简介

在本实验中，你将学习如何在 C 编程中计算数据集的平均值。

本实验涵盖以下步骤：

• 从用户输入中读取一组数字。
• 计算这些数字的总和，然后通过将总和除以数字的数量来计算平均值。
• 打印计算出的平均值。

本实验提供了一份详细的分步指南，包括示例代码，以帮助你理解在 C 语言中计算平均值的过程。

完成本实验后，你将具备使用 C 编程分析和汇总数值数据的技能。

读取一组数字

在这一步中，你将学习如何在 C 编程中读取一组数字。

我们将创建一个简单的程序，允许用户输入一组数字并将它们存储在一个数组中。

首先，在 ~/project 目录中创建一个新的 C 文件：

cd ~/project

nano mean_calculation.c

现在，输入以下代码：

#include 

#define MAX_SIZE 100

int main() {
    int numbers[MAX_SIZE];
    int count;

    // 提示用户输入元素数量
    printf("输入元素数量 (最大 %d): ", MAX_SIZE);
    scanf("%d", &count);

    // 输入验证
    if (count <= 0 || count > MAX_SIZE) {
        printf("无效的元素数量!n");
        return 1;
    }

    // 将数字读入数组
    printf("输入 %d 个数字:n", count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("输入数字 %d: ", i + 1);
        scanf("%d", &numbers[i]);
    }

    // 打印输入的数字
    printf("n输入的数字为:n");
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("n");

    return 0;
}

编译程序

gcc mean_calculation.c -o mean_calculation

运行程序

./mean_calculation

示例输出

输入元素数量(最大 100): 5
输入 5 个数字:
输入数字 1: 10
输入数字 2: 20
输入数字 3: 30
输入数字 4: 40
输入数字 5: 50

输入的数字为:
10 20 30 40 50

代码关键点

• #define MAX_SIZE 100 设置了数组大小的最大限制
• scanf() 用于读取元素数量和各个数字
• 我们对输入进行验证，以确保其在允许的范围内
• 使用 for 循环来输入并显示数字

这个程序演示了什么

• 声明一个具有最大大小的数组
• 从用户那里获取元素数量
• 将数字输入到数组中
• 验证用户输入
• 显示输入的数字

计算总和，然后计算平均值 = 总和/数量

在这一步中，我们将扩展上一个程序，以计算用户输入数字的总和与平均值。

打开现有文件：

cd ~/project

nano mean_calculation.c

修改代码以包含总和与平均值的计算：

#include 

#define MAX_SIZE 100

int main() {
    int numbers[MAX_SIZE];
    int count;
    int sum = 0;
    float mean;

    // 提示用户输入元素数量
    printf("输入元素数量 (最大 %d): ", MAX_SIZE);
    scanf("%d", &count);

    // 输入验证
    if (count <= 0 || count > MAX_SIZE) {
        printf("无效的元素数量!n");
        return 1;
    }

    // 将数字读入数组并计算总和
    printf("输入 %d 个数字:n", count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("输入数字 %d: ", i + 1);
        scanf("%d", &numbers[i]);
        sum += numbers[i];
    }

    // 计算平均值
    mean = (float)sum / count;

    // 打印结果
    printf("n输入的数字为:n");
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("n");

    printf("数字总和：%dn", sum);
    printf("数字平均值：%.2fn", mean);

    return 0;
}

编译程序

gcc mean_calculation.c -o mean_calculation

运行程序

./mean_calculation

示例输出

输入元素数量(最大 100): 5
输入 5 个数字:
输入数字 1: 10
输入数字 2: 20
输入数字 3: 30
输入数字 4: 40
输入数字 5: 50

输入的数字为:
10 20 30 40 50
数字总和: 150
数字平均值: 30.00

此版本的关键更改

• 添加了 sum 变量来跟踪所有数字的总和
• 将总和计算集成到输入循环中
• 通过将总和除以数量来计算平均值
• 使用类型转换 (float) 以确保浮点除法
• 添加了总和与平均值的输出，并进行了格式化打印

该程序现在演示了

• 计算数组元素的总和
• 计算算术平均值
• 精确显示结果

打印平均值

在这最后一步中，我们将重构代码，创建一个用于计算和打印平均值的函数，使我们的程序更具模块化和可读性。

打开现有文件：

cd ~/project

nano mean_calculation.c

使用专门的平均值计算函数更新代码：

#include 

#define MAX_SIZE 100

// 计算并打印平均值的函数
void calculateMean(int numbers[], int count) {
    if (count <= 0) {
        printf("错误：没有数字可用于计算平均值。n");
        return;
    }

    int sum = 0;
    float mean;

    // 计算总和
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        sum += numbers[i];
    }

    // 计算平均值
    mean = (float)sum / count;

    // 打印详细统计信息
    printf("n统计信息：n");
    printf("元素数量：%dn", count);
    printf("数字总和：%dn", sum);
    printf("数字平均值：%.2fn", mean);
}

int main() {
    int numbers[MAX_SIZE];
    int count;

    // 提示用户输入元素数量
    printf("输入元素数量 (最大 %d)：", MAX_SIZE);
    scanf("%d", &count);

    // 输入验证
    if (count <= 0 || count > MAX_SIZE) {
        printf("无效的元素数量！n");
        return 1;
    }

    // 将数字读入数组
    printf("输入 %d 个数字：n", count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("输入数字 %d：", i + 1);
        scanf("%d", &numbers[i]);
    }

    // 打印输入的数字
    printf("n输入的数字为：n");
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("n");

    // 计算并打印平均值
    calculateMean(numbers, count);

    return 0;
}

输入与处理流程

程序会先提示用户输入元素数量，并读取 count 的值。

如果元素数量超过 MAX_SIZE，程序会直接提示“无效的元素数量！”，随后返回 1 结束执行。

接下来，程序会把用户输入的数字依次读入数组中。

首先输出“输入 %d 个数字：”，然后通过 for 循环逐个提示“输入数字 1：”“输入数字 2：”……并使用 scanf 将数据存入 numbers[i]。

数字输入完成后，程序会先把刚才录入的内容重新打印出来。

它会先输出“输入的数字为：”，再通过一次循环依次打印数组中的每个元素，最后换行，方便核对输入是否正确。

随后，程序调用 calculateMean(numbers, count) 来完成平均值的计算与结果输出。

最后，程序返回 0，正常结束。

编译程序

gcc mean_calculation.c -o mean_calculation

运行程序

./mean_calculation

示例输出

输入元素数量(最大 100)：4
输入 4 个数字：
输入数字 1：10
输入数字 2：20
输入数字 3：30
输入数字 4：40

输入的数字为：
10 20 30 40
统计信息：
元素数量：4
数字总和：100
数字平均值：25.00

这一版主要做了几处优化

• 将平均值计算单独拆分为 calculateMean() 函数
• 补充了更完整、更直观的统计信息输出
• 对边界情况的处理更严谨，报错也更明确
• 核心功能依然和前面几步保持一致
• 代码结构更清晰，模块化程度更高，阅读起来也更顺手

这个程序主要演示了

• 采用基于函数的计算方式
• 提供更完整的统计结果输出
• 使用模块化的代码设计

总结

本实验的重点是掌握如何在 C 语言中读取一组数字，计算数据集的总和与平均值，并最终把平均值输出出来。

整个过程并不复杂。

先提示用户输入一组数字，并将其保存到数组中；接着统计这些数字的总和，再用总和除以数量得到平均值；最后输出计算结果。

这个实验涉及的关键环节包括：

• 声明一个具有最大容量的数组
• 获取用户输入的元素个数
• 将数字依次写入数组
• 校验用户输入是否有效
• 展示已经输入的数据

完成之后，基本就能把 C 语言中计算一组数据平均值的流程吃透了。