C語言程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教學(xué)案例分析

秦春娣 黃曉偉

【摘要】 ? ?C語言程序設(shè)計(jì)作為高職計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)語言，在整個(gè)課程中的相當(dāng)重要的。學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計(jì)不僅能讓學(xué)生了解基本的程序設(shè)計(jì)概念，還能讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用編程語言的代碼結(jié)構(gòu)，更能讓學(xué)生學(xué)會(huì)編程的思想。為后續(xù)學(xué)習(xí)其他語言：如JAVA、Python等語言打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的C語言學(xué)習(xí)都是通過語法學(xué)習(xí)，加上小的案例來講解的，缺乏對(duì)實(shí)際生活中案例的整體框架編程設(shè)計(jì)。針對(duì)上述情況，下面將通過生活實(shí)際案例，應(yīng)用C語言程序設(shè)計(jì)判斷身份證號(hào)校驗(yàn)碼項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)案例分析。

【關(guān)鍵詞】 ? ?身份證號(hào) ? ?校驗(yàn)碼 ? ?項(xiàng)目化教學(xué)

引言：

C語言從上個(gè)世紀(jì)70年代誕生至今將近50年，它仍舊活躍在信息技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。在信息技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，一項(xiàng)技術(shù)生存了50年仍保青春，不得不說，C語言是一種功能強(qiáng)大，生命力強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)語言。如此功能強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，有著豐富的數(shù)據(jù)類型，有著基本的語言結(jié)構(gòu)，有著順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本技能。傳統(tǒng)的C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)是采用小程序設(shè)計(jì)為案例的，它如何與面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言銜接呢？我們的課程采用項(xiàng)目化教學(xué)就非常有必要了。

一、案例背景

在項(xiàng)目化教學(xué)案例的設(shè)計(jì)過程中，如果缺少與實(shí)際生活相關(guān)的例子，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中就會(huì)缺少學(xué)習(xí)的動(dòng)力。那么老師在設(shè)計(jì)“C語言程序設(shè)計(jì)”項(xiàng)目化案例時(shí)，根據(jù)日常生活實(shí)際問題具體情景進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)。

本案例我們應(yīng)用C語言程序設(shè)計(jì)對(duì)身份證號(hào)校驗(yàn)碼驗(yàn)證的項(xiàng)目來分析，通過對(duì)18位身份證號(hào)碼的組成原理，校驗(yàn)碼的檢驗(yàn)真?zhèn)嗡惴皩?shí)現(xiàn)身份證號(hào)校驗(yàn)碼的項(xiàng)目設(shè)計(jì)來講解。

二、身份證號(hào)碼有關(guān)知識(shí)

2.1身份證號(hào)的組成

公民身份證號(hào)碼是按照一定的規(guī)則組成的，它由十七位數(shù)字和一位校驗(yàn)碼構(gòu)成。從左至右一到六位數(shù)字是地址碼，七至十四數(shù)字是出生日期碼，十五至十七數(shù)字是順序碼，最后一位為校驗(yàn)碼。十八位數(shù)字我們可以用字母來表示：ABCDEFYYYYMMDDXXXR。

1、地址碼（ABCDEF）：表示常住戶口所在省、市、區(qū)的行政代碼。比如：340000表示安徽省;340100 表示安徽省合肥市;340101 表示安徽省合肥市市轄區(qū)。

2、出生日期碼（YYYYMMDD）：表示該人員的出生年月日，比如：2020年1月11日出生的人員，出生日期碼為：20200111，月份和日期不足兩位的，我們在前面加0，數(shù)字之間是不用分隔符的。

3、順序碼（XXX）：表示是對(duì)身份證號(hào)前六位相同（同一個(gè)地區(qū)內(nèi)），又是同年同月同日出生的人員編定的順序碼，奇數(shù)代表是男性，偶數(shù)代表是女性，可以更好的區(qū)別男女。

4、校驗(yàn)碼（R）：根據(jù)前面17位數(shù)字，按照校驗(yàn)碼計(jì)算方法得出一位數(shù)。

2.2校驗(yàn)碼的計(jì)算方式

1、根據(jù)前面17位數(shù)字進(jìn)行加權(quán)求和：公式：S=Sum（Ai*Wi），i=1至17，其中Ai為第i位置上身份證號(hào)碼數(shù)字值，Wi為第i位置上的加權(quán)因子，相應(yīng)的17位加權(quán)因子：7 9 10 5 8 4 2 1 6 3 7 9 10 5 8 4 2。

身份證號(hào)碼上每一位數(shù)字與相應(yīng)的加權(quán)因子相乘的積相加，計(jì)算出總和S。

2、用11對(duì)計(jì)算結(jié)果取模 Y=mod（S，11） ，S除以11，看得到的余數(shù)。余數(shù)Y有0至10共11個(gè)數(shù)字。

3、按照模的值對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)碼如下圖：

2.3校驗(yàn)碼出現(xiàn)‘X

根據(jù)上表的對(duì)應(yīng)關(guān)系，我們發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)碼有11個(gè)，如果我們用數(shù)字0到9來表示，就缺少一位。用二位數(shù)字來表示的話，身份證號(hào)就變成19位了。因?yàn)棰嗔_馬數(shù)字的10，所以這里用X來代替其中一位校驗(yàn)碼。這樣可以保障公民身份證號(hào)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)

3.1開發(fā)環(huán)境

開發(fā)語言：C語言

開發(fā)工具：Code：：Blocks/Dev-C++

3.2項(xiàng)目需求

輸入身份證號(hào)碼，以字符串的形式放入字符數(shù)組中，調(diào)用判斷身份證號(hào)號(hào)碼函數(shù)，首先判斷位數(shù)是否為18位，接著判斷除最后一位可以是大寫X或小寫x以外，其他位必須是數(shù)字，滿足以上二個(gè)條件后，再來判斷最后一位校驗(yàn)位是否正確。如果以上條件都能滿足，那么我們就判斷身份證號(hào)碼是合法的，否則為不合法。

3.3數(shù)據(jù)類型

本案例中，我們將應(yīng)用到了int char long的數(shù)據(jù)類型，加權(quán)因子采用整型數(shù)組，校驗(yàn)碼和身份證號(hào)碼都采用字符數(shù)組的類型。

3.4涉及的知識(shí)點(diǎn)

本程序用到C語言基礎(chǔ)知識(shí)，所涉及到的知識(shí)點(diǎn)如下：

（1）stdio.h、string.h和ctype.h頭文件的引入;

（2）用戶自定義函數(shù)及函數(shù)的調(diào)用;

（3）數(shù)組的定義和初始化，缺省數(shù)組的大小時(shí)，必須初始化數(shù)據(jù)，編譯器會(huì)自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)的大小。如：int R[] ={7， 9， 10， 5， 8， 4， 2， 1， 6， 3， 7， 9， 10， 5， 8， 4， 2 }; //加權(quán)因子;

（4）調(diào)用字符串長度函數(shù)strlen（），計(jì)算字符長度;調(diào)用數(shù)字判斷isdigit（）函數(shù);

（5）字符轉(zhuǎn)換為數(shù)值功能，如0-48=0 字符‘0變成數(shù)值0;

（6）gets（）可以接受帶有空格的字符，而scanf（）函數(shù)遇到空格就截?cái)?，我們要理解兩者之間的區(qū)別;

（7）%，取模運(yùn)算就是自然數(shù)學(xué)中的求余數(shù)，參與取模運(yùn)算的兩個(gè)操作數(shù)都是整型數(shù)。

四、項(xiàng)目編碼

4.1核心算法分析

函數(shù)是完成某個(gè)特定功能的模塊代碼。通過調(diào)用模塊代碼完成某項(xiàng)功能。我們定義了一個(gè)身份證驗(yàn)證函數(shù)，用來檢測輸入的字符串身份證號(hào)碼的有效性。最后一位校驗(yàn)碼是根據(jù)前面 17 位數(shù)字碼，按照 ISO 7064：1983.MOD 11-2 校驗(yàn)碼計(jì)算出來的校驗(yàn)碼。

我們采用用戶自定義函數(shù)Chk18PaperId函數(shù)來完成身份證號(hào)校驗(yàn)過程。

在Chk18PaperId函數(shù)中我們首先對(duì)字符串身份證碼進(jìn)行位數(shù)的判斷，如果字符串長度不等于18位，那么我們直接返回，判定該身份證號(hào)碼為不合法。在字符串長度為18位的基礎(chǔ)上，我們再來判斷每一位是否是數(shù)字字符或者最后一位是羅馬數(shù)字X，這里為了方便，我們直接用英文字母X來表示。滿足以上兩個(gè)條件之后，我們再來判斷最后一位校驗(yàn)碼是否正確。

假設(shè)某一身份證號(hào)前17位：

17位數(shù)字 ?3 2 0 6 2 1 1 9 9 5 0 7 1 8 3 0 2

加權(quán)因子 ?7 9 10 5 8 4 2 1 6 3 7 9 10 5 8 4 2

根據(jù)加權(quán)求和公式S = Sum（Ai * Wi），計(jì)算17位數(shù)字各位數(shù)字與對(duì)應(yīng)的加權(quán)因子的乘積的和S：3×7+2×9+0×10+6×5+2×8+1×4+1×2+9×1+9×6+5×3+0×7+7×9+1×10+8×5+3×8+0×4+2×2=310;

計(jì)算S÷11的余數(shù)T：310 % 11=2;余數(shù)0-10對(duì)應(yīng)校驗(yàn)碼為[1， 0， X ， 9， 8， 7， 6， 5， 4， 3， 2]，

那么該身份證號(hào)碼的第18位校驗(yàn)碼就是X。

4.2完整代碼

#include //輸入輸出函數(shù)scanf（）和printf（）包含在頭文件里面

#include //字符串長度函數(shù)包含在頭文件里面

#include //字符分類函數(shù)頭文件

int Chk18PaperId （const char *sPaperId） //函數(shù)用來判斷身份證號(hào)校驗(yàn)碼是否合法

{ long lSumQT =0;

int R[] ={7， 9， 10， 5， 8， 4， 2， 1， 6， 3， 7， 9， 10， 5， 8， 4， 2 }; //加權(quán)因子

char sChecker[11]={'1'，'0'，'X'， '9'， '8'， '7'， '6'， '5'， '4'， '3'， '2'}; //校驗(yàn)碼

if（ 18 ！= strlen（sPaperId）） return -1; //檢驗(yàn)長度

int i=0; ? ? ? ?//校驗(yàn)數(shù)字

for （i=0; i<18; i++）

{ ? if （ ！isdigit（sPaperId[i]） && ?。ǎ?X' == sPaperId[i] || 'x' == sPaperId[i]）&& 17 == i） ）

{ ?return -1;//如果身份證號(hào)碼中某一位不是數(shù)字或者X 的話，則返回-1，失敗}}

for （i=0; i<=16; i++）//驗(yàn)證最末的校驗(yàn)碼

{ ? ?lSumQT += （sPaperId[i]-48） * R[i];}

if （sChecker[lSumQT%11] ！= sPaperId[17] ）

{ return -1;}

return 0; ?}

int main（void）

{ char Personal_ID[18];

printf（"請(qǐng)輸入一個(gè)身份證號(hào)碼：＼n"）;

gets（Personal_ID）; ? ? //用戶輸入一個(gè)字符串身份證號(hào)碼

if（！Chk18PaperId（Personal_ID）） ?printf（"合法＼n"）; ?//調(diào)用自定義校驗(yàn)碼函數(shù)

else ?printf（"不合法＼n"）;

return 0;}

五、結(jié)論

C語言本身提供了強(qiáng)大的算法功能，而且還提供項(xiàng)目實(shí)踐功能。我們對(duì)C語言程序設(shè)計(jì)進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)，在教學(xué)案例設(shè)計(jì)中根據(jù)高職學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出符合學(xué)生的C語言項(xiàng)目教學(xué)案例，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)C語言解決各種實(shí)際問題的能力。

參 ?考 ?文 ?獻(xiàn)

[1]許芝卉，李建華.關(guān)于C語言程序設(shè)計(jì)題自動(dòng)評(píng)分算法的探究，山西大同大學(xué)報(bào)，2020（10）.

[2]唐小健.探究C語言程序設(shè)計(jì)在項(xiàng)目實(shí)踐中的技巧應(yīng)用，電腦編程技術(shù)與維護(hù)，2020（11）.

[3]周軍強(qiáng).C 語言程序設(shè)計(jì)課程項(xiàng)目化教學(xué)研究，福建電腦，2020（04）.

[4]俞騁.項(xiàng)目教學(xué)法在技校C語言教學(xué)中的實(shí)證研究，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2019（14）.

[5]林劍.C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)探索，課程教育研究，2019（02）.

秦春娣（1981-），女，江蘇常州人，實(shí)驗(yàn)師，工程師，本科，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用;

黃曉偉（1981-），男，江蘇常州人，副教授，研究方向：工業(yè)自動(dòng)化控制。