Turnin作業8

• chapter 8
• Turnin Code: c.hw8
• Due Date: 2026/06/03 23:59 Hard Deadline

小明看完課本的Example 15-9 後，覺得原本的陣列資料不夠實用。將原本固定陣列修改成動態輸入資料。
請同學接手小明的程式碼來完成範例中各項功能的實作，並且修改原本 median 函式邏輯，將函式改成將陣列排序後，取得中位數。

中位數 (Median) 說明： 請先將陣列由小到大進行排序，接著依據陣列的長度取值：

• 當陣列長度為奇數時：直接取正中間的數字。（例如：d[]陣列長度為 5，排序後中間的數字因該為 (1+5)/2=3，此時請取 d[2] 的數值）。
• 當陣列長度為偶數時：取中間兩個數字裡「前面」的那一個。（例如：d[]陣列長度為 4，排序後中間的數字因該為 (1+4)/2=2.5，介於 d[1] 與 d[2] 之間，此時請取 d[1] 的數值）。

因此，本題需請同學定義並實作下列函式：

• maximum：回傳整數陣列中的最大值。
• minimum：回傳整數陣列中的最小值。
• Median：負責將傳入的陣列資料進行排序，並依據上述說明取得並回傳中位數。
• functionPicker：函式指標的呼叫器，負責接收特定的分析函式（如 maximum、minimum 等）以及陣列資料，並執行傳入的函式來回傳計算結果。

請參考下面 main.c：：

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

int main()
{ 
  int *data;
  int size;

  scanf("%d", &size);

  data = (int *)malloc(size * sizeof(int));

  for (int i = 0; i < size; i++) {
      scanf("%d", &data[i]);
  }
 
  int num;
  num = functionPicker(maximum, data, size);
  printf("The maximum is %d.\n", num);
  
  num = functionPicker(minimum, data, size);
  printf("The minimum is %d.\n", num);

  num = functionPicker(Median, data, size);
  printf("The median is %d.\n", num);

  free(data);

  return 0;
}

待同學實作完畢後，請將所有函式的實作放入以下檔案並繳交：

• FunctionPointer.c：含有上述函式的實作。
• FunctionPointer.h：含有上述函式的宣告與定義。

另外，本題目使用以下 Makefile 進行批改：

all: main.c FunctionPointer.o
	gcc main.c FunctionPointer.o
FunctionPointer.o: FunctionPointer.c FunctionPointer.h
	gcc -c FunctionPointer.c
clean:
	rm -rf *.*~ *~ a.* *.o *.o~

本題的執行結果可參考如下：

在 C 語言的標準函式庫中，有一個強大的排序函式叫做 qsort，它可以幫任何型別的陣列進行排序。
本次作業不依賴標準函式庫，需請同學利用 無型別指標 (void*) 與 函式指標 (Function Pointer)，親自實作一個具備通用性（Generic）的氣泡排序法。
該程式在執行後，會要求使用者輸入排序方向（1 為遞增，-1 為遞減），接著程式會分別對一個「整數陣列」與一個「字串陣列」進行通用排序，並印出結果。

如何寫出「通用」的程式碼？
由於排序器不知道傳進來的陣列裝的是什麼（可能是 4 bytes 的 int，也可能是 8 bytes 的指標），同學在實作時必須掌握以下技巧：

1. 無型別指標 (void*)： 它就像是一個「萬用箱」，可以接收任何型別的位址。但缺點是編譯器不知道它有多大，所以你不能直接對它取值（不能寫 *arr），也不能直接使用陣列索引（不能寫 arr[i]）。
2. 指標算術 (Pointer Arithmetic)： 既然不能用 arr[i]，要怎麼走到第 i 個元素？
   
3. 我們必須先將 void* 轉型為 char*（因為 char 剛好佔 1 byte），再手動乘上每個元素的大小。
   
4. 公式為：元素的位址 = (char*)arr + 索引值 * 元素大小(item_size)。
5. memcpy： 交換兩個未知型別的變數時，不能直接用 `=` 賦值。請先用 `malloc(item_size)` 要一塊暫存空間，然後利用 `<string.h>` 中的 `memcpy` 將資料一個 Byte 一個 Byte 進行複製交換。
6. 函式指標 (Function Pointer)： 排序器不知道怎麼比較兩個未知元素的大小，所以呼叫者必須把「比較的方法（函式）」當作參數傳入。例如 `int (*cmp)(void*, void*)` 代表傳入一個回傳整數、接收兩個 `void*` 的函式。

為了實現以上操作，本題提供 sort.h 來幫助同學完成本次作業，請參考以下內容：

#define ASCENDING 1
#define DESCENDING -1

void bubbleSort(void* arr, int size, unsigned item_size, int order, int (*cmp)(void*, void*));
int intCompare(void* a, void* b);
int stringCompare(void* a, void* b);
void printArray(void* arr, int size, unsigned item_size, void (*print_item)(void*));
void printInt(void* item);
void printString(void* item);

在提供的標頭檔中，定義了排序方向的常數，以及需要同學實作的函式宣告。本題需請同學完成以下核心函式：

• intCompare() / stringCompare()：這兩個函式負責比較兩個元素的大小。
• printInt() / printString()：負責將傳入的單一元素轉型並印出。
• printArray()：負責走訪陣列，並透過函式指標 print_item 印出陣列內的所有元素。
• bubbleSort()：通用型氣泡排序法的核心實作 function。

請參考下面 main.c：

#include <stdio.h>
#include "sort.h"

int main()
{
    int arr[] = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
    char* strarr[7] = {"Banana", "apple", "Cherry", "date", "Egg"};

    int order = 0;
    printf("Enter sort direction (1: Ascending, -1: Descending): ");
    if (scanf(" %d", &order) != 1) return 1;

    printf("\n[Before Sorting]\n");
    printf("  Integer array: [");
    printArray(arr, 6, sizeof(int), printInt);
    printf("]\n");

    printf("  String array: [");
    printArray(strarr, 5, sizeof(char*), printString);
    printf("]\n\n");

    printf("[After Sorting]\n");
    if (order == ASCENDING || order == DESCENDING)
    {
        bubbleSort(arr, 6, sizeof(int), order, intCompare);
        printf("  Integer array: [");
        printArray(arr, 6, sizeof(int), printInt);
        printf("]\n");

        bubbleSort(strarr, 5, sizeof(char*), order, stringCompare);
        printf("  String array: [");
        printArray(strarr, 5, sizeof(char*), printString);
        printf("]\n");
    }
    else
    {
        printf("  Unknown sorting command!\n");
    }

    return 0;
}

待同學實作完畢後，請將所有函式的實作放入以下檔案並繳交：

• sort.c：含有上述函式的實作
• sort.h：含有上述函式的宣告與定義

本題將以下面的 Makefile 進行批改：

all: main.c sort.o
	gcc main.c sort.o
sort.o: sort.c sort.h
	gcc -c sort.c
clean:
	rm -rf *.*~ *~ a.* *.o *.o~

本題範例輸出如下：

經歷第一次的預賽，相信同學已經知道自己五子棋的棋力，請同學持續修改並增進自己的五子棋程式。

同學修改完後，請將修改完的五子棋重新上傳至平台：國立屏東大學資工系電腦五子棋 AI 競賽平台上(同樣使用gomoku2026為turnin code)。預計將會於2026/06/04再次舉行預賽，所有參賽同學的作品將進行兩兩對奕比試10場，其中5場先手，5場後手，勝負記點採用:勝者2分、平手1分、敗者0分（每局獲勝規則為:黑子先行，五子連線為勝利）。預賽完成後依最終每位參賽同學所得到的分數給定此次作業配分：

• 前 8%：本題分數 $\times 8$
• 前 20%：本題分數 $\times 4$
• 前 50%：本題分數 $\times 2$
• 前 95%：本題分數 $\times 1$
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