《C程式設計的抽象思維》第2章編程練習題解析（部分）

編輯：關於C語言

前言

本文整理自《C程式設計的抽象思維》第2章的編程練習題解答，涵蓋了圓柱體積計算、評分系統、數組排序判斷、埃拉托斯特尼篩法求素數、直方圖輸出、數組去零、動態記憶體分配等經典C語言程式設計問題。這些練習不僅鞏固了基礎語法，更展示了模組化設計、指標運算與演算法思維的實際應用。

練習題2：圓柱表面積與體積計算

題目要求輸入圓柱的半徑與高度，計算並輸出其表面積與體積。程式採用模組化設計，將輸入、計算、輸出分離為三個函式，主函式僅負責協調流程，體現了「高內聚、低耦合」的設計原則。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdbool.h>
#define PI 3.1415926

void input(double *r, double *h) {
    double a, b;
    printf("請輸入半徑和高度：");
    scanf("%lf %lf", &a, &b);
    *r = a;
    *h = b;
}

void count(double r, double h, double *s, double *v) {
    *s = (2 * PI * r) * h;  // 側表面積
    *v = PI * r * r * h;    // 體積
}

void output(double s, double v) {
    printf("圓柱的表面積：%lf\n", s);
    printf("圓柱的體積：%lf\n", v);
}

int main() {
    double r, h, s, v;
    input(&r, &h);
    count(r, h, &s, &v);
    output(s, v);
    return 0;
}

注意：表面積公式僅計算了側表面積，若需總表面積應加上兩個底面積 2 * PI * r * r。

練習題3：去除最高最低分計算平均值

模擬評分系統，輸入n位評委分數，去除最高分與最低分後計算平均值。程式示範了陣列遍歷、極值查找與指標參數傳遞。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdbool.h>
#define MaxJudges 100

double Mean(double array[], int n) {
    int i;
    double total = 0.0, max, min;
    max = min = array[0];
    for(i = 0; i < n; i++) {
        total += array[i];
        if(max < array[i]) max = array[i];
        if(min > array[i]) min = array[i];
    }
    return ((total - min - max) / (n - 2));  // 修正：分母應為 n-2
}

void ReadScore(double scores[], int n) {
    for(int i = 0; i < n; i++) scanf("%lf", &scores[i]);
}

int main() {
    int n;
    double array[MaxJudges];
    scanf("%d", &n);
    ReadScore(array, n);
    printf("平均值為：%lf\n", Mean(array, n));
    return 0;
}

練習題4：判斷數組是否升序排列

輸入一個整數數組，判斷其是否按非遞減順序排列。使用布林函式 IsSorted 封裝邏輯，主函式負責輸入輸出。

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

bool IsSorted(int *a, int n) {
    for(int i = 1; i <= n - 1; i++) {
        if(a[i] < a[i-1]) return false;
    }
    return true;
}

int main() {
    int n, array[1000];
    scanf("%d", &n);
    for(int i = 0; i < n; i++) scanf("%d", &array[i]);
    if(IsSorted(array, n)) printf("TRUE\n");
    else printf("FALSE\n");
    return 0;
}

練習題5：埃拉托斯特尼篩法求2~1000間的質數

經典演算法實作，時間複雜度 O(n log log n)。程式中 N 定義為 1,000,000 但實際只輸出到 1000，篩選上限 n = (int)sqrt(N) 應改為 sqrt(1000) 更合理。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <math.h>
#define N 1000000

bool isprime[N];

void initPrime() {
    int n = (int)sqrt(N);
    for(int k = 0; k < N; k++) isprime[k] = true;
    isprime[0] = isprime[1] = false;
    for(int i = 2; i <= n; i++) {
        if(isprime[i]) {
            for(int j = i * i; j < N; j += i)
                isprime[j] = false;
        }
    }
}

int main() {
    initPrime();
    for(int i = 2; i <= 1000; i++)
        if(isprime[i]) printf("%d\n", i);
    return 0;
}

練習題6：數據分組直方圖輸出

輸入 n 個整數，按十分位分組（0-9, 10-19, ..., 100），以星號顯示各組頻率。展示了 switch 分支統計與格式化輸出技巧。

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

void printStar(int n) {
    for(int i = 1; i <= n; i++) putchar('*');
    printf("\n");
}

int main() {
    int a[11] = {0}, b[1000];
    int n, t, i;
    scanf("%d", &n);
    for(i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", &b[i]);
        t = b[i] / 10;
        if(t >= 0 && t <= 10) a[t]++;
    }
    for(i = 0; i < 11; i++) {
        printf("%3d: ", i * 10);
        printStar(a[i]);
    }
    return 0;
}

練習題8：移除數組中的零元素並返回零的個數

將數組中所有非零元素前移，零元素後移，返回零的個數。演算法使用雙指標思想，時間複雜度 O(n)，空間複雜度 O(1)。

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

void swap(int *a, int *b) {
    int t = *a; *a = *b; *b = t;
}

int RemoveZeroElements(int a[], int n) {
    int num = 0, j;
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        if(a[i] != 0) {
            if(i != num) swap(&a[i], &a[num]);
            num++;
        }
    }
    return n - num;  // 返回零的個數
}

void printArray(int *a, int n) {
    for(int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", a[i]);
    printf("\n");
}

int main() {
    int a[] = {65,0,95,0,0,79,82,0,84,94,86,90,0};
    int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
    printArray(a, n);
    int zeronum = RemoveZeroElements(a, n);
    printArray(a, n - zeronum);
    printf("zero numbers: %d\n", zeronum);
    return 0;
}

練習題10：動態尋找輸入數列的最大值與最小值

使用哨兵值 -1 結束輸入，動態更新最大最小值。展示了 while(~scanf(...)) 的輸入迴圈寫法。

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

void solve() {
    double n, min, max;
    printf("Enter the elements of the array, one per line.\n");
    printf("use -1 to signal the end of the list.\n");
    printf("? ");
    scanf("%lf", &n);
    max = min = n;
    printf("? ");
    while(~scanf("%lf", &n) && n != -1) {
        if(n < min) min = n;
        if(max < n) max = n;
        printf("? ");
    }
    printf("The range of value is %lf-%lf\n", min, max);
}

int main() {
    solve();
    return 0;
}

練習題11：動態分配整型數組並賦值

根據輸入的大小 n，使用 malloc 動態分配記憶體，填充 0 到 n-1，使用後釋放記憶體，示範了動態記憶體管理的標準流程。

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

int *indexArray(int n) {
    int *p = (int *)malloc(n * sizeof(int));
    for(int i = 0; i < n; i++) p[i] = i;
    return p;
}

int main() {
    int *ip, n;
    scanf("%d", &n);
    ip = indexArray(n);
    for(int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", ip[i]);
    printf("\n");
    free(ip);
    return 0;
}