【揭秘C語言編程】26種核心技術，10個實戰案例深度解析

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1. 數據範例與變量

C言語中供給了豐富的數據範例，如整型（int）、浮點型（float）、字符型（char）等。懂得這些數據範例及其範疇對編寫正確的順序至關重要。

實戰案例：數據範例轉換

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    float fnum = 10.5f;
    printf("Integer: %d\n", num);
    printf("Float: %f\n", fnum);
    return 0;
}

2. 運算符

C言語供給了多種運算符，包含算術運算符、比較運算符、邏輯運算符等。

實戰案例：算術運算符

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 5, b = 3;
    printf("Addition: %d\n", a + b);
    printf("Subtraction: %d\n", a - b);
    printf("Multiplication: %d\n", a * b);
    printf("Division: %d\n", a / b);
    return 0;
}

3. 把持構造

把持構造包含前提語句（if-else）、輪回語句（for、while、do-while）。

實戰案例：if-else語句

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    if (num > 0) {
        printf("Number is positive\n");
    } else {
        printf("Number is negative or zero\n");
    }
    return 0;
}

4. 輪回

輪回語句用於重複履行代碼塊。

實戰案例：for輪回

#include <stdio.h>

int main() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("Value of i: %d\n", i);
    }
    return 0;
}

5. 函數

函數是代碼構造的基本單位，可能實現代碼復用跟模塊化。

實戰案例：自定義函數

#include <stdio.h>

void sayHello() {
    printf("Hello, World!\n");
}

int main() {
    sayHello();
    return 0;
}

6. 數組

數組用於存儲同範例元素湊集。

實戰案例：二維數組

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            printf("arr[%d][%d] = %d\n", i, j, arr[i][j]);
        }
    }
    return 0;
}

7. 指針

指針是C言語的核心特點之一，它容許順序員直接操縱內存地點。

實戰案例：指針與數組

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[3] = {1, 2, 3};
    int *ptr = arr;
    printf("Value of first element: %d\n", *ptr);
    printf("Value of second element: %d\n", *(ptr + 1));
    return 0;
}

8. 構造體

構造體用於組合差別範例的數據。

實戰案例：構造體利用

#include <stdio.h>

struct Student {
    char name[50];
    int age;
    float marks;
};

int main() {
    struct Student s1;
    strcpy(s1.name, "John");
    s1.age = 20;
    s1.marks = 85.5f;
    printf("Name: %s\n", s1.name);
    printf("Age: %d\n", s1.age);
    printf("Marks: %.2f\n", s1.marks);
    return 0;
}

9. 位運算

位運算用於操縱二進制位。

實戰案例：位運算

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 5, b = 3;
    printf("a & b = %d\n", a & b);
    printf("a | b = %d\n", a | b);
    printf("a ^ b = %d\n", a ^ b);
    printf("a << 1 = %d\n", a << 1);
    printf("a >> 1 = %d\n", a >> 1);
    return 0;
}

10. 預處理

預處理是C言語的一個特點，容許在編譯前處理源代碼。

實戰案例：宏定義

#include <stdio.h>

#define PI 3.14159

int main() {
    printf("Value of PI: %f\n", PI);
    return 0;
}

11. 文件操縱

文件操縱包含文件的創建、讀取、寫入跟封閉。

實戰案例：文件讀取

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("Error opening file\n");
        return 1;
    }
    char ch;
    while ((ch = fgetc(file)) != EOF) {
        printf("%c", ch);
    }
    fclose(file);
    return 0;
}

12. 靜態內存分配

靜態內存分配容許在運轉時分配內存。

實戰案例：malloc跟free

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (arr == NULL) {
        printf("Error allocating memory\n");
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = i * 2;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    free(arr);
    return 0;
}

13. 鏈表

鏈表是一種罕見的數據構造，用於存儲存在雷同範例的數據元素。

實戰案例：單鏈表

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node {
    int data;
    struct Node *next;
};

void insert(struct Node **head, int value) {
    struct Node *newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = value;
    newNode->next = *head;
    *head = newNode;
}

void display(struct Node *head) {
    while (head != NULL) {
        printf("%d ", head->data);
        head = head->next;
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    struct Node *head = NULL;
    insert(&head, 3);
    insert(&head, 2);
    insert(&head, 1);
    display(head);
    return 0;
}

14. 棧

棧是一種進步後出（FILO）的數據構造。

實戰案例：棧的實現

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 10

struct Stack {
    int top;
    int arr[MAX_SIZE];
};

void initialize(struct Stack *s) {
    s->top = -1;
}

int isEmpty(struct Stack *s) {
    return s->top == -1;
}

int isFull(struct Stack *s) {
    return s->top == MAX_SIZE - 1;
}

void push(struct Stack *s, int value) {
    if (isFull(s)) {
        printf("Stack overflow\n");
        return;
    }
    s->arr[++s->top] = value;
}

int pop(struct Stack *s) {
    if (isEmpty(s)) {
        printf("Stack underflow\n");
        return -1;
    }
    return s->arr[s->top--];
}

int main() {
    struct Stack s;
    initialize(&s);
    push(&s, 10);
    push(&s, 20);
    push(&s, 30);
    printf("Popped element: %d\n", pop(&s));
    printf("Popped element: %d\n", pop(&s));
    printf("Popped element: %d\n", pop(&s));
    return 0;
}

15. 行列

行列是一種進步先出（FIFO）的數據構造。

實戰案例：行列的實現

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 10

struct Queue {
    int front, rear;
    int arr[MAX_SIZE];
};

void initialize(struct Queue *q) {
    q->front = q->rear = -1;
}

int isEmpty(struct Queue *q) {
    return q->front == -1;
}

int isFull(struct Queue *q) {
    return (q->rear + 1) % MAX_SIZE == q->front;
}

void enqueue(struct Queue *q, int value) {
    if (isFull(q)) {
        printf("Queue overflow\n");
        return;
    }
    if (isEmpty(q)) {
        q->front = q->rear = 0;
    } else {
        q->rear = (q->rear + 1) % MAX_SIZE;
    }
    q->arr[q->rear] = value;
}

int dequeue(struct Queue *q) {
    if (isEmpty(q)) {
        printf("Queue underflow\n");
        return -1;
    }
    int value = q->arr[q->front];
    if (q->front == q->rear) {
        q->front = q->rear = -1;
    } else {
        q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE;
    }
    return value;
}

int main() {
    struct Queue q;
    initialize(&q);
    enqueue(&q, 10);
    enqueue(&q, 20);
    enqueue(&q, 30);
    printf("Dequeued element: %d\n", dequeue(&q));
    printf("Dequeued element: %d\n", dequeue(&q));
    printf("Dequeued element: %d\n", dequeue(&q));
    return 0;
}

16. 樹

樹是一種非線性數據構造，用於存儲存在父子關係的數據。

實戰案例：二叉樹

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node {
    int data;
    struct Node *left, *right;
};

struct Node *createNode(int value) {
    struct Node *newNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = value;
    newNode->left = newNode->right = NULL;
    return newNode;
}

void insert(struct Node **root, int value) {
    if (*root == NULL) {
        *root = createNode(value);
    } else if (value < (*root)->data) {
        insert(&((*root)->left), value);
    } else {
        insert(&((*root)->right), value);
    }
}

void inorderTraversal(struct Node *root) {
    if (root != NULL) {
        inorderTraversal(root->left);
        printf("%d ", root->data);
        inorderTraversal(root->right);
    }
}

int main() {
    struct Node *root = NULL;
    insert(&root, 5);
    insert(&root, 3);
    insert(&root, 7);
    insert(&root, 2);
    insert(&root, 4);
    insert(&root, 6);
    insert(&root, 8);
    printf("Inorder traversal: ");
    inorderTraversal(root);
    printf("\n");
    return 0;
}

17. 圖

圖是一種非線性數據構造，用於存儲存在多個連接的數據。

實戰案例：毗鄰矩陣表示的圖

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_VERTICES 5

struct Graph {
    int numVertices;
    int adjacencyMatrix[MAX_VERTICES][MAX_VERTICES];
};

void initializeGraph(struct Graph *g, int numVertices) {
    g->numVertices = numVertices;
    for (int i = 0; i < numVertices; i++) {
        for (int j = 0; j < numVertices; j++) {
            g->adjacencyMatrix[i][j] = 0;
        }
    }
}

void addEdge(struct Graph *g, int start, int end) {
    g->adjacencyMatrix[start][end] = 1;
    g->adjacencyMatrix[end][start] = 1;
}

void displayGraph(struct Graph *g) {
    for (int i = 0; i < g->numVertices; i++) {
        for (int j = 0; j < g->numVertices; j++) {
            printf("%d ", g->adjacencyMatrix[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

int main() {
    struct Graph g;
    initializeGraph(&g, 4);
    addEdge(&g, 0, 1);
    addEdge(&g, 0, 2);
    addEdge(&g, 1, 2);
    addEdge(&g, 2, 3);
    displayGraph(&g);
    return 0;
}

18. 靜態內存管理

靜態內存管理是C言語中的一個重要特點，容許在運轉時分配跟開釋內存。

實戰案例：malloc跟free

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (arr == NULL) {
        printf("Error allocating memory\n");
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = i * 2;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    free(arr);
    return 0;
}

19. 錯誤處理

錯誤處理是C言語編程中的一個重要方面，可能避免順序崩潰並進步順序的結實性。

實戰案例：錯誤處理

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("Error opening file");
        return 1;
    }
    char ch;
    while ((ch = fgetc(file)) != EOF) {
        printf("%c", ch);
    }
    fclose(file);
    return 0;
}

20. 靜態內存分配

靜態內存分配是在編譯時分配內存，平日用於小型數據構造。

實戰案例：靜態內存分配

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

21. 內存泄漏

內存泄漏是C言語編程中的一個罕見成績，招致順序佔用越來越多的內存。

實戰案例：內存泄漏

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void func() {
    int *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (arr == NULL) {
        printf("Error allocating memory\n");
        return;
    }
    // Do something with arr
    // ...
    free(arr);
}

int main() {
    func();
    // Memory leak
    return 0;
}

22. 靜態內存開釋

靜態內存開釋是在順序結束時開釋已分配的內存，避免內存泄漏。

實戰案例：靜態內存開釋

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (arr == NULL) {
        printf("Error allocating memory\n");
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = i * 2;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    free(arr);
    return 0;
}

23. 棧溢出

棧溢出是C言語編程中的一個罕見成績，當函數挪用檔次太深時產生。

實戰案例：棧溢出

#include <stdio.h>

void recursiveFunc(int depth) {
    if (depth > 0) {
        recursiveFunc(depth - 1);
    }
    printf("%d ", depth);
}

int main() {
    recursiveFunc(1000);
    return 0;
}

24. 棧下溢

棧下溢是C言語編程中的一個罕見成績，當從棧中彈出數據時產生。

實戰案例：棧下溢

#include <stdio.h>

void recursiveFunc(int depth) {
    if (depth > 0) {
        recursiveFunc(depth - 1);
    }
    printf("%d ", depth);
}

int main() {
    recursiveFunc(-1000);
    return 0;
}

25. 行列溢出

行列溢出是C言語編程中的一個罕見成績，當行列已滿時產生。

實戰案例：行列溢出

”`c #include #include

#define MAX_SIZE 5

struct Queue {

int front, rear;
int arr[MAX_SIZE];

};

void initialize(struct Queue *q) {

q->front = q->rear = -1;

}

int isEmpty(struct Queue *q) {

return q->front == -1;

}

int isFull(struct Queue *q) {

return (q