C语言程序设计和调试的探讨

黎自强 罗翠英

摘要:本文讨论了C语言的前缀++(前缀--)与后缀++(后缀--)运算符的优先级、C程序设计和调试的几点技巧,更好地让学生进一步学好C语言,掌握C语言程序设计,提高学生的软件开发能力。

关键词:C语言程序设计;运算符;优先级;二维数组

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

“C语言程序设计”课程对理工科专业学生来说,是一门非常重要的基础课程,但初学起来十分困难。其主要原因是:(1) C语言的数据类型和运算符多、表达式复杂;(2) 初学者在学习过程中必须暂时保留人的思维形式,使用计算机的程序模式工作。为了使学生学习好“C语言程序设计”这门课程,许多教育工作者对教学方法进行了深入的探索,积累了丰富的教学经验。例如:文献[1]介绍了C语言程序设计的案例教学方法,文献[2]讨论了C语言程序设计中关于自增和自减运算符的理解和编程要点。尽管如此,如何使学生能更好地掌握C语言程序设计仍然值得教育工作者进一步探索。本文将自增和自减运算符分为优先级不同的前缀++(前缀--)与后缀++(后缀--)两种运算符,给出若干程序设计和调试的技巧,使学生更好地掌握C语言程序设计。

2关于自增和自减运算符

如果C语言表达式存在自增或自减运算符,则其值的计算和表达式中变量值的改变很容易弄错。文献[3～5]规定前缀自增(自减)和后缀自增(自减)运算符的优先级相同,都大于算术运算符,结合方向是自右向左。它们的区别是:前缀自增(自减)是在使用前增加或自减少1,而后缀自增(自减)是在使用后增加或自减少1。作者在教学实践中发现:学生按上述规则并不容易读懂程序和编写程序。本文把前缀自增(自减)和后缀自增(自减)运算符看成两种运算符,且规定前缀自增(自减)运算符的优先级大于算术运算符,后缀自增(自减)运算符的优先级低于赋值运算符,仅高于逗号运算符。本文的这一规则比较适合我们常常使用的Turbo C编译系统,也容易被学生理解和掌握。

例1:若i=3,则执行赋值语句j=++i;时是将i的值先变为4,再赋值给j,j的值变为4;而执行赋值语句j=i++;时是先将i的值赋给j,j的值为3,然后i的值先变为4。

例2:若i=3,则执行赋值语句j=(i++)+(i++)+(i++);时是将三个i的值先加得12赋给j,j的值变12,然后i的值再三次增1变为6;而执行赋值语句j=(++i)+(++i)+(++i);时是先将i的值再三次增1变为6,然后将三个i的值相加得18赋给j,j的值为18。

例3:若i=3,则执行赋值语句printf(“%d”, -i++);时是将先输出i的相反数-3,然后i的值再增1变为4;而执行赋值语句printf(“%d”, -++i);时根据优先级相同的负号与前缀自增运算符为自右向左的结合方向,则是先将i的值增1变为4,然后再输出i的相反数-4。

值得注意的两个问题:

(1) 当一个变量出现在一个函数的多个参数中时,不能将自增或自减运算符作用于该变量,否则用本文规则不能正确计算表达式的值和输出结果。例如:若i=3,则执行赋值语句printf(“%d, %d”, i,i*i++);时其输出结果为(4,12);而执行赋值语句printf(“%d ,%d”, i*i++,i);时其输出结果为(12,3)。

(2) 当自增或自减运算符出现在逻辑表达式中时,自增或自减运算可能不被计算。例如:

若i=1,j=1,k=1,在计算表达式++i||++j&&++k时,因++i非0,不再计算++j&&++k部分,直接得到整个表达式的值为1,因此,计算表达式后,变量i的值为2,而j和k没有执行自增加运算,其值都为1。

基金项目:2006年湘潭大学校级精品课程基金(湘大教发[2007]20)。

作者简介:黎自强(1963-),男,教授,博士,研究方向为计算机图形学,计算机视觉,智能计算。罗翠英(1966-),女,湖南益阳人,湖南工业大学讲师,研究方向为计算机图形学。

3关于scanf()函数和实型二维数组

在C语言程序设计中,常常利用scanf()函数对二维实型数组赋值,例如:下面的程序段是从键盘输入10个数到二维实型数组x中。

voidmain()

{ int i,j;

float x[5][2];

for(i=1;i<5;i++)

for(j=1;j<2;j++)

scanf(“%f”,&x[i][j]);

for(i=1;i<5;i++)

for(j=1;j<2;j++)

printf(“%f”,x[i][j]);

}

上述程序在Turbo C2.0集成开发环境下编译和连接是没有错误的,但运行时出现如下错误信息:

scanf:floating point formats not linked

Abnormal program termination

解决的方法有两种,方法一:

(1) float x[10][2]—>float x[10][2], t;

(2) scanf(“%f”,&x[i][j]);—>{scanf (“%f ”, &t);x[i][j]=t;}

方法二:在scanf()函数的%f前面保留一个空格,即:scanf(“_%f”,&x[i][j]);

4关于getch()的妙用

4.1查看显示结果

一般,在Turbo C2.0集成开发环境下,运行C程序后即刻返回到编辑状态。如果想看到程序执行的结果,就必须按Alt+F5键。如果在程序的结束行前加一个语句getch();则程序运行暂停在显示结果的界面,按任意键才返回编辑状态。这样能让程序员更简捷地查看结果。

4.2调试程序

一个能够编译、连接和运行的C程序,只有在没有结构上的错误的前提下才能保证其结果正确。这一步是靠调试程序来完成。对于初学C语言程序设计的学生来说,迅速找出程序结构上的错误是一个至关重要的问题。一个简单、可行方法就是利用printf()和getch()的组合语句在关键点跟踪程序的执行。

例如:程序段1-14是求1+2+3+…+n的和(正整数n由文件输入)。

1#include

2main()

3{

4int i=0,n=0;

5long sum=0;

6FILE *fp=NULL;

7fp=fopen("in2.txt","r");

8if(fp!=NULL)

9 fscanf(fp,"%d",&n);

10 for(i=1;i<=n;i++);

11 sum=sum+i;

12printf("%ld ",sum);

13fclose(fp);

14}

当文件in2.txt中的数据为10时,运行程序得到的结果为11,不正确。为了迅速找到错误所在,在9行与10行之间插入两行语句:

printf("n=%d ",n);

getch();

再次运行程序,若屏幕上没有显示n=10,则就检查1-9行程序,直到屏幕上显示n=10为止;否则程序的错误是在10-13行,这时去掉在9行与10行之间插入的两行语句并将11行语句改成:

{ sum=sum+i;

printf("%ld ",sum);

getch();

}

再次运行程序,结果发现只要击一次键就会返回编辑状态,这就说明循环语句没有起到循环作用。检查出第10行末尾多了个“;”,去掉“;”并运行程序得正确值55。

4.3用于菜单选择

getchar()和getch()都可以从键盘接收字符,它们的区别是:(1)前者是一个函数,后者是一个宏名;(2)前者接收字符时,会将键入的字符回显到屏幕上;后者则不会将键入的字符回显,很适合于在菜单中进行选择。下面的程序段引自文献[2],它是判断某年是否为润年,但在标号语句处有一个结构错误,文献[2]是将标号为error 的语句改为getchar(),ch=getchar();,本文给出一种不同的修改方法:将标号为error 的语句改为getch()。

# include

main( )

{

int ch;

int year;

do {

printf("please input year: ");

scanf("%d", &year);

if(year%4 ==0 && year% 100!=0||year%400== 0)

printf("YES %d ",year);

else

printf("NO%d ", year);

printf("Y--continue, any key--exit ");

error: ch=getchar ( ) ;

} while (ch = = ‘Y || ch = = ‘y);

}

4结束语

C语言程序的编写和调试是初学者学习“C语言程序设计”课程中遇到的难点中的两个。掌握C语言运算符的优先级和结合方向是初学者正确编写C语言程序代码的前

提。本文通过把前缀++(前缀--)与后缀++(后缀--)运算符理解为优先级不同的两个运算符,能使初学者,尤其是非计算机专业的学生,更好地掌握其表达式的计算,进而正确设计出高效的C程序。同时,介绍的几点C程序调试技巧能在一定程度上提高初学者的程序调试能力。

参考文献:

[1] 徐萍,宫丽华. “C语言程序设计”课程教学改革的实践和探讨[J]. 电脑知识与技术,2008,4(1):160-162.

[2] 陈仲民. 关于C语言教学方法和程序设计的探讨[J]. 计算机教育[J]. 2007(6):3-6.

[3] Kernighan B W, Ritchie D M. The C Programming Language[M]. 2nd ed. Pearson Educatin,2006.8.

[4] 谭浩强. C程序设计[M]. 2版. 北京:清华大学出版社,1999.

[5] 王秀贵,曹江连. C语言程序设计教程[M]. 北京:中国铁道出版社,2007.