程序设计实验大纲

1、附件：“计算机程序设计”实验教学大纲英文名称：C+ Programming Language课程中文名称：计算机程序设计课程英文名称：Computer Programming课程编号：COMP1001实验学时：32学时，本课程总学时为64学时,实验学时占总学时的50%。学分：课程总学分为3适用专业：一、二年级学生先修课程：大学计算机基础开课学院：电信学院开课学期：春、秋季教材及实验指导书：1崔舒宁编著，Visual C2008程序设计，交大教材科，2012年一、实验课程简介本实验旨在使学生了解程序设计语言的基本知识，掌握程序设计的编程方法与调试技术。其实验内容分为二个部分，第一，介绍程序设计语

2、言基础，包括程序设计语言概述、数据类型、运算符和表达式、控制结构、数组类型、函数、编译预处理、结构体和共用体、指针和文件；第二部分为介绍面向对象技术，包括类和对象、继承与派生、多态性、模板。二、实验课性质、目的和任务性质：“计算机程序设计”是面向非计算机类各专业的必修计算机类基础课程，实验在这门课程的教学中具有重要的作用，是课程的重要组成部分。目的：帮助学生理解和掌握课程内容，训练学生的编程能力和程序调试能力。任务：（1）培养学生C/C+程序设计能力，涵盖C/C+的基本理论和知识。（2）软件测试与调试的能力，学会C/C+程序的基本调试技术。（3）分析问题、解决问题的能力。（4）独立撰写实验报告

3、的能力。三、实验课教学基本要求1C+语言基础知识掌握变量与常量的定义与使用方法；掌握基本数据类型和表达式的使用方法，掌握C+的基本语句。理解结构化和面向对象程序设计的基本思想和有关概念，掌握C+程序的基本框架和上机调试计算机程序的过程。2数组、指针与引用掌握数组的定义、初始化和访问方法；掌握字符串使用方法；理解指针和引用的概念，掌握指针使用方法，理解指针与数组的关系，了解动态内存管理方法。3函数掌握函数的定义与函数调用方法，理解变量的生命周期、作用域和存储类别（自动、静态、寄存器、外部），掌握C+库函数的使用方法。4类与对象的基础知识理解类与对象的基本概念，掌握类及其成员的声明、定义、访问方法

4、，对象的创建与使用方法；掌握构造函数与析构函数的定义与使用；掌握静态数据成员与静态成员函数的定义与使用。5类的复用掌握类的组合语法；掌握派生类的定义和访问权限，类的数据成员与成员函数的继承；理解多态性概念及虚函数机制的要点；了解运算符重载。6输入/输出流理解C+流的概念，掌握数据的格式输入输出，掌握文件的I/O操作。7综合程序设计能力掌握利用所学到的面向对象的程序设计方法，编制含有多个类的程序；掌握根据实际问题和给定的算法，设计类结构并编码实现，解决小型问题。8程序调试掌握C+程序调试的基本方法；理解程序错误的种类和产生的原因，掌握排除语法错误的基本技能；掌握程序调试的基本技能（如设置断点、单

5、步执行、查看中间运行结果等）。四、实验教学的内容与基本要求1实验项目名称：C+集成开发环境的使用实验目的：（1）掌握集成开发环境的使用方法；（2）了解+程序的基本特点。实验内容提要：（1）熟悉Visual C+集成开发环境。（2）编写一个计算矩形面积的程序。（3）编写乘法计算器程序。（4）编写生日卡程序，使其能够输入和显示日期。（5）使用梯形法计算下式定积分的值。（6）编写一个计算矩形面积的程序。2实验项目名称：基本数据类型及其运算实验目的：（1）掌握整型、长整型、浮点型、双精度型和字符型等数据类型；（2）掌握各种数据类型的基本概念；（3）掌握常数和变量的使用方法。实验内容提要：（1）输入三个

6、实数，检验其能否构成一个三角形。（2）输入两个角度值x、y，计算如下式子的值。（3）编写一个程序，要求完成以下要求：1) 提示用户输入任意的3个小数；2) 显示这三个小数；3) 将这三个小数相加，并显示其结果；4) 将结果按四舍五入方法转换成整数并显示。（4）从键盘输入任意三个整数，然后输出这三个数并计算其平均值。（5）编写一个程序，将字符串“Love”译成密码，译码方法采用替换加密法，其加密规则是：将原来的字母用字母表中其后面的第3个字母的来替换，如字母c就用f来替换，字母y用b来替换。提示：分别用4个字符变量来存储'L'、'o'、'v'和&#

7、39;e'，利用ASCII表中字母的排列关系，按照译码方法对各个变量进行运算后输出即可。3实验项目名称：选择及循环程序设计实验目的：（1）掌握C+的选择结构语句的使用，如: ifelse, switch（2）掌握C+的循环结构语句的使用，如: while, dowhile, for.实验内容提要：（1）编写计算n的阶乘程序。（2）计算1!+2!+3!+10!。（3）编写程序求斐波那契数列的第n项和前n项之和。（4）编程求 。（5）用牛顿法求方程在1.5附近的根。（6）求解猴子吃桃问题。（7）编写一个程序，寻找用户输入的几个整数中的最小值。并假定用户输入的第一个数值指定后面要输入的数值个

8、数。例如：当用户输入数列为： 5 20 15 300 9 700时，程序应该能够找到最小数9（8）有一分数序列（即后一项的分母为前一项的分子，后项的分子为前一项分子与分母之和），求其前n项之和。（9）求a+aa+aaa+aaaa+. .+aa.a（n个），其中a为19之间的整数。例如：当a = 1, n = 3时，求1+11+111之和；当a = 5, n = 7时，求5555555555555555555555555555之和。（10）猜幻数游戏。由系统随机给出一个数字（即幻数），让游戏者去猜，如果猜对，则打印成功提示；否则，打印出错提示，并提示游戏者选择下一步动作，最多可以猜5次。4实验项

9、目名称：数组与字符串的输入和输出实验目的：（1）掌握一维、二维数组的定义和使用方法（2）掌握字符数组和字符串处理的库函数（3）掌握结构体类型的定义与使用方法实验内容提要：（1）使用数组来求斐波那挈数列的第n项和前n项之和。（2）编写程序计算矩阵的转置。（3）使用数组编写一个统计学生课程平均分的程序：输入6个学生的学号和3门课程的成绩（整数形式），统计每个学生3门课程的平均分（整数形式），最后输出统计结果。输出格式：学号高数英语体育平均分-（4）编写一个程序，要求用户输入一个十进制正整数，然后分别转换成为二进制数、八进制数和十六进制数输出。（5）输入10个字符到一维字符数组s中，将字符串置逆。即

10、s0与s9互换，s1与8互换，.，s4与s5互换，输出置逆后的数组s。（6）替换加密(恺撒加密法)：加密规则是：将原来的小写字母用字母表中其后面的第3个字母的大写形式来替换，大写字母按同样规则用小写字母替换，对于字母表中最后的三个字母，可将字母表看成是首未衔接的。如字母c就用F来替换，字母y用B来替换。请将字符串“I love you”译成密码。5实验项目名称：函数的声明、定义和调用实验目的：（1）掌握函数定义及函数调用；（2）掌握函数间参数传递方式（值方式和引用方式）；（3）掌握库函数的使用。实验内容提要：（1）编写字符串反转函数mystrrev( )，该函数的功能为将指定字符串中的字符顺序

11、颠倒排列。然后再编写主函数验证之。（2）编写一组求数组中最大最小元素的函数。（3）编写函数isprime(int a)用来判断变量a是否为素数，若是素数,函数返回1，否则返回0。调用该函数找出任意给定的n个整数中的素数。（4）打印出以下的杨辉三角形（要求打印出10行）11112113311464115101051 （5）用弦截法求一元方程在区间之间的一个根。（6）编写字符串查找函数。（7）编写一组函数来实现词频统计功能。6实验项目名称：指针的声明和使用实验目的：（1）掌握指针的概念，学会定义指针变量和使用指针变量进行间接引用；（2）掌握数组的指针和指向数组的指针变量；（3）掌握二维数组中行指针

12、的概念和使用。实验内容提要：（1）使用指针编写一个对整型数组进行排序的函数，排序方法使用例4-6的交换排序法（冒泡排序法）。（2）编写程序，将某一个输入的位数不确定的正整数按照标准的三位分节格式输出，例如，当用户输入82668634时，程序应该输出82,668,634。（3）编写程序，把10个整数1、2、10赋予某个int型数组，然后用int型指针输出该数组元素的值。（4）用指针编写一个程序，当输入一个字符串后，要求不仅能够统计其中字符的个数，还能分别指出其中大、小写字母、数字以及其他字符的个数。（5）编写一个函数, 用于将一个字符串转换为整型数值。其原型为: int atoi(char *s

13、tring); 其中参数string为待转换的字符串(其中包括正、负号和数字)，返回值为转换结果。（6）编写一个函数，用于生成一个空白字符串，其原型为:char *mystrspc(char *string, int n);其中参数string为字符串，n为空白字符串的长度 (空格符的个数)。返回值为指向string的指针。7实验项目名称：函数和指针程序设计实验目的：（1）掌握函数调用的方法；（2）掌握函数的递归调用方法；（3）掌握函数调用中参数的值传递和地址传递方法和含义。实验内容提要：（1）使用递归算法编写如下程序：对于任意给定的实数X和整数k>0，计算Xk。（2）Ackermann

14、函数ack(m,n)由以下递归定义：ack(0, n)=n+1ack(m, 0)=ack(m-1, 1)ack(m, n)=ack(m-1, ack(m, n-1) 其中m>0, n>0编写一个计算此函数的递归程序。（3）使用递归算法编写求斐波那契数列的第n项的函数，并编出主函数进行验证。（4）编写一个求立方的函数cube，并重载它，使之可以对输入的整型量和实型量数值求立方。（5）重载判断两个数值大小的函数max，这些数值可能是整型数、实型数和字符型，函数的返回值为两个数值中的最大值。（6）编写一个函数，用于去掉字符串尾部的空格符，其原型为:char *mytrim(char *s

15、tring);其中参数string为字符串，返回值为指向string的指针。（7）编写一个函数，用于去掉字符串前面的空格，其原型为:char *myltrim(char *string);其中参数string为字符串，返回值为指向string的指针。（8）编写一个程序，当输入一个整数以后，可以转换成相应的英文单词输出。如：123转换成one hundred twenty three.（9）用牛顿法或者二分法编写一个求方程f(x)=0在区间a,b中的实根的函数, 其原型为: double equation(double (*func)(double), double a, double b, d

16、ouble eps);其中参数func, a和b分别为求根函数和区间两端点, eps为精度。8实验项目名称：结构体的使用实验目的：（1）掌握结构体、枚举等自定义数据类型的定义与使用方法。（2）理解并应用“自顶向下，逐步求精”的结构化程序设计方法来解决复杂问题。实验内容提要：（1）输入某小组7个人的姓名、性别、出生年份等信息，统计男女人数以及1988年以后（含1988年）出生的人数。（2）定义一个名为Circle（圆）的结构体，其数据成员是圆的外接矩形的左上角和右下角两点的坐标，计算该圆的面积。（3）读入5个用户的姓名和电话号码，按姓名的字典顺序排列后，输出每个用户的姓名和电话号码。（4）口袋中

17、有红、黄、蓝、白、黑五种颜色的小球若干个。如果每次都从口袋中取出3个不同颜色的小球。问有多少种取法？要求使用枚举类型来表示小球的颜色。（5）用自顶向下、逐步求精的程序设计方法找出210000之内的所有完全数。9实验项目名称：类的基本定义方法和使用实验目的：（1）掌握类的定义和使用。实验内容提要：（1）定义一个Dog类，包含name、age、sex、weight等属性以及对这些属性操作的方法。实现并测试这个类。（2）设计并测试一个名为Ellipse的椭圆类，其属性为外接矩形的左上角与右下角两个点的坐标，并能计算出椭圆的面积。（3）仿照Date类设计一个Time类，可以设置时间、进行时间的加减运算

18、、按各种可能的格式输出时间。（4）合并Date类和Time类为一个DateAndTime类，修改相应的成员函数，当时间递增到新的一天时，应能够修改日期值。10实验项目名称：构造函数和数据成员的初始化实验目的：（1）掌握构造函数的使用。（2）掌握指向对象的指针的使用。（3）了解析构函数。实验内容提要：（1）定义一个Dog类，包含name、age、sex、weight等属性，设计一个构造函数，可以对这些属性进行初始化。实现并测试这个类。（2）设计并测试一个名为Ellipse的椭圆类，其属性为其圆心坐标以及半长轴和半短轴的长度。设计一个构造函数对这些属性进行初始化，并通过成员函数计算出椭圆的面积。（

19、3）仿照Date类设计一个Time类，设计多个重载的构造函数，可以设置时间、进行时间的加减运算、按各种可能的格式输出时间。（4）合并Date类和Time类为一个DateAndTime类，修改相应的成员函数，当时间递增到新的一天时，应能够修改日期值。11实验项目名称：从一个类派生另一个类实验目的：（1）掌握不同继承方式下对基类的成员的访问的控制。实验内容提要：（1）从类Person中派生出一个教师类，新增的属性有：专业、职称和主讲课程（一门），并为这些属性定义相应的方法。（2）许多研究生既有学生的属性，又有教师的属性。试通过多重继承说明一个研究生类。（3）修改例11-5，从Point类中派生出一

20、个Line类。Line类增加一个数据成员EndPoint，计算线的长度。试比较一下与直接使用Point类来构造Line类的不同之处。（4）从Date类和Time类派生一个DateAndTime类，修改相应的成员函数，当时间递增到新的一天时，应能够修改日期值。12实验项目名称：虚函数的定义和运算符的重载实验目的：（1）掌握使用虚函数实现多态性；（2）掌握运算符重载的方法。实验内容提要：（1）定义一个类Base，该类含有虚函数display，然后定义它的两个派生类FirstB和SecondB，这两个派生类均含有公有成员函数display，在主程序中，定义指向基类Base的指针变量ptr，并分别定义

21、Base、FirstB、SecondB的对象b1、f1、s1，让ptr分别指向b1、f1、s1的起始地址，然后执行这些对象的成员函数display。（2）扩充例12-6，从中派生出一个正方形类和圆柱体类，写一个测试程序，输出正方形的面积和圆柱体的体积。提示：正方形数据成员：一个顶点和边长；圆柱体数据成员：圆和高。（3）扩充实例编程中的日期类，为Date类增加一个成员函数，可以判断一个日期是否是系统当前日期。从键盘输入你的生日，如果今天是你的生日则显示：“Happy Birthday!”，否则显示“还有xx天是你的生日”或“你的生日已经过去了xx天，明年的生日要再等yy天”。13实验项目名称：模

22、板与异常处理程序设计实验目的：（1）理解函数模板和类模板的概念。（2）能够编写包含函数模板和类模板的程序。（3）正确理解C+的异常处理机制。（4）学习异常处理的定义和执行过程。实验内容提要：（1）编写一个求绝对值的函数模板，并测试。（2）请将例4-6的冒泡排序法改写成模板函数并编写一个程序进行测试。（3）例13-6中所定义的通用栈类实际上是不完善的，如无法根据用户需求改变栈的大小，没有提供栈满溢出无法压入和空栈无法弹出提示等，请改进该程序。（4）C+中的数组类型比较简单，它的下标只能从0开始，没有负数下标，而且没有数组越界检查。请用类模板设计一个newArray类，该类的对象可以是整型、浮点型

23、、字符型等任何元素类型的数组，而且当访问数组成员时，如果下标越界，程序可以报错并终止。如下是一些例子：newArray <int> A1(3)/同传统类型的整型数组/包含5个元素的浮点型数组，其成员为A2-2, A2-1, A20, A21, A22newArray <float> A2(-2, 3) 请编写一个测试程序。（5）例5-1给出的求阶乘n!的函数，当用户的输入太大时（如50），会出现错误，请编写一个程序，使用异常处理机制来解决这一问题。14实验项目名称：标准库和输入输出流实验目的：（1）掌握C+语言输入和输出操作的方法；（2）掌握C+的流和流类库的使用方法。

24、实验内容提要：（1）编写一个程序，分别用不同的域宽（010）打印出整数12345和浮点数1.2345。观察当域宽小于数值的实际需要的域宽时会发生什么情况。（2）编写一个程序，将华氏温度0度212度转换为浮点型摄氏温度，浮点数精度为3。转换公式如下：Celsius = 5.0 / 9.0 * (Fahrenheit-32)；输出用两个右对齐列，摄氏温度前面加上正负号。（3）编写一个程序，打印出ASCII字符集中码值为33126的字符的ASCII码表。要求输出十进制值、八进制值、十六进制值以及码值所表示的字符。（4）修改例14-9的程序，重载>>运算符，使其能够直接使用cin语句输入Date类对象。（5）编写一个程序，可以读入一个C+语言的源文件，每一行加上行号后保存到另一个后缀为.prn的同名文件中。15实验项目名称：综合程序设计实验目的：掌握利用所学到的面向对象的程序设计方法，编制含有多个类的程序；掌握根据实际问题和给定的算法，设计类结构并编码实现，解决小型问题。实验内容提要：编写一个简单电话管理程序。16实验项目名称：顺序表的操作实验目的：（1）掌握线性表的两种存储结构的C+ 定义：一种是顺