上机实习基础知识|C语言程序设计实践教程

1.开发C程序的一般过程

（1）分析问题，确定算法

首先要对问题进行分析，找出合适的算法。所谓算法是指解决一个问题而采取的方法与步骤。解决一个问题的算法往往不是唯一的，要找出效率高而且比较简单的算法，然后将算法用流程图、自然语言等方式表示出来，这是关键的一步。

下面举例说明如何建立模型和确定算法。

在高度为100m的铁塔上平抛一物体，初速度v0=20m/s，求其运动轨迹（以0.1s为时间间隔，直到物体落到地面为止）。

分析：设坐标原点在塔底，物体初始位置是x=0，y=100。物体在时刻t的位置是：

这两个公式就是该问题的数学模型。求出物体运动轨迹的算法是：按以上公式，每隔0.1s计算一组x、y的值，直到y=0为止。

用自然语言描述算法：

步骤一 定义变量、赋初值。

步骤二 计算t=0.1时物体的坐标x、y并输出，然后t增加0.1。

步骤三 判断：如果y>0，则重复步骤二，否则结束。

用流程图描述算法：如图1-1所示。

图1-1 求平抛物体运动轨迹流程图

（2）编写程序

按照已确定的算法编写程序称为编码。编码完成后，要进行检查，发现并修改那些由于疏忽大意而造成的错误。

（3）上机调试

上机调试包括程序的编辑、编译、连接和运行，用“试验数据”进行测试，发现并排除程序中的错误。有人说“三分编程七分调试”，说明程序调试不仅重要，而且有时工作量也是很大的。

2.程序中的错误类型

程序中的错误可分为两类：语法错误和逻辑错误。

（1）语法错误

语法错误是指违背了C语言语法规则的错误。例如，语句末尾遗漏了分号、关键字拼写错误、参数类型或个数不匹配等。对这类错误，编译系统能够发现并显示出错信息，因此语法错误是不难排除的。需要注意的是：

· 有时系统提示的出错行并没有错误，而错误出现在上一行。

有时提示多条错误信息，实际上可能只有一、两处错误。例如，程序中所使用的变量未定义，编译时就会对含有该变量的所有语句显示出错信息，只要加上变量定义语句，后面的错误就自然排除了。因此，当提示多处错误时，应该从第一条错误开始修改。

（2）逻辑错误

逻辑错误是指程序中没有语法错误，但运行结果不对。这种错误较难发现，需要仔细查找。例如，计算 s=1+2+3+4+…+100，程序段如下：

其中没有语法错误，运行时却出现死循环。原因是循环时语句i++; 不能被执行，所以i的值不变，总是满足条件。循环体应该使用花括号构成复合语句：

还需要注意：程序中虽然没有语法错误和逻辑错误，但是运行时也可能出错。例如，有如下程序段：

运行时，如果为b的值输入0，0做除数则会出错。该程序不能经受各种数据的“考验”，不具有“健壮性”。修改方法是在第2行后加一条if语句，如果b的值等于0，则输出“除数为0”并终止程序的运行。(www.xing528.com)

3.程序测试

程序测试的目的在于发现程序中的错误。对于大型软件，要使用专门的测试技术和方法，要设计测试用例。在学习阶段开发的程序一般较小，只要通过一些简单的试验数据，将运行结果与预期结果进行比较，就可知道程序是否正确。

例如，计算前n个自然数之和的程序：

测试方法：运行程序，先输入3，输出结果为6，与预期结果一致；再运行一次，输入10，输出结果为55，又与预期结果一致，则说明程序正确。

4.程序中常见错误

（1）使用了未定义的变量。例如：

C语言程序中的所有变量必须“先定义、后使用”，定义就是说明变量的类型，系统为其分配相应的存储空间。应在函数体的开头加一条语句：int a, b;

（2）使用变量名时，忽视了大小写字母的区别。例如，定义了变量a，使用时写成A，实际上，它们是两个不同的变量。

（3）在scanf() 函数中，遗漏了取地址运算符&。

例如，把语句scanf("%d,%d", &a, &b); 写成了scanf("%d,%d", a, b);

（4）输入输出数据的类型与所用格式说明符不一致。这类错误编译时不显示出错信息，但运行结果不对，要格外注意。例如：

（5）误把赋值号当作等号使用。例如：

只要b不等于0，赋值表达式a=b的值就不等于0，因此总满足条件。即是说，无论a是否等于b，都输出a equal to b。

（6）忽视了字符与字符串的区别。例如：

（7）不该加分号的地方加了分号。例如：

（8）将最大下标等同于数组元素个数。由于数组元素的最小下标规定为0，所以最大下标等于元素个数减1，而不是元素个数。这类错误编译时不显示出错信息，但运行结果不对，要格外注意。例如：

5.常用库函数

C语言提供了丰富的库函数（或称标准函数）。了解库函数的功能、函数名、参数类型、参数个数及函数值的类型，就可以直接引用库函数。引用库函数要在程序中使用#include命令包含相应的头文件。常用的库函数列于表1-1和表1-2中。

表1-1 常用数学函数 (头文件math.h)

续表

表1-2 常用字符函数和字符串函数

C语言的库函数还有很多，有兴趣的读者可查阅附录1。