北大C语言高级编程：动态数组与调试技巧

"这篇资源是关于北京大学C语言高级编程的PPT，主要讲解了动态数组以及程序调试的方法。" 在C语言编程中，动态数组是一种在程序运行时根据需要分配内存的数组，它允许程序员在不知道确切大小的情况下创建数组。动态数组通常通过使用`malloc()`、`calloc()`、`realloc()`和`free()`等函数来管理内存。这些函数是C语言标准库中的动态内存分配函数。 1. `malloc()`函数用于动态分配指定大小的内存块，并返回指向该内存块的指针。例如，如果你想要创建一个动态数组，你可以先计算所需元素的数量，然后乘以元素的大小，调用`malloc()`分配内存。 ```c int *arr = (int*) malloc(n * sizeof(int)); ``` 这里，`n`是数组的元素数量，`sizeof(int)`获取一个整型元素的大小。`arr`现在指向分配的内存块首地址。 2. `calloc()`函数与`malloc()`类似，但它还负责初始化分配的内存为0。这对于创建数组时确保所有元素初始值为0非常有用。 ```c int *arr = (int*) calloc(n, sizeof(int)); ``` 3. 当需要改变已分配内存的大小时，可以使用`realloc()`函数。它会尝试重新调整已分配内存的大小，如果成功，返回新的内存地址，原内存可能会被移动。如果失败，原有的内存块不会被释放，需要确保在使用前检查返回的指针是否为NULL。 ```c arr = (int*) realloc(arr, new_size * sizeof(int)); ``` 在这里，`new_size`是新的元素数量。 4. 最后，使用`free()`函数释放不再需要的内存，防止内存泄漏。 ```c free(arr); ``` 在编程过程中，调试是解决问题的关键步骤。当程序出错时，应遵循以下策略： - 理解编译错误：编译器通常会指出错误所在的行数和大致原因。首先解决第一个错误，因为其他错误可能是由此衍生出来的。每次修改错误后都要重新编译。 - 程序跟踪调试：当程序逻辑错误导致结果不正确时，可以使用调试器进行单步执行，检查变量值和程序流程。设置断点可以在特定位置暂停程序，以便逐步执行并观察程序状态。 - 断点设置：根据问题可能出现的地方设置断点，或者直接在程序开头设置，逐步执行整个程序。在函数中进入和退出，查看函数调用的影响。 例如，题目中提到的学生和课程平均成绩的问题，可能涉及到使用动态数组存储每个学生的成绩，然后计算平均值。动态数组在这种场景下特别适用，因为它可以适应不同数量的学生。 ```c // 假设有n个学生 int *scores = (int*) malloc(n * sizeof(int)); // 填充成绩 for (int i = 0; i < n; i++) { scores[i] = read_score(); // 假设read_score()读取单个分数 } // 计算平均分 double avg = calculate_average(scores, n); // 不需要成绩数组时释放内存 free(scores); ``` 理解和熟练使用动态数组以及掌握有效的调试技巧是C语言高级编程的重要组成部分，这些知识对于编写高效、灵活的代码至关重要。通过实践和不断调试，可以提高编程技能并减少错误。