浅谈教法程序设计教法探讨

论文导读：
摘要在软件工程中经常使用到的形式化方法用于C语言的教学中，可以简化学生对有些技能的掌握。通过在不同的方面应用形式化的方法，可成功地突破C语言教学中的难点，使学生易于掌握一些不太好理清的计算方法。
关键词自增自减if语句数列求和循环
形式化，就是将复杂的处理过程变为规范的简洁明了的操作序列的过程，这种方法在数学和计算机科学中应用得非常广泛，它可以减小问题处理的复杂性，避免问题分析中的错误。C语言本身就是一种形式化的语言，正是因为形式化的性质才使其可实现，可以这么说，形式化体现在C语言的方方面面，所以在C语言的教学中采用形式化的方法是自然而然的。

一、自增自减运算

自增自减运算是C语言编程中比较容易出错的一种运算符，因为它的运算方法有别于数学中通常的运算符，使很多学生难以掌握。其实自增自减运算分别对应于机器指令中的INC和DEC指令，处理方式就是，按照表达式对施加了前缀自增自减运算的变量进行INC和DEC操作，然后计算表达式的值，再对施加了后缀自增自减运算的变量进行INC和DEC操作。根据这个过程作出如下形式化的步骤：
扫描表达式，对使用了前缀运算符的变量进行自增或自减，对同一变量，使用了几次前缀运算符，就自增或自减几次。
略去表达式中的所有自增自减运算符，计算表达式的值。
扫描表达式，对使用了后缀运算符的变量进行自增或自减，对同一变量，使用了几次后缀运算符，就自增或自减几次。

二、嵌套if语句的分析

在所有的C语言规范中，只提到了if与else配对的规则，虽然比较简单，但学生面对复杂的if—else嵌套，觉得无从下手，所以我总结了一套分析if—else嵌套程序段的方法。
判断if—else嵌套的正确性。计算if与else的个数，若if的个数少于了else的个数，则程序段中有语法错误，因为每个else必须有相应的if关键字，而if不一定需要有else。
将程序段中的所有复合语句圈出来，作为一个整体待分析。
从上到下为每一个else找相应的if，即为每一个else找上面最近的未曾配对的if。
从下到上确定每个从属于if和else的语句，找到一条圈出一条，直到将整个if—else语句都圈起来。强调每个if或else下面只有一条语句，当然可以是任意类型的语句。
根据分析结果运行程序段。

三、表达式的分析与计算

表达式是C语言的一大特色，功能极其强大，在一个C程序中，除了关键字和声明就是表达式，所有操作都是由表达式来完成的，所以C语言又被称为表达式语言。
在教学中表达式是一个重点，也是学生的难点，对运算顺序的描述也不易做到准确。比如，表达式3+2—2*3，按教材上对优先级和结合性的定义，我们应该先算2*3=6，然后计算3+2=5，最后算5—6=—1，然而一般的编译系统是用堆栈来进行表达式翻译的，编译系统得到的最终的计算序列是3+2=5，2*3=6，5—6=—1。对于这个表达式来说两个计算序列并没有什么区别，但对于有些表达式，按定义计算将得到错误的结果，比如：int a=1；计算表达式（3<4）&&（a=3）的值，按照运算顺序的定义，应先算括号里面的，即先算3<4和a=3，因为3<4的值为0，所以表达式的值为0，因为执行了a=3的操作，所以表达式执行之后，a的值为3。实际的执行情况跟这个过程不同，先计算3<4，因为值为0，所以可以断定整个表达式的值为0，&&的右操作数a=3就不再进行计算了，这样a的值仍然为1。这种情况还出现在条件表达式中，这里不再赘述。
根据堆栈处理的特点，可以把对表达式的计算分为表达式分析和表达式计算两步。表达式分析就是，源于：论文怎么写www.7ctime.com
根据运算符的优先级和结合性，确定操作数与哪个操作符相结合，（优先级高的运算符比优先级低的运算符要优先获得操作数，如果操作数左右两边运算符的优先级不相同，操作数就归优先级高的运算符所有，若优先级相同且运算符为左结合则操作数归左边的操作符所有，反之则归右边的操作符所有，这样看来优先级和结合性在本质上是同一概念，主要目的就是用统一的方法解决操作数归属问题，得到一个无二义性的表达式计算序列，而并非教材上所说的先算后算），用括号将操作符和归它所有的操作数括起来，视为一个整体，一个新的操作数，继续参与表达式的分析，直至整个表达式都被括号括起来，这实质上得到了一个计算序列，对应于编译系统翻译源代码之后得到的机器指令序列。表达式计算是指，按照分析的结果从左到右计算表达式的值，如果某个操作数是一个用括号括起来的表达式，则先计算这个表达式，得到其值之后再继续计算，这个过程相当于机器指令在计算机上的执行。

四、循环程序的分析

循环结构是程序设计当中最难掌握的结构，也是最容易出错的地方，原因就在于每次循环的执行过程中，都会修改相关变量的值，一次循环出错，则整个都错了，修改的变量越多，出错的可能性就越大。
为了避免上述错误在分析循环结构的程序段时，采用列表的方法，跟踪相关变量的变化过程。执行循环体，如果有语句改变了某变量的值，则将变化后的值记录到表格中相应变量的下面，一次循环记一行，并在行首写上当前的循环次数。这样，每一行记录就是文该次循环之后，各变量的值。

五、数列求和

在编程中经常遇到对数列求和的程序，不同的数列有不同的算法，因为算法的复杂性，循环体中稍有不慎，就会导致错误的结果。根据“分而治之”的思想，可以得到如下统一的方法，分解问题的复杂性，解决所有的数列求和问题。
参考文献：
谭浩强.C程序设计.清华大学出版社
陆丽娜.软件工程.经济科学出版社
[3]严蔚敏.吴伟民.数据结构.清华大学出版社