C程序设计教程

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1、習題解答資料結構理論與實務–以C語言實作習題參考解答第1章1.「資料結構」（DataStructures）是一門計算機科學的基礎學科，其目的是研究程式使用的資料在電腦記憶體的儲存方式，以便撰寫程式處理問題時，能夠使用最佳的資料結構，並且提供一種策略或方法來有效率的善用這些資料，以便達到下列目的，如下所示：¨程式執行速度快。¨資料佔用最少的記憶空間。¨更快速的存取這些資料。上述的策略或方法是指如何選擇最恰當的資料結構，並且將這些資料轉換成有用的資訊，如下圖所示：事實上，在上述圖例轉換資料的方法就是「演算法」（Algorithms）。演算法和資料結構的關係非常的密切

2、，因為程式使用的演算法和資料結構都會影響程式的執行效率，換句話說，演算法加上資料結構就等於程式。2.演算法、資料結構習題解答3.基本上，程式設計的過程可以分成5個階段，如下所示：需求（Requirements）程式設計的需求是在了解問題本身，以確切獲得程式需要輸入的資料和其預期產生的結果，如下圖所示：上述圖例顯示程式在輸入資料後，執行程式就可以輸出執行結果，例如：從1加到100，程式輸入的資料是相加的範圍1和100，輸出是計算結果：5050。設計（Design）在了解程式設計的需求後，就可以開始找尋解決問題的方法和策略，簡單的說，設計階段是在找出解決問題的步驟，

3、如下圖所示：上述圖例指出在了解需求且輸入資料後，需要經過處理才能將資料轉換成有用的資訊，也就是輸出結果，例如：從1加到100是1+2+3+4….+100的結果，程式使用數學運算的加法來解決，因為需要重複執行加法運算，所以for迴圈就派上用場。習題解答再來看一個例子，將華氏溫度轉換成攝氏溫度，輸入的資料是華氏溫度，溫度轉換是一個數學公式，在經過運算後，可以得到攝氏溫度，也就是所需的資訊。換句話說，為了解決需求，程式需要執行資料運算或比較等指令，請將詳細的執行步驟和順序寫下來，這就是設計解決問題的方法，也就是第1-2-2節的演算法。分析（Analysis）在解決需求

4、時只有一種解決方法嗎？例如：如果有100個變數，我們可以宣告100個變數來儲存資料，或是直接使用陣列來儲存，在分析階段是將所有可能解決問題的演算法都寫下來，然後分析比較哪一種方法比較好，選擇最好的演算法來撰寫程式。如果不能分辨出哪一種方法比較好？請選擇一種方法繼續下一個階段，因為在撰寫程式碼時，如果發現其實是另外一種方法比較好，我們可以馬上改為另一種方法來撰寫程式碼。撰寫程式碼（Coding）現在就可以開始使用指定的程式語言來撰寫程式碼，以本書為例是使用C程式語言，在實際撰寫程式時，可能發現另一種方法比較好，因為設計歸設計，在實際撰寫程式時才能真正發現其優劣，如

5、果這是一個良好的設計方法，就算改為其它方法也不會太困難。習題解答不過設計者有時很難下一個決定，就是考量繼續這個方法，或是改為其它方法重新開始，此時需視情況而定，不過每次撰寫程式碼最好只使用一種方法，而不要同時使用多種方法，如此，在發現問題確定需要重新開始時，因為已經有撰寫第一種方法的經驗，第2次將會更加的容易。驗證（Verification）驗證就是證明程式執行的結果符合需求的輸出資料，在這個階段可以再細分成三個小階段，如下所示：¨證明：執行程式時需要證明它的執行結果是正確的，程式符合所有輸入資料的組合，程式規格也都符合演算法的需求。¨測試：程式需要測試各種可能

6、情況、條件和輸入資料，以測試程式執行無誤，如果有錯誤產生，就需要除錯來解決問題。除錯：如果程式無法輸出正確的結果，除錯是在找出錯誤的地方，我們不但需要找出錯誤，還需要找出和決定更正的方法。4.X5.模組化主要是針對解決問題的方法，把一件大型的工作切割成多個小工作，切割的工作屬於一種結構化分析的範疇，最常使用的是「由上而下的設計方法」（Top-downDesign，詳見第1-2-4節），其主要是使用程序為單位來切割工作，也就是所謂的「程序式程式設計」（ProceduralDesign）。由上而下的設計方法（Top-downDesign）是在面對問題時，先考慮將整個

7、解決問題的方法分解成數個大「模組」（Modules），然後針對每一個大模組，一一分割成數個小模組，如此一直細分，最後等這些細分小問題的小模組完成後，再將它們組合起來，如此一層層的向上爬，完成整個軟體系統或應用程式的設計。習題解答6.「抽象資料型態」（AbstractDataType）是一種自訂資料型態，包含資料和相關操作，將資料和處理資料的操作一起思考，結合在一起，操作是對外的使用介面，，例如：將學生基本資料抽象化成Students模型，內含學號id、姓名name、地址address和電話號碼phone等資料，和setStudent()指定學生資料，getNam

8、e()、getAddre