《高级语言程序设计（Ⅰ）》课程实验教学大纲
课程编号：19031002
课程总学时：56 实验学时：16
课程总学分：3
适用专业：计算机科学与技术
一、本课程实验的主要目的与任务
实验目的：通过C程序设计实验培养学生对学习程序设计的兴趣，加深对讲授内容的理解，尤其是通过上机来掌握语法规则，使学生全面了解 C 语言的特点，熟练掌握C 语言程序设计的基本方法和编程技巧。
实验任务：了解和熟悉C语言程序开发的环境；学会上机调试程序，善于发现程序中的错误，并且能很快地排除这些错误，使程序能正确运行，达到实验知识和理论知识的融会贯通。上机实验前，学生必须事先根据题目的内容编好程序，然后在实验时输入程序、调试程序、直至运行结果正确为止，上机结束后，应整理出实验报告。
二、本课程实验项目
序号 |
实验项目名称 |
学时 |
类型 |
必做/选做 |
所需主要设备 |
1 |
顺序程序设计 |
2 |
设计性 |
必做 |
PC机及C实验环境 |
2 |
选择程序设计 |
4 |
设计性 |
必做 |
PC机及C实验环境 |
3 |
循环程序设计 |
4 |
设计性 |
必做 |
PC机及C实验环境 |
4 |
数组 |
4 |
设计性 |
必做 |
PC机及C实验环境 |
5 |
函数 |
2 |
设计性 |
选做 |
PC机及C实验环境 |
三、各实验项目主要实验内容和基本要求
各实验项目的主要内容和基本要求见附录。
四、实验成绩考核与评定办法
学生应做好实验准备，认真完成每个实验，按时完成实验报告。任课教师应认真批改实验报告并给出实验报告成绩。
五、主要参考书目
1、《C程序设计案例教程》，钟家民；清华大学出版社，2018年6月
2、《C程序设计（第四版）学习辅导》，谭浩强；清华大学出版社，2010年6月
3、《C程序设计（第四版）》，谭浩强；清华大学出版社，2010年6月
4、《C语言程序设计》，姬秀荔；清华大学出版社，2012年2月
5、《深入体验C语言项目开发）》，薛小龙；清华大学出版社，2011年7月
6、 http://acm.nyist.net/，南阳理工学院ACM在线评测系统
7、《机试考点 百签题解）》，郎六琪；吉林大学出版社，2012年4月
六、本大纲说明
本课程大纲是动态的，在实验过程中，可根据学生的程度适当调整实验的内容和时间。
撰写人： 周晏 审定人：钟家民
批准人： 执行时间：
实验1 顺序结构程序设计
1．实验目的
（1）掌握C语言数据类型，了解字符型数据和整型数据的内在关系
（2）掌握对各种数值型数据的正确输入方法
（3）学会使用教材中所介绍的运算符及表达式
（4）学会编写和运行一些较简单的C程序
2．实验内容
（1）输入华氏温度f，输出摄氏温度c。
编程提示：参考例题2-2。
#include <stdio.h>
int main( )
{
float f,c;
printf(“请输入华氏温度:\n”);
scanf(“%f”,&f);
c=5.0/9*(f-32);
printf(“\n摄氏温度为%f\n”,c)
return 0;
}
为什么在计算摄氏温度时用5.0/9，可不可以换成5/9，为什么？能不能修改成其他形式？
（2）从键盘输入一个3位整数，将输出该数的逆序数。
编程提示：先分离成百位、十位、个位，再个位乘以100加十位乘以10加百位。
#include<stdio.h>
int main( )
{
int a,b,c,x,y;
printf(“请输入一个3位的正整数:\n”);
scanf(“%d”,&x);
a=x/100; /*求x的百位数*/
b=(x-a*100)/10; /*求x的十位数*/
c=x-a*100-b*10; /*求x的个位数*/
y=c*100+b*10+a;
printf(“%d:%d\n”,x,y);
return 0;
}
思考：利用C语言运算符中的求余运算符求出末位数字，输出后，利用除法运算符整型和整型相除还是整型的特性切掉末位，将得出的数值，再次求余，只需三次就可以完全逆序输出，请试着编出此程序。
（3）随机产生一个4位的自然数，输出它的逆序数。
编程提示：参考【3-40】
（4）输入3个字符型数据，将其转换成相应的整数后，求它们的平均值并输出。
编程提示：要解决这一问题需要定义三个字符或整数类型变量，用于存放三个字符型数据，还需要一个实型变量用于存放三个数据的平均值，因为整型和字符型可以互换，求得平均值输出即可。
3．实验要求
（1）掌握C语言数据类型以及不同类型数据之间赋值的规律。
（2）掌握对各种数值型数据的正确输入方法。
（3）学会使用C的有关算术运算，以及包含这些运算符的表达式。
（4）学会编写和运行简单的应用程序。
4．实验器材
（1）PC机
（2）C实验环境
实验2 选择结构程序设计
1．实验目的
（1）学会使用关系运算符和关系表达式以及逻辑运算符和逻辑表达式。
（2）熟练掌握if语句的使用。
（3）熟练掌握switch语句的使用。
2．实验内容
（1）输入3个整数，输出它们中的最大值和最小值。（打擂台法）
1）编程提示
设置最大值变量max和最小值变量min；首先比较a,b的大小，并把大数存入max， 小数存入min；然后最大值变量max和最小值变量min再与c比较，若c大于max，则max取值c，否则保持不变；如果c小于min，则min取值c，否则保持不变。最后输出max和min的值。
2）参考程序
#include<stdio.h>
int main()
{
int a,b,c,min,max;
printf("三个数中整数（必须以空格间隔）：");
scanf("%d %d %d",&a,&b,&c); /* 输入时必须以空格间隔 */
/* 打擂台法 */
min=a;max=a; /* 假定a既是最大值，又是最小值 */
/* 求最大值 */
if(b>max)
max=b;
if(c>max)
max=c;
/* 求最小值 */
if(b<min)
min=b;
if(c<min)
min=c;
printf("三个数中最大值为:%4d\n三个数中最小值为:%4d\n",max,min);
}
（2）有一个函数：
编写程序，输入一个x的值，并输出相应的y的值。
1）编程提示
这是一个分段函数，x三个不同域，y的值分别对应为x-2、3*x、4*x+1。既可以用独立的3条if语句实现，也可以用if语句的第三种形式实现，还可以用if嵌套语句实现。比较三种方法后，建议此类问题都采用用if语句的第三种形式实现。
2）参考程序
a.用独立的3条if语句实现
#include <stdio.h>
int main()
{
int x,y;
scanf("%d",&x);
if(x<0)
y=x-2;
if(x>=0&&x<10)
y=3*x;
if(x>=10)
y=4*x-1;
printf("x=%d,y=%d\n",x,y);
return 0;
}
b.用if语句的第三种形式实现
#include <stdio.h>
int main()
{
int x,y
scanf("%d",&x);
if(x<0) /* if的第三种形式 */
y=x-2;
else if(x<10)
y=3*x;
else
y=4*x-1;
printf("x=%d,y=%d\n",x,y);
return 0;
}
c.用if嵌套语句实现
#include <stdio.h>
int main()
{
int x,y;
scanf("%d",&x);
if(x<0)
y=x-2;
else
if(x<10) /* 内嵌的if */
y=3*x;
else
y=4*x-1;
printf("x=%d,y=%d\n",x,y);
return 0;
}
（3）编程设计一个简单的计算器程序，要求根据用户从键盘输入的表达式：
操作数1 运算符op 操作数2
计算表达式的值，其中算术运算符包括：加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)。
编程提示：
简单的计算机器可以实现加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)运算。需要输入两个数及一个算术运算符，判断出运算符为加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)后，根据运算符完成相应功能计算。其中，验证除(/)时，要考虑到除数不能为零的情况。当然如果输入的字符非加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)中的符号，则输出“输入数据无效！”
（4）运输公司对用户计算运输费用。路程(skm）越远，每吨·千米运费越低。(分别用if语句和switch语句实现)
标准如下：
s < 250 没有折扣
250
s < 500 2％折扣
500s < 1000 5％折扣
1000s < 2000 8％折扣
2000s < 3000 10％折扣
3000s 15％折扣
1）编程提示
设每吨每千米货物的基本运费为p,货物重为w，距离为s，折扣为d，则总运费f的计算公式为f = p * w * s * (1 - d / 100)。
a.用if语句实现
这是一个分段函数，不同的域对应不同的折扣，选择条件分别为当s<250时，无折扣；当250s < 500时，折扣d=2％;当500s < 1000时，折扣d=5％; 当1000s < 2000时，折扣d=8％; 当2000s < 3000时，折扣d=10％; 当3000s时，折扣d=15％。只需要将选择条件转换为关系表达式或逻辑表达式即可。因此，本题目既可以用独立的3条if语句实现，也可以用if语句的第三种形式实现，还可以用if嵌套语句实现。但此类问题使用if语句的第三种形式实现结构更清晰。
b.用switch语句实现
经过分析发现折扣的变化是有规律的：折扣的变化点都是250的倍数。利用这一点，定义c=s/250，当c<1时，表示s<250，无折扣；当1c <2时，表示250s < 500，折扣d=2％;
当2c <4时，表示500s < 1000，折扣d=5％; 当4c <8时，表示1000s < 2000，折扣d=8％; 当8c <12时，表示2000s < 3000，折扣d=10％; 当12c 时，表示3000s，折扣d=15％。
3．实验要求
（1）掌握赋值语句的使用方法；
（2）掌握数据的输入输出的方法，能正确使用各种格式转换符。
4．实验器材
（1）PC机
（2）C实验环境
实验3 循环结构程序设计
1．实验目的
（1）熟练掌握while、do-while和for三种循环控制语句，掌握循环结构程序设计和调试方法。
（2）掌握二重循环结构程序的设计方法。
2．实验内容
（1）求解猴子吃桃问题。猴子第一天摘下若干个桃子，当即吃了一半，还不过瘾，又多吃了一个。第二天早上又将剩下的桃子吃掉一半，并又多吃了一个。以后每天早上都吃了前一天剩下的一半零一个。到第10天早上想再吃时，只剩一个桃子了。求第一天共摘了多少桃子。
1）编程提示
猴子吃桃问题可用递推方法求解。设前一天开始时的桃子数为m，猴子吃掉之后剩余桃子数为n，则m和n存在如下关系：
n=m/2-1
已知第10天开始时只有一个桃子，根据上述关系，有如下递推数据：
第9天：n=1，m=2*(n+1)=4
第8天：n=4，m=2*(n+1)=10
第7天：n=10，m=2*(n+1)=22
第6天：n=22，m=2*(n+1)=46
……
按照上述递推过程，用while、do while与for循环语句求解猴子吃桃问题。
2）参考程序
a.用while语句实现
#include<stdio.h>
int main()
{
int i=1,m,n=1;
while(i<10)
{
m=2*n+2;
n=m;
i++;
}
printf("total=%d＼n",m);
return 0;
}
b.用do while语句实现
#include<stdio.h>
int main()
{
int i=1,m,n=1;
do
{
m=2*n+2;
n=m;
i++;
}while(i<10);
printf("total=%d\n",m);
return 0;
}
c.用for语句实现
#include<stdio.h>
int main()
{
int i,m,n=1;
for(i=1;i<10;i++)
{
m=2*n+2;
n=m;
}
printf("total=%d\n",m);
return 0;
}
（2）从键盘输入一批整数，统计其中不大于100的非负整数的个数。
实验步骤：
1) 编程提示
由于输入数据个数是不确定的，因此每次执行程序时，循环次数都是不确定的。在进行程序设计时，确定循环控制的方法是本实验的一个关键问题。循环控制条件可以有多种确定方法：
① 使用一个负数作为数据输入结束标志。
② 输入一个数据后通过进行询问的方式决定是否继续输入下一个数据。
2)参考程序
/*参考程序一:使用负数作为数据输入结束标志的程序*／
#include<stdio.h>
int main()
{
int m,counter=0;
while(1)
{
printf("请输入-个整数: ");
scanf("%d",&m);
if(m<0)
break;
if(m<=100)
counter++;
printf("\n");
}
printf("符合要求的整数个数为:%d\n",counter);
return 0;
}
/*参考程序二:通过进行询问的方式决定是否继续输入下一个数据的程序*／
#include<stdio.h>
int main()
{
int m,counter=0;
char ask;
while(1)
{
printf("请输入-个整数: ");
scanf("%d",&m);
getchar();
if(m>=0&&m<=100)
counter++;
printf("继续输入下一个数据?(Y／N) ");
ask=getchar();
getchar();
if(ask!='y'&&ask!='Y')
break;
printf("\n");
}
printf("符合要求的整数个数为:%d\n",counter);
return 0;
}
（3）打印所有的“水仙花数”。所谓“水仙花数”是指一个三位数，其各位数字的立方和等于该数本身。例如153=13+53+33等。
编程提示：
a、用一重循环实现
“水仙花数”的取值范围100～999的三位整数
分离出每个三位整数的百位、十位、个位。
用百位数3+十位数3+个位数3的和与100～999的三位整数分别比较判断是否“水仙花数”。
b、用三重循环实现
① 分别设百位、十位、个位分别为i、j、k。
② 判断i*100+j*10+k与i*i*i+j*j*j+k*k*k是否相等判断是否“水仙花数”。
（4）无重复数字的3位数问题。用1、2、3、4等4个数字组成无重复数字的3位数，将这些3位数据全部输出。
编程提示：
① 可填在百位、十位、个位的数字都是1、2、3、4。
② 首先组成所有的排列，然后去掉不满足条件的排列。
③ 该问题可用三重循环实现。
3．实验要求
（1）掌握关系运算符和关系表达式、逻辑运算符和逻辑表达式的使用。
（2）掌握if语句的使用（包括if语句的嵌套）和switch语句的使用。
4．实验器材
（1）PC机
（2）C实验环境
实验4 数组
1．实验目的
（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。
2．实验内容
（1）已知两个升序数组，将它们合并成一个升序数组并输出。
1）编程提示：利用已知条件（两数组A、B均为升序），循环在每个数组中均选取一个元素来对比，较小的放到新数组C中。直到一个数组中的元素已全部放入C中，此时将另一个数组未放入的元素全放入到C中。
2）参考程序
#include<stdio.h>
int main()
{
int str1[5]={3,9,13,35,45};
int str2[5]={2,14,19,23,26};
int out[10]; /*输出数组*/
int i=0,j=0,k=0;
while (i<5&&j<5) /*循环将较小元素放入*/
{
if (str1[i]<str2[j])
{
out[k]=str1[i];
i++;
k++;
}
else
{
out[k]=str2[j];
j++;
k++;
}
}
if(i==5)
{ /*第1个数组元素已经全部放到C中，将第2个数组剩余元素全放到C中*/
while (j<5)
{
out[k]=str2[j];
k++;
j++;
}
}
if(j==5)
{ /* 第2个数组元素已经全部放到C中，将第1个数组剩余元素全放到C中 */
while (i<5)
{
out[k]=str1[i];
k++;
i++;
}
}
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d ",out[i]);
}
return 0;
}
（2）输出杨辉三角。
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
……
1）编程提示：
杨辉三角是二项式系数在三角形中的一种几何排列，我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书里就出现了。杨辉三角的两个腰边的数都是1，其它位置的数都是上顶上两个数之和。
我们先定义一个二维数组：a[N][N]，略大于要打印的行数。再令两边的数为1,即当每行的第一个数和最后一个数为1。a[i][0]=a[i][i-1]=1，n为行数。除两边的数外，任何一个数为上两顶数之和，即a[i][j]=a[i-1][j-1]+a[i-1][j]，最后输出杨辉三角。
2）参考程序
#include <stdio.h>
#define N 14
int main()
{
int i, j, k, n=0, a[N][N]; /*定义二维数组a[14][14]*/
while(n<=0||n>=13) /*控制打印的行数不要太大，过大会造成显示不规范*/
{
printf("请输入要打印的行数：");
scanf("%d",&n);
}
printf("%d行杨辉三角如下：\n",n);
for(i=1;i<=n;i++)
a[i][1] = a[i][i] = 1;
/*两边的数令它为1，因为现在循环从1开始，就认为a[i][1]为第一个数*/
for(i=3;i<=n;i++)
for(j=2;j<=i-1;j++)
a[i][j]=a[i-1][j-1]+a[i-1][j]; /*除两边的数外都等于上两顶数之和*/
for(i=1;i<=n;i++)
{
for(k=1;k<=n-i;k++)
printf(" ");
for(j=1;j<=i;j++) /*j<=i的原因是不输出其它的数，只输出我们想要的数*/
printf("%6d",a[i][j]);
printf("\n"); /*当一行输出完以后换行继续下一行的输出*/
}
printf("\n");
return 0;
}
（3）有一个数组a[6]={2,5,3,9,5,4}，将其逆序（不借助其他数组实现）。
（4）输入字符串并统计各字母出现的次数。
（5）把从键盘输入的字符串“1234”转换为整型数据1234。
3．实验要求
（1）掌握一维数组和二维数组的定义、赋值和输入输出方法。
（2）掌握字符数组与字符串函数的使用。
（3）掌握与数组有关的算法。
4．实验器材
（1）PC机
（2）C实验环境
实验5 函数
1．实验目的
（1）熟悉定义函数的方法。
（2）熟悉声明函数的方法。
（3）熟悉调用函数时实参与形参的对应关系，以及“值传递”的方式。
（4）学习对多文件的程序的编译和运行。
2．实验内容
（1）写一个判断素数函数，在主函数输入一个整数，输出是否素数的信息。
① 输入程序，进行编译和运行，分析结果。
② 将要排列的字符串改为5个，按由小到大的顺序排列。
（2）写一个函数，将一个字符串中的元音字母复制到另一字符串，然后输出。
① 输入程序，进行编译和运行，分析结果。
② 分析函数声明中参数的写法。先后用以下两种形式。
(a) 函数声明中参数的写法与定义函数时的形式完全相同，如：void cpy(char s[],char c[]);
(b) 函数声明中参数的写法与定义函数时的形式基本相同，但省略写数组名，如：void cpy(char [],char []);
分别编译和运行，分析结果。
③ 如果随便指定数组大小行不行，如：void cpy(char s[40],char c[40]) ;
（3）输入10个学生5门课的成绩，分别用函数实现下列功能：
① 计算机每个学生平均分。
② 计算每门课的平均分。
③ 找出所有50个分数中最高的分数所对应的学生和课程。
（4）用一个函数来实现将一行字符串中最长的单词输出。此行字符串从主函数传递给该函数。
① 把两个函数放在同一个程序文件中，作为一个文件进行编译和运行。
② 把两个函数放在两个程序文件中，作为两个文件进行编译、连接和运行。
3．实验要求
（1）掌握定义函数的方法。
（2）掌握实参和形参的对应关系。
4．实验器材
（1）PC机（2）C实验环境
