C 語言基礎練習集：四大經典題目完整解析

本文精選四道涵蓋數學運算、單位轉換、時間處理、位元操作的經典 C 語言練習題，提供標準化、可攜式、含錯誤處理的參考解答，並深度解析每題的核心知識點與常見陷阱。

題目一：平方根計算（保留一位小數）

需求：輸入實數 x，輸出 sqrt(x) 保留一位小數。格式：The square root of 17.0 is 4.1

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main(void) {
    double x;
    printf("輸入一個非負實數: ");
    if (scanf("%lf", &x) != 1 || x < 0) {
        fprintf(stderr, "錯誤：請輸入非負實數\n");
        return 1;
    }
    double root = sqrt(x);
    printf("The square root of %.1f is %.1f\n", x, root);
    return 0;
}

關鍵點：math.h 的 sqrt 接受 double，編譯需連結數學庫 gcc -lm。格式字串 %.1f 對應 double。

題目二：華氏轉攝氏溫度（保留兩位小數）

公式：C = 5/9 × (F - 32)

#include <stdio.h>

int main(void) {
    double f;
    printf("輸入華氏溫度: ");
    if (scanf("%lf", &f) != 1) return 1;

    double c = (f - 32.0) * 5.0 / 9.0; // 關鍵：5.0/9.0 強制浮點運算
    printf("攝氏溫度: %.2f\n", c);
    return 0;
}

陷阱：寫成 5/9 會整數除法得 0，必須用 5.0/9.0 或 5/9.0。

題目三：火車行程時間計算

需求：輸入 time1（出發）、time2（到達），格式 HHMM（如 712 = 07:12），輸出時分差。假設 time1 ≤ time2。

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

int parse_time(int t) {
    if (t < 0 || t > 2359) return -1;
    int hour = t / 100;
    int min = t % 100;
    if (hour > 23 || min > 59) return -1;
    return hour * 60 + min;
}

int main(void) {
    int t1, t2;
    printf("輸入出發時間 到達時間 (HHMM HHMM): ");
    if (scanf("%d %d", &t1, &t2) != 2) return 1;

    int m1 = parse_time(t1), m2 = parse_time(t2);
    if (m1 < 0 || m2 < 0) {
        fprintf(stderr, "時間格式錯誤 (0000-2359)\n");
        return 1;
    }

    int diff = m2 - m1; // 題目保證 time1 ≤ time2
    printf("The train journey time is %d hrs %d mins.\n", diff / 60, diff % 60);
    return 0;
}

進階：支援跨午夜（time2 < time1）可加 diff = (m2 + 1440 - m1) % 1440。

題目四：四位數加密演算法

規則：

1. 各位數字 +9 取模 10（即 -1 等價）
2. 交換第 1、3 位；第 2、4 位

範例：1257 → (0,1,4,6) → 交換 → 4601

#include <stdio.h>

int encrypt_digit(int d) { return (d + 9) % 10; } // 等價 (d + 9) % 10

int main(void) {
    int num;
    printf("輸入四位數 (1000-9999): ");
    if (scanf("%d", &num) != 1 || num < 1000 || num > 9999) {
        fprintf(stderr, "必須為四位正整數\n");
        return 1;
    }

    int d1 = encrypt_digit(num / 1000);
    int d2 = encrypt_digit((num / 100) % 10);
    int d3 = encrypt_digit((num / 10) % 10);
    int d4 = encrypt_digit(num % 10);

    int encrypted = d3 * 1000 + d4 * 100 + d1 * 10 + d2;
    printf("The encrypted number is %04d\n", encrypted); // %04d 補零
    return 0;
}

統一編譯與測試腳本

# 編譯全部 (需連結 math library)
gcc -std=c11 -Wall -Wextra -o sqrt_calc sqrt_calc.c -lm
gcc -std=c11 -Wall -Wextra -o temp_conv temp_conv.c
gcc -std=c11 -Wall -Wextra -o time_calc time_calc.c
gcc -std=c11 -Wall -Wextra -o encrypt_num encrypt_num.c

# 測試
echo 17 | ./sqrt_calc
echo 98.6 | ./temp_conv
echo 712 1411 | ./time_calc
echo 1257 | ./encrypt_num

核心知識點總結表

結語

這四道題目橫跨 math.h、浮點精度、時間編碼、模運算四大基礎領域。掌握「輸入驗證 → 核心邏輯封裝 → 格式化輸出 → 錯誤處理」的標準化編碼流程，比單純刷題更能建立扎實的 C 語言工程直覺。建議嘗試擴展：支援任意位數加密、處理 BCE 時間、實現高精度平方根（牛頓法）。