C 语言初阶算法习题实战解析（二）

在算法学习的初级阶段，掌握基础的数据处理逻辑至关重要。下面整理了五道经典的 C 语言算法题，涵盖数组操作、字符串处理及位运算技巧，结合代码实现与思路解析，希望能帮助大家巩固基础。

一、两数之和

题目描述： 给定一个整数数组 numbers 和一个目标值 target，请在数组中找出和为目标值的两个整数，并返回它们的下标（从 1 开始计数）。

题目示意图

核心思路： 这道题采用双重循环的暴力解法即可解决。外层循环遍历数组中的每个元素，内层循环查找与其相加等于目标值的另一个元素。需要注意的是，题目要求返回的下标是从 1 开始的，所以存储结果时需要将索引加 1。如果当前元素已经大于目标值，可以直接跳过，因为后续元素只会更大（假设数组有序或基于此优化），不过通用解法中直接判断和是否相等更稳妥。

参考代码如下：

int *twoSum(int *numbers, int numbersLen, int target, int *returnSize) {
    // 动态分配结果数组
    int *ret = (int *)malloc(sizeof(int) * numbersLen);
    
    for (int i = 0; i < numbersLen; i++) {
        if (numbers[i] > target) {
            continue;
        }
        for (int j = i + 1; j < numbersLen; j++) {
            int sum = numbers[i] + numbers[j];
            if (sum == target) {
                ret[0] = i + 1;
                ret[1] = j + 1;
                *returnSize = 2;
                return ret;
            }
        }
    }
    return 0;
}

二、珠玑妙算

题目描述： 根据猜谜游戏的规则，计算完全匹配（位置和内容都对）和部分匹配（内容对但位置不对）的数量。

题目示意图

核心思路： 我们需要两次遍历来解决这个问题。第一次遍历专门统计'完全匹配'的情况，即相同位置的字符一致。为了避免重复计算，一旦匹配成功，就将这两个位置的字符标记为特殊字符（如 '0'）。第二次遍历则用于统计'部分匹配'，此时只检查未被标记的字符是否在另一串中出现过，同样需要标记已匹配的字符以防重复。

参考代码如下：

int *masterMind(char *solution, char *guess, int *returnSize) {
    int *ret = (int *)malloc(sizeof(int) * 2);
    ret[0] = 0;
    ret[1] = 0;
    int len = strlen(solution);
    
    // 第一次遍历：统计完全匹配
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if (solution[i] == guess[i]) {
            ret[0]++;
            solution[i] = guess[i] = '0';
        }
    }
    
    // 第二次遍历：统计部分匹配
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        for (int j = 0; j < len; j++) {
            if (solution[i] == guess[j] && solution[i] != '0') {
                ret[1]++;
                solution[i] = guess[j] = '0';
                break;
            }
        }
    }
    
    *returnSize = 2;
    return ret;
}

三、寻找奇数

题目描述： 在一个数组中，除了一个数字外，其余的数字都出现了两次。请找出那个只出现一次的数字。

题目示意图

核心思路： 利用异或运算的特性可以非常高效地解决这个问题。任何数字与自身异或结果为 0，与 0 异或结果为自身本身。因此，将数组中所有数字依次进行异或运算，成对出现的数字会相互抵消，最终剩下的就是那个唯一的数字。

参考代码如下：

#include <stdio.h>

int main() {
    int n;
    scanf("%d", &n);
    int ret = 0;
    int m = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", &m);
        ret ^= m;
    }
    printf("%d\n", ret);
    return 0;
}

四、截取字符串

题目描述： 给定一个字符串和一个截断长度，输出该字符串的前 N 个字符。

题目示意图

核心思路： 实现字符串截取主要有两种方式：一是使用标准库函数 strncpy，二是手动将指定位置的字符修改为字符串结束符 \0。第二种方法更直观且性能开销更小，适合简单的场景。

参考代码如下：

// 方法一：使用 strncpy
int main() {
    char str[100];
    scanf("%s", str);
    int n;
    scanf("%d", &n);
    char ret[100];
    strncpy(ret, str, n);
    ret[n] = '\0';
    printf("%s\n", ret);
    return 0;
}

// 方法二：直接修改结束标志
int main() {
    char str[1000];
    scanf("%s", str);
    int n = 0;
    scanf("%d", &n);
    str[n] = '\0';
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

五、寻找峰值

题目描述： 给定一个整数数组，找到任意一个峰值元素的索引。峰值元素是指其值大于左右相邻值的元素。

题目示意图

核心思路： 首先处理边界情况，如果第一个元素大于第二个，或者最后一个元素大于倒数第二个，它们本身就是峰值。然后遍历中间的元素，检查是否满足大于左右邻居的条件。如果没有找到，返回 -1。

参考代码如下：

int findPeakElement(int *nums, int numsLen) {
    // 找两端的峰值
    if (nums[0] > nums[1]) {
        return 0;
    }
    if (nums[numsLen - 1] > nums[numsLen - 2]) {
        return numsLen - 1;
    }
    
    for (int i = 1; i < numsLen - 1; i++) {
        if (nums[i] > nums[i - 1] && nums[i] > nums[i + 1]) {
            return i;
        }
    }
    
    return -1;
}

以上便是本期整理的算法习题，建议大家在本地环境多运行几遍，熟悉不同场景下的边界处理。