深入挖掘《C語言程序設計》課程教材 加強學生的教育工作

摘要：本文從三個例子入手，說明在《C語言程序設計》教與學的過程中，可根據實際問題的情況，不斷挖掘教材中的程序里的育人素材，在教書的同時也加強育人工作。

關鍵字：程序設計；育人素材；育人工作

中圖分類號：TP312 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）46-0091-03

C語言是一種國際上廣泛流行的計算機高級語言，具有用途廣泛、功能強大、使用靈活的特點。數學系在2011版人才培養方案中將《C語言程序設計》課程列為數學系共同學科課程，總課時為90，包括36課時的實踐操作。目前使用的教材為譚浩強著，清華大學出版社2010年7月出版的《C程序設計（第四版）》。該課程的教學除了與程序代碼、計算機打交道，在教學中，教師可以深入挖掘教材育人素材，加強學生的思想道德教育工作。

一、做人要有“底線”

結構化程序設計的思想是自頂向下，逐步細化，模塊化設計，結構化編碼。核心的理念就是層次。良好的代碼要有層次感，先做好“頂層設計”，然后一步一步細化，這樣做可使編碼工作有條不紊地進行。在教材第291頁有這樣的題目[1]：有n個人圍成一圈，順序排號。從第1個人開始報數（從1到3報數），凡報到3的人退出圈子，問最后留下的是原來第幾號的那位。文獻[2]在第104頁給出如下的參考解答[2]：

這段代碼從頭到尾只有一個main（）函數，根本就不符合結構化程序設計的思想要求。把所有的代碼都堆在main（）函數中，就如同在一個硬盤中存放了很多文件，卻沒有使用任何文件夾來進行管理一樣；也如同買了一套房子，并沒有用墻把房子分隔成臥室、客廳、廚房、餐廳、衛生間，而是將一切生活用品都堆放在房子的地上，吃喝拉撒都在一個大房間里進行。一個源程序由若干個函數組成，猶如用墻把房子分隔成一個個房間一樣。模塊化設計就是把一個大任務分為若干個相對簡單的子任務，每個子任務用函數來實現。解決一個問題首先要從大處著手，做好“頂層設計”，站在高處來看，解決這個問題需要四個步驟[3]：輸入人數；數組初始化；“從1到3報數”n-1次；輸出最后剩下的那個人的編號。而每一步都可以簡單地用函數或基本的控制語句來實現。在向下一層展開之前應檢查本層設計是否正確，只有上一層設計是正確的才能向下細化。良好的程序設計應該是把復雜的問題分解為簡單的問題，然后各個擊破，一件一件有條不紊地完成。“自頂向下，逐步求精”的層次理念是每個編程人時刻都要堅持的，就像做人要守好自己的“底線”一樣，不能輕易發生動搖。

二、做人要誠實守信

誠實守信是做人的一個基本原則。文獻[4]中形象地給出了一個“狼來了的故事”。一個人第一次撒謊，他的可信度會由原來的0.8下降為0.444，再撒謊一次，可信度就降為0.138了[4]。在教材第168頁有這樣的題目[1]：用篩法求100之內的素數。文獻[2]在第54頁給出如下的參考解答[2]：

篩法是公元前250年由古希臘數學家埃拉托斯特尼（Eratosthenes）提出的一種求出不超過自然數n范圍內所有素數的一種簡單的古老算法[3]。方法是：首先寫出1～n的全部自然數，然后逐個判斷它們是否是素數，找出一個非素數，就把它挖掉，最后剩下的就是素數。具體做法是：1.先將1（不是素數）挖掉；2.找到第一個素數2，把2的倍數挖掉；3.找到第二個素數3，把3的倍數挖掉，這個過程一直進行到除數后面的數已全部被挖掉為止。上面的算法可表示為[2]：①挖去1；②用下一個未被挖去的數p除p后面的各數，把p的倍數挖掉；③檢查p是否小于等于■的整數部分，如果是，則返回（2）繼續執行，否則，就結束；4.剩下的數就是素數。例如n=9時：1 2 3 4 5 6 7 8 9；首先挖掉1：① 2 3 4 5 6 7 8 9；然后挖掉2的倍數4，6，8：① 2 3 ④ 5 ⑥ 7 ⑧ 9；最后挖掉3的倍數9：① 2 3 ④ 5 ⑥ 7 ⑧ ⑨。由于3<=■成立，因此剩下的數：2，3，5，7就是素數。如果只用小于■的素數去“篩”這張表，則得到的結果是不正確的。因此，該程序中“i

for （i=2；i

？搖for （j=i+1；j<=100；j++）

？搖？搖？搖{if（a[i]！=0 a[j]！=0）

？搖？搖？搖if （a[j]%a[i]==0）

？搖？搖？搖？搖？搖a[j]=0；

？搖？搖？搖}

所用的方法根本就不是篩法！因為篩法的核心思想是：每確認一個素數就“篩”去這個素數的倍數。而“篩”去該素數的倍數既不需要通過“j++”對數組中該數后面的數逐個檢查，也不需要進行求余運算（a[j]%a[i]）。因為，只要根據下標就可以判斷出某數是否是某個素數的倍數。例如，若a[2]的值為2是一個素數，那么a[2+a2]]，a[2+a[2]+a[2]]，…就一定是2的倍數。所以，即使按照原來不合理的數據結構（int a[101]；），這段代碼也應該這樣寫：

for （i=2；i*i<=100；i++）

？搖？搖if（a[i]！=0）

？搖？搖？搖？搖for （j=i+a[i]；j<=100；j+=a[i]）

？搖？搖？搖？搖？搖a[j]=0；

這樣才稱得上是篩法[3]。這里j并不是每次加1，而是加[ai]，而且不需要費時的“%”運算，在效率方面與原來的寫法有天壤之別。編寫程序與做人一樣，要誠實守信，程序的編寫要體現真正的方法，名副其實，不能撒謊。

三、做人要勤儉節約

勤儉節約是一種美德，黨中央嚴令取消公宴，前一段時間興起的“光盤”行動，就是反對鋪張浪費，主張勤儉節約的良好說明。每一個編程的人不僅生活中要勤儉節約，而且在編寫程序時也要注意勤儉節約的問題。在教材第168頁有這樣的題目[1]：輸出以下的楊輝三角形（要求輸出10行）。

1

1 1

1 2 1

…… …… ……

文獻[2]在第60頁給出如下的參考解答[2]：

楊輝三角形的每一行都可以根據前一行得到，若只是輸出楊輝三角形，則求得一行的數據后，前一行的數據也就沒有用處了。這樣一來該問題最多只需要兩個具有10個元素的一維數組就足夠了：一個存儲某行楊輝三角形數據，另一個存儲其備份，用來計算下一行數據。因此參考解答中定義10*10的二維數組太浪費了[3]。如果是從后向前計算楊輝三角形數據，那么連備份的數組也用不到，只需一個數組就可以了[3]：

這里只是略舉幾例，《C語言程序設計》課程中的育人素材還很多，可以深入挖掘，并充分利用這些素材，在教書的同時做一些育人工作。

參考文獻：

[1]譚浩強著.C程序設計（第四版）[M].北京：清華大學出版社，2010.

[2]譚浩強著.C程序設計（第四版）學習輔導[M].北京：清華大學出版社，2010.

[3]薛非.拋棄C程序設計中的謬誤與惡習[M].北京：清華大學出版社，2012.

[4]茆詩松，程依明，濮曉龍編著.概率論與數理統計教程[M].北京：高等教育出版社，2011：50-51.

作者簡介：劉鵬（1973-），男，副教授，主要從事信息與計算科學專業的課程教學。