1. 实验背景与目标

在上机实验10中，我们将深入探讨C语言编程的实战技巧。本实验旨在帮助读者掌握C语言的高级特性，提升编程实战能力。通过本实验，读者将能够：

  • 理解并应用C语言的指针操作。
  • 掌握结构体和联合体的使用。
  • 学会文件操作和动态内存分配。
  • 提高代码的可读性和可维护性。

2. 指针操作

指针是C语言的核心特性之一。在实验中，我们将通过以下示例来深入理解指针操作：

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10;
    int *ptr = &a;

    printf("Value of a: %d\n", a);
    printf("Address of a: %p\n", (void *)&a);
    printf("Value of ptr: %p\n", (void *)ptr);
    printf("Value pointed by ptr: %d\n", *ptr);

    *ptr = 20;
    printf("New value of a: %d\n", a);

    return 0;
}

在上面的代码中，我们定义了一个整型变量a和一个指向整型的指针ptr。通过指针，我们可以访问和修改变量的值。

3. 结构体和联合体

结构体和联合体是C语言中用于组织相关数据的容器。以下是一个使用结构体的示例：

#include <stdio.h>

typedef struct {
    int id;
    char name[50];
    float salary;
} Employee;

int main() {
    Employee emp1, emp2;

    emp1.id = 1;
    strcpy(emp1.name, "John Doe");
    emp1.salary = 5000.0;

    emp2.id = 2;
    strcpy(emp2.name, "Jane Smith");
    emp2.salary = 5500.0;

    printf("Employee 1: ID = %d, Name = %s, Salary = %.2f\n", emp1.id, emp1.name, emp1.salary);
    printf("Employee 2: ID = %d, Name = %s, Salary = %.2f\n", emp2.id, emp2.name, emp2.salary);

    return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个Employee结构体，包含id、name和salary三个成员。我们创建了两个Employee类型的变量并初始化它们。

联合体（Union）与结构体类似，但它们共享同一块内存。以下是一个使用联合体的示例：

#include <stdio.h>

typedef union {
    int id;
    char name[50];
    float salary;
} Employee;

int main() {
    Employee emp;

    emp.id = 1;
    printf("Employee ID: %d\n", emp.id);

    strcpy(emp.name, "John Doe");
    printf("Employee Name: %s\n", emp.name);

    emp.salary = 5000.0;
    printf("Employee Salary: %.2f\n", emp.salary);

    return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个Employee联合体，它包含相同的成员，但共享同一块内存。

4. 文件操作

文件操作是C语言编程中的重要组成部分。以下是一个使用文件操作的示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file;
    char buffer[100];

    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("Error opening file");
        return 1;
    }

    while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file)) {
        printf("%s", buffer);
    }

    fclose(file);

    return 0;
}

在这个例子中，我们尝试打开一个名为example.txt的文件进行读取。如果文件成功打开，我们使用fgets函数逐行读取文件内容并打印到控制台。

5. 动态内存分配

动态内存分配允许我们在运行时分配和释放内存。以下是一个使用动态内存分配的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *ptr;
    int size;

    printf("Enter the size of the array: ");
    scanf("%d", &size);

    ptr = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }

    // Fill the array with values
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        ptr[i] = i * 10;
    }

    // Print the array
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    printf("\n");

    // Free the allocated memory
    free(ptr);

    return 0;
}

在这个例子中，我们使用malloc函数动态分配一个整数数组。我们读取用户输入的大小，使用malloc分配内存，然后填充和打印数组。最后，我们使用free函数释放分配的内存。

6. 总结

本实验深入解析了C语言编程的多个重要方面，包括指针操作、结构体和联合体、文件操作以及动态内存分配。通过这些实战技巧的学习，读者将能够更有效地使用C语言进行编程。在实际应用中，这些技巧可以帮助提高代码的可读性、可维护性和性能。