C 語言入門必練：七大語法結構實戰範例集

前言

C 語言核心語法不多，關鍵在於「熟練運用」。本文整理七大基礎語法結構的實戰範例，涵蓋 bool 變數、字元處理、常數定義、數學函式、特殊字元、for 迴圈進階用法與函式設計，適合快速複習與查漏補缺。

1. bool 變數與輸入迴圈

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

int main(void) {
    float input;
    bool isTrue = (scanf("%f", &input) == 1);
    while (isTrue) {
        printf("you typed %.0f\n", input);  /* 強制轉 int 用 %.0f 或 (int)input */
        isTrue = (scanf("%f", &input) == 1);
    }
    return 0;
}

重點：C99 引入 <stdbool.h>，bool 實為 _Bool 別名，配合 scanf 回傳值判斷輸入有效性。

2. 字元輸入陷阱與解法

錯誤示範：scanf("%c") 會讀取換行符

char beep;
while (scanf("%c", &beep) == 1) {
    printf("you typed a %c\n", beep);  /* 會輸出空行 */
}

正確做法：使用 getchar() 或 fgets()

int ch;
while ((ch = getchar()) != EOF) {
    putchar(ch);  /* 逐字元回顯，正確處理換行 */
}

補充：gets() 已被 C11 移除（緩衝區溢位風險），請改用 fgets()。

3. 常數定義與系統極限值

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <float.h>

#define PI 3.1416
#define TEXT "hello world"
#define HTML 'H'

int main(void) {
    const int china = 345;
    printf("%d, %d, %d, %d\n", INT_MAX, china, FLT_MAX_10_EXP, CHAR_MIN);
    return 0;
}

關鍵：#define 為前置處理器文字替換；const 有型別檢查與作用域；<limits.h>/<float.h> 提供平台相關極限值，增強可移植性。

4. 數學函式實戰：繪製餘弦曲線與計算 e

4.1 文字模式繪圖

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

int main(void) {
    for (int i = 0; i < 21; i++) {
        float cosValue = 1 - i / 10.0;
        int blankNum = (int)(180 / 5 / PI * acos(cosValue));
        for (int j = 0; j < blankNum; j++) putchar(' ');
        putchar('*');
        for (int j = 0; j < (73 - 2 - 2*blankNum); j++) putchar(' ');
        putchar(i != 20 ? '*\n' : '*');
    }
    return 0;
}

4.2 泰勒級數計算 e

#include <stdio.h>

int main(void) {
    double factorial = 1.0, e = 0;
    for (int i = 1; i <= 50; i++) {
        factorial *= i;
        e += 1.0 / factorial;  /* 前 10 項已足夠精度，50 項為示範 */
    }
    printf("%f\n", e);  /* 2.718282 */
    return 0;
}

5. 特殊字元實驗：\a \b \r \t

#include <stdio.h>

int main(void) {
    float salary;
    printf("\aPlease enter your salary: ");  /* \a 蜂鳴 */
    printf("$______\b\b\b\b\b\b");              /* \b 退格覆蓋底線 */
    if (scanf("%f", &salary) == 1) {
        printf("\t$%.2f per month is $%.2f per year", salary, salary*12);
        printf("\rGEE!WAH\n");              /* \r 回行首覆蓋 */
    }
    return 0;
}

輸出效果：GEE!WAH$23.40 per month is $280.80 per year（\r 導致前綴被覆蓋）。

6. for 迴圈進階模式

6.1 多重初始化/條件/遞增

for (int k = 1, printf("%d:hi\n", k);
     printf("k=%d\n", k), k*k < 26;
     k += 2, printf("now k=%d\n", k)) {
    printf("k is %d in loop\n", k);
}

6.2 陣列累加與冪次計算

double arr1[8], arr2[8];
for (int i = 0; i < 8; i++) scanf("%lf", &arr1[i]);
arr2[0] = arr1[0];
for (int i = 1; i < 8; i++) arr2[i] = arr2[i-1] + arr1[i];  /* 前綴和 */

6.3 條件運算子簡化邏輯

int max;
while (scanf("%d", &max) == 1) {
    double sum1 = 0, sum2 = 0;
    for (int i = 1; i <= max; i++) {
        sum1 += 1.0/i;
        (i % 2 == 0) ? (sum2 -= 1.0/i) : (sum2 += 1.0/i);  /* 交替調和級數 */
    }
    printf("sum1=%lf sum2=%lf\n", sum1, sum2);
}

7. 函式設計基礎

7.1 原型宣告與定義分離

int square(int s);
void echo(void);

int main(void) {
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        printf("square %d = %d\n", i, square(i));
    echo();
    return 0;
}

int square(int s) { return s*s; }
void echo(void) { puts("a function without input"); }

7.2 函式呼叫鏈

void one_three(void);
void two(void);

int main(void) {
    puts("start");
    one_three();
    puts("done");
    return 0;
}

void one_three(void) { puts("one"); two(); puts("three"); }
void two(void) { puts("two"); }

總結與避坑指南

建議將上述範例逐一敲寫、編譯、觀察輸出，並嘗試修改參數驗證行為，方能內化為肌肉記憶。