程序设计基础a(1)实验指导书

1《程序设计基础》实验上机指导Ver2.0卢玲傅由甲曹琼重庆工学院计算机科学与工程学院２００６年7月2第一章实验目的及要求1.1实验目的《程序设计基础》是计算机专业的第一门专业基础课，课程开设的目的是帮助学生建立结构化程序设计的基本思想，通过课程的学习，使学生在尽可能短的时间里解决程序设计入门的问题，并为后继课程打下坚实的编程基础。实践课是本门课程的重要环节。实验内容以验证性实验和设计性实验相结合为主，以综合性实验为辅。实验过程中要求使用C语言独立进行程序的编写和调试。通过实验，主要要达到下述目的：1、加深对结构化程序设计思想的理解。2、熟练掌握用结构化程序设计的思想解题的一般性方法，尽快解决程序设计的入门问题，以本门课程为基础，为后续课程做好准备。3、熟悉VC++的编程环境，为今后学习C++和windows程序设计做铺垫。4、熟悉C语言的语法要素。通过大量的验证性实验，巩固学生在理论课上所学习的知识点。5、初步建立算法的概念，通过设计性和综合性实验，培养算法分析的能力。6、熟悉高级语言程序设计中程序的编写、调试、连接、运行的全过程。掌握程序调试的基本步骤，通过实验积累程序调试的经验。7、学习如何选择测试数据、如何根据运行结果及错误提示发现并排除程序中的错误，建立初步的软件测试观念。1.2实验具体要求学生在实验前必须作好上机的各项准备，按教师的要求进行上机实验。具体要求如下：1、根据实验指导书提前作好上机预习。必须携带准备好的源程序上机。程序可以是由教师布置安排的或是自编的。自编程序应书写整齐，并经人工检查无误，以提高上机效率。对程序中自己有疑问的地方，应作出记号，以便在上机时给予注意。2、必须携带教材及相关参考资料上机。3、调试程序的过程原则上应独立完成。独立上机是培养学生独立思维能力的一个方面，上机过程中出现的问题，一般应自己独立处理，不要轻易举手问教师。对常见的“出错信息”应尽快熟悉其含义，并在总结经验的基础上迅速排除常见的语法错误。34、在程序调试通过后，应作好程序清单和运行结果的记录，实验结束后，形成实验报告。实验报告应包括如下内容：（1）实验时间（2）实验内容（3）程序清单（4）运行结果及分析结论5、上机过程中严格遵守实验室纪律，养成良好的上机习惯。4第二章C语言的运行环境目前，可以运行和调试C语言的环境有很多，比如传统的TurboC环境，BolandC环境，以及后来开发的MicrosoftVisualC++等等。MicrosoftVisualC++6.0提供了相对较好的编辑、编译和调试环境，所以，本书采用该环境进行C语言程序的编译、调试和运行环境。2.1MicrosoftVisualC++6.02.1.1启动MicrosoftVisualC++6.0环境启动MicrosoftVisualC++6.0(为叙述方便,后面均简称VC)环境的常用方法有3种;双击桌面图标;从桌面左下角的“开始”菜单进入；从桌面左下角的“运行”功能中进入。1.通过双击中桌面图标直接启动VC环境在桌面上找到VC的图标，使用鼠标左键（为叙述方便，后面若没有特殊说明均指左键）进行双击，即可打开VC环境。2.从桌面左下角的“开始”菜单进入VC环境（1）用鼠标单击左下角的“开始”菜单；（2）将鼠标上移至“程序（P）”处；（3）然后将鼠标再水平右移，在下一级菜单中移至MicrosoftVisualStudio6.0处；（4）再将鼠标右移至下一级菜单上，并将鼠标上下移动到MicrosoftVisualC++6.0处，单击鼠标会出现如图2.1的情况，这就是编程时要用到的VC环境。3、从桌面左下角的“运行（R）”功能中进入VC环境（1）用鼠标单击桌面左下角的“开始”菜单；（2）将鼠标上移到“运行（R）”处，单击鼠标会出现一个“运行”对话框；（3）在弹出的对话框中键入msdev字样，然后单击“确定”即会出现如图2.1所示的VC键编程环境。5图2.1VC环境窗口2.1.2建立工程建立一个VC工程（Project）的步骤如下：（1）在如图2.1所示的VC环境窗口中单击File菜单项，然后选择New,就会出现如图2.2所示的对话框。0图2.2新建工程的对话框（2）此时编程者需要在工程类型列表中选择合适的工程类型，“程序设计基础”课程主要涉及到的是算法程序，所以一般选择Win32ConsoleApplication类型的工程就可以了。（3）在选择了合适的工程类型后，填写工程的名称，具体方法是在如图2.2所示对话框中的工程（或Projectname）编辑框中输入工程名称，HelloWorld，编6程者可以根据自已的需要和喜好输入其他名称。（4）然后再在位置（或Location）编辑框中的选择工程保存目录，并单击OK按钮，就会弹出如图2.3所示的对话框。图2.3选择Win32ConsoleApplication后的模板（5）在如图2.3所示的对话框中，列出了4种预设的工程模板，选择第1项Anemptyproject，然后单击完成（或Finish）按钮，会弹出如图2.4所示的新工程报告对话框。图2.4新工程报告对话框（6）从图2.4所示的对话框中可以看到新建工程的一些简要信息，确定信息准确无误后，单击确定（或OK）按钮，这样就成功地新建了一个VC工程。（7）现在观察一下VC的（New）Projects做了什么工作，图2.5显示了刚刚新建的HelloWord工程在VC环境中的情况，窗口左边部分是Workspace,它显示了有关工程的信息，包括类信息、资源信息、源文件信息等。单击下部的FileView，7在Workspace中可以看到3个目录：一般·cpp文件放在SourceFile中；头文件·h或·hpp放在HeaderFile中；资源文件放在ResourceFiles中；还可以建立自己的目录。图2.5新建HelloWorld工程的展开全貌2.1.3向已有工程中加入新文件（1）如果希望在上面已建的工程HelloWorld之中新建一个文件，可以单击文件（或File）菜单项，然后单击新建（或New）子菜单项，就会弹出如图2.6所示的对话框。图2.6新建文件对话框（2）在如图2.6所示的对话框中选择文件类型。例如：想要建立一个.c或.cpp8文件，那么可以选择C++SourceFile项目，如果想要建立一个.h文件，那么可以选择C/C++HeaderFile项目。（3）然后需要输入文件名称，这里输入SubCall,再选择文件保存的路径，最后确认选中添加工程（Addtoproject）复选框，并单击确定（OK）按钮，这样就成功的新建了一个名为SubCall.c的文件，并已加入到了前面已创建的HelloWorld工程之中。2.1.4编译、链接和运行程序按Ctrl+F7（Compile）键可以进行程序的编译，按F7(Build)键可以进行程序的编译、链接。编译、链接后，如果出现错误（Error）、警告（warning）等信息，按F4键可以直接跳转到错误、警告信息在源文件中所对应的行，便于编程者进行查看和修改，若继续按F4键，可依次跳转到相邻的下一个警告或错误之处，比较方便快捷。按Ctrl+F5（Execute）(或者直接按快捷按钮“”)键，可以直接运行程序（忽略断点，后面在2.2中会详细解释有关断点的内容）。按F5（GO）键可以在Debug模式下运行程序，会在一些预设的断点处停止运行。图2.7重点显示了最常用的快捷键按钮。9图2.7编译、链接和运行程序2.2MicrosoftVisualC++6.0调式工具介绍2.2.1设置编译器选项VC环境提供了编译器优化选项定制功能，系统的默认（缺省）设置已满足对程序性能（如运行速度和内存占用等方面）的一般需求，但是对于那些对程序性要求非常高的程序来说，有必要通过手工设置和调整一个工程的统译器优化选项，来适应在特定运行环境中达到最高的性能，例如：对于特定的CPU，选择不同的编优化方式可以达到比默认设置更好的性能，下面讲解如何调整几个常用的编译选项。（1）首先在VC环境窗口中选择工程（Project）菜单项中的设置（Settings）子菜单，会弹出如图2.8所示的对话框，由于要修改的编译选项，所以选择C/C++标签。编译链接停止链接直接运行调试运行插入、删除断点10图2.8工程设置（projectsetting）对话框（2）当需要选择一个一般优化目标的方法时，可以在分类（Category）下拉列表框中选定General。这个优化选项针对用户对应用程序的整体需求进行整体优化，用户可以通过调整编译选项使得程序的运行速度达到最优，或者是程序体积（文件的大小）实现最小，但如果用户还处于调试程序阶段。则应关闭所有的优化选项。（3）可以看到在如图2.9所示的优化（Optimizations）下拉列表框中，共有5项选择：Default,Disable[Debug],MaximizeSpeed,MinimizeSize和Customize。其中Disable[Debug]将关闭所有的优化选项；Default是提供一些快速简单的代码优化：MaximizeSpeed和MinimizeSize分别以最快运行速度和最小程序休积为目标进行优化；Customize优化选项提供了手工选项，适合高级用户的使用。图2.9优化（Optimizations）下拉列表框11（4）如果希望选择优化处理器和工程的默认调用规范，可以在分类（Category）下列表框中选定CodeGeneration,如图2.10所示，这部份的优化选项是针对具体运行环境进行设置：例如可以选择在某种类型的CPU上的性能最优，另外，还能修改一些默认的调用规范编译规则。这些内容可以作为初学者的一般了解内容。图2.10CodeGeneration界面（5）在Processor下拉列表框中可以选择80386、80486或Pentium等处理器代码生成。默认设置Blend*表示了一种折中的处理，这种处理侧重于Pentium组但增加了对前代处理器的选择优化。（6）在Callingconvention下拉列表框中可以选择3种调用规范：_cdecl*,_fastcall和_stdcall。调用规范决定了自左至右或自右至左的参数传递顺序、有关清除堆栈以及函数名字解释等。若想了解这3种调用规范的区别，可以通过查阅VC的联机帮助MSDN得到进一步的解释。（7）在Structmemberalingment下拉列表框中可以设置结构或联合成员的对齐边界，而Userun-timelibrary下拉列表框的功能我们这里不做讨论。2.2.2启动调试工具Debugger要启动Debugger，道先要确认工程类型是Win32Debug。方法是选择工程（Project）菜单项中的设置（Settings）子菜单，在弹出如图2.8所示的对话框中，选择SettingsFor下拉列表框中的Win32Debug选项。确定工程类型为win32Debug以后，选择VC菜单编译（Build）下的子菜单开始调试（StartDebug），再选择二级子菜单去（GO）；或者进接按F5键，就可以启动Debugger了。122.2.3几种常用的Debug操作表2.1显示了最常用的几种Debug操作。Debug操作动作说明快捷键GO启动Debugger,并执行程序，直到遇到一个断点或程序结束，或直到应用程序暂停等待用户输入F5StepInto启动Debugger,并逐行单步执行源文件，当所跟踪的语句包含一个函数或一个方法调用时，StepInto进入所调用的子程序中F11StepOut结束所调用子程序中的调试，跳出该子程序，与StepInto对应Shift+F11StepOver启动Debugger，并逐行单步执行源文件，当所跟踪的语句包含一个函数或一个方法调用时，StepOver不进入所调用的子程序中，而是直接跳过。F10RuntoCursor启动Debugger，并执行到光标所在的行Ctrl+F10Insert/RemoveBreakpoint在光标处插入/删除断点