C语言上机实验指导书

《C语言程序设计》实验指导与实验任务书

陕西工业职业技术学院

信息工程系

2004年3月

目录

一、实验目的 (2)

二、实验要求 (3)

实验一C语言运行环境 (5)

实验二数据类型 (8)

实验三顺序结构程序设计 (9)

实验四选择结构程序设计 (10)

实验五循环结构程序设计 (11)

实验六函数 (12)

实验七数组 (13)

实验八编译预处理 (14)

实验九指针 (15)

实验十结构型 (16)

实验十一位运算 (17)

实验十二文件 (18)

实验目的与要求

一、实验目的

上机实验是学习程序设计语言必不可少的实践环节，特别是C语言灵活、简洁，更需要通过编程的实践来真正掌握它。对于程序设计语言的学习目的，可以概括为学习语法规定、掌握程序设计方法、提高程序开发能力，这些都必须通过充分的实际上机操作才能完成。

学习C程序设计语言除了课堂讲授以外，必须保证有不少于课堂讲授学时的上机时间。因为学时所限，课程不能安排过多的统一上机实验，所以希望学生有效地利用课程上机实验的机会，尽快掌握用C语言开发程序的能力，为今后的继续学习打下一个良好的基础。为此，我们结合课堂讲授的内容和进度，安排了12次上机实验。课程上机实验的目的，不仅仅是验证教材和讲课的内容、检查自己所编的程序是否正确，课程安排的上机实验的目的可以概括为如下几个方面：

1．加深对课堂讲授内容的理解

课堂上要讲授许多关于C语言的语法规则，听起来十分枯燥无味，也不容易记住，死记硬背是不可取的。然而要使用C语言这个工具解决实际问题，又必须掌握它。通过多次上机练习，对于语法知识有了感性的认识，加深对它的理解，在理解的基础上就会自然而然地掌握C语言的语法规定。对于一些内容自己认为在课堂上听懂了，但上机实践中会发现原来理解的偏差，这是由于大部分学生是初次接触程序设计，缺乏程序设计的实践所致。

学习C语言不能停留在学习它的语法规则，而是利用学到的知识编写C语言程序，解决实际问题。即把C语言作为工具，描述解决实际问题的步骤，由计算机帮助我们解题。只有通过上机才能检验自己是否掌握C语言、自己编写的程序是否能够正确地解题。

通过上机实验来验证自己编制的程序是否正确，恐怕是大多数同学在完成老师作业时的心态。但是在程序设计领域里这是一定要克服的传统的、错误的想法。因为在这种思想支配下，可能你会想办法去"掩盖"程序中的错误，而不是尽可能多地发现程序中存在的问题。自己编好程序上机调试运行时，可能有很多你想不到的情况发生，通过解决这些问题，可以逐步提高自己对C语言的理解和程序开发能力。

2．熟悉程序开发环境、学习计算机系统的操作方法

一个C语言程序从编辑、编译、连接到运行，都要在一定的外部操作环境下才能进行。所谓"环境"就是所用的计算机系统硬件、软件条件，只有学会使用这些环境，才能进行程序开发工作。通过上机实验，熟练地掌握C语言开发环境，为以后真正编写计算机程序解决实际问题打下基础。同时，在今后遇到其它开发环境时就会触类旁通，很快掌握新系统的使用。

本书中所采用的C语言开发环境为Borland公司的Turbo C2.0集成开发环境（以下简称TC环境）。

3．学习上机调试程序

完成程序的编写，决不意味着万事大吉。你认为万无一失的程序，实际上机运行时可能不断出现麻烦。如编译程序检测出一大堆语法错误：scanf( )函数的输入表中出现非地址项、某变量未进行类型定义、语句末尾缺少分号等。有时程序本身不存在语法错误，也能够顺利运行，但是运行结果显然是错误的。开发环境所提供的编译系统无法发现这种程序逻辑错误，只能靠自己的上机经验分析判断错误所在。程序的调试是一个技巧性很强的工作，对于初学者来说，尽快掌握程序调试方法是非常重要的。有时候一个消耗你几个小时时间的小小错误，调试高手一眼就看出错误所在。

经常上机的人见多识广，经验丰富，对出现的错误很快就有基本判断，通过C 语言提供的调试手段逐步缩小错误点的范围，最终找到错误点和错误原因。这样的经验和能力只有通过长期上机实践才能取得。向别人学习调试程序的经验当然重要，但更重要的是自己上机实践，分析、总结调试程序的经验和心得。别人告诉你一个经验，当时似乎明白，当出现错误时，由于情况千变万化，这个经验不一定用得上，或者根本没有意识到使用该经验。只有通过自己在调试程序过程中的经历并分析总结出的经验才是自己的。一旦遇到问题，这些经验自然涌上心头。所以调试程序不能指望别人替代，必须自己动手。分析问题，选择算法，编好程序，只能说完成一半工作，另一半工作就是调试程序、运行程序并得到正确结果。

二、实验要求

上机实验一般经历上机前的准备（编程）、上机调试运行和实验后的总结三个步骤。

1．上机前的准备

根据问题，进行分析，选择适当算法并编写程序。上机前一定要仔细检查程序（称为静态检查）直到找不到错误（包括语法和逻辑错误）。分析可能遇到的问题及解决的对策。准备几组测试程序的数据和预期的正确结果，以便发现程序中可能存在的错误。上机前没有充分的准备，到上机时临时拼凑一个错误百出的程序，宝贵的上机时间白白浪费了；如果抄写或复制一个别人编写的程序，到头来自己一无所获。

2．上机输入和编辑程序，并调试运行程序

首先调用C语言集成开发环境，输入并编辑事先准备好的源程序；然后调用编译程序对源程序进行编译，查找语法错误，若存在语法错误，重新进入编辑环境，改正后再进行编译，直到通过编译，得到目标程序（扩展名为OBJ）。下一步是调用连接程序，产生可执行程序（扩展名为EXE）。使用预先准备的测试数据运行程序，观察是否得到预期的正确结果。若有问题，则仔细调试，排除各种错误，直到得到正确结果。在调试过程中，要充分利用C语言集成开发环境提供的调试手段和工具，例如单步

跟踪、设置断点、监视变量值的变化等。整个过程应自己独立完成。不要一点小问题就找老师，学会独立思考，勤于分析，通过自己实践得到的经验用起来更加得心应手。

3．整理上机实验结果，写出实验报告

实验结束后，要整理实验结果并认真分析和总结，根据教师要求写出实验报告。

实验报告一般包括如下内容：

⑴实验内容

实验题目与要求。

⑵算法说明

用文字或流程图说明。

⑶程序清单

⑷运行结果

原始数据、相应的运行结果和必要的说明。

⑸分析与思考

调试过程及调试中遇到的问题及解决办法；调试程序的心得与体会；其他算法的存在与实践等。若最终未完成调试，要认真找出错误并分析原因等。

实验一C语言运行环境

1．实验目的

（1）了解TC环境的组成。

（2）学习TC环境的使用方法。

（3）了解C语言程序从编辑、编译、连接到运行并得到运行结果的过程。

2．实验内容

（1）了解TC环境的组成。

开机后进入WINDOWS系统的"资源管理器"，找到TC环境所在的文件夹。一般情况下，TC环境都安装在名为"TC"的子目录下，具体存于硬盘的哪个分区请询问实验室管理员。查看在TC目录下的以字母TC开头的文件，是否包括了TC.EXE、TCC.EXE、TLINK.EXE、TCCONFIG.TC等文件；查看INCLUDE、LIB两个子目录下的文件。复习这些文件的作用。

（2）进入、退出和定制TC环境。

运行TC目录下的TC.EXE文件，就可进入TC环境。

在WINDOWS环境下运行文件的方法是用鼠标双击要运行的文件名，或在桌面上双击快捷图标；在DOS环境下进入到TC子目录，用命令方式运行TC.EXE程序。进入TC环境后屏幕上显示出TC环境的主画面。

退出TC环境，可在"FILE"菜单下选择"QIUT"菜单项，或用热键，计算机返回到操作系统的控制下。

在程序开发的过程中，有时需要返回到操作系统界面下观察程序的运行情况，但是又要保留运行的TC环境，操作方法是：选择"File"菜单下的"OS shell"菜单项返到DOS操作系统界面，用"EXIT"命令可重新进入TC环境；用+<空格>键返到WINDOWS界面，TC环境缩小为屏幕下方任务条上的一图标，用鼠标单击该图标重新进入TC环境。注意此时是返到操作系统，TC环境没有真正退出，如果此时再次运行TC.EXE文件，刚才是返到WINDOWS环境时，会重新打开一个TC窗口，返到DOS环境时会给出一个错误提示："Program too big to fit in memory",这是因为DOS 操作系统只管理640K的内存，放不下两个TC环境

WINDOWS操作系统对TC环境是作为一个窗口进行管理的，因此WINDOWS 窗口的一些属性也是有效的。从TC环境返回WINDOWS系统时会出现一个快捷菜单（在任务条的TC图标上单击鼠标右键也可以出现快捷菜单），选择"属性"菜单项，屏幕出现一个名为"TC属性"的窗口，在该窗口里选择"屏幕"一页，在"用法"一项里选中"屏幕"单选钮，单击"应用"按钮，关闭"TC属性"的窗口，TC环境以WINDOWS窗口形式出现。在窗口上方出现工具条，可以对窗口进行定制，注意"全屏幕"和"中文"两个工具钮的作用。

TC环境下的"Options"菜单下可对TC环境进行设置，初学者要了解"Directories"的作用，一般不要改变系统的其它设置。关于"Directories"各项的作用和设置参阅本书关于TC环境的介绍，学会改变输出文件的目录。

（3）运行演示程序

在TC目录下有一个名为"BGIDEMO.C"的源程序，这本是为TC图形函数提供的演示程序，运行这个演示程序。在"File"菜单下选"Load"项，在屏幕出现的"Load File Name"窗口里输入"BGIDEMO.C"，该程序被装入编辑窗口，按键，程序被编译、连接并运行。注意运行此程序需要图形库文件，一般被装在TC目录下，没有这个图形库文件就不能运行图形演示程序。

（4）编写自己的第一个程序

按键盘键，激活编辑窗口，录入如下C源程序：

main( )

{ printf("This is a C Program\n")

printf("I am a student\n")；

}

按键，编译、连接、运行程序。屏幕出现错误提示：

statement missing ；in function main

通过提示，可以知道上面程序第二行的最后漏敲一个分号，改正后程序运行。按+键观察输出结果。

按键，程序存入硬盘，文件名自定（如：test1）。通过资源管理器观察当前目录下名为test1的几个文件，它们的扩展名分别是什么。

改变"Options" 菜单下"Directories"项下的输出文件目录，用键把程序再存一次并运行。在新设定的输出目录下观察名为test1的文件的存储情况。

用"File"菜单下的"Write to"项，把文件存在新设定的输出目录处，文件名仍为test1。

录入如下程序：

main( )

{ printf("This is another C Program\n")；

}

按键并用test1文件名保存，然后运行这个程序。

按+键，屏幕出现刚才操作过的几个文件的名字，将刚才设定目录下的test1.c装入编辑器后运行它，我们观察到输出的仍是后来键入的程序的内容。这是因为TC编译系统在接收"RUN"命令后，对test1.c、test1.obj、test1.exe三个文件的建立时间进行比较，如果扩展名为.c的文件建立时间晚于.exe文件，它就认为源文件进行了修改，所以对源文件重新进行编译连接，如果.exe文件的时间晚于源文件的

建立时间，就直接运行这个文件，不再重新编译连接。因为我们两次输入的程序名称都是test1，新设定目录中存放的是第一个程序的test1.c和第二个程序的test1.exe，就出现了现在的情况。

（5）分别编译、连接、运行程序

"Run"命令是将编译、连接、运行一次完成，实际完成了三件工作，下面分别进行编译、连接和运行。

用命令打开"Compile"菜单，并选择"Compile to object"命令编译该源程序文件，然后选择"Compile"菜单的"Link EXE file"命令调用连接程序连接成可执行文件，最后用"Run"菜单的"Run"命令运行程序，用"Run"菜单的"User screen命令"查看运行结果。由于编译、连接、运行是分别进行的，所以编译系统不再对相关三个文件的建立时间进行比较，我们看到的就是编辑器里当前的程序输出结果。

（6）编写程序

1）实现求整数10、20和35的平均值。

2）上机运行下列程序：

/*程序为已知三边求三角形的面积*/

# include

# include /*头文件math.h中含有sqrt( )的定义*/

main ( )

{ float a , b ,c , s ,area;

a=3 ;

b=4;

c=5 ;

s=(a+b+c)/2 ;

area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)) ; /* sqrt( )用于求一个数的平方根*/

printf(“ %4.1f , %4.1f , %4.1f , The area is %4.1f \n”,a,b,c,area);

}

3) 编写一个程序，从键盘上输入华氏温度，屏幕显示对应的摄氏温度。华氏温度与摄氏温度的转换公式为：c=(f-32)/1.8,并上机调试、运行程序。

3．分析与总结

（1）试述进入TC2.0的具体步骤。

（2）在TC2.0中打开文件有哪几种方式？

（3）请描述功能键F1、F2、F3、F5、F6、F10的作用。

（4）写出上机调试运行程序过程中出现的问题、解决办法和体会。

实验二数据类型

1．实验目的

(1) 进一步掌握Turbo C集成环境的菜单操作。

(2) 初步了解C语言程序的调试过程和调试方法。

(3) 掌握C语言各种基本数据类型的定义方法。

(4) 掌握C语言中常用的运算符的功能和使用方法。

(5) 初步了解运算符的优先级别和结合性。

2．实验内容

(1) 编程。利用sizeof()函数，计算C语言各种数据类型所占用的存储空间大小。编程。利用函数sqrt（），求从键盘输入的任意正整数的平方根。

(2) 输入下列源代码，改正其中存在的错误，使其调试通过，记录正常运行结果。

#include “sdtio.h”；

mian()

{ int y；m；d；

printf(“请输入三个整数：”，y,m,d);

scanf(“%d%d%d”,yy,mm,dd);

printf(“这三个整数是：%d，%d，%d\n,yy,mm,dd)

}

（3）录入以下程序

#include

main()

{ int a,b;

float x,y;

char c1,c2;

scanf(“a=%d b=%d”,&a,&b);

scanf(“x=%d y=%d”,&x,&y);

scanf(“c1=%c c2=%c”,&c1,&c2);

}

编译、运行，尝试输入一些数据，给程序添加上输出语句，仔细观察输出结果。

3．分析与总结

(1) 请说明各类数据的取值范围。

(2) 试列出常用几种运算符的优先级别与结合方向。

实验三顺序结构程序设计

1.目的与要求

（1）录入一段程序，编译并调试通过。

（2）掌握C语言输入输出函数的基本使用方法。

2.内容与步骤

（1）录入以下程序

#include

main()

{

int a,b;

float x,y;

char c1,c2;

scanf(“a=%d b=%d”,&a,&b);

scanf(“x=%d y=%d”,&x,&y);

scanf(“c1=%c c2=%c”,&c1,&c2);

}

（2）编译、运行，尝试输入一些数据，给程序添加上输出语句，仔细观察输出结果。

3.分析与总结

（1）写出你输入的数据方法以及它们是否正确输出。

（2）简述各种不同类型输入输出的特点。

1．实验目的

（1）掌握分支语句的格式和功能。

（2）掌握选择结构的程序设计方法。

（3）掌握分支结构的嵌套。

2．实验内容

（1）编程，计算下列分段函数值：

1）用if语句实现分支。自变量x与函数值均采用双精度类型。

2）自变量x值从键盘输入，且输入前要有提示信息。

3）分别以－3.0，－1.0，0.5，1.5，2.5，3.5，4.5，5.5为自变量，运行该程序。记录运行结果；

（2）编程，将一个百分制转换成等级制成绩。具体要求如下：

1）百分制与等级制的对应关系如下：

2）用switch语句实现该功能。

3）用键盘输入百分制成绩，输入前要有提示信息。

4）要能判断输入数据的合理性，对于有合理的数据应输出错误信息。

5）输出结果中包含百分制成绩和成绩等级。

6）分别输入成绩－10，99，60，85，70，101，45，运行该程序。记录结果。3．分析与总结

（1）实现选择结构程序设计的方法有哪几种？各有什么特点？适用条件是什么？

（2）如何设置选择结构中的判断条件？它的程序设计中的意义何在？

1．目的与要求

（1）掌握用while语句、do-while语句和for语句实现循环的方法。

（2）掌握break和continue语句在循环结构中的用法。

（3）掌握在程序设计中用循环结构实现各种算法（如累计、穷举、迭代、递推等）。

2．内容与步骤

按要求编写程序，并上机调试运行。

（1）输入两个正整数，求其中最大公约数和最小公倍数。在运行时，输入使m ＞n的值，观察结果是否正确。再输入使m＜n的值，观察结果是否正确。

（2）输入一行字符，分别统计出其中的英文字母、空格、数字和其它字符的个数。在得到正确结果后，请修改程序使之能分别统计大、小写字母、空格、数字和其他字符的个数。

（3）计算：1！+2！+3！+……+10！。分别用单循环结构和双重循环结构编程。

3．分析与总结

（1）写出（或打印出）上机调试运行的源程序清单和运行结果。

（2）比较while语句、do-while语句和for语句实现循环结构的不同特点。

（3）写出上机调试运行程序过程中出现的问题、解决办法和体会。

1．目的与要求

（1）加深理解结构化程序设计的思想； （2）掌握函数的定义、说明和调用方法；

（3）理解和掌握函数实参与形参的对应关系，以及“单向值传递”的特点； （4）学会函数的嵌套调用和递归调用的程序设计方法；

（5）了解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。 2．内容与步骤

编写下列程序，并上机调试运行。

（1）编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。 本程序应当准备以下测试数据：17、34、2、1、0。分别输入数据，运行程序，并检查结果是否正确。

（2）编写程序计算!

1

!31!211n s ++++= 。n 由终端输入，将计算n ！定义成函数。

把main （）函数和计算n ！的函数放在同一个源程序文件中，作为一个源文件进行编译、连接和运行。

把main （）函数和计算n ！的函数分别放在两个源程序文件中，作为两个源文件进行编译、连接和运行。

（3）用递归法将一个整数转换成字符串。例如，输入483，应输出字符串“483”。n 的位数不确定，可以是任意的整数。

（1）不用全局变量，两个整数在主函数中输入，并传送给函数1，求出的最大公约数返回主函数，然后再与两个整数一起作为实参传递给函数2，以求出最小公倍数，返回到主函数，输出最大公约数和最小公倍数。

2）用全局变量的方法。分别用两个函数求最大公约数和最小公倍数，但其值不由函数带回。将最大公约数和最小公倍数都设为全局变量，在主函数中输出它们的值。

3．分析与总结

（1）写出（或打印出）上机调试运行的源程序清单和运行结果。

（2）将第（3）题用循环结构编程实现，比较用递归法和循环结构实现的不同特点。

（3）比较第（4）题使用全局变量和不使用全局变量的两种方法各有什么不同特点？哪种方法更值得提倡？

（4）写出上机调试运行程序过程中出现的问题、解决办法和体会。

1．实验目的

（1）掌握数组的定义。初始化的输入输出方法。

（2）掌握字符数组与字符串的关系。

（3）掌握字符串函数的使用。

（4）加深对数组的理解，培养解决实际问题的能力。

2．实验内容

编写一个单科学生成绩处理程序，具体要求如下：

（1）学生个数定义成符号常量。

（2）学生成绩定义成一维数组进行处理，并由键盘输入。

（3）要求统计出平均成绩，各个等级的人数及百分比。

（4）数据输入和输出要有提示信息；源程序以ex6_1.C存盘。

（5）以学生个数为16，学生成绩分别为：75，89，92，63，85，71，82，65，52，91，87，78，84，68，83，80调试程序，记录运行结果。

3．分析与总结

（1）对各题运行分析。如果程序未能调试通过，应分析出原因。

（2）总结各题的编程思路，谈谈本次的收获与经验。

实验八编译预处理

1．目的与要求

（1）掌握宏定义的方法；

（2）掌握文件包含的处理方法；

通过上机实验，更好地理解预编译命令。

要求：

（1）不要省略文件包含命令 #include “stdio.h”，仔细想一想它的作用。（2）用有参宏定义两个数的交换。

2．内容与步骤

（1）输入三个整数，按由小到大顺序输出。

（2）分别用函数和带参数的宏编程实现从三个整数中找出最大数。

（3）

3．分析与总结

（1）写出上述两道题的源程序，分析总结预处理命令在程序中的作用与适用范围。

（2）#include“stdio.h”的作用是什么？它与#include有何区别？（3）有参宏与自定义函数有何区别？

1．目的与要求

（1）通过实验进一步掌握指针的概念，会定义和引用指针变量；

（2）能正确使用数组的指针和指向数组的指针变量；

（3）能正确使用字符串的指针和指向字符串的指针变量；

（4）能正确使用指向函数的指针变量；

要求：所有程序用指针处理。

指针是C语言的精华，它的使用很灵活，但其概念比较复杂，难于理解与记忆，只有多思考、多比较、多上机，才能在实践中掌握它。

2．内容与步骤

编程序并上机调试运行下列各题目。

（1）输入a和b二个整数，按先小后大的顺序输出（不改变a、b的值，用指针实现）。

（2）用选择法对10个整数排序（用数组的指针和指向数组的指针变量实现）。

（3）设有两个字符串a、b，将a、b的对应字符中的较大者存放在数组c的对应位置上（用字符串的指针和指向字符串的指针变量实现）。

（4）求四个整数中的最大值（用指向函数的指针变量实现）。

3．分析总结

（1）谈谈实验后对指针的理解

（2）总结各题的编程思路，谈谈本次实验的收获与经验。

1．目的与要求

（1）掌握结构型的定义及结构变量的声明方法。

（2）掌握结构型成员的引用方法。

2．内容与步骤

（1）录入以下程序

struct complex

{float re;

float ie;

｝；

main()

{struct complex x,y;

struct complex m;

struct complex compm();

scanf(“%f,%f”,&x.re,&x.ie);

scanf(“%f,%f”,&y.re,&y.ie);

m=compm(x,y);

printf(“%f+%fi\n”,m.re,m.ie);

}

struct complex compm(struct complex xx, struct complex xy)

{ struct complex t;

t.re=xx.re*xy.re-xx.ie*xy.ie;

t.ie=xx.re*xy.ie+xx.ie*xy.re;

return(t);

}

（2）上面是实现复数乘法运算的程序，调试并运行此程序，并写出程序运行结果。

（3）给程序的输入部分加上输入提示。

3．分析与总结

（1）如果不使用结构型此程序可以怎样编写，试编写并比较之。

（2）考虑此程序中的结构型是否可以改为共用型。

1. 目的与要求

(1) 掌握按位运算的方法，学会使用位运算符。

(2) 学会通过使用位运算符实现某些针对位的操作。

2. 内容与步骤

(1) 编程，设计一个函数，求任意整数x的补码。具体要求如下：

1）对于正整数，它的补码为它的本身

2）从键盘输入，并将x和计算机结果用十进制和十六进制两种格式输出。

3）以1050，-224为输入数据，调试程序，并记录其运行结果。

(2) 输入两个正整数并存入a，b中，并由a，b两个数生成新的数c，具体要求如下：

4）将a的低位字节作为c的高位字节作为c的低字节。

5）数据a，b从键盘输入，用十进制和十六进制输出a，b，c的值。

6）以（10，20）和（20，10）作为输入数据，调试程序，并记录结果。

3．分析与总结

(1) 对各题运行结果进行分析。如果程序未能调试通过，应分析出原因。

(2) 总结各题的编程思路，谈谈本次实验的收获与经验。

1．目的与要求

（1）掌握文件、缓冲文件系统、文件指针的概念。

（2）学会使用文件打开、关闭、读、写等文件操作函数。

（3）了解用缓冲文件系统对文件进行操作。

（4）进一步理解函数、指针、结构体的概念和使用。

2．内容与步骤

（1）编写一个C程序，完成以下操作

1）定义一个如下结构体类型；

struct student

{char num[8];

char name[16];

char sex[3];

char age[4];

char grade[9];

}

2) 为下表定义一个结构体类型数组，并进行初始化。

3）打开可读写的新文件student.dat。

4）使用函数fwrite()将结构体数组的内容写入文件student.dat中。

5）关闭文件student.dat。

（2）编写一个C程序，完成以下操作

1）打开可读写文件student.dat；从文件中依次读出各学生情况并输出。

2）关闭文件student.dat。

3．分析与总结

（1）对各题运行结果进行分析。如果程序未能调试通过，应分析出原因。（2）总结各题的编程思路，谈谈本次实验的收获与经验。