实验 1：程序编写与调试

作者：

Wenbo

在

实践课, 程序设计（2025 年秋季）

一、C程序的编写过程

（一）开发环境

需借助编译环境将C语言（高级语言）翻译为机器语言，常用工具包括：

Visual C++
Vs2010
Code::Blocks

（二）核心步骤（编辑→编译→连接→执行）

步骤	核心操作	输出文件	文件后缀	关键说明
编辑程序	用编辑器编写代码，保存为源文件	源程序	.c	源文件是存放汇编或高级语言代码的文件，需遵循C语言基础语法框架
编译程序	编译器检查语法错误，将源程序翻译为机器指令	目标程序	.obj	若语法错误（如缺少分号、关键字错误），编译会失败并提示错误位置
连接程序	将目标文件与标准库函数（如`printf`所在库）打包组装	可执行程序	.exe	连接成功后生成计算机可直接运行的文件，连接失败可能因库函数引用错误
执行程序	运行可执行文件	运行结果	无	查看程序是否实现预期功能，若结果异常需排查逻辑或运行时错误

（三）示例任务

编写程序在屏幕输出两行内容：

“我是中国人，我爱中国！”
“I am Chinese. I love China!”

二、Hello World类程序编写（基础输出程序）

（一）核心代码框架

#include <stdio.h>  // 引用标准输入输出库，用于printf函数
int main(void)      // 主函数，程序入口
{
    // 输出指定内容，\n表示换行
    printf("我是中国人，我爱中国！\n");
    printf("I am Chinese. I love China!\n");
    return 0;       // 主函数返回0，标识程序正常结束
}

（二）提交要求

主观题形式，需将编写的程序拍照上传，确保代码清晰、无语法错误

三、C程序的错误类型

（一）语法错误（编译阶段报错）

定义：违反C语言语法规则，如缺少分号、括号不匹配、变量未声明等。

示例代码：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a,b,sum; 
    a=123; 
    b=456 sum=a+b;  // 错误：b=456后缺少分号
    printf(sum);    // 错误：printf格式错误，缺少引号和格式符
    return 0;
}

特征：编译时会提示具体错误位置（如“error C2146: 语法错误: 缺少‘;’”），程序无法生成目标文件。

（二）逻辑错误（编译通过，结果异常）

定义：语法无错，程序能正常执行，但结果不符合预期，多因算法或逻辑设计错误。

示例代码：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a,b,c;
    scanf("%d%d",a,&b);  // 错误：scanf第一个参数应为&a（取地址）
    c=a/b;
    printf("sum is %d\n",c);  // 错误：变量c是除法结果，却标注为sum
    return 0;
}

特征：无报错信息，需通过对比预期结果与实际结果排查（如输入6和3，正确结果应为2，若因逻辑错误输出其他值）。

（三）运行时错误（编译通过，运行崩溃/异常）

定义：语法和逻辑无明显错误，但运行时因资源问题或非法操作（如未初始化变量、数组越界）无法正常执行。

示例代码：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a,b,c;
    a=3;
    c=b;  // 错误：变量b未初始化，值为随机数
    return 0;
}

特征：运行时弹出错误提示（如“Run-Time Check Failure #3: 变量b未初始化”），程序可能中止或闪退。

四、C语言调试工具

（一）基于断点的调试（传统调试方式）

1. 核心流程

设置断点：在代码关键位置（如分支、循环处）标记，使程序运行到此处中断，方便观察状态。
- 示例：在if(x==y+z)行设置断点，查看x与y+z的比较逻辑。
运行程序：启动调试模式，程序执行到断点处暂停。
观察变量：通过调试工具查看变量实时值（如局部变量x、y、z的当前数值），判断是否符合预期。
修改代码：若发现错误（如将x=y+z（赋值）误写为x==y+z（判断）），暂停调试并修正代码，重新运行验证。

2. 常用操作

单步执行：逐行运行代码，观察每一步变量变化，定位错误位置。
查看内存：复杂程序可查看内存地址中的数据，排查指针或数组相关错误。

（二）基于大模型的调试（辅助调试方式）

1. 工具示例

讯飞星火大模型（https://xinghuo.xfyun.cn/botweb/2081730）
功能定位：智能识别代码错误（如语法错误、逻辑漏洞），提供修正建议和解释。

2. 调试示例

原错误代码（缺少分号）：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a,b,sum;
    a=123;
    b=456 sum=a+b;  // 缺少分号
    printf("sum is ");
    return 0;
}

大模型修正后代码：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a,b,sum;
    a=123;
    b=456;  // 补充分号
    sum=a+b;
    printf("sum is %d\n",sum);  // 补充格式符%d，输出sum值
    return 0;
}

五、思考题

程序中的标识符有什么用？（提示：标识变量、函数、数组等的名称，需遵循命名规则，如首字符为字母或下划线）
整型与浮点型运算后的结果是什么数据类型？由什么决定？（提示：结果为浮点型，由C语言的“隐式类型转换”规则决定，低精度类型向高精度类型转换）