错的行，然后检查该行或其上一行。3 记录好上机过程中出现的各种问题和解决的方法。4 上机实验平台的使用方法见附录A和附录B。5 上机结束后，应及时写出实验报告（主要内容：题目、程序清单与结果、）。四、 完成实验报告实验报告包括以下内容：1. 实验目的2. 实验内容3. 程序清单、运行结果4. 调试过程记录5. 总结经验与教训：对运行结果的分析，以及本次调试程序所取得的经验。实验一 C语言编程初步一、 目的和要求1 熟悉Visual C+ 6.0开发环境（或Eclipse+MinGW），掌握编辑、编译、连接和运行C程序的方法。2 通过运行简单的C程序，初步理解C源程序的特点和编程方法。3 掌握C语言的基本数据类型，熟悉如何定义整型、字符型、实型变量，及对它们赋值的方法；4 学会使用的有关算术运算符，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；5 理解按位运算的概念和方法，学会使用位运算符；6 通过编辑、编译、运行、调试C程序，掌握C程序的调试过程。二、 学时数课内： 2学时 课外：2学时三、 实验内容(可自行选择其中的一部分完成)1 输入并编辑下面的程序，然后进行编译和运行。 #include int main(void)printf(Hello,worldn);return 0;2 输入并编辑下面的程序，然后进行编译和运行。#include int main(void)char c1 = a, c2 = b, c3 = c;char c4 = 101, c5 = x41;printf(a%c b%ctc%ctabcn, c1, c2, c3);printf(t%c %c, c4, c5);return 0;3 编写程序，输出如下信息：The only way to learn a new programming language is by writing programs in it. 4 分别编写计算球的表面积和体积的函数area和volume。在主函数中输入球的半径，分别调用函数area和volume计算并输出球的表面积和体积。5 编程一个程序，输出你的个人信息，如姓名、性别、学号、专业、手机号、Email地址和QQ号等，每单个信息输出在单独的一行上。6 计算并输出一年365天共有什么秒。7 输入某年的年份year，输出该年是否是闰年的信息。实验二 语句和流程控制一、 目的和要求1. 熟练掌握if语句和switch语句。2. 熟悉用 while语句，dowhile语句和 for语句实现循环的方法。3. 掌握在程序设计中用循环的方法实现各种算法（如穷举、迭代、递推等）。4. 通过编辑、编译、运行、调试C程序，进一步掌握C程序的调试过程。二、 学时数课内： 4学时 课外：4学时三、 实验内容(可自行选择其中的一部分完成)先编程序求解以下问题，然后上机运行调试程序。1. 输入x，输出y值。函数关系为：。2. 输入一个字符，判断该字符是大写字母、小写字母、数字或其它字符。（字符输入可以scanf，将输入字符存放到字符型变量ch的语句为：scanf(“%c”,&ch); ）3. 输入一个百分制成绩，输出该成绩的等级，规定：90分及以上为A，8089分为B，7079分为C，6069分为D，60分以下为E。（分别用if和switch语句实现）4. 编写计算华式温度摄氏温度转换程序，要求输出温度转换表（华式温度从10度到200度，步长为2，华式温度摄氏温度的转换公式为： C=(5/9)(F-32)）。5. 利用调和级数公式求，直到最后一项的绝对值小于10-5为止。计算公式为：6. 输出1002000间的全部素数。7. 输入两个正整数，求其中最大公约数和最小公倍数。8. 编写程序，输出如下形式的九九乘法表：1*1=1 2*1=2 9*1=92*2=4 2*3=6 9*9=819. 输出所有的”水仙花数”。所谓”水仙花数”是指一个3位正整数，其各位数字立方和等于该数本身。如：153是一水仙花数，因为。实验三 数 组一、 目的和要求1. 掌握一维数组和二维数组的定义、赋值和输入输出的方法；2. 掌握字符数组和字符串函数的使用；3. 掌握与数组有关的算法（如：折半查找、冒泡排序等）。4. 学会用VC+ 6.0或Eclipse + MinGW调试C语言程序。二、 学时数课内： 4学时 课外：4学时三、 实验内容编写程序并上机调试运行（要求用数组处理）。1. 定义一个大小为10的整型数组，从键盘中输入各元素的值，计算并输出它们的最大值、最小值和平均值。2. 定义一个大小为1000的整型数组，利用随机函数生成各元素的值（1100之间），计算并输出在90100范围内的数出现的次数。3. 将一个数组中的值按逆序重新存放。例如：原来顺序为8，6，5，4，1。要求改为1，4，5，6，8。4. 用冒泡排序法对10个整数按由大到小的排序并输出排序结果。5. 现给出3个学生，每个学生4门课程的成绩，求其中的最高成绩、各门课程的平均成绩和总平均成绩。6. 输入某年的年份及某月的月份（112），输出该年该月的天数（用三种方法编程：（1）不用数组；（2）用一维数组；（3）用二维数组）。7. 定义二维字符数组用来存放星期日到星期六的英文单词，并依次输出它们。8. 输入某年的年份及某月的月份（112），输出该年该月的月历。9. 有一篇文章，共有3行文字，每行有80个字符。要求分别统计出其中英文大写字母，小写字母，中文字母，中文字符，数字，空格及其他字符的个数。10. 打印出杨辉三角形（要求打印出10行）。11. 编写一个求字符串的函数，在主函数中输入字符串，并输出其长度。12. 找出一个二维数组的”鞍点”，即该位置上的元素在该行上最大，在该列上最小。也可能没有鞍点。此二维数组可以设定如下：9 80 205 40190 -60 96 1210 3 101 89实验四 函 数一、 目的和要求1. 掌握定义函数的方法；2. 掌握函数实参与形参的对应关系，以及“值传递”的方式；3. 掌握函数的嵌套调用和递归调用的方法；4. 掌握全局变量和局部变量动态变量、静态变量的概念和使用方法；5. 掌握宏定义的方法；6. 掌握文件包含处理方法；7. 掌握条件编译的方法。二、 学时数课内： 4学时 课外：4学时三、 实验内容(可自行选择其中的一部分完成)1. 输入并编辑下列各程序，然后进行编译和运行。1.#include int a = 10;int fun(void) int b = 0;static int c = 2;b+;c+;return a + b + c;int main(void) int i;for (i = 0; i 4; i+)printf(%d , fun();return 0; 2.#include int fun(int a, int b) if (a % b = 0)return b;elsereturn fun(b, a % b);int main(void) int a = 20, b = 24;printf(fun(%d,%d)=%d, a, b, fun(a, b);return 0;编程序并上机调试运行之。2. 定义函数min(x,y)，求x,y的最小值。在主函数中输入两个整数，调用min函数输出它们的最小值。3. 编写符号函数：，在主函数中输入一个整数，调用sign函数输出其符号函数的值。4. 编写计算mn（设mn）的和函数sum（m,n），然后利用它计算并输出110、1020、400600的和。5. 编写计算n的阶乘的函数fac（n），然后利用它来计算并输出1！+2！+100!的值。6. 写一个判素数的函数，在主函数输入一个整数，输出是否素数的信息。7. 验证歌德巴赫猜想：1001000内的全部偶数可表示成两个奇质数（奇素数）之和。8. 定义函数gcd(m,n)，求两个正整数m,n的最大公约数。在主函数中输入两个正整数，调用gcd函数输出它们的最大公约数。9. 用冒泡排序法对10个整数按由大到小的排序并输出排序结果。要求冒泡排序用一个单独的函数实现，主函数调用它完成排序。10. 斐波那契数列（Fibonacci Sequence）, 又称为黄金分割数列。在数学上，斐波那契数列是以递归的方法来定义：。写出求斐波那契数列递归函数，并利用此函数输出斐波那契数列的前20项。11. 定义一个带参数的宏，使两个参数的值互换。在主函数中输入两个数作为使用宏的实参，输出已交换后的两个值。说明：在程序主函数使用宏时只能用两个实参，如SWAP（a，B.，不能用三个实参。12. 三角形的面积为，其中，a,b,c为三角形的三边。定义两个带参数的宏，一个用来求s，另一个用来求area。写程序，在程序中用带实参的宏名来求面积area。13. 定义一个带参数的宏，使两个参数的值互换。在主函数中输入两个数作为使用宏的实参，输出已交换后的两个值。说明：在程序主函数使用宏时只能用两个实参，如SWAP（a，b），不能用三个实参。14. 用条件编译方法实现以下功能：输入一行电报文字，可以任选两种输出，一为原文输出；一为将字母变成其下一字母（如a变成b，z变成a。其它字符不变）。用#define命令来控制是否要译成密码。例如： define CHANGE 1则输出密码。若 define CHANGE 0则不译成密码，按原码输出。实验五 指 针一、 目的和要求1. 掌握指针的概念，会定义和使用指针变量；2. 学会使用数组的指针和指向数组的指针变量；3. 学会使用字符串的指针和指向字符串的指针变量；4. 学会使用指向函数的指针变量；5. 了解指向指针的指针的概念及其使用方法。6. 熟悉指针与数组之间的关系。二、 学时数课内： 4学时 课外：4学时三、 实验内容编程序并上机调试运行（都要求用指针或数组处理）。1. 输入3个整数，按大小顺序输出，要求使用swap函数，它用于交换两个整数。2. 定义一个大小为10的整型数组，从键盘中输入各元素的值，计算并输出它们的最大值、最小值和平均值。3. 定义一个大小为1000的整型数组，利用随机函数生成各元素的值（1100之间），计算并输出在90100范围内的数出现的次数。4. 将一个数组中的值按逆序重新存放。例如：原来顺序为8，6，5，4，1。要求改为1，4，5，6，8。5. 用冒泡排序法对10个整数按由大到小的排序并输出排序结果。6. 将6个字符串，按由小到大顺序输出。7. 现给出3个学生，每个学生4门课程的成绩，求其中的最高成绩、各门课程的平均成绩和总平均成绩。8. 输入某年的年份及某月的月份（112），输出该年该月的天数（用三种方法编程：（1）不用数组；（2）用一维数组；（3）用二维数组）。9. 定义二维字符数组用来存放星期日到星期六的英文单词，并依次输出它们。10. 输入某年的年份及某月的月份（112），输出该年该月的月历。11. 有一篇文章，共有3行文字，每行有80个字符。要求分别统计出其中英文大写字母，小写字母，中文字母，中文字符，数字，空格及其他字符的个数。12. 打印出杨辉三角形（要求打印出10行）。13. 编写一个求字符串的函数，在主函数中输入字符串，并输出其长度。14. 找出一个二维数组的”鞍点”，即该位置上的元素在该行上最大，在该列上最小。也可能没有鞍点。此二维数组可以设定如下：9 80 205 40190 -60 96 1210 3 101 8915. 函数day_of_year和month_day中没有进行错误检查，请纠正之。16. 写一个用矩形法求定积分的通用函数，分别求： ， , 实验六 结 构一、 目的和要求1. 掌握结构体类型变量的定义和使用；2. 掌握结构体类型数组的概念和应用；3. 掌握共用体的概念与使用；4. 掌握链表的概念，初步学会对链表进行操作的方法；二、 学时数课内： 2学时 课外：2学时三、 实验内容1. 输入并运行以下程序：1.#include int main(void)union int a;char b2; c;c.a = 65;puts(c.b);printf(%dn, sizeof(c);return 0;2.#include int main(void)union struct int x, y; in;int a, b; e;e.a = 1;e.b = 2;e.in.x = e.a * e.b;e.in.y = e.a + e.b;printf(%d %d, e.in.x, e.in.y);return 0;编程序，然后上机调试运行。3. 定义二维屏幕坐标中点结构（struct point），并编写两个点相减的函数subpoint，主函数调用subpoint，将点（2，3）、（6，8）将相减，并将相减后的点输出。4. 有10个学生，每个学生的数据包括学号、姓名、3门课的成绩，从键盘输入10个学生数据，要求打印出3门课总平均成绩，以及最高分的学生的数据（包括学号、，姓名、3门课的成绩、平均分数）。5. 调试实例程序：统计输入中各个 C关键字出现次数程序。6. 编写一个程序，根据单词的出现频率降序打印出所输入的各个单词。每个单词前标有它的计数值。7. 13个人围成一圈，从第1个人开始顺序报号1、2、3。凡报到“3”者退出圈子，找出最后留在圈子中的人原来的序号。8. 建立一个链表，每个结点包括：学号、姓名、性别、年龄。输入一个年龄，如果链表中的结点所包含的年龄等于此年龄，则将此结点删去。实验七 文件操作一、 目的和要求1. 掌握printf、scanf等输入输出函数的使用方法；2. 学会使用文件打开、关闭、读、写等文件操作函数。3. 学会用缓冲文件系统对文件进行操作的方法。二、 学时数课内： 4学时 课外：4学时三、 实验内容编写程序并上机调试运行。1. 设圆半径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。用scanf输入数据，输出计算结果；输出时要求有文字说明，取小数点后2位数字，请编写程序。2. 若a = 3, b = 4, c = 5, x = 1.2, y = 2.4, z = -3.6, c1 = a, c2 = b。想得到以下的输出格式和结果，请写出程序（包括定义变量类型和设计输出）。a=3 b=4 c=5x=1.200000,y=2.400000,z=-3.600000x+y= 3.60 y+z=-1.20 z+x=-2.40c1=a or 97(ASCII) c2=b or 98(ASCII)3. 统计一个文本文件中数字、空格、字母出现的次数，以及文件的字节数，并将结果输出，文本文件名由命令行给出。4. 编写一个程序，按照放在argv0中的名字，实现将大写字母转换为小写字母或将小写字母转换为大写字母的功能。5. 编写一个程序，实现以合理的方式打印任意输入的功能。至少，它必须根据用户习惯以八进制或十六进制打印非图形字符，并将过长的文本行截断为多个短的文本行。6. 编写一个程序，比较两个文件并打印它们第一个不相同的行。7. 编写一个程序，打印一批文件，每个文件从新的一页开始打印，并且打印每个文件相应的标题和页数。8. 有5个学生，每个学生有3门课的成绩，从键盘输入以上数据（包括学生号、姓名、三门课成绩），计算出平均成绩，将原有数据和计算出的平均分数存放在磁盘文件”Stud”中。9. 将上题“Stud”文件中的学生数据，按平均分进行排序处理，将已排序的学生数据存入一个新文件“stu-sort”中。10. 编写一个程序并取名test.c，试编写程序统计并输出该文件中出现”if”,”while”,”for”的次数。11. 编写一个程序，比较两个文件并打印它们第一个不相同的行。附录A 用Visual C+开发C程序Visual C+ 6.0是Microsoft公司开发的Microsoft Visual Studio套件的一部分，是运行于Windows平台上的交互式可视化集成开发环境。Visual C+ 6.0是学习C/C+语言的常用工具。下面简要介绍在Visual C+ 6.0下开发C程序的基本过程。一、 创建C+工作环境（1） 创建存放C程序的文件夹上机实验时先在E盘（或指定位置）上建立以自己学号（或其它名称）为目录名的文件夹（若学号后三位为001，则可以001为文件夹名），再在该文件夹的下面创建名为CCode的文件夹。（2） 启动Visual C+ 6.0双击Windows桌面上的Visual C+ 6.0图标或单击Windows桌面上”开始”按钮，在”程序”中选择”Visual C+ 6.0”。二、 编译、运行C源程序（1） 创建新的项目文件（Project file）启动Visual C+ 6.0编译系统后，出现”Microsoft Developer Studio”窗口，该窗口菜单条有9个菜单项（如图A.1所示）。下面是创建新的项目文件的步骤： 1） 单击”File”菜单，在其下拉菜单中选择”New”，屏幕上出现一个”New”对话框，在该对话框中选择”Projects”标签，出现”Project”对话框。 2） 选择项目类型为”Win32 Console Application”，这时，在右边的Platforms选框中就会出现Win32。 3） 输入项目名字。在”Project name”选框中输入所指定的项目文件名字，如：ex1。 4） 输入路径名。在”Location”选框中，输入你将要把所建立的项目文件放人何处的路径名。如要将项目文件放在E盘下已创建的E:001CCode中，则选取路径为：E:001CCode。选择”OK”按钮，该项目文件已建立。图A.1 创建新的项目文件（2） 建立源程序文件再次选择”File”菜单中的”New”选项，在”New”对话框中选择”File”标签，在其对话框选项中，选择”C+ Source File”，并在右边的Add project的选择框内打勾，激活其下面的选项，然后在File框内输入源文件名（如ex1.c注意扩展名应为C），单击”OK”按钮，出现编辑屏幕，即可编写程序（如图A.2和图A.3所示）。编辑完成后，应保存源程序文件。若项目中存在多个源程序文件，则重复进行上述过程，否则进入下一步。图A.2 建立源文件图A.3 编辑源文件（3） 编译、链接和运行程序源程序编辑后，就可进行编译、链接和运行程序，步骤如下： 1） 选择”Build”菜单，单击下拉菜单中的”Compile ex1.c”，这时系统开始对当前的源程序进行编译，在编译过程中,将所发现的错误显示在屏幕下方的”Build”窗口中。根据错误提示，修改程序后再重新编译，如还有错误，再继续修改、编译，直到没有错误为止。 2） 编译无误后进行连接，这时选择”Build”菜单中的”Builde ex1.exe”选项。同样，对出现的错误要进行更改，直到编译连接无错为止。这时，在”Build”窗口中会显示如下信息：ex1.obj - 0 error(s),0 warning(s)，说明编译连接成功，并生成以源文件名为名字的可执行文件。 3） 运行程序，选择”Build”菜单中的”!Execute ex1.exe”选项。这时，会出现一个”MS-DOS”窗口，输出结果显示在该窗口中（如图A.4和图A.5所示）。 4） 点击”File”菜单中的”Close Workspace”选项，关闭当前工作空间。再次建立新的项目文件，步骤如上所述。点击”File”菜单中的”Open Workspace”选项，可打开已存在的工作空间。图A.4 编辑运行源程序图A.5 编译、链接结果编译、链接、运行程序更好的方法是利用工具栏上的编译、链接、运行工具。 5） 按上述步骤进行其它程序的编辑、编译、调试、运行。注意在这个过程中并非一帆风顺，有时会出现很多错误，但要坚持不断地调试（Debug），直到没有语法错误和逻辑错误，这时你便会感受到调试程序的快乐。附录B 用Eclipse开发C程序Eclipse是一种广泛应用的开发工具，最初是为编写Java程序而设计的，实际上，现在Eclipse也是开发C/C+很好的集成开发环境。它通常与MinGW中的GCC C/C+编译器结合使用。下面简要介绍Eclipse与MinGW的下载安装和使用方法。一、 Eclipse+MinGW的下载安装1. 登录服务器：192.168.4.200 用户名：pub 无密码 2. 将共享文件夹c language下的eclipse+MinGW.zip下载到桌面上。3. 解压eclipse+MinGW.zip到E盘根目录下。4. 将E:MinGWbin添加到系统环境变量Path:在桌面上右击“我的电脑”，选择属性，在出现的对话框中选择高级选项卡，单击“环境变量”按钮，在“系统变量”中选择“Path”，单击编辑按钮，在变量值的最后添加英文的“;”，再添加: E:MinGWbin。然后单击3个确定按钮，即完成。5. 运行E:eclipseeclipse.exe即进入集成开发环境中。二、 利用Eclipse开发C程序（1） 运行eclipse.exe启动集成开发平台。Eclipse一旦运行，便会弹出一个窗口，要求用户选择一个工作空间(Workspace)，在Eclipse运行之后，所有的项目和文件缺省情况下都会存储在这个工作空间中，并且我们对Eclipse进行的任何设置也都是和Workspace相关联的。选择好后点确定键，Eclipse会继续启动进程。（2） 创建C语言程序项目在Eclipse中开发程序，必须首先创建一个项目，然后才能在这个项目中编写自己的程序。否则即便编写了程序也没有办法编译、运行。创建项目的步骤如下： File New C Project，见图B.1所示。输入项目的名称，在Project Types中选择Hello World ANSI C Project，见图B.2所示。单击Finish按钮，这时在项目列表中就会看到新创建的项目。图B.1 创建C语言程序项目图B.2 选择项目类型（3） 打开源程序文件展开项目内容列表，会发现其中有src目录，展开该目录，可以看到一个与项目同名的C文件，双击这个文件即可看到Eclipse生成的Hello World程序。对其进行修改，编写自己的程序。 图B.3 打开源程序文件（4） 编辑源文件Eclipse将代码用多种颜色显示，并且会在文件编辑的过程中自动缩进。编辑过程中，可用Ctrl-Shift-F对代码进行重排，使格式更清晰。（5） Build项目在执行C语言程序之前首先要编译链接，在Eclipse中，称为Build Project。可单击工具栏上的锤子图标，如图B.4所示。在Build时，若程序中有错误则会将它显示出来。行首的黄色标记分别表示错误或警告。错误的具体原因，会显示在屏幕的下方。此时，没有生成最终的可执行文件，必须要修正所有的错误，再重新Build，直到成功为止。图B.4Build项目（6） 运行程序若Build Project成功，则可运行程序。点击工具栏上的图标或按快捷键“Ctrl-F11”即可运行程序。运行程序后，输入和输出都将在源代码编辑窗口下方的Console View中进行。（7） 调试 C程序 1） 开始调试调试程序时可以使用断点、单步执行、Watch等工具来查看程序的运行状态。在Eclipse中可以直接使用GDB来调试程序，点击工具栏上的“虫子”按钮或者按快捷键“F11”便可以调试过程。 2） 调试视图开始调试后，系统会弹出一个窗口并建议切换的调试视图。调试视图在代码上方显示出了正在执行的进程和当前函数中自动变量的值。 3） 监视变量的值若要监视的变量的值没有直接显示出来，则可让它在Expression视图中来显示。 4） Step Into 与 Step Over单步执行，就是每次执行一行程序，执行完这一行程序后，调试器会将程序执行暂停，此时可查看变量的值。Step Into 与Step Over 都是单步执行，其差别在于在调用函数的语句行上单步执行时，是进入到函数的内部还是将函数作为一个整体来执行。对于标准库函数如printf，即便是使用Step Into，也不会对这个函数进行单步执行。 5） 设置断点断点功能是让程序在某个指定的位置停止下来，而不是每运行一行都停下来。当程序的执行在断点处停下来后，要使其继续运行，可以按“Resume”按钮。 6） 终止调试终止调试，可按终止调试按钮。回到窗口右上角的“C/C+ Perspective”按钮。