對比法在C語言教學(xué)實踐中的一點體會

楊儀　代祥光　張先休　吳鴻娟　朱丙麗

摘 要：本文通過求素數(shù)和文件讀寫等兩個實例展示了對比法在C語言教學(xué)中的應(yīng)用。通過簡單實例幫助學(xué)生理解編程思想，提高學(xué)生的動手實踐能力。

關(guān)鍵詞：C語言;對比法;教學(xué)實踐

1 引言

C語言是目前大多數(shù)高校開設(shè)的程序設(shè)計入門課程，且通常在大一學(xué)年開設(shè)。由于C語言基礎(chǔ)語法知識繁瑣，涉及到數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等眾多學(xué)科，對大一新生來講，比較抽象復(fù)雜。如何讓學(xué)生對C語言學(xué)習(xí)不產(chǎn)生畏難情緒，是擺在任課教師面前的一道難題[1-4]。C語言是一門實踐性很強的學(xué)科，單純采用PPT授課容易讓學(xué)生對程序語言學(xué)習(xí)失去興趣，教師在課堂上講解運行程序演示，讓學(xué)生在電腦上操作實踐，分析對比各種不同的算法，體會C語言程序的精妙之處，能夠提高學(xué)生的編程能力和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2 同一問題采用不同算法實現(xiàn)

求素數(shù)是C語言中的一個經(jīng)典數(shù)學(xué)例題[5-6]，實現(xiàn)它的算法有多種，通過不同算法的比較，讓學(xué)生能夠體會實現(xiàn)同一問題可以采用多種算法，各種算法各有優(yōu)劣，加深對問題的理解。

2.1 用定義法求素數(shù)

用定義法求素數(shù)，首先要知道素數(shù)的定義。素數(shù)是大于1的自然數(shù)，除了1和它本身外沒有其它數(shù)能被素數(shù)整除。用定義法求3到100之間的素數(shù)，實現(xiàn)程序如下：

#include

int main（）

{ unsigned int? i，? j，? flag;? ? ? /* 用flag作標志*/

for （i=3;i<=100;i++）? /*外層循環(huán)判斷3到100之間的自然數(shù)哪些為素數(shù)*/

{? flag=1; ? ? ? ? ? ? /* 首先默認這些數(shù)都是素數(shù) */

for（j=2;j

if（i%j= =0）? ? ? ? /*能整除，不是素數(shù)，標志設(shè)為0 */

{ flag=0; break;? ? ? ? /* 內(nèi)循環(huán)結(jié)束 */

}

if（flag= =1）? ? ? ? ? ? ?/* 若flag為1，i是素數(shù) */

{ printf（"%4d， "，i）;? } ? ? ? ? /* 輸出素數(shù)? */

}

return 0;

}

以上程序是利用定義法求素數(shù)，優(yōu)點是簡單明了，好理解。缺點是需要循環(huán)的次數(shù)很多，存在一部分不必要的循環(huán)次數(shù)?？梢钥s小內(nèi)層循環(huán)控制變量j的取值范圍，即控制變量j取值從2到i/2即可。內(nèi)層循環(huán)代碼修改為：

for（j=2;j<=（i/2）;j++） ? ? /*內(nèi)層循環(huán)控制變量j取值從2到i/2*/

這個程序相比用定義法求素數(shù)有了一定的改進，循環(huán)的次數(shù)是定義法求素數(shù)循環(huán)次數(shù)的一半，但是循環(huán)次數(shù)還不是最少的。相比于定義法，用根號法求素數(shù)的算法循環(huán)次數(shù)更少。

2.2 用根號法求素數(shù)

for（j=2;j<=sqrt（i）;j++） ? /*內(nèi)層循環(huán)控制變量j取值從2到*/

用根號法求素數(shù)比用定義法和基于定義法改進的求素數(shù)的算法循環(huán)次數(shù)要少，是目前比較常用的求素數(shù)的算法。除了這兩種方法，求素數(shù)還有埃氏法、歐氏法等等。這些都可以根據(jù)學(xué)生的接受能力選擇其中兩種或多種方法作對比講解。

3 同一問題的不同實現(xiàn)形式

3.1 將源文件內(nèi)容反序?qū)懭肽康奈募?/p>

以下程序?qū)崿F(xiàn)的功能是，打開一源文件將其中內(nèi)容復(fù)制到字符數(shù)組buf中，再將buf數(shù)組中的字符反序?qū)懭胍荒康奈募?/p>

//讀出文件sfile.txt中的內(nèi)容，反序?qū)懭肓硪粋€文件dfile.txt中

#include

#define BUFF 100

int main （ ）

{ FILE? *sfp ， *dfp; int? i=0; char? buf[BUFF];

if （（sfp=fopen（"sfile.txt"，"r" ））==NULL）? ?/* 打開源文件 */

{

printf（"源文件無法打開?。躰" ） ;? exit（1） ;

}

if? （（dfp=fopen（"dfile.txt"，"w" ））==NULL）? /* 打開目的文件 */

{

printf （"目標文件無法打開?。躰 "）;? exit（1） ;

}

while? （！feof（sfp））? ? ? ? ? ? ? ?/* 判斷是否文件尾，不是則循環(huán) */

{ buf[i++]=fgetc（sfp）;? ? ? /* 讀出數(shù)據(jù)送緩沖區(qū) */

}

while （- -i>=0） fputc（buf[i]，dfp）;? ? ?/* 反序?qū)懭肽康奈募?*/

fclose（sfp）; fclose（dfp）; return 0;

}

這個程序?qū)崿F(xiàn)了將源文件的內(nèi)容讀出然后最終寫入目的文件，但是目的文件中的字符順序和源文件中相比是相反的，例如在源文件sfile.txt中輸入“hello”保存，程序運行后則dfile.txt中字符串為“olleh”。這是教材例題，但實際中更需要源文件和目的文件內(nèi)容一致，這個時候就可以引導(dǎo)學(xué)生思考，怎樣改寫這個程序?qū)⒃次募械膬?nèi)容按順序?qū)懭氲侥康奈募?。有了前面反序?qū)懭氲某绦?，學(xué)生就比較容易通過修改前面反序?qū)懭氲某绦驅(qū)崿F(xiàn)順序?qū)懭搿?/p>

3.2 將源文件內(nèi)容順序?qū)懭肽康奈募?/p>

只需要將反序?qū)懭氲某绦蛳旅孢@一行代碼

while （- - i>=0） fputc（buf[i]，dfp）;? ? ?/* 反序?qū)懭肽康奈募?*/

改為

int j=0;

while （j

程序的修改比較簡單，只需要另外定義一個局部變量j，讓j取值從0開始，j小于buf數(shù)組中存放的字符數(shù)i，也就是源文件的字符數(shù)，這樣就變成將buf數(shù)組中字符順序?qū)懭肽康奈募缭谠次募file.txt中輸入“hello”保存，程序運行后則dfile.txt中字符串為“hello”。

總結(jié) 作者在C語言整個教學(xué)過程中都貫穿了這個對比教學(xué)法，通過簡單實例的對比，降低了教學(xué)難度，大部分學(xué)生對所解決的問題有了更深層次的理解，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中學(xué)會了舉一反三，達到了良好的教學(xué)效果。

參考文獻：

[1] 樊新華，郭曉宇，陳洪軍，et al.基于案例的C程序設(shè)計實驗教學(xué)的探索[J]. 現(xiàn)代計算機（專業(yè)版），2019，638（02）：79-83.

[2] 程艷.《C語言程序設(shè)計》教學(xué)中“類比”法的運用[J].職教論壇， 2003（18）.

[3] 崔孝鳳.C語言用戶自定義函數(shù)案例教學(xué)設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（09）：142-143.

[4] 黃文鈞.“聯(lián)系”與“類比”在《C++/C語言程序設(shè)計》教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣西民族大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012，17（2）：95-97.

[5] 楊路明.C語言程序設(shè)計教程（第四版） [M]. 北京郵電大學(xué)出版社， 2018.

[6] 譚浩強. C程序設(shè)計（第四版）[M].清華大學(xué)出版社，2010.