本檔提供本單元練習題的完整詳解。先自己動手做：每題先只看「題目」，
寫完、編譯、執行後再對照「解題思路」與「參考解答」。
完整程式碼都在 exercises/ 資料夾，可直接編譯：
cc -std=c11 -Wall -Wextra -o /tmp/out exercises/ex1_ascii_table.c && /tmp/out練習 1：ASCII 對照表（難度：基礎）
題目
印出 'A' 到 'Z' 的 ASCII 對照表（字元與數值成對），每列 6 組，
最後一列不足 6 組也要正確換行。
解題思路
- 字元直接當迴圈計數：
'A'~'Z'在 ASCII 中連續，for (char c = 'A'; c <= 'Z'; c++)就能走完 26 個字母—— 這是「字元就是小整數」的直接應用。 - 同一個值、兩種印法：
printf("%c=%2d", c, c)—— 同一個c傳兩次，%c印字母、%d印編碼。 - 每列 6 組的斷行邏輯：維護「本列已印組數」計數器
printed，printed % 6 == 0時換行。這是排版的萬用模式（每 N 個換一行）。 - 收尾：26 = 6×4 + 2，最後一列只有 2 組、迴圈裡不會觸發換行——
結束後檢查
printed % 6 != 0補一個\n，輸出才完整。
參考解答
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int printed = 0; /* 本列已印出的組數 */
/* 字元可以直接當迴圈計數：'A' 到 'Z' 在 ASCII 中連續 */
for (char c = 'A'; c <= 'Z'; c++) {
printf("%c=%2d ", c, c); /* 同一個值印兩次：%c 與 %d */
printed++;
if (printed % 6 == 0) { /* 每 6 組換一列 */
printf("\n");
}
}
/* 26 不是 6 的倍數，最後一列要補換行 */
if (printed % 6 != 0) {
printf("\n");
}
return 0;
}（完整檔案：exercises/ex1_ascii_table.c）
程式碼講解
%c與%d收到的都是（升型後的）int——差別只在「怎麼呈現」。- 條件
c <= 'Z'：迴圈結束後c是'Z' + 1（91）。char裝 91 沒問題；若上限接近char的極值就要小心環繞，此處安全。 - 這張表印出來後，「大寫從 65 開始」「大小寫差 32」都一目瞭然—— 自己生一張表比背表有效。
範例輸出
A=65 B=66 C=67 D=68 E=69 F=70
G=71 H=72 I=73 J=74 K=75 L=76
M=77 N=78 O=79 P=80 Q=81 R=82
S=83 T=84 U=85 V=86 W=87 X=88
Y=89 Z=90 練習 2：大小寫轉換（難度：基礎）
題目
不使用 <ctype.h>，自己寫 char to_upper(char c) 與 char to_lower(char c)：
是目標字母就轉換，其他任何字元原樣回傳。
對字串 "Hello, World 123!" 逐字元轉換，印出全大寫與全小寫兩個版本。
解題思路
- 函式的合約先想清楚：輸入任意字元—— 小寫字母 → 轉大寫；其餘（大寫、數字、標點、空白）→ 原樣回傳。 「不該動的不動」跟「該轉的轉對」一樣重要。
- 轉換公式（單元 02 練習 5 的成果直接拿來用）：
ASCII 大小寫差固定 32 =
'a' - 'A'； 小寫轉大寫是c - ('a' - 'A')、大寫轉小寫是c + ('a' - 'A')。 - 先判斷再轉換：
if (c >= 'a' && c <= 'z')守住範圍， 否則'5'也會被減 32 變成別的字元。 - 逐字元走訪字串：
for (int i = 0; text[i] != '\0'; i++)—— 用哨兵'\0'當終點，不需要先算長度。 - 輸出用
putchar：一次一個字元，與逐字元處理的節奏一致。
參考解答
#include <stdio.h>
/* 小寫轉大寫；不是小寫字母就原樣回傳 */
char to_upper(char c)
{
if (c >= 'a' && c <= 'z') {
return c - ('a' - 'A'); /* 減去大小寫差值 32 */
}
return c; /* 守衛：非小寫字母不動 */
}
/* 大寫轉小寫；不是大寫字母就原樣回傳 */
char to_lower(char c)
{
if (c >= 'A' && c <= 'Z') {
return c + ('a' - 'A');
}
return c;
}
int main(void)
{
char text[] = "Hello, World 123!";
printf("original: %s\n", text);
/* 逐字元轉換：s[i] != '\0' 就是「還沒到字串結尾」 */
printf("upper : ");
for (int i = 0; text[i] != '\0'; i++) {
putchar(to_upper(text[i]));
}
printf("\n");
printf("lower : ");
for (int i = 0; text[i] != '\0'; i++) {
putchar(to_lower(text[i]));
}
printf("\n");
return 0;
}（完整檔案：exercises/ex2_case_convert.c）
程式碼講解
- 觀察輸出：逗號、空白、數字、驚嘆號全部原樣保留——守衛條件在工作。
- 兩個函式不修改原字串（回傳新字元、由呼叫端決定怎麼用），
所以
text印三次內容都正確。想「就地」改字串也行：text[i] = to_upper(text[i])。 - 這對函式就是標準庫
toupper/tolower的核心邏輯 （標準版還處理了 locale 與 EOF，之後改用它們時心裡有底）。
範例輸出
original: Hello, World 123!
upper : HELLO, WORLD 123!
lower : hello, world 123!練習 3：回文判斷（難度：進階）
題目
寫 int is_palindrome(const char s[])，判斷字串正讀反讀是否相同。
先用自製的 my_strlen 求長度，再用雙索引頭尾夾擠。
測試："level"、"radar"、"hello"、"noon"、"a"、""（空字串）。
解題思路
- 拆成兩個子問題：
- 找到「最後一個字元」在哪 → 需要長度 → 先寫
my_strlen（數到'\0'為止）； - 頭尾配對比較 → 雙索引夾擠（單元 07 練習 3 反轉陣列的同款技巧，這次只比較不交換）。 - my_strlen：
while (s[i] != '\0') i++;，回傳i。 注意'\0'不算在長度內，所以尾索引是len - 1。 - 夾擠邏輯：
i從 0、j從len - 1；s[i] != s[j]→ 立刻回傳 0（一個反例就足以下結論）； 全部配對成功（i >= j）→ 回傳 1。 - 邊界自動正確：空字串
len = 0，j = -1，while (i < j)一次都不跑 → 回傳 1； 單字元同理。「空字串是回文」是合理的數學約定，而且不需要特判—— 好的迴圈條件常讓邊界不勞而獲。 - 參數加
const：判斷函式只讀不寫，讓編譯器把關。
參考解答
#include <stdio.h>
/* 自製 strlen：數到 '\0' 為止（'\0' 不算在長度內） */
int my_strlen(const char s[])
{
int i = 0;
while (s[i] != '\0') {
i++;
}
return i;
}
/* 回文判斷：頭尾兩索引夾擠，任何一對不相等就不是回文 */
int is_palindrome(const char s[])
{
int i = 0;
int j = my_strlen(s) - 1; /* 最後一個「字元」的索引（不含 '\0'） */
while (i < j) {
if (s[i] != s[j]) {
return 0; /* 找到反例，立刻下結論 */
}
i++;
j--;
}
return 1; /* 全部配對成功（空字串與單字元自然回傳 1） */
}
int main(void)
{
/* 字串陣列：每個元素是一個字串（const char * 的完整機制在指標單元） */
const char *tests[] = { "level", "radar", "hello", "noon", "a", "" };
int n = (int)(sizeof tests / sizeof tests[0]);
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("is_palindrome(\"%s\") = %d\n", tests[i], is_palindrome(tests[i]));
}
return 0;
}（完整檔案：exercises/ex3_palindrome.c）
程式碼講解
"hello"：第一對就失配（'h'vs'o'），立刻回傳 0——提早返回讓失敗案例最省力。"noon"（偶數長度）：兩對都配對成功，i、j交錯後停；"level"（奇數長度）：中央的'v'不需要跟誰比。兩種長度都被i < j正確處理。const char *tests[]是「字串的陣列」——測資表模式在字串題同樣好用； 指標的完整故事在高階單元，這裡先會用。
範例輸出
is_palindrome("level") = 1
is_palindrome("radar") = 1
is_palindrome("hello") = 0
is_palindrome("noon") = 1
is_palindrome("a") = 1
is_palindrome("") = 1練習 4：壓縮連續空白（難度：進階，K&R 習題 1-18 精神）
題目
寫 void squeeze_spaces(char s[])，就地把字串中的連續空白壓縮成單一空白：
"a b c" → "a b c"。
測試三組：一般情況、含前後空白的字串、完全沒有多餘空白的字串。
輸出用 [%s] 包起來，看得見頭尾空白。
解題思路
- 重新表述規則：走訪每個字元—— 非空白 → 一律保留；空白 → 只有「前一個保留的字元不是空白」時才保留一個。 也就是：每串連續空白只留第一個。
- 就地改寫 = 讀寫雙索引（單元 07 練習 6 的技巧移植到字串）：
read逐字元掃、write指向下一個保留字元的落點； 保留就s[write++] = s[read]，跳過就只動read。 - 狀態旗標：
prev_was_space記住「上一個寫入的是不是空白」， 決定這個空白要不要寫。這其實是一台兩狀態的狀態機——wc 的 IN/OUT 的近親。 - 最容易忘的一步：迴圈結束後
s[write] = '\0';—— 新字串比舊的短，不補結尾的話，%s會把舊資料的殘尾一起印出來。 - 測資與觀察：
" leading and trailing "壓縮後頭尾各留一個空白 （本題規則只壓縮、不修剪；修剪頭尾是另一題）。用[%s]印才看得出來。
參考解答
#include <stdio.h>
/* 就地壓縮連續空白：
* 規則——空白只有在「前一個寫入的字元不是空白」時才寫入 */
void squeeze_spaces(char s[])
{
int write = 0; /* 下一個字元要寫到哪 */
int prev_was_space = 0;
for (int read = 0; s[read] != '\0'; read++) {
if (s[read] == ' ') {
if (!prev_was_space) {
s[write] = ' '; /* 這一串空白的第一個：保留 */
write++;
}
prev_was_space = 1; /* 之後的連續空白全部跳過 */
} else {
s[write] = s[read];
write++;
prev_was_space = 0;
}
}
s[write] = '\0'; /* 別忘了補上新的字串結尾！ */
}
int main(void)
{
/* 用陣列（可寫）而不是指向字串常值的指標（不可寫） */
char t1[] = "a b c";
char t2[] = " leading and trailing ";
char t3[] = "no-extra-spaces";
printf("before: [%s]\n", t1);
squeeze_spaces(t1);
printf("after : [%s]\n\n", t1);
printf("before: [%s]\n", t2);
squeeze_spaces(t2);
printf("after : [%s]\n\n", t2);
printf("before: [%s]\n", t3);
squeeze_spaces(t3);
printf("after : [%s]\n", t3);
return 0;
}（完整檔案：exercises/ex4_squeeze_spaces.c）
程式碼講解
- 測資宣告成
char t1[] = "..."（陣列，內容可寫）—— 寫成char *t1 = "..."的話，squeeze_spaces一動手就是未定義行為 （字串常值可能在唯讀記憶體，README 陷阱 4）。 write <= read恆成立，所以「邊讀邊寫同一個陣列」不會蓋掉還沒讀的資料—— 就地演算法安全性的關鍵論證。- 第三組測資（無多餘空白）輸出與輸入相同——「什麼都不該做時真的什麼都沒做」 也是需要驗證的行為。
範例輸出
before: [a b c]
after : [a b c]
before: [ leading and trailing ]
after : [ leading and trailing ]
before: [no-extra-spaces]
after : [no-extra-spaces]練習 5：自製 atoi（難度：進階）
題目
寫 int my_atoi(const char s[])，把數字字串轉成 int：
- 基本：
"1234"→ 1234（提示：result = result * 10 + (s[i] - '0')）； - 進階：跳過前導空白、處理
+/-正負號； - 遇到第一個非數字字元就停（
"56abc"→ 56；"abc"→ 0）。
解題思路
- 把輸入格式拆成三段：
[空白][正負號][數字串][其他]—— 程式就照這個順序寫三段，每段一個小迴圈/判斷，結構與格式一一對應。 - 第一段：
while (s[i] == ' ' || s[i] == '\t') i++;掃過前導空白。 - 第二段：至多一個正負號。用
sign = ±1記錄，先記下、最後才乘—— 讓累積迴圈只處理非負數，邏輯最單純。 - 第三段（核心公式）：
result = result * 10 + (s[i] - '0')。 推導：讀到新的一位時，舊結果代表的數量級全部進一位（×10）， 新位補在個位。"1234"的過程：0→1→12→123→1234。s[i] - '0'靠'0'~'9'連續的保證把字元變回數值。 - 停止條件就是驗證：
s[i] >= '0' && s[i] <= '9'不成立就跳出——"56abc"讀完5、6遇'a'停，回傳 56；"abc"與""一位都沒讀，result保持 0。不需要特判，結構天然正確。 - 已知侷限（誠實面對）：超出
int範圍的輸入（如"9999999999"）會溢位， 標準atoi同樣未定義；工業級的作法是strtol（中階單元）。
參考解答
#include <stdio.h>
int my_atoi(const char s[])
{
int i = 0;
/* 第一步：跳過前導空白（空格與 tab） */
while (s[i] == ' ' || s[i] == '\t') {
i++;
}
/* 第二步：處理正負號（至多一個） */
int sign = 1;
if (s[i] == '+' || s[i] == '-') {
if (s[i] == '-') {
sign = -1;
}
i++;
}
/* 第三步：逐位累積——「左移一位再加新位」
* '7' - '0' == 7：字元差值把數字字元變回數值 */
int result = 0;
while (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
result = result * 10 + (s[i] - '0');
i++;
}
/* 遇到第一個非數字字元（含 '\0'）自然停止 */
return sign * result;
}
int main(void)
{
const char *tests[] = {
"1234", /* 基本 */
" 42", /* 前導空白 */
"-273", /* 負號 */
"+99", /* 正號 */
"56abc", /* 尾隨垃圾：讀到 56 停 */
"abc", /* 開頭就不是數字：0 */
"", /* 空字串：0 */
};
int n = (int)(sizeof tests / sizeof tests[0]);
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("my_atoi(\"%s\") = %d\n", tests[i], my_atoi(tests[i]));
}
return 0;
}（完整檔案：exercises/ex5_my_atoi.c）
程式碼講解
result * 10 + digit與單元 05 數字反轉的公式同源——「逐位建數」是通用模式， 只是這次數字來自字元。- 三段式結構讓每個需求（空白、符號、數字）各有歸屬， 之後要支援十六進位或溢位偵測，都知道該改哪一段。
- 索引
i貫穿三段不歸零——它是「目前讀到哪」的單一事實來源。
範例輸出
my_atoi("1234") = 1234
my_atoi(" 42") = 42
my_atoi("-273") = -273
my_atoi("+99") = 99
my_atoi("56abc") = 56
my_atoi("abc") = 0
my_atoi("") = 0練習 6：單字長度直方圖（難度：挑戰，K&R 習題 1-13）
題目
統計一段寫死文字中每個「單字長度」的出現次數，畫出水平直方圖。 單字的定義：連續的非空白字元。需要組合兩個技巧： wc 的 IN/OUT 狀態機（偵測單字邊界）＋「長度當索引」的計數陣列。 超過 15 的長度歸入 15；沒出現過的長度不佔版面。
解題思路
- 問題拆解：
- 子問題 A：怎麼知道「一個單字結束了、它多長」？→ 狀態機；
- 子問題 B：長度算出來之後記到哪？→
lengths[k]++（K&R 映射計數）。 - 狀態機設計：兩個狀態
IN（單字內）/OUT（單字外）， 加一個累計器word_len： - 讀到非空白：state = IN、word_len++； - 讀到空白類：若state == IN，表示一個單字剛結束—— 此刻把word_len記帳（lengths[k]++）並歸零；然後state = OUT。 「記帳的時機在離開單字的那一刻」是整台狀態機的靈魂。 - 最後一個單字的陷阱：文字結尾若是字母，迴圈結束時最後一個單字還沒記帳！
解法：把
'\0'也當成空白處理——掃描到'\0'時先走「單字結束」的記帳流程， 再 break。邊界情況融進一般規則，不需要迴圈外補一段重複邏輯。 - 計數陣列的防越界：長度理論上可以很大，
k = (word_len <= MAX_LEN) ? word_len : MAX_LEN把超長的歸到最後一格。 - 輸出：跳過
lengths[k] == 0的長度（continue）； 內層迴圈印星號；順手加總驗證單字總數。
參考解答
#include <stdio.h>
#define MAX_LEN 15 /* 只統計 1~15 的長度，更長的歸到 15 */
#define IN 1 /* 狀態：在單字內 */
#define OUT 0 /* 狀態：在單字外 */
int main(void)
{
/* 寫死的測試文字（K&R 開頭段落的精神） */
const char text[] =
"C is a general purpose programming language which features "
"economy of expression modern control flow and data structures "
"and a rich set of operators";
int lengths[MAX_LEN + 1] = { 0 }; /* lengths[k]：長度 k 的單字數（索引 0 不用） */
int state = OUT; /* 一開始在單字外 */
int word_len = 0; /* 目前單字累積的長度 */
/* 狀態機掃描：
* 空白 → 若剛結束一個單字，把它的長度記帳
* 非空白 → 進入/停留在單字內，長度 +1 */
for (int i = 0; ; i++) {
char c = text[i];
if (c == ' ' || c == '\t' || c == '\n' || c == '\0') {
if (state == IN) { /* 單字剛結束：記帳 */
int k = (word_len <= MAX_LEN) ? word_len : MAX_LEN;
lengths[k]++;
word_len = 0;
}
state = OUT;
if (c == '\0') { /* 字串結尾：連最後一個單字都記完了 */
break;
}
} else {
state = IN;
word_len++;
}
}
/* 印水平直方圖 */
printf("word length histogram:\n\n");
printf("len count histogram\n");
printf("--- ----- ---------\n");
int total = 0;
for (int k = 1; k <= MAX_LEN; k++) {
if (lengths[k] == 0) {
continue; /* 沒出現過的長度不佔版面 */
}
printf("%3d %5d ", k, lengths[k]);
for (int j = 0; j < lengths[k]; j++) {
printf("*");
}
printf("\n");
total += lengths[k];
}
printf("\ntotal words: %d\n", total);
return 0;
}（完整檔案：exercises/ex6_word_histogram.c）
程式碼講解
for (int i = 0; ; i++)條件留空 = 永真，靠'\0'分支裡的break離開—— 因為「結尾處理」與「空白處理」共用邏輯，把終止判斷放進本體反而最乾淨。- 把
'\0'併入空白判斷，一石二鳥：終止掃描 + 結算最後一個單字。 自己重寫時最常見的 bug 就是漏掉最後一個單字——測一段「結尾不是空白」的文字即可抓到。 #define IN 1 / OUT 0給狀態取名字：state == IN讀起來是句子，state == 1是謎語。- 這台狀態機加上「印星號」的迴圈，就是 K&R 習題 1-13 的完整解—— 狀態機是文字處理的基本功，中階的詞法分析會再見到它。
範例輸出
word length histogram:
len count histogram
--- ----- ---------
1 3 ***
2 3 ***
3 3 ***
4 3 ***
5 1 *
6 1 *
7 4 ****
8 2 **
9 1 *
10 2 **
11 1 *
total words: 24常見錯誤解法對照
| 錯誤寫法 | 症狀 | 正解 |
|---|---|---|
char c; while ((c = getchar()) != EOF) |
EOF 裝不進 char：無窮迴圈或提早停 | int c; |
| 轉大寫不判斷範圍 | 數字、標點被減 32 變亂碼 | 先 if (c >= 'a' && c <= 'z') |
尾索引用 my_strlen(s) |
指到 '\0'，第一對就失配 |
len - 1 |
就地改寫後忘記補 '\0' |
%s 印出舊資料殘尾 |
迴圈後 s[write] = '\0'; |
char *t = "..." 再就地修改 |
未定義行為（唯讀記憶體） | 用 char t[] = "..." |
| 狀態機漏掉最後一個單字 | 總數少 1 | 把 '\0' 當空白一起處理 |
用 == 比較字串 |
比的是位址，恆假 | 逐字元比較或 strcmp |