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1 壹課程說明單元名稱單元摘要 C 語言 : 進階資料型態 1. 認識陣列 (Array) 2. 認識結構 (Structure) 3. 認識指標 (Pointer) 設計者劉洲溶教師 ( 國立台中二中 ) 1. 了解陣列的含意及學習陣列宣告語法及程式設計方法 2. 了解結構的意義及學習結構宣告語法及程式設計方法學習目標 3. 了解指標的含意及學習指標宣告語法及程式設計方法 4. 培養學生進階程式設計能力 5. 培養學生解決問題的能力及邏輯思考的能力課綱範圍新課綱選修科目進階程式設計, 主題 2 進階資料型態教學節數 8 節 ( 每節課 50 分鐘 ) 1. 具備基本程式設計概念先備知識 2. 具備基本 C 語言程式設計的能力 3. 具備基本解決問題的能力及邏輯思考的能力評量方法學生上機實作程式題目參考書籍 C 語言程式設計範例教本, 作者 : 陳會安 / 著出版社: 學貫 C 語言程式設計實務, 作者 : 莊益瑞, 吳權威 / 著出版社 : 碁峰實用 C 語言程式設計, 作者 : 陳平陳文豪林義隆出版社 : 新文京參考資源開發最新 C 語言程式設計實例入門, 作者 : 高橋麻奈著出版社 : 博碩文化出版 C 語言教戰手冊程式設計與競賽精解, 作者 : 林邦傑出版社 : 松崗名題精選百則, 作者 : 冼鏡光 / 著出版社: 儒林怎樣解題, 波利亞 (George Polya) 著譯者 : 蔡坤憲出版社 : 天下文化 1

2 2. 參考網站 C 語言考古題 & C 的解題程式設計學習入門 ( 網址 : c.blogspot.com/) 網站 : 星子 ACM 小窩 ( 網址 : 網站 :ACM Online Judge Guide ( 網址 : 網站 :ACM problemset 題目中譯 ( 網址 : 網站 : 網際網路全國大賽 ( 網址 : 網站 :Olympiad in Informatics ( 網址 : 2

3 貳教學活動計畫認識陣列第節時間教學活動 ( 分 ) 教師以投影片說明何謂陣列? 說明 (1) 說明何謂陣列 10 陣列是一群具有相同資料型態的變數所共同組合而成的特殊資料結構, 每個陣列擁有一個陣列名稱若要存取陣列中的元素 (element), 須以索引 (index) 來表示欲存取的陣列元素位於陣列中哪一個位置陣列大致分為一維陣列二維陣列及多維陣列 ( 本單元只介紹一維陣列及二維陣列 ) 教師以投影片說明宣告陣列的語法設定陣列初始值的語法及記憶體配置的狀況 : 使用陣列之前, 必須先宣告陣列宣告陣列時, 必須宣告陣列元素的個數及陣列中元素的資料型態當編譯器編譯程式時, 會根據所宣告的陣列大小, 然後配置一塊連續的記憶體空間給陣列使用在 C 程式語言中, 陣列的索引值是由 0 開始編號一維陣列的宣告語法一維陣列的宣告 (2) 一維陣列的宣告及設定一維陣列元素資料值的語法介紹 10 陣列資料型態陣列名稱 [ 陣列個數 ]; 陣列個數代表此陣列一共有多少元素, 而陣列資料型態則代表陣列中所有的元素均是此種資料型態範例 int x[6]; /* 代表宣告一個整數陣列 x, 其陣列之元素個數是 6 個元素 X 陣列名稱 x[0] x[1] x[2] x[3] x[4] x[5] char y[9]; /* 代表宣告一個字元陣列 y, 其陣列之元素個數是 9 個元素 float z[10]; /* 代表宣告一個浮點數陣列 z, 其陣列之元素個數是 10 個元素 3

4 設定一維陣列的元素初始值設定陣列元素資料值的方法有兩種 : 1. 程式執行過程中, 才設定陣列元素初值 2. 宣告陣列時, 一同設定陣列元素的初始值宣告陣列的語法如下 : 陣列資料型態陣列名稱 [ 陣列個數 N]= 元素 0 的資料值, 元素 1 的資料值,, 元素 N 1 的資料值 ; 範例 int x[6]=1, 3, 5, 7, 9, 11 ; X 陣列名稱 x[0] x[1] x[2] x[3] x[4] x[5] (3) 一維陣列程式範例說明 30 在大括號內的元素, 依序代表設定初始值給陣列元素 x[0] x[1] x[n 1] x[0] 的初始值等於 1 x[1] 的初始值等於 3 x[2] 的初始值等於 5 x[3] 的初始值等於 7 x[4] 的初始值等於 9 x[5] 的初始值等於 11 程式範例寫一個程式, 使用一維陣列來儲存 1 號至 10 號共 10 位學生的程式設計作業的分數, 然後從 10 個分數中找出最高及最低的程式設計分數, 並在畫面上顯現最高分數及最低分數程式 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define size 10 int main(void) int data[size]=20,88,56,77,89,46,9,7,23,34; int for(i=1; i< size ; i++) max=data[0], min=data[0], i; if(data[i]> max) max=data[i] ; if(data[i]< min) min=data[i] ; system("cls"); printf("the max value is %d \n", max); printf("the min value is %d \n", min ); system("pause") return 0; 4 ;

執行結果 (4) 程式作業實作練習 50 題目寫一個程式, 利用氣泡排序法 (Bubble Sort), 將 88 22 11 33 45 77 57 99 67 98 這 10 個數字, 由小排到大排序之後, 顯示在畫面上二維陣列的宣告陣列資料型態陣列名稱 [ 列個數 ][ 行個數 ] ; 陣列資料型態則代表陣列中所有的元素均是此種資料型態列個數代表此陣列一共有多少列行個數

5 執行結果 (4) 程式作業實作練習 50 題目寫一個程式, 利用氣泡排序法 (Bubble Sort), 將這 10 個數字, 由小排到大排序之後, 顯示在畫面上二維陣列的宣告陣列資料型態陣列名稱 [ 列個數 ][ 行個數 ] ; 陣列資料型態則代表陣列中所有的元素均是此種資料型態列個數代表此陣列一共有多少列行個數代表此陣列一共有多少行此陣列的元素一共有列個數 * 行個數 (5) 二維陣列的宣告及範例 int A[ 7 ][ 6 ]; /* 宣告二維陣列 A 設定二維陣列元素 20 第 0 行第 1 行第 2 行第 3 行第 4 行第 5 行資料值的語法介紹第 0 列 A[0][0] A[0][1] A[0][2] A[0][3] A[0][4] A[0][5] 第 1 列 A[1][0] A[1][1] A[1][2] A[1][3] A[1][4] A[1][5] 第 2 列 A[2][0] A[2][1] A[2][2] A[2][3] A[2][4] A[2][5] 第 3 列 A[3][0] A[3][1] A[3][2] A[3][3] A[3][4] A[3][5] 第 4 列 A[4][0] A[4][1] A[4][2] A[4][3] A[4][4] A[4][5] 第 5 列 A[5][0] A[5][1] A[5][2] A[5][3] A[5][4] A[5][5] 第 6 列 A[6][0] A[6][1] A[6][2] A[6][3] A[6][4] A[6][5] 5

6 二維陣列 A 陣列一共有 7 列 6 行, A 陣列的元素個數等於 7*6=42 個設定二維陣列的元素初始值宣告二維陣列時, 可以同時設定二維陣列元素的初始值, 宣告陣列的語法如下所示 : 陣列資料型態陣列名稱 [ 列個數 M][ 行個數 N]= 0 列 0 行元素初始值, 0 列 1 行元素初始值,..., 0 列 N 1 行元素初始值, 1 列 0 行元素初始值, 1 列 1 行元素初始值,, 1 列 N 1 行元素初始值, M 1 列 0 行元素初始值, M 1 列 1 行元素初始值,, M 1 列 N 1 行元素初始值 ; 範例 int A[4][3]=23,35,43,94,85,70,31,88,35,76,33,23; 題目第 0 行第 1 行第 2 行第 0 列 A[0][0]=23 A[0][1]=35 A[0][2]=43 第 1 列 A[1][0]=94 A[1][1]=85 A[1][2]=70 第 2 列 A[2][0]=31 A[2][1]=88 A[2][2]=35 第 3 列 A[3][0]=76 A[3][1]=33 A[3][2]=23 請設計一個程式, 可以計算兩個 3*3 矩陣相加計算的方法如下 : a A= d g b e h c j f,b= m i p k n q l a + j o,c=a+b= d + m r g + p b + k e + n h + q c + l f + o i + r (6) 二維陣列程式範例說明 30 程式範例 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define row 3 #define col 3 int main(void) int A[row][col]=10,20,40,20,50,60,90,70,30; int B[row][col]=40,10,90,40,80,10,30,20,10; int C[row][col]; int i,j; 6

7 for(i=0;i<row;i++) for(j=0;j<col;j++) C[i][j]=A[i][j]+B[i][j]; system("cls"); printf("c=a+b \n"); printf("a= \n"); for(i=0;i<row;i++) for(j=0;j<col;j++) printf(" %d ",A[i][j]); printf("\n"); printf("b= \n"); for(i=0;i<row;i++) for(j=0;j<col;j++) printf(" %d ",B[i][j]); printf("\n"); printf("c= \n"); for(i=0;i<row;i++) for(j=0;j<col;j++) printf(" %d ",C[i][j]); printf("\n"); system("pause") ; return 0; 7

8 執行結果題目請設計一個程式, 可以計算 3*3 矩陣和 3*5 矩陣的乘積計算的方法如下 : (7) 程式作業上機實作 50 a A= d g A*B= b e h c f,b= i j o t k p u l q v m r x n s,c=a*b y aj + bo + ct dj + eo + ft gj + ho + it ak + bp + cu dk + ep + fu gk + hp + iu al + bq + cv dl + eq + fv gl + hq + iv am + br + cx dm + er + fx gm + hr + ix an + bs + cy dn + es + fy gn + hs + iy 請求 C 矩陣認識結構 (struct) 第 5 6 節教學活動時間 (1) 說明何謂結構 15 說明教師以投影片說明何謂結構? 結構 (struct) 是一種使用者自定的特殊資料型態, 一個結構內部可以包含各種資料型態的資料成員 (data member), 結構也可以 8

9 (2) 說明定義結構宣告結構變數結構變數資料成員初始值設定及存取結構變數資料成員資料的語法 15 說是各種資料型態的資料之集合結構就如同關連式資料庫中使用者所定義之資料表 (table) 的結構, 結構中的資料成員如同資料表中的欄位 (field) 一樣每一個資料表中可以儲存多筆記錄 (record), 而結構也可達成儲存多筆記錄, 其作法是宣告結構變數, 每一個結構變數可以儲存一筆紀錄若要儲存多筆紀錄, 則可以宣告結構陣列來達成儲存多筆紀錄教師以投影片說明定義結構宣告結構變數及存取結構內資料成員資料的語法 : 定義結構 struct ; 宣告結構變數結構名稱資料型態資料成員名稱 1; 資料型態資料成員名稱 2; 資料型態資料成員名稱 3; 資料型態資料成員名稱 N struct 結構名稱結構變數名稱 ; 設定及存取結構變數資料成員資料若要設定或存取結構變數資料成員的資料, 則需要在結構變數後面加上., 再加上資料成員名稱, 語法如下 : 範例結構變數名稱. 資料成員名稱 ; (3) 程式範例課堂練習 30 請設計一個程式, 自行定義一個結構, 結構名稱為 student, 程式需滿足下列緒述 1. 使用者自行定義一個結構 student, 結構 student 內包含 5 種資料成員, 依序為長整數 stu_id 字元陣列 stu_name[10] 整數變數 chinese 整數變數 eng 整數變數 math 此結構 student 可以用於儲存學生的學號姓名及學生的國文英文數學成績 2. 宣告一個結構變數 stu 9

3. 以鍵盤輸入設定結構變數初始值, 分別設定資料成員 stu_id 初始值為 9810023 資料成員 stu_name[10] 的初始值為 Mary 資料成員 chinese 初始值為 20 資料成員 eng 初始值為 60 資料成員 math 初始值為 70 程式 #include<stdio.h> #include<stdlib.

10 3. 以鍵盤輸入設定結構變數初始值, 分別設定資料成員 stu_id 初始值為資料成員 stu_name[10] 的初始值為 Mary 資料成員 chinese 初始值為 20 資料成員 eng 初始值為 60 資料成員 math 初始值為 70 程式 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> struct student long stu_id ; /* 儲存學生的學號 char stu_name[10]; /* 儲存學生的姓名 int chinese; /* 儲存學生的國文成績 int eng; /* 儲存學生的英文成績 int math ; /* 儲存學生的數學成績 ; int main( ) struct student stu= ,"mary",20,60,70; system("cls"); printf("the stu.stu_id is %ld \n",stu.stu_id); printf("the student's name is %s \n",stu.stu_name); printf("the score of Chinese is %d \n",stu.chinese); printf("the score of English is %d \n",stu.eng); printf("the score of math is %d \n",stu.math); system("pause"); return 0; 執行畫面 10

11 題目定義一個結構 student, 結構可以儲存 5 位學生的學號姓名國文成績英文成績數學成績三科分數總分平均分數 ( 請計算至小數點 2 位 ) 學號姓名國文分數數學分數英文分數總分平均分數 Mary (4) 程式作業上機實作 Joe Linda John LiLi

12 認識指標 (Pointer) 第 7 8 節教學活動時間 ( 分 ) 說明教師以投影片說明如何存取變數的記憶體位置及何謂指標變數? 存取變數的記憶體位置若我們在程式中宣告一個變數, 當編譯程式時, 則編譯器會配置一個記憶體空間給這個變數我們要如何得知此變數所在的記憶體位置呢?方法相當簡單, 只需要在變數名稱的前面加上 & 符號, 則 & 變數名稱就代表此變數所在記憶體中的位置舉例來說, 宣告一個整數變數 a,&a 就代表變數 a 在記憶體中的位置列印變數的記憶體位置 printf ( %p, & 變數名稱 ) ; (1) 說明如何存取變數的記憶體位置及說明何謂指標變數 20 程式範例 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> int main() int a; system("cls"); printf("the memory address of a is "); printf(" %p \n ", &a ); /* 列印變數 a 的記憶體位置 system("pause"); return 0; 執行結果 12

13 執行結果代表變數 a 的記憶體位置為 0022FF74 指標變數有一種特殊的變數稱為指標 (pointer) 變數, 指標變數存放的資料為記憶體位置所以我們可以利用指標變數, 預先存放變數的記憶體位置若需要存取變數值時, 則先存取指標變數之值, 藉此方法找到變數的記憶體位置然後再到真正變數所在之記憶體位置, 以間接的方式存取此變數之值宣告指標變數資料型態 * 指標變數名稱 ; int *ptr ; /* ptr 是指向整數的指標變數 char *ptr /* ptr 是指向字元的指標變數直接列印變數的記憶體位置 printf ( %p, & 變數名稱 ) ; (2) 宣告指標變數語法介紹 10 存取指標變數資料值, 以間接方列印變數的記憶體位置先將記憶體的位置存放在指標變數當中, 然後再存取列印指標變數的資料值, 其語法如下所示 : 指標變數 = & 變數 ; printf ( %p, 指標變數 ) ; 以指標變數間接存取變數值 * 指標變數 ; 若需要存取變數資料值時, 則先存取指標變數之值, 藉此方法找到變數的記憶體位置然後再到真正變數所在之記憶體位置, 以間接的方式存取此變數之值 13

$h> int main() int a = 6 ; int *ptr ; system("cls"); ptr= &a; /* 將變數 A 的記憶體位置, 存放在指標變數 ptr 中 printf("the address of a is %p \n", &a ); /* 列印變數 A 在記憶體位置 printf("the data of$

14 範例 (3) 程式範例 20 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> int main() int a = 6 ; int *ptr ; system("cls"); ptr= &a; /* 將變數 A 的記憶體位置, 存放在指標變數 ptr 中 printf("the address of a is %p \n", &a ); /* 列印變數 A 在記憶體位置 printf("the data of ptr is %p \n", ptr ) /* 列印指標變數 ptr 的值 printf("a = %d \n", a ); printf("*ptr = %d \n", *ptr); system("pause"); return 0; 執行結果 14

15 (4) 陣列與指標的關係及程式範例練習 30 以投影片說明陣列及指標的關係 : 陣列名稱可以代表此陣列在記憶體中的起始位置範例 int A [6]=1,2,3,4,5,6 ; // 宣告一維陣列 A[6] int *ptr ; // 宣告指向整數的指標變數 ptr ptr = A ; //A 代表陣列 A 在記憶體的起始位置, 將陣列的起始位置存在 ptr 中 A 代表 A[0] 在記憶體的位置 A+1 代表 A[1] 在記憶體的位置 A+2 代表 A[2] 在記憶體的位置 A+3 代表 A[3] 在記憶體的位置 A+4 代表 A[4] 在記憶體的位置 ptr 代表 A[0] 在記憶體的位置 ptr+1 代表 A[1] 在記憶體的位置 ptr+2 代表 A[2] 在記憶體的位置 ptr+3 代表 A[3] 在記憶體的位置 ptr+4 代表 A[4] 在記憶體的位置 *A 代表 A[0] 之值 *(A+1) 代表 A[1] 之值 *(A+2) 代表 A[2] 之值 *(A+3) 代表 A[3] 之值 *(A+4) 代表 A[4] 之值 A A[0] 1 A[1] 2 A[2] 3 A[3] 4 A[4] 5 A[5] 6 A A+1 A+2 A+3 A+4 A+5 ptr ptr+1 ptr+2 ptr+3 ptr+4 ptr FF FF FF FF5C 0022FF FF64 程式 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> int main() int A [6]=1,2,3,4,5,6 ; int *ptr ; system("cls"); ptr= A; /* 將 A[0] 的記憶體位置, 存放在指標變數 ptr 中 printf("the address of A[0] is %p \n", &A[0]); /* 列印 A[0] 在記憶體位置 printf("the address of A[1] is %p \n", &A[1]); /* 列印 A[1] 在記憶體位置 printf("the address of A[2] is %p \n", &A[2]); /* 列印 A[2] 在記憶體位置 printf("the address of A[3] is %p \n", &A[3]); /* 列印 A[3] 在記憶體位置 printf("the address of A[4] is %p \n", &A[4]); /* 列印 A[4] 在記憶體位置 15

16 printf("the address of A[5] is %p \n", &A[5]); /* 列印 A[5] 在記憶體位置 printf("the address of A is %p \n", A ); /* 列印 A[0] 在記憶體位置 printf("the address of A+1 is %p \n", A+1); /* 列印 A[1] 在記憶體位置 printf("the address of A+2 is printf("the address of A+3 is printf("the address of A+4 is printf("the address of A+5 is %p \n", A+2); /* 列印 A[2] 在記憶體位置 %p \n", A+3); /* 列印 A[3] 在記憶體位置 %p \n", A+4); /* 列印 A[4] 在記憶體位置 %p \n", A+5); /* 列印 A[5] 在記憶體位置 printf("the address of ptr is %p \n", ptr); /* 列印 A[0] 在記憶體位置 printf("the address of ptr+1 is %p \n", ptr+1); /* 列印 A[1] 在記憶體位置 printf("the address of ptr+2 is %p \n", ptr+2); /* 列印 A[2] 在記憶體位置 printf("the address of ptr+3 is %p \n", ptr+3); /* 列印 A[3] 在記憶體位置 printf("the address of ptr+4 is %p \n", ptr+4); /* 列印 A[4] 在記憶體位置 printf("the address of ptr+5 is %p \n", ptr+5); /* 列印 A[5] 在記憶體位置 printf("the data of A is %d \n", *A ); /* 列印 A[0] printf("the data of A+1 is %d \n", *(A+1)); /* 列印 A[1] printf("the data of A+2 is %d \n", *(A+2)); /* 列印 A[2] printf("the data of A+3 is %d \n", *(A+3)); /* 列印 A[3] printf("the data of A+4 is %d \n", *(A+4)); /* 列印 A[4] printf("the data of A+5 is %d \n", *(A+5)); /* 列印 A[5] printf("the data of *ptr is %d \n", *ptr ); /* 列印 A[0] printf("the data of *(ptr+2) is %d \n", *(ptr+1));/* 列印 A[1] printf("the data of *(ptr+3) is %d \n", *(ptr+2));/* 列印 A[2] printf("the data of *(ptr+4) is %d \n", *(ptr+3));/* 列印 A[3] printf("the data of *(ptr+5) is %d \n", *(ptr+4));/* 列印 A[4] printf("the data of *(ptr+6) is system("pause"); return 0; %d \n", *(ptr+5));/* 列印 A[5] 執行畫面 16

17 17

18 (5) 程式作業上機實作 20 題目寫一個程式, 使用一維陣列來儲存 1 號至 10 號共 10 位學生的程式設計作業的分數, 練習使用指標來存取陣列中的分數, 然後從 10 個分數中找出最高及最低的程式設計分數, 並在畫面上顯現最高分數及最低分數 18

Microsoft PowerPoint - C_Structure.ppt

Microsoft PowerPoint - C_Structure.ppt 結構與其他資料型態 Janet Huang 5-1 結構的宣告 struct 結構名稱 struct 結構名稱變數 1, 變數 2,, 變數 m; struct 結構名稱變數 1, 變數 2,, 變數 m; student; student; 5-2 1 結構變數初值的設定 struct 結構名稱 struct 結構名稱變數 = 初值 1, 初值 2,, 初值 n student="janet","1350901",100,95

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