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# C 語言課程
# 龍興國中 <font color="#3A33FF">創造力資優班 </font> ==C 語言課程==

## 線上<font color="#3A33FF">程式語言</font>編譯平台: [onlinegdb](https://www.onlinegdb.com/)
## 1. C語言初體驗 :
- 您可以編輯==程式碼==並在==onlinegdb==中執行並查看結果：
:::success

#include <stdio.h>

int main() {
  printf("Hello World!");
  return 0;
}

:::
## 2. 什麼是C語言？
- C 是丹尼斯·里奇於 1972 年在貝爾實驗室創建的通用程式

- 儘管它很古老，這是一種非常流行的程式語言。

- C 與 UNIX 密切相關，因為它是為編寫 UNIX 作業系統而開發的。
## 3. 為什麼要學習 C？
- 它是世界上最流行的程式語言之一[2023程式語言排名](https://www.johntool.com/programming-language-rank/)
- 如果你懂 C，那麼學習其他流行的程式如 Java、Python、C++、C# 等也沒有問題，因為語法相似
- 與其他程式Java和Python）相比，C 語言執行速度非常快
- C 語言是通用的；它可以在不同硬體上的應用程式運作
- 學習 C 語言對於 ==APCS「大學程式設計先修檢測」== **觀念題**概念比較清楚
## 4.C 和 C++ 之間的區別
- C++是 C 的擴展開發的版本，兩種語言的語法幾乎相同
- C 和 C++ 的主要區別在於 C++ 支持class和object，而 C 不支持
## 5.程式範例說明
:::success

1.#include <stdio.h>
2.
3.int main() {
4.  printf("Hello World!");
5.  return 0;
6.}

:::
- 第 1 行: ==#include <stdio.h>== 是一個**函數庫**，可讓我們呼叫輸入和輸出的各種函數。
- 例如 ==printf()==（在第 4 行）。在 C 語言 **函數庫**中呼叫 ==printf()== 函數功能。
:::success
如果您不了解其 #include <stdio.h>工作原理，請不要擔心。只要把它想像成（幾乎）總是出現在你的 c 程式中的東西。
:::
- 第 2 行: ==空行==。C語言會忽略==空行==。但是我們使用==空行==會更容易讀懂程式內容。
- 第 3 行：另一個總是出現在 C 語言程式中的東西是 ==int main(){ }== 這稱為 ==函數==。大括號 =={ }== 內的任何程式都會被執行
- 第 4 行： ==printf()== 是將資料==輸出==到螢幕的函數。在我們的例子中，它將輸出==Hello World==。
:::warning
請注意：每句 C 語言程式碼都是以分號 ==;== 結尾
:::
- 第 5 行： ==return 0==結束 ==main( )== 函數。

- 第 6 行：不要忘記添加==右大括號== ==}== 以實際結束 main 函數。
## 6.輸出
- printf()函數用於輸出==數值==或==文字==：

#include <stdio.h>

int main() {
  printf("Hello World!");
  printf("I am learning C.");
  return 0;
}

:::danger
結果: Hello World!I am learning C.
:::

- 換行符號 ==\n== ，它強制游標將其位置更改到螢幕中==下一行==的開頭。產生一個新的一行。

#include <stdio.h>

int main() {
  printf("Hello World!\n");
  printf("I am learning C.");
  return 0;
}

:::danger
結果:

Hello World!
I am learning C.

:::
## 7.註解
- 註解是用來解釋程式碼，並使其易於了解。它還可用於在測試替代程式碼時暫時停止執行。
- 註釋可以是單行或多行的
- 單行註解:以兩個 ==//== 開頭，編譯器不會執行這一行程式碼

// 向世界問好
printf("Hello World!");

printf("Hello World!"); // 向世界問好

- 多行註釋以開頭 ==/*== 和結尾 ==*/==。

- ==/*== 和之間的任何程式碼或文字 ==*/== 都將被編譯器忽略而不執行：

/* 下面的程式碼將會輸「Hello World!」字樣
到螢幕，真是太神奇了 */
printf("Hello World!");

## 8.變數
- **變數**可儲存被指定的**數據值**。

在 C語言中，不同類型的變數，有規定的==宣告==方式
例如：
==int== 儲存整數，例如 123 或 -123
; ==float== 儲存浮點數，帶小數點的數字，例如 19.99 或 -19.99
; ==char== 儲存單個字元，例如'a' or 'B'。字元值用單引號括起來
- 建立變數 a 以int方式並指定值為30

int a = 30;

- 也可建立一個**變數**而不直接指定值，之後再指定數值：

int a;
a = 30;

- 輸出 int **變數**的值，必須在函數內部使用格式說明符號 ==%d== 或 ==%i== 用雙引號括起來printf()：

int a = 30;
printf("%d", a); 

- 輸出 char **變數**的值，必須在函數內部使用格式說明符號 ==%c== 用雙引號括起來printf()：

- 輸出 float **變數**的值，必須在函數內部使用格式說明符號 ==%f== 用雙引號括起來printf()：

// 建立變數
int myNum = 5;             // 整數
float myFloatNum = 5.99;   // 浮點數
char myLetter = 'D';       // 字元

// 輸出變數
printf("%d\n", myNum);
printf("%f\n", myFloatNum);
printf("%c\n", myLetter);

- **加總變數**:要將兩個變數加總，可以使用+ 運算符號

int x = 5;
int y = 6;
int sum = x + y;
printf("%d", sum);

- **宣告多個變數**:建立多個變數時，請使用==逗號==分隔

int x = 5, y = 6, z = 50;
printf("%d", x + y + z);//112.11.10-903

## 9.變數的命名規則
- 所有變數都必須指定唯一的識別碼。
- 識別碼可以是短代碼（如 x 和 y）或具描述性的代碼（age、sum、totalVolume）。
==建議使用==描述性代碼讓程式碼易於理解和容易維護
例如:

int minutesPerHour = 60; // 很棒


int m = 60;  // OK, 但不是很容易理解變數的內容

- 命名==變數==的一般規則是：

名稱可以包含==字母、數字和下劃線_==
名稱必須以==字母或下劃線 (_) 開頭==
名稱區分==大小寫==（myVar 和 myvar 是不同的變數，
名稱不能包含==空格==或==特殊字符==，如 !、#、% 等。
==保留字==（如int）不能用作名稱//111.9.28
## 10.資料型態
- 宣告變數時要指定資料型態，並且在printf()中使用相關格式說明符號顯示：

// 宣告變數
int myNum = 5;             // 整數
float myFloatNum = 5.99;   // 浮點數
char myLetter = 'D';       // 字元

// 顯示列印變數
printf("%d\n", myNum);
printf("%f\n", myFloatNum);
printf("%c\n", myLetter);

## 11.常數
- 將變數宣告為==常數==，意味只能讀取不可更改

const int myNum = 15;  // myNum 永遠是15
myNum = 10;            // 錯誤: myNum 不可以再指定其他數值

- 當變數的值永遠固定不能變更時，即可將該==變數==宣告為==常數==

const int minutesPerHour = 60;//一小時為60分鐘
const float PI = 3.14; //圓周率=3.14

- 當宣告一個常數時，必須指定數值：
:::success

const int minutesPerHour = 60; //正確

:::
:::warning

const int minutesPerHour;
minutesPerHour = 60; // 錯誤

:::
## 12.運算子
- 例子:我們使用 + 運算子將兩個==數值==相加：

int myNum = 100 + 50;

- 就像下面的例子一樣，一個==變數==可以和一個==數值==相加，或者一個==變數==相加另一個==變數==

int sum1 = 100 + 50;        // 答案: 150 (100 + 50)
int sum2 = sum1 + 250;      // 答案: 400 (150 + 250)
int sum3 = sum2 + sum2;     // 答案: 800 (400 + 400)

### 算數運算子
| 運算子 | 運 算 | Example |
| -------- | -------| -------- |
| + | 加法 | x + y |
| - | 減法 | x - y |
| * | 乘法 | x * y |
| / | 除法 | x / y |
| % | 餘數 | x % y |
| ++| 增加1 | ++x |
| - -| 減1| - -x |
### 賦值運算子
- 使用賦值運算子 = 分配 10 給名為x的變數：

int x = 10;

- 加法賦值運算子 += 將一個==數值==添加到==變數==中：

int x = 10;
x += 5;  //答案是 15

| 運算子 | 例 子 | 等同 |
| -------- | -------| -------- |
| = | x =5 | x =5 |
| += | x +=3 | x=x+3 |
| -= | x -=3 | x=x-3 |
| *= | x *=3 | x=x*3 |
| /= | x /=3 | x=x/3 |
| %=| x %=3 | x=x%3 |

### 比較運算子
比較運算子用於比較兩個數值。

注意：比較的結果可能回傳值為 true (1) 或 false ( 0)。

在以下示例中，我們使用==大於==運算子 > 來確定 5 是否大於 3：

int x = 5;
int y = 3;
printf("%d", x > y); // 回傳值為 1 (true) 因為 5 確實會大於 3

| 運算子 | 意義 | 例子 |
| -------- | -------- | -------- |
| == |等於 |x == y |
| != |不等於 |x != y |
| > |大於 | x > y|
| < |小於 |x < y|
| >= |大於或等於 |x >= y|
| <= |小於或等於 |x <= y|

### 邏輯運算子
邏輯運算子用於確定==變量==或==數值==之間的邏輯：

| 運算子 | 名稱　 | 意義 　|舉例　　　　　　｜
| -------- | -------- | -------- |-------- |
|&& |且| 兩者都成立 |x < 5 && x < 10|
|｜｜ |或| 兩者其中之一成立 |x < 5 ｜｜ x < 4 |
|! |不是|回傳相反值|!(x < 5 && x < 10)|! |不是|回傳相反值|!(x < 5 && x < 10)｜

### Sizeof 運算符
- sizeof運算子找到數據類型或變數的暫存大小

int myInt;
float myFloat;
double myDouble;
char myChar;

printf("%lu\n", sizeof(myInt));
printf("%lu\n", sizeof(myFloat));
printf("%lu\n", sizeof(myDouble));
printf("%lu\n", sizeof(myChar));

## 13.if... else
#### 從[比較運算子](https://hackmd.io/RudSoO7PRdOs9-rarcKyhg?both#%E6%AF%94%E8%BC%83%E9%81%8B%E7%AE%97%E5%AD%90)章節中可以知道 C 語言中常用的邏輯條件:
- 小於： a < b
- 小於或等於： a <= b
- 大於： a > b
- 大於或等於： a >= b
- 等於 a == b
- 不等於： a != b
#### C語言有以下條件語句：

- 使用 if 如果指定條件為==真==，執行指定的==區塊程式==。
- 使用 else 如果指定條件為==假==，執行指定的==區塊程式==。
- 使用 else if 如果第一個條件為假，測試新的==條件==。
- 使用 switch 指定執行多個不同的==區塊程式==。
:::success
### if 的語法

if (指定條件) {
  // 如果指定條件為真，執行指定此區塊程式。
}


#### if 的例子
- 在下面的例子中，我們測試 20 是否大於 18。如果條件為true，則印出"20 is greater than 18"
- 注意 if 是小寫字母。大寫字母（If 或 IF）會產生錯誤。

if (20 > 18) {
  printf("20 is greater than 18");
}

- 使用變數測試，結果成功

int x = 20;
int y = 18;
if (x > y) {
  printf("x is greater than y");
}

:::
### 練習題:
==1.如何判斷一個給定的數字是偶數還是奇數？==
- 這是一個經典的C語言程式。 我們將在C語言中學習使用條件語句 if ,將一個整數除以2，如果整除(餘數為零),則該數是偶數，如果不能整除則該數是奇數。

==2.輸入一個整數後即輸出該數的絶對值==
- 不論該整數是正數或負數圴輸出正數

==3.判斷三條線段是否可圍成一個三角形==
- 3,4,5 可
- 6,6,12 不可
- 3,4,8 不可
:::warning
### if ....else 語法

if (指定條件) {
  // 如果指定條件為真，執行指定此區塊程式。
} else {
  // 如果指定條件為假，執行指定此區塊程式。
}

#### 例子

int time = 13;
if (time < 12) {
  printf("早安.");
} else {
  printf("午安.");
}
// 輸出 "午安."

- 在上面的例子中，時間 13 大於 12，所以條件是false。因此，我們執行else區塊程式顯示出“午安”。如果時間小於 12，程式將顯示“早安”。
:::
### 練習題:
==如何判斷一個給定的數字是偶數還是奇數？==
- 這是一個經典的C語言程式。 我們將在C語言中學習使用條件語句if-else。將一個整數除以2，如果整除則是偶數，否則是奇數。

==在三個數字中，找出最大的一個數字==
- i : 3
- J : 4
- K : 5
:::danger
### if...else if...else 的語法

if (指定條件1) {
  // 如果指定條件1為真，執行指定此區塊程式。
} else if (指定條件2) {
  // 如果指定條件1為假，指定條件2為真，執行指定此區塊程式。
} else {
  //如果指定條件1為假，指定條件2為假，執行指定此區塊程式。 
}

- 例子

#include <stdio.h>

int main()
{
    int time = 22;
    if (time < 12) {
        printf("Good morning.");
    } 
    else if (time < 20) {
        printf("Good day.");
    }
    else {
        printf("Good evening.");
    }
        // 輸出 "Good evening."
}

- 在上面的例子中，時間 (22) 大於 12，所以第一個條件是false。語句中的下一個條件 else if也是false，因此我們繼續處理else 條件，因為條件1和條件2 都是false，所以螢幕顯示“Good evening.”。但是，如果時間是 ==14==，程式執行結果會是螢幕顯示“==Good day==”。
:::
### 練習題
==1.判斷 3 條線段是否可圍成三角形==:

- 若可以圍成三角形則為下列何者1.正三角形，2.等腰三角形，3、直角三角形，4、普通三角形
:::info
### if....else 簡寫法與三元運算子
- 語法

變數 = (條件) ? True的結果 : False的結果;

- 例子

int time = 20;
if (time < 18) {
  printf("Good day.");
} else {
  printf("Good evening.");
}

- 本例的簡略的表達方式

int time = 20;
(time < 18) ? printf("Good day.") : printf("Good evening.");

:::
## 14.switch
:::success

- 語法

switch(變數名稱) {
    case 符合數字:
        陳述句一;
        break;
    case 符合數字:
        陳述句二;
        break;
    default:
        陳述三;
        break;
}

- 首先看看 switch 的括號，當中置放要取出==數值==的變數或運算式，取得數值之後，會與 case 設定的數字或字元比對，如果符合就執行以下的陳述句，直到遇到 break 後離開 switch 區塊，若沒有符合的數值或字元，會執行 default 後的陳述句，default 不需要時可以省略。
- 例子

int day = 4;

switch (day) {
  case 1:
    printf("Monday");
    break;
  case 2:
    printf("Tuesday");
    break;
  case 3:
    printf("Wednesday");
    break;
  case 4:
    printf("Thursday");
    break;
  case 5:
    printf("Friday");
    break;
  case 6:
    printf("Saturday");
    break;
  case 7:
    printf("Sunday");
    break;
}

// Outputs "Thursday" (day 4)

- 例子2

int rank = 4;

switch (rank) {
  case 1: case 2: case 3:
    printf("電腦作業得95分");
    break;
  case 4:  case 5:
    printf("電腦作業得90分");
    break;
  case 6:
    printf("電腦作業得80分");
    break;
  }

// Output "電腦作業得90分" (rank 4)

- 關鍵字 ==break== ，當程式執行到達關鍵字 ==break== 時，它會跳出 switch 區塊。停止在switch區塊內執行更多程式並忽略其他 ==case== 的測試。
:::
### 練習題
#### ==1.兩光法師占卜術==
- 兩光法師時常替人占卜，由於他算得又快有便宜，因此生意源源不絕，時常大排長龍，他想算 得更快一點，因此找了你這位電腦高手幫他用電腦來加快算命的速度。

　　他的占卜規則很簡單，規則是這樣的，輸入一個日期，然後依照下面的公式：

M=月
D=日
S=(M*2+D)%3

得到 S 的值，再依照 S 的值從 0 到 2 分別給與 普通、吉、大吉 等三種不同的運勢
:::danger

break 可以節省大量執行時間，因為它“忽略”了 switch 區塊中其餘程式的執行。
:::
:::warning

- 關鍵字 ==default==，如果没有任何 ==case== 相符時，則執行一些預設程式。
- 例子

int day = 4;

switch (day) {
  case 6:
    printf("Today is Saturday");
    break;
  case 7:
    printf("Today is Sunday");
    break;
  default:
    printf("Looking forward to the Weekend");
}

// Outputs "Looking forward to the Weekend"

:::
:::danger
default 關鍵字必須是 switch 區塊中的最後一段陳述，並且不一定需要 break。
:::

## 15.While 迴圈
:::info
- 語法

while (條件) {
  // 符合條件下會執行區塊內程式
}

- 例子

int i = 0;

while (i < 5) {
  printf("%d\n", i);
  i++;
}

- 關於C語言中的while迴圈while1是什麼意思:
- while(1)代表了迴圈永遠執行下去.除非遇到break;才跳出迴圈.原因是while的迴圈裡面是一個布林值,而1代表了true,所以是一個無限迴圈.


:::
### do....while 迴圈

:::info
- 語法

do {
  // 先執行區塊內程式一次，若條件符合則持續執行下去
}
while (條件);

- 例子

int i = 0;

do {
  printf("%d\n", i);
  i++;
}
while (i < 5);

:::
## 16. for 迴圈
:::success

- 當明確知道重複執行一段程式的==次數==時，則使用 for 迴圈而不是 while 迴圈：
- 語法

for (陳述句1 ; 陳述句2 ; 陳述句 3) {
  // 執行區塊內的程式
}

#### 例子 1

int i;

for (i = 0; i < 5; i++) {
  printf("%d\n", i);
}


#### 例子 1 解說:
- 陳述句 1 : 在迴圈開始之前建立一個變數，名為 ==i== ，起始值為 0 ( int i = 0)。
- 陳述句 2 : 定義了迴圈運行的條件（i 必須小於 5）。如果條件為==真==，迴圈將重複執行，如果條件為假，迴圈即結束。
- 陳述句 3 : 每次執行迴圈一次，==i== 的值都會增加 1 ( i++ )。
#### 例子 2 :本例僅會列印 0 到 10 之間的偶數

for (i = 0; i <= 10; i = i + 2) {
  printf("%d\n", i);
}


:::
### 練習題
#### ==1.判斷一個整數，是質數還是合數，並找出所有的因數==
- 質數只有1和該數本身共 2 個因數。
#### ==2.計算 1 加到 10 的總和==
- 限用 for 迴圈完成。
#### ==３. 身份證字號真偽判斷==
我國的身分證字號有底下這樣的規則，因此對於任意輸入的身分證字號可以有一些基本的判斷原則，請您來判斷一個身分證字號是否是正常的號碼(不代表確有此號、此人)。

(1) 英文代號以下表轉換成數字

A=10 台北市 J=18 新竹縣 S=26 高雄縣
B=11 台中市 K=19 苗栗縣 T=27 屏東縣
C=12 基隆市 L=20 台中縣 U=28 花蓮縣
D=13 台南市 M=21 南投縣 V=29 台東縣
E=14 高雄市 N=22 彰化縣 W=32 金門縣
F=15 台北縣 O=35 新竹市 X=30 澎湖縣
G=16 宜蘭縣 P=23 雲林縣 Y=31 陽明山
H=17 桃園縣 Q=24 嘉義縣 Z=33 連江縣
I=34 嘉義市 R=25 台南縣

(2) 英文轉成的數字, 個位數乘９再加上十位數的數字

(3) 各數字從右到左依次乘１、２、３、４．．．．８

(4) 求出(2),(3) 及最後一碼的和

(5) (4)除10 若整除，則為 real，否則為 fake

例： T112663836

2 + 7*9 + 1*8 + 1*7 + 2*6 + 6*5 + 6*4 + 3*3 + 8*2 + 3*1 + 6) = 180

除以 10 整除，因此為 real

#### ==4.找零機器==
請設計一個找零機器的判斷程式,判斷使用者輸入的金額( money)當中,以最少的銅板數來找零錢。該機器所提供的銅板有 50 元、10 元、5 元及 1 元。當輸入的金額數介於 1 到 1000 之間,則依序顯示該找的各個銅板數(50 元、10 元、5 元及 1 元);當金額為 0 時,則結束判斷。

## 17.Break 和 Continue
:::info

### break : 前面章節中 break 可“跳出” switch 區塊程式。

- break 還可用於==跳出 while 、for 迴圈==。

- 下面例子在 i 等於 4 時==跳出迴圈==：

int i;

for (i = 0; i < 10; i++) {
  if (i == 4) {
    break;
  }
  printf("%d\n", i);
}

:::
### 練習題
#### ==1.找出兩整數的最大公因數==
- 變數設為num1,num2,餘數的變數設為remainder_
#### ==2.找出兩整數的最小公倍數==
- 最小公倍數 = 兩數相乘 / 公因數
- [輾轉相除法參考資料](https://i.imgur.com/f8yA8VG.png)

:::warning
### continue: 如果出現特定的條件，continue 會中斷一次迴圈結果，並繼續之後的迴圈。

- 下面例子在 i 等於 4 時，==跳過== 4 的值：

int i;

for (i = 0; i < 10; i++) {
  if (i == 4) {
    continue;
  }
  printf("%d\n", i);
}

:::
## 18.陣列
:::success

- ==陣列== : 可以在一個變數中儲存多個數值，而不用為每個數值宣告獨立的變數。
- 要建立陣列，要先定義==數據類型==（如int）並指定陣列名稱，後方加 []。
- 要在[]中加入數值，需在()內使用==逗號==分隔：
- 例子:建立四個整數的陣列，陣列名稱為myNumbers。

int myNumbers[] = {25, 50, 75, 100};

### 依據陣列索引號，存取陣列元素。

- 陣列索引號從 0 開始：[0] 是第一個元素。[1] 是第二個元素，依此類推。
- 下面例子是存取myNumbers陣列中的第一個元素 [0]的值：

int myNumbers[] = {25, 50, 75, 100};
printf("%d", myNumbers[0]);

// 輸出答案為 25

### 更改陣列的元素
- 要依據索引號更改特定元素的值。

int myNumbers[] = {25, 50, 75, 100};
myNumbers[0] = 33;

printf("%d", myNumbers[0]);

// 輸出結果為 33 取代原本的 25

### 搜尋陣列全部的元素
- 可以使用 for 迴圈搜尋陣列全部元素 。

以下例子輸出myNumbers 陣列中的所有元素：

int myNumbers[] = {25, 50, 75, 100};
int i;

for (i = 0; i < 4; i++) {
  printf("%d\n", myNumbers[i]);
}

### 先設定陣列規模大小的陣列建立方法
- 另一種常用建立陣列的方法，先指定陣列的大小，然後再增添元素：
- 例子:

/ 宣告 4 個整數的陣列:
int myNumbers[4];

// 增添元素在陣列中
myNumbers[0] = 25;
myNumbers[1] = 50;
myNumbers[2] = 75;
myNumbers[3] = 100;

### 陣列的練習

#include <stdio.h>

int main()
{
    int myNumbers[3] ;
    for (int j = 0; j < 4; j++){
    scanf("%d",&myNumbers[j]);
    }
     myNumbers[1] = 33;
     for (int i = 0; i < 4 ; i++){
    printf("%d\n" , myNumbers[i]);
         
     }
}

- 使用這種建立陣列的方法，必須先確定陣列的大小，才有足夠的記憶體空間讓程式去儲存。
- 建立陣列後，不能再更改它的規模大小。

:::
## 練習題
### [1.費波那契數列](https://docs.google.com/document/d/1tEBOikMGC-rKNly4GOOMTIhWm9PZd7bE0kcCRBzNpNQ/edit?usp=sharing)
## 19.字串

## 20. scanf() 使用者輸入
:::warning

- 你已經學過，用 printf() 輸出數值的方法。

- 要用戶輸入數值，可以使用 scanf()
- 例子

// 建立一個資料類型為整數的變數，以便儲存使用者所輸入的數值
int myNum;

// 詢問使用者要輸入一個數字
printf("Type a number: \n");

// 獲取且儲存使用者輸入的數字
scanf("%d", &myNum);

// 輸出使用者輸入的數字
printf("Your number is: %d", myNum);

scanf()函數有兩個參數：變數的格式說明符 %d 和引用運算符  &myNum，儲存變數的記憶體位址。

:::
## [21.字元陣列](https://www.lssh.tp.edu.tw/~hlf/class-1/lang-c/array-char.htm)
## [22.有限狀態機](https://medium.com/pm%E7%9A%84%E7%94%9F%E7%94%A2%E5%8A%9B%E5%B7%A5%E5%85%B7%E7%AE%B1/%E5%A6%82%E4%BD%95%E6%9C%89%E9%82%8F%E8%BC%AF%E7%9A%84%E9%87%90%E6%B8%85%E4%BA%8B%E7%89%A9%E7%9A%84%E7%8B%80%E6%85%8B-f9fb59b15054)
## [23.函式](https://mycollegenotebook.medium.com/%EF%BD%83%E8%AA%9E%E8%A8%80%E7%AD%86%E8%A8%98-%E5%87%BD%E5%BC%8F-functions-cea21d86560f)
:::success

### 1. 函式介紹
- 在C語言中==函式==相當重要，可以減少許多繁雜的步驟，將程式變得容易閱讀理解。
- printf()，本質上也是一個函式。（利用 ==include <stdio.h>== 呼叫函式庫來使用）
### 2.函式的特色：
- 指定一段程式碼，執行特定的工作。
- 可重複呼叫使用
- 讓程式變得容易閱讀理解。
- 在呼叫函式==條件不改變==的狀態下，可以==直接修改==函式的程式。

- 函式分為==系統定義==函式（如printf）和==使用者定義==函式兩種。
:::success

- ==系統定義==函式(==標準函式庫==): 需==呼叫==標頭檔例如:
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <math.h>
- 標準函式庫是C語言標準提供的函式庫，包含了大量的函式，可以幫助開發者簡化程式設計，加速開發速度。標準函式庫通常可以被編譯器直接調用，而不需要開發者自己編寫相關的代碼。

- C語言的標準函式庫可以分為幾個部分，每個部分包含了不同類型的函式：

- 標準==輸出/輸入==函式庫：包括了與螢幕和鍵盤輸入輸出有關的函式，例如==printf、scanf==等。

- 字符串函式庫：包括了與字串處理有關的函式，例如strlen、strcpy、strcat等。

- 數學函式庫：包括了與數學運算有關的函式，例如sqrt、sin、cos等。

- 時間函式庫：包括了與時間有關的函式，例如time、ctime、gmtime等。

- 檔案操作函式庫：包括了與檔案操作有關的函式，例如fopen、fclose、fread等。

- 其他函式庫：還包括了與動態記憶體分配、環境變數、數據類型轉換等相關的函式。
:::
:::info

- ==使用者定義==函式:




- 回傳值：回傳一個int的型態回去主程式

在下方的程式中，當我們程式跑到 f(4)中，代表他呼叫了上方 ==int f(int x)== 函式，而因為這個函式有回傳值，所以在進行計算過後，我們有一個return x+3，把計算過後的答案傳回到主程式中 f(4) 就會等於回傳值 7，印出答案後程式結束執行。
:::success
- 函式定義: 使用者定義函式

==int f(int x){
return x +3;
}==

int main() {
    printf("%d",f(4));
    return 0;
}

:::
:::success
- 函式宣告:
:::
- 在==主程式==上方，==宣告==函式原型（程式是由上而下讀取，告訴主程式說我設的函式的大概內容),==參數可省略==，主程式下方才放置使用者定義的函式

#include <stdio.h>

int f(int ); //有回傳值的函式宣告

int main() {
    printf("%d",f(4));
    return 0;
}
//以下是函式定義
int f(int x){
    return x +3;
}

### 3.回傳值型態
#### ==沒有回傳值==：==void== square（int len）
- 在下方的程式中，當我們程式跑到square(length)中，代表他呼叫了下方void square函式，而因為這個函式沒有回傳值，所以在印出答案中後，就直接結束程式的執行了（可以想像有一個return 0 函式下方）。

#### ==有回傳值==：==int== square（int length）
- 回傳一個 int 的型態給 主程式
### 4. 函式宣告
- ==例==:寫一個計算正方形的程式，並且使用函式呈現。
- 在主程式上方，==宣告函式==（跟主程式說我建立的函式樣式如何）
- 再從主程式下方==定義函式==

 回傳值型態 函式名稱 （參數） 

:::success
練習題:利用函式寫一個判斷[閏年的程式](https://onlinegdb.com/CJw5yMwx5e)
- 輸入: 2011
- 輸出: 0

#include <stdio.h>//閏年的規則，每四年閏一次，但是每一百年不閏，遇到四百年還是要閏

int main()
{
    //int year = 112;
    int year;
    printf("請輸入任一年的數字");
    scanf("%d",&year);
    if ( year % 400 == 0){//除以400的餘數為0，則為閏年
        printf ("閏年");
    }
    else if (year % 100 == 0){//再除以100的餘數為0,則為平年
        printf ("平年");
    }
    else if (year % 4 == 0){//再除以4的餘數為0,則為閏年
       printf("閏年"); 
    }
    else {
        printf("平年");//餘為平年
    }
}
:::
:::success
練習寫一個計算面積的[公式1](https://onlinegdb.com/7lfKqR1FT),[公式2](https://onlinegdb.com/7ui63kcSd)
- 公式: square = len *len
:::
:::success
- 無回傳值的函式
:::
:::info
在函式原型宣告時，第一個宣告的元素就是函式的傳回值的資料型別，任何的基本資料型別(如int, char, float, double...等)或自訂的資料型別都可以使用，但是如果函式不傳回任何值，則我們要把資料型別宣告為==void==，意思是不傳回值。
:::

#include <stdio.h>

void f(int ); //没有回傳值的函式宣告

int main() {
f(4);
return 0;
}
//以下是函式定義
void f(int x){
printf("%d",x+3);
return ;
}

:::success
練習寫一個==無回傳值==的計算面積[公式](https://onlinegdb.com/IExbb4gff)
- 公式: square = len *len
:::
::: success
- 兩個參數的函式
:::
:::info

int add(int x, int y) { // 函式定義為 add，参數列表為 x 和 y
int result = x + y; // 將 x 和 y 相加，得到結果
return result; // 將結果回傳給函式呼叫者
}
int main(){
int sum = add(3, 5); // 呼叫函數 add，並將結果指定給變數 sum

}

## [函式影片1](https://www.youtube.com/watch?v=QDcGPASnB6k)
## [函式解說1](https://hackmd.io/@twthe02/ry4gu9CJ3)
## [函式影片2](https://www.youtube.com/watch?v=5NN-G5BVEmo)
:::
::: success
## [亂數](1https://blog.gtwang.org/programming/c-cpp-rand-random-number-generation-tutorial-examples/)

- 使用 rand 函數產生亂數
- ==要先宣告相關函式==
- #include <stdlib.h> /* 亂數相關函式 */
- #include <time.h>   /* 時間相關函式 */ 
- C 語言中若要產生亂數，可以使用 stdlib.h 中的 rand 函式，而在呼叫 rand 函式之前，要先使用 srand 函式設定初始的亂數種子：
![上午9.04 2024-3-13的影像](https://hackmd.io/_uploads/ByksjdATp.jpg)
- ==固定亂數種子==：上面的範例中，利用時間產生亂數種子，所以每次產生的亂數都不同，如果需要讓模擬的結果具有可重覆性以便除錯與驗證，這種狀況就必須將亂數種子==固定==不變，如果沒有固定亂數種子的話，每次跑出來的結果都不同，會讓除錯的難度提高。
![上午9.30 2024-3-13的影像](https://hackmd.io/_uploads/H1RRbYC6T.jpg)
- 產生==特定範圍整數亂數==
![上午9.36 2024-3-13的影像](https://hackmd.io/_uploads/HkTfmtCa6.jpg)


:::
練習題:
:::success
寫一個程式，它可以處理任何筆數的成績，來處理全班分數。

第二個工作：重複輸入，直到輸入「-1」，才停止。
請輸出「輸入的分數筆數」。

輸入範例:
75 75 75 88 70 64 83 89 -1

輸出範例:
8
:::
:::warning
冒牌費氏數列
令：
- f(1)=10，f(2)=15，f(3)=16
- f(n)={f(n-2)+f(n-3)，當n>=4

請寫一個程式，輸入n，輸出f(n)值。

輸入範例:
5

輸出範例:
31
:::

- [zerojudge參考答案](1https://ffrankkk122.gitbooks.io/-zerojudge-code/content/a001.html)
- [APCS檢定應試指南](1https://hackmd.io/@howkii-studio/apcs_overview/https%3A%2F%2Fhackmd.io%2F%40howkii-studio%2Fapcs_exercise_programming)
- [c語言實例100題](https://www.runoob.com/cprogramming/c-100-examples.html)
- [幾A幾B猜數字](http://www.mathland.idv.tw/game/1A2B.htm)
- [c 語言破解](1https://hackmd.io/@CHAWTeam/DiceC/https%3A%2F%2Fhackmd.io%2F%40CHAWTeam%2FDiceC-15-3)
- [data-structure-c](https://github.com/ksw2000/Data-Structure-in-C)
- [遞迴](https://hackmd.io/@sysprog/c-recursion)
- [河內塔](https://jason-chen-1992.weebly.com/home/-tower-of-hanoi)
- [河內塔遞迴概念](http://www.mathland.idv.tw/life/hanoirecursion.htm)
- [河內塔遊戲](https://www.novelgames.com/zh-HK/tower/)
- [河內塔演算法](https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10245079)
- [河內塔遞迴執行順序](https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10281346)
- [迭代版河內塔程式](http://squall.cs.ntou.edu.tw/cprog/practices/Iterative%20Hanoi.pdf)
- [迭代與遞迴的差別](http://203.72.56.75/~pingfeng/geogebra/htm/6/6-8A0_1.pdf)
- [遞迴 VS 迭代](https://hackmd.io/5T81GHb6RAihMSHQebVcZQ?both)
- [費氏數列以迭代和遞迴實作](https://dotblogs.com.tw/Ace_Dream/2016/01/20/iterative_recursive)
- [c語言講義](https://web.fg.tp.edu.tw/~earth/vision/study/cprogram06/C_handout.pdf)
- [P問題和NP問題](https://www.youtube.com/watch?v=YX40hbAHx3s)
- [常見程式演算](https://openhome.cc/zh-tw/algorithm/)
- [Coding Prep 程式教學](https://coding-prep.com/)
- [APCS筆試題目分類](https://hackmd.io/@algoseacow/apps-written?fbclid=IwAR3PEteZkXjjWeiSZEkSR0Y1OdhRGuFZxIviMxwSk8HZ12V0z5ev5yy02so)
- [APCS  Code::Blocks 操作教學](https://hackmd.io/@smallshawn95/apcs_codeblocks?fbclid=IwAR1-2zUUf8KexWebx_x5fmUM0JydUzIC2yOXEDSGwUAVDufeMDBd0TExK20)
- [程式自學平台](https://e-tutor.itsa.org.tw/e-Tutor/)
- [如何在windows環境用gcc編譯成執行檔](https://shaochien.gitbooks.io/how-to-use-gcc-to-develop-c-cpp-on-windows/content/use-gcc-to-compile-program.html)
- [新竹實驗中學C＋＋講義](https://hackmd.io/@CLKO/B18yT_i5Z?type=view)
- [zerojudge-高中生程式解題系統](https://zerojudge.tw/)