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C语言程序设计实验指导书-2

一、实验目的与要求

(1)本实验旨在使学生深入理解C语言程序设计的基本原理和编程方法，通过实际编程实践，提升学生的编程能力和问题解决能力。实验过程中，学生将学习如何使用C语言编写结构化程序，掌握函数、数组、指针等核心概念，并能够运用这些概念解决实际问题。例如，通过设计并实现一个学生成绩管理系统，学生可以学习如何将复杂问题分解为多个子问题，并使用循环和条件语句等控制结构来处理数据。

(2)实验要求学生熟练掌握C语言的基本语法和编程规范，能够独立编写和调试程序。在实验过程中，学生需要完成以下任务：首先，理解并实现基本的输入输出操作；其次，学习如何定义和使用变量、常量，以及如何使用运算符进行算术和逻辑运算；最后，通过编写函数和调用函数，实现程序模块化和代码复用。此外，学生还需掌握数据结构和算法的基本概念，并能够运用这些知识解决实际问题，如排序、查找等。

(3)实验中，学生将通过案例分析和实际操作，加深对C语言程序设计理论的理解。例如，通过实现一个简单的银行账户管理系统，学生可以学习如何使用结构体存储账户信息，并使用指针操作实现对账户信息的修改和查询。此外，实验还要求学生能够阅读和理解他人编写的代码，通过分析代码结构，理解程序的工作原理。通过这些实践，学生不仅能够提高自己的编程技能，还能够培养良好的编程习惯和团队合作精神。

二、实验环境与工具

(1)实验环境应具备以下基本条件：一台运行稳定且配置合理的计算机，推荐使用Windows、Linux或macOS操作系统。操作系统应安装有C语言编译器，如GCC、Clang或MinGW，以确保能够编译和运行C语言程序。此外，还需要安装文本编辑器，如Notepad++、VSCode或SublimeText，用于编写和编辑C语言源代码。

(2)实验工具方面，除了上述的编译器和文本编辑器外，学生还应熟悉常用的调试工具，如GDB、LLDB或WinDbg，这些调试工具可以帮助学生识别和修复程序中的错误。此外，为了更好地理解程序运行过程，可以使用一些可视化工具，如GDB的TUI（TextUserInterface）界面或WinDbg的图形界面，它们能够提供程序的堆栈跟踪、内存状态和寄存器信息。

(3)在实验过程中，学生还需要访问相关的学习资源，如在线教程、书籍和文档。在线资源包括C语言官方文档、开源代码库和编程社区论坛，如StackOverflow、GitHub等。这些资源能够提供丰富的编程实例和技术支持，有助于学生在遇到问题时能够快速查找解决方案。同时，实验过程中可能需要使用一些辅助工具，如版本控制系统Git，用于管理源代码的版本和协作开发。

三、实验内容与步骤

(1)实验内容将围绕C语言的基本语法和程序结构展开，包括变量的声明与赋值、基本数据类型的使用、算术运算符、关系运算符和逻辑运算符的操作，以及控制结构如if语句、循环语句（for、while、do-while）的运用。学生将首先通过编写简单的程序，如计算器、温度转换器等，来熟悉C语言的编程环境。接下来，学生将学习如何使用数组处理批量数据，以及如何通过指针操作进行内存管理。

(2)在实验的第二个阶段，学生将深入探索函数的概念，包括函数的定义、声明、调用以及参数传递。通过实际案例，如编写一个计算两个数最大公约数的函数，学生将学习如何将问题分解为更小的子问题，并通过函数的模块化设计提高代码的可读性和可维护性。此外，实验还将涵盖递归函数的使用，以及如何处理函数间的嵌套调用。

(3)实验的最后一个阶段将涉及结构体和联合体的使用，学生将学习如何定义复杂的数据结构，以及如何通过结构体数组处理多个结构体实例。通过实现一个图书管理系统，学生将学习如何使用结构体存储图书信息，并通过指针进行数据操作。此外，实验还将涵盖文件操作，如读取和写入文件，以及如何使用文件I/O函数处理文本和二进制文件。

四、实验代码示例

(1)示例1：计算两个整数之间的最大公约数（GCD）

```c

#includestdio.h

//函数原型声明

intgcd(inta,intb);

intmain(){

intnum1,num2,result;

//输入两个整数

printf(Entertwopositiveintegers:);

scanf(%d%d,num1,num2);

//计算最大公约数

result=gcd(num1,num2);

//输出结果

printf(TheGreatestCommonDivisorof%dand%dis%d.\n,num1,num2,result);

return0;

}

//辗转相除法计算最大公约数

intgcd(inta,intb){

inttemp;

while(b!=0){

tem