| 班級連結 | https://edu.cnblogs.com/campus/besti/2024-2025-1-CFAP |
|---|---|
| 作業要求 | https://www.cnblogs.com/rocedu/p/9577842.html#WEEK10 |
| 作業目標 | 資訊系統 資料庫與SQL 人工智慧與專家系統 人工神經網路 模擬與離散事件 排隊系統 天氣與地震模型 圖形影像 |
教材學習內容總結
《電腦科學概論》第12、13、14章
第12章：組織資料
資料結構：介紹如何組織和儲存資料以便於訪問和修改。可能包括陣列、連結串列、棧、佇列、樹和圖等。
抽象資料型別（ADT）：定義了資料結構的操作和屬性，而不需要具體實現細節。
演算法分析：討論演算法的時間複雜度和空間複雜度，以及如何評估演算法的效率。
第13章：軟體工程
軟體開發生命週期：介紹軟體開發的各個階段，包括需求分析、設計、編碼、測試和維護。
軟體設計原則：包括模組化、抽象、封裝和資訊隱藏等原則。
軟體測試：討論不同型別的測試方法，如單元測試、整合測試、系統測試和驗收測試。
專案管理：涉及專案規劃、風險管理、團隊協作和進度跟蹤。
第14章：演算法
演算法基礎：回顧演算法的定義、特性和重要性。
排序和搜尋演算法：介紹基本的排序演算法（如氣泡排序、選擇排序、插入排序）和搜尋演算法（如線性搜尋、二分搜尋）。
演算法效率：討論如何透過大O符號來分析演算法的時間複雜度。
演算法設計技術：介紹遞迴、分治、動態規劃和貪心演算法等演算法設計技術。*
《C語言程式設計》第9章
函式的進一步討論：
函式原型：介紹如何在函式定義之前宣告函式原型。
函式指標：如何宣告和使用指向函式的指標。
遞迴：如何編寫和理解遞迴函式。
指標的高階應用：
指標和陣列：深入探討指標與陣列之間的關係，包括指標算術和陣列作為引數傳遞給函式。
指標與動態記憶體分配：介紹如何使用malloc、calloc、realloc和free等函式在堆上動態分配和釋放記憶體。
結構體（struct）：
結構體定義：如何定義和使用結構體來建立複雜的資料型別。
結構體陣列：如何建立和操作結構體陣列。
結構體與函式：如何將結構體作為引數傳遞給函式，以及如何從函式返回結構體。
聯合（union）和列舉（enum）：
聯合：介紹如何使用聯合來儲存不同的資料型別，但在同一時間只能使用其中一個。
列舉：介紹如何定義和使用列舉型別，它提供了一種方式來為一組整數值賦予更易讀的名字。
位運算：
位運算子：介紹位運算子（如&、|、^、~、<<、>>）及其在C語言中的應用。
位域：如何使用位域來緊湊地儲存資料。
前處理器指令：
宏定義：如何使用#define來建立宏。
檔案包含：介紹#include指令及其作用。
條件編譯：如何使用#ifdef、#ifndef、#endif等指令進行條件編譯。
檔案操作：
檔案指標：如何使用檔案指標進行檔案的開啟、關閉、讀取和寫入操作。
格式化輸入輸出：使用fprintf、fscanf、fopen、fclose等函式進行檔案的格式化輸入輸出。
錯誤處理：
錯誤檢測：如何檢測和處理執行時錯誤，例如記憶體分配失敗或檔案操作錯誤。
教材學習中的問題與解決過程
1.當巢狀函式中的兩個值都需要返回至主函式中時怎麼辦？
。
使用結構體：
定義一個包含多個成員的結構體，然後讓函式返回這個結構體。這樣可以獲得多個計算結果，程式碼也更清晰：
c
struct Result {
int sum;
int product;
float average;
};
struct Result calculate(int a, int b) {
struct Result res;
res.sum = a + b;
res.product = a * b;
res.average = (float)(a + b) / 2;
return res;
}
int main() {
int x = 5, y = 3;
struct Result result = calculate(x, y);
printf("Sum: %d\n", result.sum);
printf("Product: %d\n", result.product);
printf("Average: %.2f\n", result.average);
return 0;
}
這種方法的優點是程式碼更加清晰，而且可以返回不同型別的資料
。
使用陣列：
將多個結果儲存在一個陣列中，然後返回這個陣列或修改作為引數傳入的陣列：
c
void calculate(int a, int b, int results[]) {
results[0] = a + b;
results[1] = a * b;
results[2] = a - b;
}
int main() {
int x = 5, y = 3;
int results[3];
calculate(x, y, results);
printf("Sum: %d\n", results[0]);
printf("Product: %d\n", results[1]);
printf("Difference: %d\n", results[2]);
return 0;
}
這種方法的優點是可以返回任意數量的值，缺點是需要預先知道返回值的數量和型別 。
2.指標函式需要返回值嗎？
指標函式通常指的是返回指標型別的函式，而不是“函式指標”。對於返回指標型別的函式，它們並不“需要”返回值，就像任何其他型別的函式一樣，可以選擇返回值，也可以不返回值。但是，通常我們定義返回指標型別的函式是為了透過這個指標返回某些資料，因為指標可以指向一塊記憶體，從而允許函式返回一個複雜的資料結構或者動態分配的記憶體。
如果一個函式宣告瞭返回指標型別，那麼在函式的實現中，通常需要有一個返回語句來返回一個有效的指標。如果沒有返回值，或者返回了一個無效的指標，那麼呼叫這個函式的程式碼可能會遇到未定義行為，比如訪問非法記憶體區域，導致程式崩潰。
例如，以下是一個返回指標的函式：
c
int* createArray(int size) {
int* array = (int*)malloc(size * sizeof(int));
if (array == NULL) {
// 處理記憶體分配失敗的情況
return NULL;
}
// 初始化陣列...
return array; // 返回指向陣列的指標
}
在這個例子中，createArray 函式返回一個指向動態分配的整型陣列的指標。如果記憶體分配成功，它返回這個新分配的陣列的地址；如果分配失敗，它返回 NULL。
如果一個返回指標型別的函式不返回任何值，或者返回了一個未初始化的指標，那麼呼叫這個函式的程式碼可能會試圖解引用一個無效的指標，這通常會導致程式崩潰或者產生其他未定義的行為。
因此，雖然指標函式不“需要”返回值，但在實際程式設計中，我們通常期望它們返回一個有效的指標，以便能夠透過這個指標來訪問或運算元據。
基於AI的學習
User: 我在學習《c語言程式設計》第九章指標的內容，請你以蘇格拉底的方式，一次向我提問一個問題
Kimi: 當然可以，讓我們開始這個探索之旅。首先，我想問問你：
你能告訴我什麼是指標嗎？
User: 變數內容為地址的資料型別
Kimi: 非常好，你已經掌握了指標的基本定義。那麼，我再問你一個問題：
指標變數可以儲存哪些型別的地址？
User: 所有型別
Kimi: 接近了，但需要更具體一些。在C語言中，指標可以指向任何型別的資料，但每種型別的指標只能指向與其型別相匹配的資料。那麼，我的下一個問題：
你能舉例說明如何宣告一個指向整型資料的指標嗎？
User: int *a=&b；
Kimi: 你提供了一個宣告整型指標並初始化它的例子，這是正確的。這裡 int *a 宣告瞭一個指向整型的指標 a，而 &b 表示取變數 b 的地址並將其賦值給指標 a。這裡假設 b 是一個已經宣告的整型變數。
那麼，我的下一個問題：
如果 a 是一個指向整型的指標，那麼如何透過 a 來訪問它所指向的整型變數的值？
User: *a即使
Kimi: 你的回答是正確的，*a 確實是用來訪問指標 a 指向的值。在C語言中，* 符號有兩種用途：一種是作為指標的宣告，另一種是作為解引用運算子。在你的例子中，*a 作為解引用運算子，用來獲取指標 a 指向的記憶體地址中儲存的值。這樣，即使我們不知道變數 b 的具體值，我們也可以間接地透過 *a 來訪問和修改它。
User: 繼續提問
Kimi: 很好，你已經理解了如何使用指標來訪問和修改變數的值。那麼，讓我們進一步探討：
如果有兩個指標變數，它們指向同一個整型變數，那麼透過其中一個指標修改了這個變數的值，另一個指標會受到影響嗎？為什麼？
User: 會，因為這個實參已經被改變了
Kimi: 是的，你的回答是正確的。如果兩個指標變數指向同一個整型變數，那麼它們共享相同的記憶體地址。因此，透過任何一個指標對變數的修改都會反映到另一個指標上，因為它們實際上指向的是同一塊記憶體空間。
接下來，我有一個新問題：
在C語言中，指標可以指向指標嗎？如果可以，這樣的指標被稱為什麼？
User: 可以
Kimi: 確實，指標可以指向指標，這樣的指標被稱為“指向指標的指標”或“雙重指標”。這種指標通常用於多級指標操作，比如動態分配二維陣列。
那麼，我的下一個問題：
在C語言中，雙重指標如何宣告？你能提供一個例子嗎？
User: 你的回答呢
Kimi: 當然，我來提供一個雙重指標的宣告和使用的例子。
在C語言中，宣告一個指向指標的指標（即雙重指標）時，你需要在指標變數名前放置兩個星號（**）。這裡是一個宣告和初始化雙重指標的例子：
int a = 10; // 宣告一個整型變數
int *p = &a; // 宣告一個指向整型的指標，並指向a
int **q = &p; // 宣告一個指向指向整型指標的指標（雙重指標），並指向p
在這個例子中，a 是一個整型變數，p 是一個指向整型的指標，它儲存了 a 的地址。q 是一個雙重指標，它儲存了 p 的地址。透過 q，我們可以間接地訪問 p，進而訪問 a 的值。
現在，讓我們繼續提問：
如果有一個雙重指標 int **q，並且你想要透過 q 來修改它指向的指標所指向的整型變數的值，你應該怎麼做？
User: 給**p重新賦予p的值
Kimi: 實際上，如果你想要透過雙重指標 q 來修改它指向的指標所指向的整型變數的值，你不需要重新給 **q 賦值，而是直接透過解引用操作來修改值。這裡是一個如何操作的例子：
**q = 20; // 透過雙重指標q修改它指向的指標p所指向的變數a的值
這行程式碼將 a 的值從原來的 10 改為了 20。這裡的 **q 首先解引用 q 得到 p，然後再解引用 p 來修改 a 的值。
那麼，我的下一個問題：
在C語言中，指標可以指向函式嗎？如果可以，宣告一個指向函式的指標需要注意什麼？
User: 可以
Kimi: 很好，你已經確認了指標可以指向函式。那麼，讓我們深入探討一下如何宣告一個指向函式的指標。在C語言中，宣告一個指向函式的指標需要遵循特定的格式，這個格式包括函式的返回型別、指標變數名以及引數列表。這裡有一個關鍵點需要注意：
宣告指向函式的指標時，必須確保指標的型別與它所指向的函式的返回值型別和引數列表完全匹配。 這意味著，如果你有一個返回整型值並且接受兩個整型引數的函式，你應該這樣宣告一個指向該函式的指標：
int (*pointerName)(int, int);
在這個宣告中，int 是函式的返回值型別，pointerName 是你為指標變數選擇的名字，而括號內的 (int, int) 是函式的引數列表，表明這個函式接受兩個整型引數。
此外，當你使用函式指標時，你可以直接將函式名賦給指標變數，因為函式名在大多數情況下會被編譯器視為指向該函式的指標。例如：
int (*pointerName)(int, int) = functionName;
在這裡，functionName 是你想要指向的函式的名稱，而 pointerName 是你的函式指標變數。
請記住，函式指標的使用需要嚴格遵守型別匹配的原則，否則可能會導致編譯錯誤或者執行時錯誤。希望這能幫助你更好地理解如何在C語言中宣告和使用指向函式的指標。如果你有任何疑問或需要進一步的解釋，請隨時提問。