（一）

在信息时代，程序设计会被人称为计算机以及相关专业的看家本领，然而不仅如此，在程序设计中所蕴涵的逻辑，是解决所有领域复杂问题的根基，同时在程序设计课程中所进行的逻辑思维训练，所有人都可从中获益。但是，尽管程序设计课程已经开设几十年了，教学效果却很不尽如人意。

程序设计涉及逻辑思维、语言和方法3方面内容。然而，早期的程序设计课程仅仅是语言手册的改编。因此，从20世纪80年代，就开始着手改变这种状况，于1985年出版的我的第一本著作--《BASIC程序设计》中就在原来的语法体系中引入典型算法和软件工程思想。以后受CIT考试的启发，在为NIT（国家信息技术考试）编写的《程序设计（C语言）》（清华大学出版社，1999）一书中，把程序测试引入到程序设计教材中。

之后，几家出版社先后约稿，出版了《新概念C语言程序设计》（中国铁道出版社，2003) 、《C语言程序设计案例教程》（清华大学出版社，2004) 、《新概念C程序设计教程》（南京大学出版社，2007) 、《新概念C语言教程》（中国电力出版社，2011) 。在这些教材中，逐步形成并完善了按照内容体系的程序设计教材。所以将它们以“新概念”命名，是想表明这种全新理念的程序设计体系。让我欣慰的是，随着这几本书的不断改进，类似的书也陆续问世，品种不断增加，说明面向问题，按照“问题分析-设计代码-语法说明”线索组织程序设计教学的理念日益被广泛接受。

（二）

本书应清华大学出版社之邀而撰写，它是对前几本教材的进一步完善与改进。全书分为3篇。第1篇由5个单元组成，在这5个单元中，以几个经典问题为载体，以穷举、迭代、递归、随机模拟、时间步长、事件步长等基本算法为主线，将设计思路、程序测试方法和C语言基本语法知识融于其中。第2篇由4个单元组成。第6～8单元分别介绍数组、结构体和指针这3种支持程序数据结构的重要类型，使读者可以初步领略数据结构对于程序设计的重要性，第9单元介绍几种常用的算法设计策略。通过这4个单元，使“数据结构 算法 = 程序”的思想在读者心中扎根。前面两篇，按照“训练解题思路为主，语法够用就行”的原则编写。第3篇用6个单元补充了一些重要的语法细节，使读者能在前两篇初步掌握了程序设计的基本方法的基础上，将C语言程序设计的学习引向深入。这样不仅建立了一种全新的内容体系，将应试教育向能力培养方面做了较大幅度的转变，同时也与教育部计算机科学与技术教学指导委员会推荐的《高等学校计算机科学与技术专业：公共核心知识体系与课程》中关于程序设计课程的要求一致，读者可以按照自己的专业定位选择其中的有关内容。

（三）

为了能有的放矢地进行训练，本书以二级节为单位给出习题。习题分为4个栏目：概念辨析、代码解析、探索验证和开发练习。

“概念辨析”主要提供了一些选择题和判断题，旨在提高读者对基础语法知识的认知。

“代码解析”包括指出程序（或代码段）执行结果、改错和填空，旨在提高读者的代码阅读能力。因为读程序也是程序设计的一种基本训练。

“探索验证”主要是用于提示或者指导学习者如何通过自己上机验证来提高掌握语法细节的能力。除了这个栏目中的习题外，学习者最好也能通过设计程序验证自己对于概念辨析栏目中的习题的判断是否正确。

“开发练习”是一种综合练习，应当要求学习者写出开发文档。内容主要包括问题（算法）分析、代码设计、测试用例设计、测试及调试结果分析等几个部分，重点应当放在问题分析、代码设计和测试用例的设计上。要把这些工作都做好，再上机调试、测试，不要什么还没有设计出来就上机。

（四）

在本书即将出版之际，由衷地感谢在本书写作过程中参与收集资料、程序调试以及校阅工作的姚威、张秋菊、文明瑶、杜勇、丁群、朱莎、史林娟、张展为、张有明。同时，也殷切地期待着广大读者和同仁的批评和建议。让我们共同把程序设计课程的改革做得更有实效。

张基温2012年2月

第1篇 C语言程序设计初步

第1单元 简单的C语言程序3

1.1 两个整数相加3

1.1.1 两个整数常数相加的C语言程序3

1.1.2 C语言程序的编译与连接3

1.1.3 带有输出操作的C程序4

习题1.16

1.2 变量初步8

1.2.1 使用变量的两整数相加程序8

1.2.2 从键盘给变量输入值10

习题1.212

1.3 用浮点数进行除运算14

1.3.1 整数相除的问题14

1.3.2 两个浮点数相除的C程序15

习题1.316

第2单元 选择结构18

2.1 将从键盘输入的任意两个数按升序输出18

2.1.1 问题分析与参考代码18

2.1.2 关系运算符与关系表达式19

2.1.3 if-else二分支选择结构20

2.1.4 程序测试21

2.1.5 程序的书写风格22

习题2.123

2.2 三中取大25

2.2.1 算法分析与参考代码25

2.2.2 逻辑运算符与逻辑表达式26

2.2.3 多分支选择结构中if与else的配对规则27

2.2.4 测试用例设计： 语句覆盖与分支覆盖28

2.2.5 else if结构29

2.2.6 条件运算符30

习题2.231

2.3 字符分类34

2.3.1 字符类型35

2.3.2 基于整型值匹配的switch结构37

2.3.3 算法分析与参考代码37

2.3.4 程序测试用例设计的等价分类法40

2.3.5 switch结构与if-else结构的比较41

习题2.342

第3单元 重复结构46

3.1 C语言重复结构基础46

3.1.1 C语言的三种重复结构46

3.1.2 累加器程序47

3.1.3 打印九九乘法表53

习题3.1 56

3.2 穷举65

3.2.1 求素数65

3.2.2 搬砖问题67

3.2.3 推断名次69

习题3.273

3.3 迭代与递推78

3.3.1 用辗转相除法求两个正整数的最大公因子78

3.3.2 Fibonacci数列81

3.3.3 猴子吃桃子83

3.3.4 用二分迭代法求解一元二次方程85

习题3.388

第4单元 用函数组织C程序92

4.1 函数基础92

4.1.1 函数定义92

4.1.2 函数调用94

4.1.3 函数原型声明95

4.1.4 局部变量与全局变量96

4.1.5 模块化程序设计99

习题4.1102

4.2 递归105

4.2.1 阶乘的递归计算105

4.2.2 汉诺塔106

习题4.2109第5单元 计算机模拟111

5.1 随机问题模拟111

5.1.1 产品随机抽样111

5.1.2 用蒙特卡洛法求π的近似值114

习题5.1115

5.2 基于步长的模拟116

5.2.1 事件步长法--中子扩散问题116

5.2.2 时间步长法--盐水池问题118

习题5.2122

第2篇 数据结构 算法

第6单元 顺序地组织同类型数据--数组类型127

6.1 数组基础127

6.1.1 扑克牌的表示与数组定义127

6.1.2 扑克牌查找： 数组元素引用与数组名参数129

6.1.3 扑克洗牌的随机模拟132

6.1.4 扑克牌整理： 数组元素排序133

6.1.5 扑克发牌： 二维数组应用135

习题6.1139

6.2 字符串143

6.2.1 字符串与字符数组143

6.2.2 字符串输入输出144

6.2.3 字符串的其他操作147

习题6.2150

第7单元 描述一类对象的属性--结构体类型和共用体类型153

7.1 结构体类型基础153

7.1.1 结构体类型的定义153

7.1.2 结构体类型的实例化154

7.1.3 结构体变量的引用155

习题7.1157

7.2 结构体数组159

7.2.1 结构体数组的定义与初始化159

7.2.2 结构体数组元素的引用161

习题7.2163

7.3 union类型165

7.3.1 共用体类型的定制与共用体变量的定义165

7.3.2 共用体类型与结构体类型的比较165

7.3.3 共用体变量的应用167

习题7.3168

第8单元 指针类型171

8.1 指针的概念171

8.1.1 指针=基类型 地址171

8.1.2 悬空指针、空指针与void指针173

8.1.3 多级指针174

8.1.4 指针的操作174

习题8.1177

8.2 数组的指针形式180

8.2.1 数组名与指向数组的指针180

8.2.2 二维数组的指针形式182

8.2.3 指针与C字符串184

习题8.2186

8.3 指针参数188

8.3.1 变量地址传送189

8.3.2 数组地址传送190

8.3.3 字符指针参数194

8.3.4 带参主函数197

习题8.3199

第9单元 常用算法设计策略"para" label-module="para">

9.1 分治策略202

9.1.1 二分查找202

9.1.2 快速排序204

9.1.3 自行车带人问题207

习题9.1209

9.2 回溯策略211

9.2.1 迷宫问题211

9.2.2 使用堆栈组织搜索过程215

习题9.2220

9.3 贪心策略221

9.3.1 旅行费用问题222

9.3.2 删数问题224

习题9.3227

9.4 动态规划228

习题9.4232

第3篇 深入学习C语言

第10单元 C语言中常量的表示237

10.1 字面常量237

10.1.1 整型字面常量的表示和辨识237

10.1.2 浮点类型字面常量的表示和辨识238

习题10.1239

10.2 宏241

10.2.1 宏定义241

10.2.2 使用宏应当注意的几点241

10.2.3 带参宏定义243

习题10.2245

10.3 const修饰符248

10.3.1 用const“固化”变量248

10.3.2 用const修饰指针249

习题10.3252

10.4 枚举类型253

10.4.1 枚举类型及其定义253

10.4.2 枚举变量的定义254

10.4.3 对枚举变量和枚举元素的操作254

习题10.4255

第11单元 数据类型257

11.1 基本数据类型特性258

11.1.1 整型数据类型的主要特性258

11.1.2 浮点数据类型的主要特性260

习题11.1261

11.2 数据类型转换262

11.2.1 数据类型转换的一般规则262

11.2.2 数据类型转换的副作用与注意事项265

习题11.2269

11.3 typedef和sizeof操作符270

11.3.1 typedef270

11.3.2 sizeof运算符272

习题11.3272

第12单元 C程序中变量的访问属性274

12.1 变量访问属性的概念274

12.1.1 变量的存储类型与生存期274

12.1.2 标识符的作用域275

12.1.3 标识符的链接属性276

习题12.1276

12.2 C语言程序实体的存储类型277

12.2.1 C程序中的局部变量277

12.2.2 C程序中的外部变量279

习题12.2283

12.3 C程序中的动态内存分配287

12.3.1 申请存储空间288

12.3.2 释放一个指针指向的存储空间289

12.3.3 修改一个指针指向的存储空间大小290

习题12.3291

第13单元 格式化输入输出函数详解292

13.1 格式化输出函数printf ()292

13.1.1 格式参数结构292

13.1.2 基本格式符292

13.1.3 长度修饰符293

13.1.4 域宽与精度说明293

13.1.5 前缀修饰符294

习题13.1296

13.2 格式化输入函数scanf ()297

13.2.1 地址参数297

13.2.2 格式参数结构与工作机制297

13.2.3 数值数据的输入控制300

13.2.4 scanf ()与输入缓冲区301

13.2.5 字符型数据的输入控制302

13.2.6 scanf ()的停止与返回306

习题13.2306

第14单元 文件308

14.1 C文件的基本概念308

14.1.1 I/O流与缓冲308

14.1.2 文件及其分类309

14.1.3 FILE类型及其指针309

习题14.1310

14.2 C文件操作的一般过程310

14.2.1 文件打开311

14.2.2 文件读写定位与读写操作312

14.2.3 文件关闭313

习题14.2314

14.3 文件操作程序示例317

14.3.1 写若干行字符串到文本文件317

14.3.2 文件复制317

习题14.3318

第15单元 位运算与位段320

15.1 位运算320

15.1.1 按位逻辑运算320

15.1.2 移位运算322

15.2 位段322

习题15325

附录327

附录A C语言的关键字及其用途327

附录B C语言运算符的优先级和结合方向328

附录C 编译预处理命令328

C.1 宏定义328

C.2 文件包含329

C.3 条件编译329

附录D C语言常用标准库函数329

D.1 数学函数330

D.2 字符函数和字符串函数331

D.3 输入输出函数331

D.4 动态内存分配函数333

D.5 退出程序函数333

D.6 数值转换函数334

D.7 时间和日期函数334

参考文献335

作者：程晓荣、赵惠兰、张铭泉、李梅 定价：19元

印次：1-1

装帧：平装

印刷日期：2012-6-21

本书是一本基于能力培养体系的C语言程序设计教材。本书按照作者提出的“提出问题、分析问题-编写程序、语法说明-程序测试、结果分析”的思路，并按照“前期以培养解题思路为主，语法知识够用就行；后期补充必要的语法细节”的原则编写，旨在引导读者在逻辑思维能力、语法应用能力和程序测试能力3个方面同步提高。

全书分为3篇。第1篇从几个经典问题入手，将读者带入穷举、迭代、递归、随机模拟、时间步长、事件步长等基本逻辑思维训练之中，并相对集中地融入基本语法，为初学者奠定程序设计的基本知识和能力。第2篇通过数组、结构体和指针3种构造数据类型以及常用算法设计策略的介绍，使读者的程序设计能力上升到“数据结构 算法 = 程序”的水平。第3篇对C语言重点语法进行总结、提升和拓展，使读者在发挥C语言优势方面得到提升。

本书结构新颖、概念准确，鱼渔并重、和木皆宜，例题经典、习题丰富、题型全面，适应面宽、注重效果，适合教学、兼顾自学，与教育部计算机科学与技术教学指导委员会推荐的《高等学校计算机科学与技术专业：公共核心知识体系与课程》中关于程序设计课程的要求一致，可以作为高等学校各专业的新一代程序设计课程教材，也可供从事程序设计相关领域的人员自学或参考。

《网络工程设计与实验教程》主要强调了教学内容与实践的结合、国际先进的教学实验理念与平台的利用以及测试考核的标准化，结合计算机网络课程教学的实际，进行了教学内容的重组和归并，深化对课程教学的理解。全书分为九章，即网络工程与设计基础、网络设计软件、网络组件——路由器、网络组件——交换机、网络组件——服务器、互联网操作系统的管理、可配置的网络协议、网络技术专项实验和网络技术综合技术方案等。书后还配备了一个完整的实践方案和三套网络测试试题。

《网络工程设计与实验教程》内容全面，理论以够用为度，实验步骤叙述清楚，实验任务明确，侧重实用，力图反映出目前网络的实际应用情况。此外，《网络工程设计与实验教程》的所有实验均通过实际验证。《网络工程设计与实验教程》可作为大专院校计算机类及相关专业“计算机网络”、“计算机网络工程与实践”等课程的教材，也可作为从事计算机网络设计、建设、管理和应用的工程技术人员的参考书。

近年来，为了适应教学转型的需要，按照新的人才培养方案以及课程标准的要求，针对“计算机网络”及其相关实践性课程的特点，我们在研究生以及本科生“计算机网络”以及“网络工程与实践”课程的教学中努力突出能力培养，在利用主干教材教学的基础上，辅助以选编的材料，丰富教学实验内容。本实验教材就是多年积累材料的提升与总结。教材的编写主要强调了教学内容与实际的结合、国际先进的教学实验理念与平台的利用以及测试考核的标准化。本书充分汲取了思科（Cisco）网络认证考试以及思科网络学院网络教学的基本思路，结合我们计算机网络课程教学的实际，进行了教学内容的重组和归并，深化对课程教学内容的理解。教材内容经过了四期本科生以及三期研究生的使用，教学效果明显，教材在使用过程中经过不断充实修改，满足了教学实验的需要。2100433B

第1章 网络工程与设计基础

1.1 网络工程概述

1.1.1 网络工程定义

1.1.2 网络工程建设过程

1.2 网络工程组织

1.2.1 组织方式与组织机构

1.2.2 网络工程监理

1.2.3 网络互连设备

1.2.4 网络应用模式

1.3 网络设计需求分析

1.4 网络逻辑设计

1.4.1 逻辑拓扑结构分层

1.4.2 网络设计的目标

1.5 备份设计

1.6 物理设计的原则

1.7 结构化综合布线

1.7.1 综合布线系统的定义

1.7.2 综合布线系统的范围

1.7.3 综合布线工程等级

1.7.4 结构化综合布线系统的组成

1.7.5 我国综合布线标准

1.8 线缆敷设方式

1.9 计算机网络基础

1.9.1 TCP/IP的层次架构

1.9.2 互联网IP地址

1.9.3 IP路由决策过程

1.9.4 路由选择

1.9.5 网络传输介质

习题

第2章 网络设计软件

2.1 网络设计软件概述

2.2 PacketTracer的使用

2.2.1 网络设计

2.2.2 配置实现

2.3 Visio项目设计软件

习题

第3章 网络组件——路由器

3.1 Cisco设备组件与结构

3.2 Cisco路由器的功能接口与外观

3.2.1 面板外观

3.2.2 Cisco路由器指示灯说明

3.3 路由器功能模块说明及安装

3.3.1 CiscoNM-4A/S与WIC-2A/S网络模块

3.3.2 CiscoNM-2FE网络模块

3.4 Cisco路由器机身接口

3.4.1 路由器备份口（AUX口）的连接

3.4.2 路由器配置端口的连接

习题

第4章 网络组件——交换机

4.1 交换机的工作原理

4.1.1 基本功能

4.1.2 MAC地址表

4.1.3 数据帧的转发/过滤决策

4.1.4 转发模式

4.2 Cisco3550交换机概述

4.2.1 前面板

4.2.2 GBIC网络接口

4.2.3 交换机的物理特性

4.3 交换机的启动和配置

4.3.1 启动交换机

4.3.2 配置交换机的两种方法

习题

第5章 网络组件——服务器

5.1 Web服务器

5.2 Web服务器的架设

5.2.1 网络拓扑

5.2.2 安装HS

5.2.3 创建加载网站

5.2.4 客户端访问Web服务器

5.3 DHCP服务器

5.3.1 DHCP原理基础

5.3.2 安装DHCP服务器

5.3.3 客户端分配IP地址

5.3.4 DHCP服务器的架设

5.3.5 DHCP服务器的配置

习题

第6章 互联网操作系统的管理

6.1 路由器的启动顺序

6.2 IOS的两个关键文件系统

6.3 IOS的两种配置界面

6.3.1 CiscoCLI模式

6.3.2 IOS的常用命令

6.3.3 IOS集成的网络功能

6.4 登录网络设备操作IOS

6.5 配置平台搭建方法

6.6 网络测试工具

6.6.1 ping命令

6.6.2 traceroute命令

6.7 维护和调试工具

6.7.1 show命令集

6.7.2 系统调试

6.8 系统日志

6.8.1 Syslog概述

6.8.2 Syslog的配置

6.9 网络管理及远程监控技术

6.10 接口概述

6.10.1 接口配置

6.10.2 接口的统计和监控

6.11 以太网接口的配置

6.11.1 以太网接口的默认配置信息

6.11.2 以太网接口的基本配置命令

6.12 子接口的配置

6.12.1 子接口的默认配置信息

6.12.2 子接口的基本配置命令

6.12.3 创建子接口

6.12.4 接口的IP地址配置

6.13 Trunk的配置

6.13.1 Trunk的默认配置信息

6.13.2 配置Trunk端口

6.14 POS接口的配置

6.14.1 POS接口的默认配置信息

6.14.2 配置POS接口的基本参数

6.14.3 在POS接口下配置PPP

6.14.4 在POS接口下配置CHDLC协议

习题

第7章 可配置的网络协议

7.1 数据链路层协议

7.1.1 PPP概述

7.1.2 PPP的组成

7.1.3 PPP运行过程

7.1.4 PPP的验证方式

7.1.5 MP

7.1.6 PPP所需的配置

7.1.7 PPP没有的功能

7.1.8 PPP的工作状态

7.1.9 PPP的配置演示

7.1.10 HDLC协议概述

7.1.11 HDLC封装接口

7.1.12 HDLC协议的监控

7.1.13 帧中继协议概述

7.1.14 帧中继的帧结构

7.1.15 帧中继封装接口

7.2 网络层协议

7.2.1 路由协议的概述

7.2.2 路由优先级

7.3 配置路由协议

7.3.1 配置静态路由

7.3.2 配置默认路由

7.3.3 配置RIP

7.3.4 配置IGRP

7.3.5 配置EIGRP

7.3.6 配置OSPF协议

7.4 访问控制列表技术

7.4.1 ACL技术的应用

7.4.2 标准ACL的配置

7.4.3 通配掩码

7.4.4 any命令

7.4.5 验证ACL

7.4.6 ACL的配置演示

7.5 网络地址转换技术

7.5.1 基础配置任务

7.5.2 NAT功能的监控和维护

7.5.3 NAT技术应用演示

7.5.4 利用NAT实现负载均衡演示

7.6 服务质量技术

7.6.1 差别服务模式

7.6.2 IEEE802.1 p

7.6.3 QoS的运行过程

7.6.4 区分信息传输种类的次序

7.6.5 队列算法

第8章 网络技术专项实验

8.1 实验一：交换机IOS的基本配置

8.1.1 实验目的

8.1.2 网络配置说明

8.1.3 网络拓扑

8.1.4 实验任务及步骤

8.2 实验二：虚拟局域网的配置

8.2.1 实验目的

8.2.2 网络配置说明

8.2.3 网络拓扑

8.2.4 实验任务及步骤

8.3 实验三：设置主干端口

8.3.1 实验目的

8.3.2 网络配置说明

8.3.3 网络拓扑

8.3.4 实验任务及步骤

8.4 实验四：基于VLAN的三层路由交换

8.4.1 实验目的

8.4.2 网络配置说明

8.4.3 网络拓扑

8.4.4 实验任务及步骤

8.5 实验五：基于VLANACL的安全策略

8.5.1 实验目的

8.5.2 网络配置说明

8.5.3 网络拓扑

8.5.4 实验任务及步骤

8.6 实验六：基于单台路由器VLAN间的通信

8.6.1 实验目的

8.6.2 网络配置说明

8.6.3 网络拓扑

8.6.4 实验任务及步骤

8.7 实验七：基于多台交换机和多个VLAN的通信

8.7.1 实验目的

8.7.2 网络配置说明

8.7.3 网络拓扑

8.7.4 实验任务及步骤

8.8 实验八：配置静态路由和RIP路由协议

8.8.1 实验目的

8.8.2 网络配置说明

8.8.3 网络拓扑

8.8.4 实验任务及步骤

8.9 实验九：EIGRP路由协议的基本配置

8.9.1 实验目的

8.9.2 网络配置说明

8.9.3 网络拓扑

8.9.4 实验任务及步骤

8.10 实验十：OSPF路由协议的基本配置

8.10.1 实验目的

8.10.2 网络配置说明

8.10.3 网络拓扑

8.10.4 实验任务及步骤

8.11 实验十一：在NBMA坏境中实现OSPF路由协议

8.11.1 实验目的

8.11.2 网络配置说明

8.11.3 网络拓扑

8.11.4 实验任务及步骤

8.12 实验十二：配置OSPF的虚链路及接口验证

8.12.1 实验目的

8.12.2 网络配置说明

8.12.3 网络拓扑

8.12.4 实验任务及步骤

8.13 实验十三：制作双绞线跳线

8.13.1 实验目的

8.13.2 双绞线介绍

8.13.3 实验所需的材料和工具

8.13.4 制作步骤

第9章 网络技术综合设计方案

9.1 综合实验一：NAT与ACL技术的运用

9.1.1 网络设计

9.1.2 配置实现

9.2 综合实验二：使用帧中继互连网络

9.2.1 网络设计

9.2.2 配置实现

9.3 综合实验三：园区网的设计

9.3.1 网络设计

9.3.2 配置实现

9.4 综合实验四：服务质量技术的应用

9.4.1 网络设计

9.4.2 网络拓扑

9.4.3 配置实现

9.5 综合实验五：使用混合路由协议互连网络

9.5.1 网络设计

9.5.2 网络拓扑

9.5.3 配置实现

习题参考答案

附录A XX项目计算机网络设计方案

附录B 试题汇编

试卷一 网络工程师测试试题（选择题）

试卷二 网络工程师测试试卷（综合）

试卷三 Cisco网络技术学院试题（多选题）

参考文献