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普考申論題 114年 [資訊處理] 程式設計概要

第 二 題

📖 題組：
依據以下 C 程式碼，回答下列問題： 1 #include 2 #include 3 #include 4 #define MAXWL 21 5 #define MAXWS 100 6 int c1(const char* s1, const char* s2) { 7 while (*s1 && *s1 == *s2) { 8 s1++; 9 s2++; 10 } 11 return *s1 - *s2; 12 } 13 int c2(const char* s) { 14 int len = 0; 15 while (s[len]) len++; 16 return len; 17 } 18 int main() { 19 char** words = malloc(MAXWS * sizeof(char*)); 20 int count = 0; 21 char buffer[MAXWL]; 22 while (1) { 23 if (fgets(buffer, MAXWL, stdin) == NULL) break; 24 buffer[strcspn(buffer, "\n")] = '\0'; 25 if (buffer[0] == '\0') break; 26 words[count] = malloc(c2(buffer) + 1); 27 strcpy(words[count], buffer); 28 count++; 29 } 30 for (int i = 0; i < count; i++) { 31 printf("Word: %s, Length: %d\n", words[i], c2(words[i])); 32 } 33 for (int i = 0; i < count - 1; i++) { 34 for (int j = 0; j < count - i - 1; j++) { 35 if (c1(words[j], words[j + 1]) > 0) { 36 char* temp = words[j]; 37 words[j] = words[j + 1]; 38 words[j + 1] = temp; 39 } 40 } 41 } 42 printf("Sorted words:\n"); 43 for (int i = 0; i < count; i++) { 44 printf("%s\n", words[i]); 45 } 46 for (int i = 0; i < count; i++) { 47 free(words[i]); 48 } 49 free(words); 50 return 0; 51 }
📝 此題為申論題，共 7 小題

小題 (二)

13～17 行程式碼功能（4 分）

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考生看到這段程式碼，應首先分析傳入函式的參數型態與迴圈的終止條件。觀察 while (s[len]) 判斷式可知，當遇到字串結束字元 \0（數值為 0）時迴圈才會停止，透過變數 len 累加計算次數，便能推導出這是在實作計算字串長度的功能。

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第 13～17 行程式碼實作了計算字串長度的功能，其作用等同於 C 標準函式庫中的 strlen() 函式。 其運作機制與特徵包含： (1) 接受一個常數字元指標 s 作為傳入參數，並宣告變數 len 用於計數。

小題 (一)

6～12 行程式碼功能（4 分）

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看到此題，首先觀察函式接收兩個字元指標，且迴圈內透過解指標(*s1, *s2)逐一比對字元並遞增指標。最後回傳相異字元的差值，即可輕易辨識出這是 C 標準函式庫 strcmp（字串比較）的底層手動實作，作答時務必點出「字串比較」目的與「回傳值」代表的意義。

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此段程式碼的功能為比較兩個字串的大小（等同於 C 標準函式庫中的 strcmp 函式）。 其運作機制與特徵如下：

  1. 逐字元比對：透過 while 迴圈逐一比較兩個字串 (s1 與 s2) 對應位置的字元，直到遇到不相同的字元，或遇到字串結束字元（\0）為止。

小題 (三)

19～29 行程式碼功能（7 分）

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遇到程式碼功能解釋題，先將程式碼依據『初始化、輸入處理、核心邏輯更新』等區塊進行拆解。接著逐行觀察變數狀態變化、系統呼叫（如 malloc, fgets）的用途，以及字串處理（如去換行）的細節，最後綜合成一個完整的功能描述。

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【破題】 此段程式碼（第19至29行）的主要功能為：「從標準輸入逐行讀取字串，處理換行符號後，依據字串實際長度動態配置記憶體，並將其儲存於字元指標陣列中」。 【論述】

小題 (四)

30～32 行程式碼功能（2 分）

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看到這題，首先觀察 for 迴圈的邊界條件（走訪 count 次）與迴圈主體（printf 輸出）。接著回溯確認自訂函式 c2 的內部邏輯（透過 while 迴圈計算並回傳字串長度），結合參數 words[i]，即可推導出整體程式碼的具體功能。

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此段程式碼的功能為：依序印出陣列中所儲存的每一個字串，以及該字串的字元長度。 詳細說明：程式利用 for 迴圈走訪 words 陣列中所有已儲存的字串（共 count 個），並透過 printf 函式將目前的字串內容（words[i]）與呼叫 c2 函式所計算出來的該字串長度（c2(words[i])）一併顯示於螢幕上。

小題 (五)

33～41 行程式碼功能（4 分）

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觀察巢狀迴圈與相鄰元素（words[j]與words[j+1]）比較後交換位置的特徵，可直接判定為氣泡排序法（Bubble Sort）。接著分析比較條件 c1(...) > 0，確認 c1 功能類似 strcmp，即可推導出整體功能為對字串陣列進行字典序遞增排序。

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【破題】此段程式碼的功能為實作「氣泡排序法（Bubble Sort）」，將字串陣列進行排序。 【論述】 一、演算法特徵：第 33～41 行使用了典型的兩層巢狀迴圈（外層控制回合數，內層走訪未排序元素），並在第 36～38 行透過暫存變數 temp 來對調相鄰的指標元素。

小題 (六)

42～45 行程式碼功能（2 分）

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先觀察第42行的提示字串，再檢視第43至45行的 for 迴圈結構與 printf 函式。由於前段程式碼（第33至41行）剛執行完氣泡排序，因此這段程式碼的目的顯然是將排序後的結果逐一輸出至螢幕。

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此段程式碼的功能為依序印出完成排序後的字串陣列。 詳細說明： 第 42 行先印出提示訊息「Sorted words:」，接著第 43 至 45 行利用 for 迴圈逐一走訪 words 陣列（從索引 0 到 count-1），將經過字典序排序後的各個單字依次輸出至標準輸出（螢幕）。

小題 (七)

46～49 行程式碼功能（2 分）

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看到 free() 函數，第一直覺應聯想到與 malloc() 配對的動態記憶體釋放。接著對照程式碼前半段 words[i] 與 words 的配置位置，說明迴圈內外釋放的具體對象，並點出避免「記憶體洩漏 (memory leak)」的核心目的。

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這段程式碼的功能為釋放程式執行期間動態配置的記憶體空間，以避免記憶體洩漏（Memory Leak）。詳細步驟包含： (1) 第 46-48 行：利用迴圈將先前為儲存個別字串內容所動態配置的記憶體空間（words[i]）逐一釋放。 (2) 第 49 行：釋放指標陣列本身（words）所使用的動態記憶體空間。

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