程序设计实验大纲

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）独立撰写实验报告的能力。

三、实验课教学基本要求1．C++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，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Ｃ++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。

⎰-+11)(sin dx e x x（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。

|)cos(||)||sin(|y x y x ++（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'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: if …else …, switch …（2）掌握C++的循环结构语句的使用，如: while …, do …while …, 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 ...)12()!(2)!2(...5423132arcsin 221253++++⋅⋅⋅⋅+⋅+≈+n n x n x x x x n n 。

（5）用牛顿法求方程0634223=-+-x x x 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,...1321,813,58,35,23,12（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1～9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5＋55＋555＋5555＋55555＋555555＋5555555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s[0]与s[9]互换，s[1]与[8]互换，...，s[4]与s[5]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）111 12 1 13 3 1 14 6 4 1 15 10 10 5 1 … …（5）用弦截法求一元方程0)(=x f 在区间[]10,x x 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 *string);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X k。

（2）Ackermann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。