因此，堆疊處理資料的順序為後進先出(Last In First Out,LIFO)；平日生活中,也有

  資些堆疊的例子，如堆積木、蓋房子...等，都是一層一層的堆上去，如果要拆下來

  的話，也只能從最上面卸下來。

  堆疊範例:

                                3

  放入1     放入2   2   放入3   2  取出3  2  取出2    取出1

     =>  1     =>   1      =>   1     =>  1     =>  1    =>

2.佇列和堆疊處理資料方式是不大一樣的，佇列是屬於先進先出（First In First

  Out,FIFO）的觀念，在平日生活中可以看到很多屬於佇列的例子，如排隊上公車、

  排隊買電影票或是超市排隊付賬等，皆是先到達的先處理、後到的後處理。

  佇列範例:

                                3

  放入1     放入2   2   放入3   2  取出1  3  取出2    取出3

     =>  1     =>   1      =>   1     =>  2     =>  3    =>

3.堆疊與佇列的實作可以陣列或串列的方?荍@。其基本操作的部份可分為放入

  (push）、取出（pop）、查詢（retrieve）、檢查是否滿溢（isfull）、

  檢查是否為空（isempy）

1.1     循序搜尋（線性搜尋）︰

將資料重頭到尾檢查過一遍，即為循序搜尋。

eg.假設有以下十筆資料,欲找數字7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

=> 由左至右，共需比對7次。

若考慮一般情形的話，循序搜尋N筆資料所須比對的次數最大為N，最小為1，故平均起來需要比對(1+N)/2次。

範例程式

1.2     二元搜尋 (Binary Search)

二元搜尋法所使用的時機是當資料以經排好順序後，我們先從中間值開始找起。若目標值比中位數來的小，則往小的另一半繼續找；反之則往大的另一邊找。如此尋找的次數便可有效地降低，最多不會超過log2(N)+1次。

eg. 假設有以下10筆資料，欲找數字7，共需比對4次!

範例程式

3     想想看

3.1     若將以上二分搜尋法的程式碼while(low<=high&&found==0)中的low<=high移除，請問執行結果會有何影響?(提示：可分為找到資料與找不到資料兩種狀況來討論)

3.2     請修改以上範例程式碼，使其可以將比對次數印出來。

3.3     想想看：請寫一程式，比較當處理不同的資料數量時(10、100、10000)，線性搜尋與二元搜尋法執行的效率。並請將效率量化。

2.     結構的定義（struct definition）

syntax:

struct 結構名稱{

    資料型態1 變數1;

    資料型態2 變數2;

    …………………………

};

eg:

3.     結構變數的宣告與使用︰

syntax:

struct 結構名稱 結構變數1, 結構變數2………..;

結構變數.變數=數值;

eg:

4.     想想看

4.1 請你設計一個角色扮演游戲的人物結構,其屬性有姓名,年齡,性別,生命力,法力....等並讓使用者可新增多名不同角色.

4.2     請你設計一通訊錄程式，可讓使用者新增、查詢及刪除通訊錄裡面的資料。通訊錄裡的資料可包括姓名、電話、地址、電子郵件等欄位。

一般的變數僅能儲存單筆的資料，而陣列與指標透過記憶體配置的方式，可以儲

存較大量的資料。陣列與指標變數儲存的是記憶體的位址，若要存取資料時，要透過

特別的方式才能存取到資料本身。此外，陣列與指標變數，必需在配置足夠的記憶體

空間後，才可以用來儲存資料。

2﹑陣列與指標的差異

     2.1陣列空間大小於宣告時即決定且不能再更改，而指標之大小可動態改變。

     2.2陣列可方便利用索引(index)的方式存取其中某筆資料。

     2.3指標在儲存資料前，需先手動配置(malloc)記憶體空間。而陣列則在宣告時即

          由系統自動配置。

3﹑陣列的宣告

4﹑陣列的存取

     4.1存取陣列中索引值為n的資料(索引值從0開始,假設共有N筆資料,0 <= n < N)

     syntax: 陣列名稱[索引]={初始值1,初始值2,...}

     eg.

     4.2存取整個陣列(指向陣列的起始位址)

     syntax: 陣列名稱

     eg.

5﹑二維陣列與 N 維陣列

     eg.

6﹑想想看

     6.1 輸出一個字串的逆字串(reverse-string),eg. egg=>gge, apple=>elppa(hint:用strlen()可得字串的長度)

     6.2 判斷字串是否為迴文(palindrome),eg. esssse,eye,racecar

     6.3 宣告變數score,儲存某次段考某班50位學生的國、英、數、物理、化學等五科之學期成績及加權平均。

     6.4 計算兩矩(方)陣m1,m2相乘及相加的結果.

     6.5 給你十筆身高，請你計算出其平均數,眾數及標準差.(範例資料:170,175,176,176,177,180,160,165,170,186)

syntax: 指標資料型態 *指標名稱

eg.

2.配置記憶體(malloc-memory allocation)

指標變數在儲存資料前,需先配置記憶體空間才可使用。

syntax: 指標名稱=(指標資料型態 *)malloc(sizeof(指標資料型態)*長度)

eg.

3.存取指標所指向的資料-解參(dereference)

指標變數所儲存的是資料所在的記憶體位址,當在指標變數前加上*,即可存取其所指的資料,

syntax: *指標名稱

eg.

4.釋放所配置的記憶體空間(delete)

因為電腦的記憶體空間有限,若要有效的利用,可釋放不用的指標變數。

(雖然理論上在程式結束後,所有的空間都會被自動釋放)

syntax: delete(指標名稱)

eg.

5.指標的用途

     5.1可以讓函數用傳址呼叫(pass by address)的方式來傳地參數,如此在函數內的改變可以影響到參數。

     5.2透過動態地配置(malloc)與釋放(delete)記憶體,可以更有效地利用記憶體空間。

     5.3可以用來模擬一些較進階的程式技巧及資料結構,如樹(tree),串列(link-list)等。

6.想一想

函數(function)又稱函式﹐亦和副程式(subprogram)相似﹐利用函數有下列優點:

     1.1 當某項工作需重覆多次時﹐可寫成函數﹐在需要時呼叫它即可﹐這樣可避免程式碼的重覆撰寫。

     1.2 因為將程式分割成各有所司任務的函數﹐因此程式易於了解﹐架構清楚。

     1.3 每一函數有獨立性﹐因為函數內的區域變數只有函數本身可使用﹐所以維護也容易。（不會兩三天後就看不懂程式碼）

2.函數的範例

3.函數的定義

syntax:

e.g.

說明：如不須回傳資料，則回傳資料型態可用void，如不須傳入參數，則可留空白，如前例void hello()，

4.函數的呼叫

syntax:

e.g.

說明：呼叫函數時，應在呼叫前先行定義函數。另外呼叫函數時，所傳入的參數數目與資料型態須與函數宣告時一致。

5.區域變數與全域變數(Local variables vs Glabal variables)

函數內的變數為區域變數﹐外界無法使用。

若定義全域變數﹐則在定義後的所有段落均可使用。

請見下例:

6.想想看，請寫出下列函數。

6.1.min(x,y)(求最小值)

6.2.power(x,y)(求x的y次方值)

6.3.ctf(degree)(將攝氏溫度轉華氏溫度,公式為 華式溫度=1.8*攝式溫度+32)

7.參數傳遞方式

7.1 傳值呼叫（pass by value）

    參數利用複製值的方式傳遞﹐於函數結束時參數的值不受改變。

7.2 傳址呼叫（pass by address）

    參數利用指標方式傳遞（記憶體位址）﹐參數值可被更改。

7.3 傳參考呼叫（pass by reference）

    機制類似傳址呼叫﹐但使用上較為簡單方便﹐僅需在函數定義時註明&。

7.4 e.g.﹕

7.5 想想看:

  7.5.1 寫一函數swap(x,y)﹐能將兩參數調換。

  7.5.2 寫一函數order(x,y,z)﹐能將三參數依大小順序排好。

8.遞迴函數（recursion）

8.1     遞迴函數具有以下特徵

特徵1﹕呼叫自身函數

特徵2﹕需有終止條件

8.2     範例一﹕階乘 N!=N*(N-1)*(N-2)*...*2*1

8.3 範例二﹕費布納西數列 f(x)=f(x-2)+f(x-1),f(0)=1;f(1)=1

8.4 範例三﹕河內塔

8.4.1 遊戲說明:請參考九章出版社網址

     http://ccmp.chiuchang.com.tw/toy/hanoi/hanoi.html

8.4.2 線上河內塔游戲

     http://www.shes.hcc.edu.tw/~oddest/math181.swf

8.4.3 河內塔範例程式

8.5 想想看

2.在程式中控制重覆執行的機制稱為「迴圈」。我們可以設計迴圈重覆執行的次數及條件，來達到想要的結果。

3.執行次數固定的迴圈：

for

     3.1.sytax:

     3.2.e.g.1

     3.2. e.g.2

     3.3. e.g.3

4.執行次數不固定的迴圈：

while

     4.1.syntax:

     4.2.eg

5.至少執行一次的迴圈：

do while

     5.1.syntax:

     5.2.eg:

6.巢狀迴圈(nested loop)

     6.1.若迴圈內有其他的迴圈,那麼就稱為巢狀迴圈，如下例：

     在上例中,若A,B分別為迴圈1及2的敘述式(statement),且其原本的執行次數分別為m及n次,則B的總執行次數為m*n次。

     6.2.eg:

7.想想看

     7.1.請寫一程式,可以計算X^Y(X的Y次方)。

     輸出入範例:

     please input x: 2

     please input y: 5

     Answer:     2^5=32

     7.2.請寫一程式,可計算X!(X!=X*(X-1)(X-2)..*2*1)。

     輸出入範例：

     Please input x: 5

     Anser:     5!=5*4*3*2*1=120

     7.3.請設計一程式,輸入正整數N,可印出下列結果

     *

     **

     ***

     ****

     *......* =>共N個*號

     輸出入範例:

     Please input N: 4

     *

     **

     ***

     ****

     7.4 溫度轉換

     請你設計一程式，可印出下列的溫度轉換表(攝氏Celsius<->華氏Fahrenheit)。請注意，起始溫度(Starting Temperature)，終止溫度(Ending Temperature)，及溫度遞增值(Temperature Increment)應讓使用者可自行輸入。轉換公式為：F=1.8*C+32.0。(C為攝氏溫度，F為華氏溫度)

     輸出入範例：

     Enter Starting Temperature：0

     Enter Ending Temperature：10

     Enter Temperature Increment：2

     Celsius          Fahrenheit

     0               32

     2               35.6

     4               39.2

     6               42.8

     8               46.4

     10               50

     7.5 銀行貸款

     「真能貸」銀行提供優惠貸款給一般民眾。現在請你幫忙設計程式來計算償還事宜。

     請留意，銀行每月計息一次，而你的程式必須可接受使用者輸入貸款額度,年利率,每月償還金額,

     並且將償還貸款的年限及支付利息的累計金額計算列印出來。

     範例輸出入:

     請輸入貸款額度: 10000

     請輸入年利率(%): 3.6

     請輸入每月還款額度: 2000

     年     月     利息     償還金額     未償金額     累計利息

     0     1     30.00     2000.00     8030.00     30.00

     0     2     24.09     2000.00     6054.09     54.09

     0     3     18.16     2000.00     4072.25     72.25

     0     4     12.22     2000.00     2084.47     84.47

     0     5     6.25     2000.00     90.72     90.72

     0     6     0.27     90.72     0.00     90.99

     貸款還清時間為 0 年 6 月

     累計利息:90.99元

2.流程控制的語法有兩種：if else 與 swich case。

3.

if else

syntax:

e.g.1:

e.g.2

說明:比較符號與邏輯符號的用法請見下表

4.

switch case

syntax:

eg:

5.想想看

     1.假設公元曆法的閏年規則如下：當年份可被4整除時為閏年，但是被100整除卻不是閏年，但是若又可被400整除時，又可視為閏年。請你設計一程式，可以判斷某一年是否為閏年(leap year)(提示:整除與否可用求餘數符號%來判斷,例100%5=0,5%3=2)。

     例:

     輸入:2000  輸出:2000 is a leap year

     輸入:1997  輸出:1997 is not a leap year

     2.請設計一遊戲，可讓電腦自動猜出玩家所想的數字。假設數字為介於1到100之間的整數，而每當電腦猜一次時，玩家必需回應所猜的數字的結果。(答案比較大：輸入'g',小：輸入'l',答對：輸入'c')，直到猜對為止。

     例:假設玩家所想數字為66,

     電腦猜:50  玩家輸入: g

     電腦猜:75  玩家輸入: l

     ………………

     電腦猜:66  玩家輸入: c

     ps.本題需配合迴圈來實作

     3.某便利商店推出週年慶活動，若同一商品買超過一定數量時便可打折，打折的資訊請參考下表。假設顧客每次只買一種下列商品，請你寫一程式，可輸入購買商品的編號，單價及數量，並計算經折扣後的價格。

     範例輸出入：

     請輸入商品編號：1

     請輸入商品單價：20

     請輸入商品數量：3

     您好!您購買的商品價格為：54元

     4.電阻(register)的數值可由標示在其上的條紋(band)顏色來辨識(請參見下圖)。其規則如下：前兩個條紋為兩位數電阻值，第三個條紋顏色則代表其所乘的10次方值，第四個條紋則為誤差值(本程式可不考慮誤差值)。請你寫一程式，可將某一電阻(已知其電阻值)上的前三個條紋顏色列印出來。

     例:

     電阻值10歐姆(10*10^0)，其前三個條紋顏色為Brown，Black，Black。

     電阻值220歐姆(22*10^1)，其前三個條紋顏色為Red，Red，Brown。

     電阻值560000歐姆(56*10^4)，其前三個條紋顏色為Green，Blue，Yellow。

     電阻值為2.4歐姆(24*10^-1)，其前三個條紋顏色為Red，Yellow，Gold。

     範例輸出入：

     Enter register value:220

     Red Red Brown

     將資料輸出到螢幕（或檔案、印表機等設備）

2.     輸入（input）

     將資料從鍵盤輸入到電腦（或從檔案、滑鼠等設備輸入）

3.     標準輸出入（從鍵盤輸入，並從螢幕輸出）

3.1.     標準輸出

          3.1.1.     syntax:

          printf(格式字串[,參數])

          格式字串內可以包括固定的字元或轉換規格符號

          例:

          3.1.2.常用的轉換規格符號如下         

          %d               整數(int)          如 1,3,101

          %f               小數(float)          如 3.14

          %e,%g          小數,以科學記號表示(float)            如 1.2e-2

          %c               字元(char)          如 'a','$','5','\n'

          %s               字串(string)     如 "happy","All4you"

          3.1.3.     eg：

          3.2.1.     syntax:

               scanf(格式字串[,位址])

               格式的用法同printf

               位址為輸入資料儲存的地方，通常表示為 &變數名稱(指標及陣列除外)

          3.2.2.     eg:

4.     修飾符號

     在 %與轉換規格字元之間，可使用修飾字元來修改原本的轉換規格符號。

     較有用的修飾符號請見下表：

5.     其他輸出入函式

     5.1.     字元輸出入

          putc()、getc()、putchar()、getchar()

     5.2.     字串輸出入

          puts()、gets()

     5.3.     檔案輸出入：

          fopen(),fclose(),fprintf(),fscanf(),fputs),fgets()

6.     試試看

     6.1     請設計一程式，可輸入個人基本資料，並將其輸出。

          個人基本資料應含：姓名(10)、出生年(10)、性別(10)、電話(10)及地址(20)

          (括號後為欄寬，並需靠左對齊)

          例：

     6.2     請設計一程式，可輸入書籍基本資料，並將其輸出。

          個人基本資料應含：書名(10)、作者(10)、出版社(10)、定價(10)及ISBN(20)

          (括號後為欄寬，並需靠左對齊)

          例：

     6.3     請按下列格式輸入資料並利用修飾字元控制輸出資料的格式

          6.3.1     輸入資料

               a.15     b.2.54     c.0.000123     d.6E-3

          6.3.2     輸出資料

               a1.000015     (最小長度為6，靠右對齊)

               a2.000015     (最小長度6，前面不足部份補0)

               b.+002.540     (顯示正負號，整數部份最少長度3，小數部份最小長度3，不足補0)

               c.1.23E-004     (使用科學記號表示)

               d.0.006          (表示到小數點3位)

(下表資料與編譯軟體有關，以下為 MINGW32-GNU GCC on WinXP 之參考數值)

2. 變數

     2.1 在程式中我們常會需要利用變數來代表某些資料或數值，利如金額可用money，平均可用average等，在對變數命名時需儘量盡量選擇有意義且易嘹解的名稱，而不要因貪一時方便用類似a，b，x，y等名稱，否則不僅別人看不懂，連程式作者也可能在一段時間後忘了變數代表的意義

     2.2 C語言變數命名的規定：第一個字元必需是英文字母或底線(_)，之後可用數字、英文字母或底線(_)，但是不可以用保留字。

               例：num          合法

                    _money     合法

                    sum4     合法

                    3score     不合法，第一個字不可為數字

                    main     不合法，不可為保留字

     2.3 變數宣告：變數在使用之前要經過宣告的程序，如下

          syntax：資料型態 變數名稱[=初始值]

          eg：

3.有號數(signed)與無號數(unsigned)

     若無特別宣告，則基本上所有上述資料型態皆可儲存有號數，亦即可記錄正、負數。若只處理正數時，可在宣告變數時在前面加上unsigned(其資料範圍會變大)。

     例：

4.溢位(overflow)及缺位(underflow)

     當變數儲存的資料超過其上限時稱為「溢位」，超過下限時稱為「缺位」。

     例：

5.常數宣告

     若我們希望變數不因程式執行而改變，可將其宣告為常數。其宣告方式為在資料型態前加const即可

     例：

6.字串(String)及陣列(Array)

     字串及陣列可以儲存連續的字元或數字，例如人名，全班成績等資料。

     例：

7.自訂資料型態：

     有時後如果遇到較複雜的資料，可利用自訂資料型態的功能。請參考struct(結構)和enum(列舉)的用法。

8.試試看：

     8.1 請問以下資料適用於何種資料型態?並請舉例

          a.目前全世界的人口數量     b.一部DVD電影的價格     c.撲克牌的點數

          d.某銀行的定存利率      e.圓周率(精確到小數點第10位)          g.某國國名

     8.2 請問以下資料適用於何種資料型態?

          a.1024          b.'x'               c.'\n'     d.2.54          e.1234567890

          f.1.23E+20     g.1.5E-100      h."I love programming!"

     8.3 請從鍵盤輸入以上資料，並從螢幕輸出。(利用scanf()及printf())

     直譯式：如Basic(原始碼->直譯器逐行執行)

     編譯式：如C(原始碼->(編譯器編譯)->執行檔->(載入記憶體)->執行)

2.C程式的架構

     2.1程式通常含有以下幾個部份

     函式(function):可執行特定功能,例:原料->機器加工->產品

     主程式(main program):為整個程式的進入點(Entry Point)

     2.2幾個相關概念：

          2.2.1.變數(variable):存放資料的容器(對應資料種類而有不同大小)

          2.2.2.保留字(key word):如include,main,int等系統特定功能的字,不可作為變數或函式名稱

          2.2.3.語法(syntax):如同英文有文法一樣,程式語言也有特定的語法。

          2.2.4.風格(style)：寫程式時留意以下幾點,養成良好的程式風格,可使程式易讀,容易維護。

               (1)縮排:適當的縮排，可以讓程式看起來整齊、美觀、易讀，例:

               (2)註解:註解符號後的文字並不會編譯執行,可用來註明程式碼。例:

               (3)使用有意義的變數及函式命名,例:

                    計算和可以用 sum ,平均可以用 average 當變數名稱,而儘量不要用xyz等不具特定意義的名稱。

3.試看看!

     說明:

     1.以下橘色部份(以//開頭,或/* */包住的文字)為註解,可不必輸入

     2.每行完整敘述(statement)的後面要加上分號(;)

     3.1第一個程式 印出 Hello,world!

      3.2 第二個程式 計算並印出 1+1=?

      3.3 第三個程式 How old are you?

      3.4 第四個程式 印出 1+2+3+...+n的和