引言

C语言作为一种广泛使用的编程语言，以其高效、灵活和强大的功能而著称。在掌握了C语言的基本语法和结构之后，通过实际项目或实验来提升编程技能是至关重要的。本实验将引导你通过一系列实战练习，深入理解C语言的核心概念，并提升你的编程能力。

实验目标

  1. 理解C语言的高级特性，如指针、结构和联合。
  2. 通过实际编程练习，提高代码的可读性和效率。
  3. 学习如何使用C语言编写更复杂的应用程序。
  4. 培养良好的编程习惯，如代码注释、版本控制等。

实验内容

一、指针深入理解

指针是C语言中的一个核心概念，它允许程序员直接访问和操作内存地址。以下是一个使用指针的示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10;
    int *ptr = &a; // 指针ptr指向变量a的地址

    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; // 通过指针修改a的值
    printf("New value of a: %d\n", a);

    return 0;
}

二、结构体和联合体

结构体（struct）用于将不同类型的数据组合成一个单一的复合数据类型，而联合体（union）则用于存储不同类型的数据，但同一时间只能存储其中一种类型的数据。以下是一个结构体和联合体的示例：

#include <stdio.h>

// 定义一个结构体
typedef struct {
    int x;
    float y;
} Point;

// 定义一个联合体
typedef union {
    int i;
    float f;
} UnionType;

int main() {
    Point p = {1, 2.5f};
    UnionType u;
    u.i = 10;

    printf("Point x: %d, y: %f\n", p.x, p.y);
    printf("Union int value: %d, float value: %f\n", u.i, u.f);

    return 0;
}

三、文件操作

文件操作是C语言编程中常见的需求。以下是一个简单的文件读写示例：

#include <stdio.h>

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

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

    // 读取文件内容
    while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file)) {
        printf("%s", buffer);
    }

    // 关闭文件
    fclose(file);

    return 0;
}

四、动态内存分配

动态内存分配允许程序在运行时请求和释放内存。以下是一个使用malloc和free的示例：

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

int main() {
    int *array;
    int n = 5;

    // 动态分配内存
    array = (int *)malloc(n * sizeof(int));
    if (array == NULL) {
        fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }

    // 使用分配的内存
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        array[i] = i * i;
    }

    // 打印数组内容
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");

    // 释放内存
    free(array);

    return 0;
}

总结

通过本实验的实战练习，你应该对C语言的核心概念有了更深入的理解，并且能够编写更复杂的应用程序。记住，编程是一项实践技能，不断练习和挑战自己是非常重要的。