C語言實戰：陣列與指標應用的成績統計系統設計

編輯：關於C語言

專案背景

在嵌入式開發學習一年後，發現雖掌握 Linux、ARM、驅動等課程，但動手寫代碼能力仍薄弱。決定透過「C語言小設計」系列，從淺入深鞏固核心知識。本專案聚焦陣列、指標陣列、動態記憶體管理，實現班級成績統計功能。

需求分析

原始資料

科目	平均分
數學	75
物理	80
外語	83
政治	85
體育	86
人數	30

輸出要求

全班各科平均成績列表
人數、平均成績、最低分科目及分數

資料結構設計

陣列	用途	說明
`int *a`	數值資料	5科分數 + 人數 + 平均分 + 最低分 = 8 個整數
`char *name[6]`	科目名稱	5科 + "科目"標題
`char *mean_low[4]`	統計項標題	人數、平均成績、最低分、最低分科目

三種實現層次

陣列版：靜態陣列 + 指標陣列操作
動態記憶體版：malloc 分配 a 陣列，指標存取運算
全動態版：字串亦動態分配，指標完整管理

本文展示第 2 種：核心數值動態分配，字串用靜態指標陣列。

核心代碼實現

主程式架構

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

#define SUB_NUM 5

void init_name(char *name[]);
void init_mean_low(char *mean_low[]);
void input_message(char *name[], char *mean_low[], int *a);
void analysis_message(int *a, char *name[]);
void print_message(char *name[], char *mean_low[], int *a);
void recycle_memory(char *name[], char *mean_low[], int *a);

int main() {
    int *a = (int *)malloc(8 * sizeof(int));
    memset(a, 0, 8 * sizeof(int));

    char *name[SUB_NUM + 1];
    char *mean_low[4];

    init_name(name);
    init_mean_low(mean_low);
    input_message(name, mean_low, a);
    analysis_message(a, name);
    print_message(name, mean_low, a);
    recycle_memory(name, mean_low, a);

    return 0;
}

初始化函式

void init_name(char *name[]) {
    name[0] = "數學"; name[1] = "物理"; name[2] = "外語";
    name[3] = "政治"; name[4] = "體育"; name[5] = "科目";
}

void init_mean_low(char *mean_low[]) {
    mean_low[0] = "人數"; mean_low[1] = "平均成績";
    mean_low[2] = "最低分科目成績"; mean_low[3] = "最低分科目";
}

輸入驗證模組

void input_message(char *name[], char *mean_low[], int *a) {
    int i;
    printf("請輸入各科成績:\n");
    for (i = 0; i < SUB_NUM; i++) {
        printf("%s: ", name[i]);
        scanf("%d", a + i);
        while (a[i] > 100 || a[i] < 0) {
            printf("輸入錯誤，重新輸入\n%s: ", name[i]);
            scanf("%d", a + i);
        }
    }
    printf("請輸入班級人數: ");
    scanf("%d", a + SUB_NUM);  // a[5] 存人數
}

統計分析核心

void analysis_message(int *a, char *name[]) {
    int i, sum = 0, min = 200, min_idx = 0;
    for (i = 0; i < SUB_NUM; i++) {
        sum += a[i];
        if (a[i] < min) { min = a[i]; min_idx = i; }
    }
    a[SUB_NUM + 1] = sum / SUB_NUM;  // 平均分 → a[6]
    a[SUB_NUM + 2] = min;            // 最低分 → a[7]
    name[SUB_NUM] = name[min_idx];   // 最低分科目名 → name[5]
}

結果輸出與記憶體釋放

void print_message(char *name[], char *mean_low[], int *a) {
    int i;
    printf("分析結果：\n");
    for (i = 0; i < SUB_NUM; i++)
        printf("%s:%d\n", name[i], a[i]);
    printf("人數：%d\n平均成績：%d\n最低科目成績：%d\n最低科目：%s\n",
           a[SUB_NUM], a[SUB_NUM+1], a[SUB_NUM+2], name[SUB_NUM]);
}

void recycle_memory(char *name[], char *mean_low[], int *a) {
    free(a); a = NULL;
    // 注意：name/mean_low 指向字串常量，不可 free
    // 若為動態分配字串，需逐個釋放
}