C语言中的数据结构与算法实践

# 1. C语言基础回顾

## 1.1 变量与数据类型

在C语言中，变量是用来存储数据值的内存位置。在使用变量之前，需要定义变量的类型和名称。以下是一些常见的C数据类型：

- **int**: 用于存储整数值
- **float**: 用于存储单精度浮点数
- **double**: 用于存储双精度浮点数
- **char**: 用于存储单个字符
- **_Bool**: 用于存储布尔值（逻辑值）

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    float num_float = 3.14;
    char letter = 'A';
    printf("整数值：%d\n", num);
    printf("浮点数值：%f\n", num_float);
    printf("字符值：%c\n", letter);
    return 0;
}

代码说明：
- 定义了一个整数变量`num`，一个浮点数变量`num_float`，一个字符变量`letter`
- 分别使用`%d`、`%f`、`%c`格式化输出不同类型的变量值
- 最终输出整数值、浮点数值和字符值

运行结果：

整数值：10
浮点数值：3.140000
字符值：A

## 1.2 控制流结构

控制流结构用于控制代码的执行流程，包括条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和跳转语句（break、continue）等。

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    if (num > 0) {
        printf("数字是正数\n");
    } else if (num == 0) {
        printf("数字是零\n");
    } else {
        printf("数字是负数\n");
    }
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}

代码说明：
- 使用if-else语句判断变量`num`的正负零情况
- 使用for循环输出1到5的整数

运行结果：

数字是正数
1 2 3 4 5

## 1.3 函数与指针

函数是一段封装了特定功能的代码块，可以重复调用。指针是用来存储内存地址的变量，在C语言中经常与函数结合使用。

#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

int main() {
    int x = 10, y = 20;
    printf("交换前：x = %d, y = %d\n", x, y);
    swap(&x, &y);
    printf("交换后：x = %d, y = %d\n", x, y);
    return 0;
}

代码说明：
- 定义了一个swap函数，用来交换两个整数的值
- 在main函数中调用swap函数，传入两个整数的指针

运行结果：

交换前：x = 10, y = 20
交换后：x = 20, y = 10

## 1.4 内存管理

在C语言中，需要手动管理内存，包括内存分配和释放。常用的函数有malloc()、calloc()和free()等。

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

int main() {
    int *ptr = (int*)ma