C 語言面試必備
指標與記憶體管理

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 42;         // 普通變數：x 存的是值 42
    int *p = &x;        // 指標宣告：p 存的是 x 的「地址」
                        // & 是「取地址運算符」
                        // * 在宣告時代表「這是指標型別」

    printf("x 的值    = %d\n",  x);    // 42
    printf("x 的地址  = %p\n",  &x);   // 0x...（記憶體地址）
    printf("p 的值    = %p\n",  p);    // 與 &x 相同
    printf("*p 的值   = %d\n",  *p);   // 42（* 在使用時代表「解參考」）

    // 透過指標修改原始變數的值
    *p = 100;
    printf("修改後 x  = %d\n",  x);    // 100（x 被改了！）

    return 0;
}

// ── 指標陷阱 ────────────────────────────────────────────
// 1. 野指標（Wild Pointer）：未初始化的指標，指向未知記憶體
//    int *bad;
//    *bad = 5;  // !! 未定義行為，程式可能崩潰

// 2. NULL 指標：安全的「空指標」，使用前必須檢查
//    int *safe = NULL;
//    if (safe != NULL) { *safe = 5; }  // 安全

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main() {
    // ── malloc：分配 n bytes，不初始化（內容是垃圾值）
    int *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (arr == NULL) {
        fprintf(stderr, "記憶體分配失敗\n");
        return 1;
    }

    // ── calloc：分配並初始化為 0
    int *zeroed = (int *)calloc(5, sizeof(int));
    // zeroed[0] == 0, zeroed[1] == 0 ...

    // ── realloc：重新調整已分配的大小
    arr = (int *)realloc(arr, 10 * sizeof(int));

    // 使用記憶體
    for (int i = 0; i < 10; i++) arr[i] = i * 2;

    // ── free：釋放記憶體（必做！）
    free(arr);
    free(zeroed);

    // 釋放後把指標設為 NULL，避免「懸空指標（Dangling Pointer）」
    arr = NULL;
    zeroed = NULL;

    // !! 記憶體洩漏（Memory Leak）示範（不要這樣做）
    // int *leak = malloc(100);
    // return 0;  // 沒有 free，這 100 bytes 永遠無法回收
    // 短程式影響不大，但長時間運行的 server/嵌入式系統會耗盡記憶體

    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// 定義 struct（慣用 typedef，省去每次寫 struct 關鍵字）
typedef struct {
    int   id;
    char  name[50];
    float gpa;
} Student;

// 函數接收 struct 指標（避免複製整個 struct，效率更好）
void print_student(const Student *s) {
    printf("ID: %d, 姓名: %s, GPA: %.2f\n", s->id, s->name, s->gpa);
    //        ↑ 用 -> 存取指標的成員（等同 (*s).id）
}

int main() {
    // 初始化方式 1：指定成員
    Student s1 = { .id = 1, .name = "Joseph", .gpa = 3.8 };

    // 初始化方式 2：直接賦值
    Student s2;
    s2.id = 2;
    strcpy(s2.name, "Alice");  // 字串用 strcpy，不能用 =
    s2.gpa = 3.5;

    // . 存取（直接變數）vs -> 存取（指標）
    printf("s1.id = %d\n", s1.id);          // 用 .
    Student *ptr = &s1;
    printf("ptr->id = %d\n", ptr->id);      // 用 ->

    print_student(&s1);
    print_student(&s2);

    // Heap 上的 struct
    Student *dynamic = (Student *)malloc(sizeof(Student));
    dynamic->id = 3;
    strcpy(dynamic->name, "Bob");
    free(dynamic);

    return 0;
}