C语言程序设计项目化教学案例分析
2021-05-11秦春娣黄晓伟
秦春娣 黄晓伟
【摘要】 C语言程序设计作为高职计算机专业学生的基础语言，在整个课程中的相当重要的。学习C语言程序设计不仅能让学生了解基本的程序设计概念，还能让学生学会使用编程语言的代码结构，更能让学生学会编程的思想。为后续学习其他语言：如JAVA、Python等语言打下扎实的基础。传统的C语言学习都是通过语法学习，加上小的案例来讲解的，缺乏对实际生活中案例的整体框架编程设计。针对上述情况，下面将通过生活实际案例，应用C语言程序设计判断身份证号校验码项目进行教学案例分析。
【关键词】 身份证号 校验码 项目化教学
引言：
C语言从上个世纪70年代诞生至今将近50年，它仍旧活跃在信息技术的各个领域。在信息技术发展日新月异的今天，一项技术生存了50年仍保青春，不得不说，C语言是一种功能强大，生命力强的程序设计语言。如此功能强大的结构化的程序设计语言，有着丰富的数据类型，有着基本的语言结构，有着顺序结构、选择结构、循环结构的基本技能。传统的C语言程序设计教学是采用小程序设计为案例的，它如何与面向对象的程序设计语言衔接呢？我们的课程采用项目化教学就非常有必要了。
一、案例背景
在项目化教学案例的设计过程中，如果缺少与实际生活相关的例子，学生在学习过程中就会缺少学习的动力。那么老师在设计“C语言程序设计”项目化案例时，根据日常生活实际问题具体情景进行项目设计。
本案例我们应用C语言程序设计对身份证号校验码验证的项目来分析，通过对18位身份证号码的组成原理，校验码的检验真伪算法及实现身份证号校验码的项目设计来讲解。
二、身份证号码有关知识
2.1身份證号的组成
公民身份证号码是按照一定的规则组成的，它由十七位数字和一位校验码构成。从左至右一到六位数字是地址码，七至十四数字是出生日期码，十五至十七数字是顺序码，最后一位为校验码。十八位数字我们可以用字母来表示：ABCDEFYYYYMMDDXXXR。
1、地址码（ABCDEF）：表示常住户口所在省、市、区的行政代码。比如：340000表示安徽省;340100 表示安徽省合肥市;340101 表示安徽省合肥市市辖区。
2、出生日期码（YYYYMMDD）：表示该人员的出生年月日，比如：2020年1月11日出生的人员，出生日期码为：20200111，月份和日期不足两位的，我们在前面加0，数字之间是不用分隔符的。
3、顺序码（XXX）：表示是对身份证号前六位相同（同一个地区内），又是同年同月同日出生的人员编定的顺序码，奇数代表是男性，偶数代表是女性，可以更好的区别男女。
4、校验码（R）：根据前面17位数字，按照校验码计算方法得出一位数。
2.2校验码的计算方式
1、根据前面17位数字进行加权求和：公式：S=Sum（Ai*Wi），i=1至17，其中Ai为第i位置上身份证号码数字值，Wi为第i位置上的加权因子，相应的17位加权因子：7 9 10 5 8 4 2 1 6 3 7 9 10 5 8 4 2。
身份证号码上每一位数字与相应的加权因子相乘的积相加，计算出总和S。
2、用11对计算结果取模 Y=mod（S，11） ，S除以11，看得到的余数。余数Y有0至10共11个数字。
3、按照模的值对应的校验码如下图：
2.3校验码出现‘X
根据上表的对应关系，我们发现校验码有11个，如果我们用数字0到9来表示，就缺少一位。用二位数字来表示的话，身份证号就变成19位了。因为Ⅹ代青罗马数字的10，所以这里用X来代替其中一位校验码。这样可以保障公民身份证号符合国家标准。
三、项目设计
3.1开发环境
开发语言：C语言
开发工具：Code：：Blocks/Dev-C++
3.2项目需求
输入身份证号码，以字符串的形式放入字符数组中，调用判断身份证号号码函数，首先判断位数是否为18位，接着判断除最后一位可以是大写X或小写x以外，其他位必须是数字，满足以上二个条件后，再来判断最后一位校验位是否正确。如果以上条件都能满足，那么我们就判断身份证号码是合法的，否则为不合法。
3.3数据类型
本案例中，我们将应用到了int char long的数据类型，加权因子采用整型数组，校验码和身份证号码都采用字符数组的类型。
3.4涉及的知识点
本程序用到C语言基础知识，所涉及到的知识点如下：
（1）stdio.h、string.h和ctype.h头文件的引入;
（2）用户自定义函数及函数的调用;
（3）数组的定义和初始化，缺省数组的大小时，必须初始化数据，编译器会自动计算数据的大小。如：int R[] ={7， 9， 10， 5， 8， 4， 2， 1， 6， 3， 7， 9， 10， 5， 8， 4， 2 }; //加权因子;
（4）调用字符串长度函数strlen（），计算字符长度;调用数字判断isdigit（）函数;
（5）字符转换为数值功能，如0-48=0 字符‘0变成数值0;
（6）gets（）可以接受带有空格的字符，而scanf（）函数遇到空格就截断，我们要理解两者之间的区别;
（7）%，取模运算就是自然数学中的求余数，参与取模运算的两个操作数都是整型数。
四、项目编码
4.1核心算法分析
函数是完成某个特定功能的模块代码。通过调用模块代码完成某项功能。我们定义了一个身份证验证函数，用来检测输入的字符串身份证号码的有效性。最后一位校验码是根据前面 17 位数字码，按照 ISO 7064：1983.MOD 11-2 校验码计算出来的校验码。
我们采用用户自定义函数Chk18PaperId函数来完成身份证号校验过程。
在Chk18PaperId函数中我们首先对字符串身份证码进行位数的判断，如果字符串长度不等于18位，那么我们直接返回，判定该身份证号码为不合法。在字符串长度为18位的基础上，我们再来判断每一位是否是数字字符或者最后一位是罗马数字X，这里为了方便，我们直接用英文字母X来表示。满足以上两个条件之后，我们再来判断最后一位校验码是否正确。
假设某一身份证号前17位：
17位数字 3 2 0 6 2 1 1 9 9 5 0 7 1 8 3 0 2
加权因子 7 9 10 5 8 4 2 1 6 3 7 9 10 5 8 4 2
根据加权求和公式S = Sum（Ai * Wi），计算17位数字各位数字与对应的加权因子的乘积的和S：3×7+2×9+0×10+6×5+2×8+1×4+1×2+9×1+9×6+5×3+0×7+7×9+1×10+8×5+3×8+0×4+2×2=310;
计算S÷11的余数T：310 % 11=2;余数0-10对应校验码为[1， 0， X ， 9， 8， 7， 6， 5， 4， 3， 2]，
那么该身份证号码的第18位校验码就是X。
4.2完整代码
#include
#include
#include
int Chk18PaperId （const char *sPaperId） //函数用来判断身份证号校验码是否合法
{ long lSumQT =0;
int R[] ={7， 9， 10， 5， 8， 4， 2， 1， 6， 3， 7， 9， 10， 5， 8， 4， 2 }; //加权因子
char sChecker[11]={'1'，'0'，'X'， '9'， '8'， '7'， '6'， '5'， '4'， '3'， '2'}; //校验码
if（ 18 ！= strlen（sPaperId）） return -1; //检验长度
int i=0; //校验数字
for （i=0; i<18; i++）
{ if （ ！isdigit（sPaperId[i]） && ！（（'X' == sPaperId[i] || 'x' == sPaperId[i]）&& 17 == i） ）
{ return -1;//如果身份证号码中某一位不是数字或者X 的话，则返回-1，失败}}
for （i=0; i<=16; i++）//验证最末的校验码
{ lSumQT += （sPaperId[i]-48） * R[i];}
if （sChecker[lSumQT%11] ！= sPaperId[17] ）
{ return -1;}
return 0; }
int main（void）
{ char Personal_ID[18];
printf（"请输入一个身份证号码：＼n"）;
gets（Personal_ID）; //用户输入一个字符串身份证号码
if（！Chk18PaperId（Personal_ID）） printf（"合法＼n"）; //调用自定义校验码函数
else printf（"不合法＼n"）;
return 0;}
五、结论
C语言本身提供了强大的算法功能，而且还提供项目实践功能。我们对C语言程序设计进行项目化教学，在教学案例设计中根据高职学生学习的特点，设计出符合学生的C语言项目教学案例，从而提高学生学习C语言解决各种实际问题的能力。
参 考 文 献
[1]许芝卉，李建华.关于C语言程序设计题自动评分算法的探究，山西大同大学报，2020（10）.
[2]唐小健.探究C语言程序设计在项目实践中的技巧应用，电脑编程技术与维护，2020（11）.
[3]周军强.C 语言程序设计课程项目化教学研究，福建电脑，2020（04）.
[4]俞骋.项目教学法在技校C语言教学中的实证研究，现代计算机，2019（14）.
[5]林剑.C语言程序设计课程教学探索，課程教育研究，2019（02）.
秦春娣（1981-），女，江苏常州人，实验师，工程师，本科，主要研究方向为计算机应用;
黄晓伟（1981-），男，江苏常州人，副教授，研究方向：工业自动化控制。
