C++ 動態字串輸入：處理變長輸入的兩種經典策略

題目要求

從標準輸入讀取任意長度字串，存入動態配置的字元陣列，不使用 std::string，僅用陣列與指標實作。

策略 A：指數增長單一緩衝區（類 vector）

1. 先配置固定容量 n（如 16 字元）。
2. 逐字元讀取，計數器 len 記錄已讀長度。
3. 當 len == capacity 時：
   　　配置新緩衝區 capacity * 2，
   　　memcpy 複製舊資料，
   　　釋放舊緩衝區，更新指標與容量。
4. 讀到換行或 EOF 結束，最後在 buf[len] = '\0'。

優點：攤銷 O(1) 擴充，記憶體連續，快取友好。
缺點：需手動管理複製與釋放。

策略 B：區塊鏈結串列（類 rope）

1. 定義結構體 Block { char data[BLOCK_SIZE]; Block* next; }。
2. 維護頭尾指標，讀滿一塊即配置新節點掛在尾部。
3. 讀完後依序遍歷鏈結串列輸出或合併為單一陣列。

優點：無需大块連續記憶體，擴充無複製開銷。
缺點：隨機存取慢，記憶體碎片化，遍歷輸出需額外迴圈。

完整範例（策略 A）

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>

int main() {
    size_t cap = 16, len = 0;
    char *buf = (char*)malloc(cap);
    int ch;
    while ((ch = getchar()) != EOF && ch != '\n') {
        if (len + 1 >= cap) {
            cap *= 2;
            buf = (char*)realloc(buf, cap);
        }
        buf[len++] = (char)ch;
    }
    buf[len] = '\0';
    printf("輸入長度 %zu：%s\n", len, buf);
    free(buf);
    return 0;
}

總結

指數增長單一緩衝區是處理變長輸入的工業界標準做法（std::string、std::vector 皆採用）。理解其原理有助於在受限環境下手寫高效動態字串。