C 語言核心基礎速查：資料表示、類型、指標與記憶體模型

一、有號整數的三碼表示（僅針對負數）

• 原碼：符號位 + 絕對值二進制
• 反碼：符號位不變，其餘位取反
• 補碼：反碼 + 1 —— 計算機實際儲存與運算使用補碼

正數三碼相同。補碼設計使減法變加法，統一運算邏輯。

二、基本資料類型大小對照（32 位系統）

C 語言可用 sizeof(type) 編譯期獲取大小。

三、有號 vs 無號

• signed int（預設）：最高位為符號位，範圍 -2^31 ~ 2^31-1
• unsigned int：全 32 位表數值，範圍 0 ~ 2^32-1

四、字串本質

C 無字串類型，以 char[] 並以 \0 結尾表示。char c[] = "hello"; 實際佔 6 字節。

五、常用格式化輸入輸出佔位符

%d  int           %ld  long         %lld long long
%hd short         %c   char          %f   float
%lf double        %u   unsigned      %x   hex
%o  octal         %s   string        %p   pointer

六、指標核心觀念

1. 記憶體地址與指標變數

• 每個位元組有唯一地址（門牌號），32 位系統地址總線 32 位 → 最大定址 4 GB。
• 指標變數專門儲存地址，型態決定指向資料的解讀方式。

2. 一級/二級指標

int i = 3, *p = &i;      // p 存 i 的地址
int **q = &p;            // q 存 p 的地址

3. 野指標

未初始化指標指向隨機地址，使用前必須賦值。

七、參數傳遞：值傳遞 vs 參考傳遞（模擬）

C 只有值傳遞。若需在函數內修改外部變數，傳遞其地址（指標）。

void swap(int *a, int *b) { int t=*a; *a=*b; *b=t; }
swap(&x, &y); // 實際修改 x、y

八、函數回傳多值技巧

透過指標參數帶出多個結果：

void calc(int *sum, int *diff) { *sum = a+b; *diff = a-b; }

九、指標運算與陣列

• p+1 移動 sizeof(*p) 位元組。
• 陣列名 = 首元素地址，a[i] 等價 *(a+i)。
• int *p = a; p[2] = *(p+2) = a[2]。

十、指標長度

• 32 位 OS：4 bytes
• 64 位 OS：8 bytes
• 與指向類型無關

十一、堆疊 vs 堆

十二、動態記憶體 API

void *malloc(size_t size);
void *calloc(size_t n, size_t size); // 歸零
void *realloc(void *ptr, size_t new_size); // 調整大小
void free(void *ptr);

realloc 範例：擴充學號陣列

int *p = malloc(count * sizeof(int));
p = realloc(p, (count + add) * sizeof(int));

十三、結構體

struct Student { int age; float score; char sex; };
struct Student s1 = {20, 90.5, 'F'};
s1.age = 21; // 成員存取
struct Student *ps = &s1;
ps->score = 95.0; // 指標存取

• 不可包含函數，可含函數指標實現多態雛形。
• 對齊規則導致 sizeof 非單純成員大小之和。

十四、聯合體

成員共用同一記憶體區塊，大小 = 最大成員大小。同一時間只保留一個成員值。

union Data { int i; char c; } u;
u.i = 0x30313233; // u.c 變為 '0' (低位元組)

十五、列舉與 typedef

enum Week { Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun };
enum Week today = Sun; // 值為 6

typedef int MyInt;
typedef struct { char *name; int id; } Employee;
Employee e = {"Alice", 101};

1. 上一篇文章： C 語言檔案操作完整指南：開關、讀寫、二進制與加密實戰
2. 下一篇文章： C 語言指標完全掌握：從概念到進階組合宣告解讀

C 語言入門

C 語言文件操作詳解（二）：fopen 打開模式與文本/二進制差異深度解析

C 語言文件操作詳解（二）：fopen 打開模式與文本/二進

C 語言知識結構圖：MindNode 復習筆記視覺化總覽

筆記說明 本文為使用 MindNode 思維導圖工具整理的

C語言可變參實戰：實現參數累加求和函數 add(count, ...)

可變參函數的經典應用場景之一是不定數量同類型參數的聚合運算。

C語言基礎 I/O 綜合案例：printf/puts/scanf 格式化、轉義字符與交互菜單

轉義字符速查表 轉義含義ASCII \n換行10 \r回車