結(jié)合實(shí)例開(kāi)展C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)

仲 冰

（鹽城工學(xué)院信息工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224051）

0 引言

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)不僅是計(jì)算機(jī)大類中各專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，而且是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)的主要程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程之一。這門課程不僅要求學(xué)生掌握傳統(tǒng)意義上的程序編寫，更要求學(xué)生轉(zhuǎn)換求解問(wèn)題時(shí)的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。這門課程主要包括C語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)和程序設(shè)計(jì)的基本方法。

以實(shí)際問(wèn)題的求解過(guò)程為引導(dǎo)，以實(shí)際應(yīng)用為背景，在一個(gè)實(shí)際案例的不斷深化中逐步引出相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，努力貼近學(xué)生，使知識(shí)點(diǎn)更加通俗易懂，案例內(nèi)容能夠緊密結(jié)合實(shí)踐，并引導(dǎo)學(xué)生舉一反三、融會(huì)貫通。

在實(shí)際教學(xué)中，案例可以選擇貼近學(xué)生日常生活的內(nèi)容，例如，學(xué)生信息管理系統(tǒng)、學(xué)生食堂管理系統(tǒng)、學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)；或是社會(huì)的熱點(diǎn)話題，如近期的東京奧運(yùn)會(huì)、河南洪水賑災(zāi)、疫情防控等，這些實(shí)例都可以被分解成很多細(xì)小的程序設(shè)計(jì)問(wèn)題，然后穿插在課程的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)中，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步理解。下面以東京奧運(yùn)會(huì)這一內(nèi)容為實(shí)例，淺談如何結(jié)合實(shí)例開(kāi)展C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)。

1 教學(xué)設(shè)計(jì)

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)按照章節(jié)安排，包括基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)據(jù)類型、格式化輸入輸出、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)組、函數(shù)等部分，下面將選取其中部分章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，分析如何結(jié)合奧運(yùn)會(huì)比賽中的實(shí)例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

1.1 數(shù)據(jù)類型

在C語(yǔ)言中，數(shù)據(jù)有常量和變量?jī)煞N形式，基本的數(shù)據(jù)類型包括整型、實(shí)型、字符型和字符串型。

在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以結(jié)合奧運(yùn)會(huì)中運(yùn)動(dòng)員各種不同數(shù)據(jù)類型的信息。例如，運(yùn)動(dòng)員的年齡信息保存為整型數(shù)據(jù)，性別信息保存為字符型數(shù)據(jù)（F為女性、M為男性），國(guó)籍信息保存為字符串型數(shù)據(jù)（如中國(guó)的國(guó)家代碼為CHN），運(yùn)動(dòng)員的姓名信息保存為字符串型數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)員參賽項(xiàng)目信息保存為字符串信息，等等。另外，還可以向?qū)W生解釋說(shuō)明常量和變量的實(shí)際意義，如運(yùn)動(dòng)員姓名、年齡、國(guó)籍、參賽項(xiàng)目等一些不可以修改的數(shù)據(jù)為常量，運(yùn)動(dòng)員的最佳成績(jī)、體重等可以修改的數(shù)據(jù)為變量。

1.2 格式化輸入輸出

鍵盤輸入和屏幕輸出是編寫簡(jiǎn)單的順序結(jié)構(gòu)程序時(shí)最經(jīng)常用到的操作。在學(xué)習(xí)了通過(guò)調(diào)用輸入/輸出函數(shù)實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入和屏幕輸出后，深入學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的格式化輸入輸出。格式轉(zhuǎn)換說(shuō)明符包括帶符號(hào)的十進(jìn)制整數(shù)說(shuō)明符%d、字符說(shuō)明符%c、字符串說(shuō)明符%s、十進(jìn)制小數(shù)說(shuō)明符%f等，格式修飾符包括long型數(shù)據(jù)修飾符l、顯示精度的修飾符.n等。

在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以結(jié)合奧運(yùn)會(huì)的不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目在屏幕上顯示其比賽結(jié)果，例如，籃球比賽、排球比賽等球類比賽的結(jié)果是整數(shù)，在屏幕上顯示結(jié)果時(shí)可以用%d；跑步比賽、游泳比賽等比賽的結(jié)果是精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位，在屏幕上輸出結(jié)果時(shí)可以用%8.2f，這里的%8.2表示輸出數(shù)據(jù)所占的域?qū)挒?0，顯示的精度為2；在飛碟射擊比賽中，需要用O和X表示擊中和未擊中，在屏幕上顯示結(jié)果時(shí)可以用%c。

1.3 選擇結(jié)構(gòu)

選擇結(jié)構(gòu)也稱為分支控制結(jié)構(gòu)，包括單分支、雙分支、多分支選擇控制結(jié)構(gòu)，所用到的語(yǔ)句包括if-else和switch。

在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以結(jié)合奧運(yùn)比賽中成績(jī)的排序。對(duì)于2人（或兩隊(duì)）參加決賽的項(xiàng)目，如球類比賽，此時(shí)已知比賽得分，需要由此得出金銀牌得主分別是哪一隊(duì)，就可以用到if-else語(yǔ)句；對(duì)于4人（或4隊(duì)）參加決賽的項(xiàng)目，如皮劃艇的B組決賽，要想分出1～4名，可以用到if-else語(yǔ)句的嵌套使用；對(duì)于8人（或8隊(duì)）參加決賽的項(xiàng)目，如跑步?jīng)Q賽、游泳決賽等，想要分出1～8名，既可以用if-else語(yǔ)句嵌套使用，也可以為后面章節(jié)的數(shù)組排序做鋪墊。另外，在奧運(yùn)會(huì)的游泳比賽中，很多項(xiàng)目的報(bào)名人數(shù)很多，如100米自由泳，進(jìn)行預(yù)賽時(shí)會(huì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的報(bào)名成績(jī)分成快組和慢組，因?yàn)槿绻荣愓吣芰⒉畈积R，不利于成績(jī)好的運(yùn)動(dòng)員的發(fā)揮，需要將水平相近的運(yùn)動(dòng)員放在同組，此時(shí)可以用到switch-case語(yǔ)句，將成績(jī)區(qū)間相同的選手放在同一組。

1.4 循環(huán)結(jié)構(gòu)

循環(huán)結(jié)構(gòu)部分主要介紹計(jì)數(shù)控制的循環(huán)和如何尋找累加或累乘項(xiàng)（即通項(xiàng)）的構(gòu)成規(guī)律。循環(huán)結(jié)構(gòu)包括計(jì)數(shù)控制的循環(huán)、條件控制的循環(huán)和嵌套循環(huán)。

在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以結(jié)合奧運(yùn)會(huì)中的射擊比賽，在計(jì)算最終成績(jī)時(shí)，需要將每一輪的環(huán)數(shù)相加，射擊的輪數(shù)會(huì)多達(dá)幾十輪，若使用普通的順序結(jié)構(gòu)，程序會(huì)變得冗長(zhǎng)，此時(shí)就需要用到循環(huán)結(jié)構(gòu)，每一輪射擊結(jié)束后計(jì)算當(dāng)前總環(huán)數(shù)的方法都是本輪射擊環(huán)數(shù)加上本輪之前的總環(huán)數(shù)，所以可以保證循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行的操作完全一樣。在使用這個(gè)實(shí)例時(shí)，可以分別用for循環(huán)、while循環(huán)和do-while循環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編寫，并且可以比較這三種結(jié)構(gòu)下循環(huán)體有何異同。

1.5 數(shù)組

數(shù)組是一組具有相同類型的變量的集合，例如，可以將8個(gè)參加游泳決賽的運(yùn)動(dòng)員成績(jī)存儲(chǔ)在內(nèi)存的一個(gè)連續(xù)區(qū)域中，使用一個(gè)統(tǒng)一的名字來(lái)標(biāo)識(shí)這組相同類型的數(shù)據(jù)，這個(gè)名字稱為數(shù)組名，如取名為result。在介紹選擇結(jié)構(gòu)時(shí)曾使用對(duì)奧運(yùn)決賽成績(jī)排序的實(shí)例，當(dāng)數(shù)據(jù)數(shù)量較多時(shí)，使用if-else的嵌套就會(huì)使程序變得冗長(zhǎng)，此時(shí)就需要引入數(shù)組，排序是數(shù)組的一個(gè)典型應(yīng)用，可以以對(duì)奧運(yùn)會(huì)決賽成績(jī)進(jìn)行排序?yàn)閷?shí)例，分別使用選擇排序、冒泡排序和插入排序編寫對(duì)應(yīng)程序。另外，在學(xué)習(xí)二維數(shù)組時(shí)，可以結(jié)合運(yùn)動(dòng)員編號(hào)和成績(jī)這個(gè)實(shí)例，并且強(qiáng)調(diào)不能用姓名和成績(jī)，因?yàn)閿?shù)組里的每個(gè)元素都必須是同一類型，姓名是一個(gè)字符串類型，與成績(jī)的數(shù)據(jù)類型一定不一樣。

1.6 函數(shù)

在C語(yǔ)言中，函數(shù)是構(gòu)成程序的基本模塊。程序的執(zhí)行從main（）的入口開(kāi)始，到main（）的出口結(jié)束，中間循環(huán)、往復(fù)、迭代地調(diào)用一個(gè)又一個(gè)函數(shù)，每個(gè)函數(shù)分工明確、各司其職。

在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以使用奧運(yùn)比賽中輸入成績(jī)，排序后，再顯示在屏幕上這個(gè)實(shí)例，以及前面章節(jié)的內(nèi)容。例如，已知入圍游泳決賽的8位運(yùn)動(dòng)員的半決賽成績(jī)，需要為他們安排決賽的道次，此時(shí)就需要調(diào)用輸入函數(shù)輸入8位選手的半決賽成績(jī)，再調(diào)用排序函數(shù)對(duì)成績(jī)進(jìn)行排序，最后調(diào)用輸出函數(shù)將成績(jī)及分配的對(duì)應(yīng)道次顯示在屏幕上。

1.7 自定義數(shù)據(jù)類型

對(duì)于數(shù)組而言，它只能存儲(chǔ)同一類型的元素，那在程序中要如何表示一位運(yùn)動(dòng)員的姓名、性別、成績(jī)等不同類型的信息呢？此時(shí)就要使用到自定義數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)體類型。在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以結(jié)合奧運(yùn)會(huì)中選手信息存儲(chǔ)的實(shí)例，定義一個(gè)名為athlete的結(jié)構(gòu)體類型，結(jié)構(gòu)體的成員可以包括運(yùn)動(dòng)員編號(hào)long athleteID；運(yùn)動(dòng)員姓名char athleteName[10]；運(yùn)動(dòng)員性別char athleteSex；運(yùn)動(dòng)員出生年份int yearOfBirth；運(yùn)動(dòng)員參加項(xiàng)目char athleteItem[10]等，結(jié)構(gòu)體可以將不同類型的數(shù)據(jù)成員組織在一起，形成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以將運(yùn)動(dòng)員的不同數(shù)據(jù)類型的信息保存在連續(xù)的存儲(chǔ)空間中。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)日常的教學(xué)實(shí)踐可以證明，采用一些社會(huì)熱點(diǎn)話題作為教學(xué)實(shí)例進(jìn)行C語(yǔ)言教學(xué)，可以將C語(yǔ)言中學(xué)生難以理解的概念性知識(shí)點(diǎn)、枯燥乏味的語(yǔ)法知識(shí)、復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)和繁多的算法，通過(guò)具體直觀的案例提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。奧運(yùn)會(huì)是近期的熱點(diǎn)話題，用其中的實(shí)例輔助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，以提高C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)這門課程的教學(xué)效果，為后續(xù)其他的程序設(shè)計(jì)類課程打好基礎(chǔ)。