*本文是CS50x的中文學習筆記，是原課程的筆記補充，建議先上完課，看完原課程筆記，再閱讀本文。
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| 這就是我的寫照，只有更誇張 |
不得不說上次的作業實在有點難度，讓我卡了兩天左右。不過有難度才有實踐的價值，所以繼續努力前進吧！
然後還是再說一句，這裡的文章，肯定會有一些知識我沒有補充到，甚至我在轉化知識時會有一些小錯誤，請搭配原文，並且勤加Google查詢。如果你有發現錯誤，歡迎留言指正哦！
編碼 compiling
C語言在電腦的執行過程，步驟分為：
- 前置處理，找出#include<XXX.h>
- 編碼成組合語言assembly code
- 將組合語言assembly code換成2進位的機器碼machine code
- 將編碼完成的工具箱跟我們已經編碼好的機器碼連結起來，產生一個2進位檔案a.out，或者任何你想取的名字。
CS50x寫了許多程式可以幫助學生學習程式語言。寫程式語言一定會產生BUG，也就是程式錯誤的地方。
我最常出現的錯誤就是這種類型的，編碼時就跳出紅字，透過help50很快能找到。例如以下範例：
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| 在命令列輸入help50 make filename，上述是敘述發現找不到string，因為缺乏cs50.h |
另外一個程式錯誤是邏輯錯誤，也就是說程式編碼正確，但是卻沒有產出你想要的結果。請見以下範例。
假設我想列印10個#，上述會跑出幾個？答案是跑出11個#。為什麼？因為是從0數到10，當然會跑出11個#囉。可是，如果今天程式複雜一點，會那麼容易找到答案嗎？另外，help50這支程式，可以幫我找到答案嗎？
可惜不行，因為程式正常運作，只是沒跑出我們預期的答案而已。
遇到這種情況，我自己是都用printf函數，一個一個把值印出來，我就會知道問題出在哪裡。例如在上次作業中，我就發現原本設了一個整數int的變數，但是透過迴圈運算，值越來越大，最後超過int給予的記憶體容量。如果發生這種事，沒印出來也不會知道。
不過，cs50x使用了更好的方法，叫做debug50，不過這個程式只能在CS50 IDE使用，無法用沙盒。我自己是還沒試用過，因為我覺得printf就很好用了。看影片介紹感覺也像是printf，只是比較慢一點，你可以看到程式目前執行到哪裡。
另外他們還寫了check50以及style50，一個是檢查程式是否能正確運作，一個是檢查程式的書寫方式是否符合習慣用法。如果有乖乖寫作業的話，相信對這兩個程式都不陌生。令人驚訝的是教授在課堂指出，在實際應用場合，的確會寫出如check50這種測試程式，來驗證程式是否正確，例如給程式資料，看會不會跑出想要的值。
資料型態Data Types
如果比較Python及C語言，我覺得最大的不同就是Python不用先規範資料型態，也就是說你不用跟電腦說你需要布林值，還是整數，亦或是浮點數，你就直接寫就是了。如下：
看了底下的C語言範例，你會發現Python已經把很多事情都幫你做好了，但是C語言什麼都要自己來。
C語言是在1970年代初期，在貝爾實驗室設計出來的。Python則是到了1990年才被設計出來，兩者相差了20年。所以我猜C語言當初這麼設計，就是因為當時電腦的記憶體容量不足，所以才會要先宣告資料型態，畢竟每個資料型態所佔的記憶體不同。
雖然說目前記憶體的容量都挺大的，但是我認為在設計程式時，還是得注意一下避免讓資料過於龐大，佔用了過多的記憶體。
陣列Array
這是典型的陣列，這裡先宣告陣列裡面有幾個值，這裡有3個值，所以要寫3。
陣列裡面會儲存值以及資料位置，所以在變數scores[i]裡面輸入數字，就會得到相對應的值。
當然你也可以寫這樣：
int scores[] = {72, 73, 33};
C語言會知道你裡面要放3個值，就不用特別給一個3。
陣列也變成表格一樣的方式，例如：
int array [2][3];
此外array還有一個特性，就是你可以直接更改array裡面的值。如果是變數，則不能更改變數的值。
這裡是課程範例介紹
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| a完全不動，b[0]則被改為42 |
為什麼會這樣呢，因為set_int(int x)宣告了x為整數，但是當我們使用set_int(a)，只是把a複製一份過去，並沒有實際更改到a的值。
如果我們就是要改呢？那就做一點小修改即可，請看下列範例。
噠啦，兩個值都變成42了。
變數範圍Scope
程式寫到現在，大家應該會發現，雖然可以為變數命名，看你要叫fool還是stupid都可以，但是也不是想叫什麼就叫什麼。你總不能宣告整數int，還給它取名int。
所以這裡就該來介紹變數範圍了。
全域變數（Global variable）
就像是你不能將變數命名為int、bool、printf，你如果有些變數不想要別人修改，就該把他放在主程式以外，作為全域變數。
區域變數（Local variable）
通常是指在主程式或函式裡面設定的變數，只會存在於該主程式或函式裡，當程式結束，變數就會消失。
區塊變數（Block variable）
這個通常是指在迴圈裡，例如我們可能在for迴圈裡這樣寫
for (int i = 0; i > n; i++)
這裡寫 i 是一種常用寫法，變數取什麼都可以，但是我們通常懶得想，然後就取名叫 i，或者 x。
想想看一個程式裡可能會有好幾十個甚至上百個迴圈，每一個都要取新名還得了。
所以我們可能在迴圈A命名一個變數為i，另一個迴圈B裡，也命名一個變數為i，兩者之間不會互相干擾。不過迴圈裡的迴圈，還是要取不同名稱哦！
接下來我們來藉由一個簡單的圓面積計算程式來瞭解上述概念。
函式(function)
另外要藉著陣列的介紹，討論一下函式(function)。如以下範例：
字串Strings
談完陣列，接著講strings就會很好理解。strings就是複合的字元char，例如範例中的"EMMA"，是由E、M、M、A，一共4個字元組合而成。
*後來做了作業後，發現char陣列比我想的還複雜，具有pointer的概念。留到之後再補充。
所以我們如果定義一個string name如下：
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| 其實這裡後面應該還有一個name[4]，儲存\0，作為結尾。 |
答案揭曉：
- E = 69
- M = 77
- A = 65
所以這告訴了我們電腦的最基本原理，計算數字。大多數主流的程式語言都是以英文為主，但是中文也能當成程式語言，只要建立標準，寫好編譯器就好。電腦看不懂文字，它只在乎你輸入什麼數字進去而已。所以電腦才又叫做計算機。
接著我們運用這個概念，就能夠把小寫字母換成大寫，或者反過來。
原課程設計了一個能夠把小寫變成大寫的程式，這裡我稍微修改一下，如果輸入是大寫，就會變成小寫，如果輸入小寫，就會改為大寫。
就如同前面所述，每一個字元都代表一組數字，小寫的英文字母，介於97~122之間。大寫的英文字母，介於65~90之間。ASCII對照表如下。
在主程式內放入參數arguments
一直以來我們已經習慣在主程式，寫下int main(void)，void是指程式內不放入參數，那如果我們要放入參數呢。
我們前面在設定average函式時，有放入參數，是這樣的式子：
float average(int length, int array[])
這邊的參數要怎麼設定都可以，不過如果是在主程式的參數，通常都是下面這樣。
int main(int argc, string argv[])
第一個參數int argc，代表在陣列裡有多少string要丟入，不用給它數字，它會自己算
第二個參數string argv[]，當然就是陣列了。
主程式的參數，會在終端機的命令列提示符上輸入，底下是課程範例，我把這個程式取名叫command.c
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| 如果我們在命令列沒有輸入參數，就會印出hello, world |
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| 在./command後面，輸入我的名字，就會顯示hello, Kai |
注意我們在這裡輸入的是./command Kai，./command在第一位，所以就是argv[0]，Kai的位置在argv[1]。
也因此在程式裡才會寫printf("hello, %s\n", argv[1]);，因為我們只在乎輸入的名字。
那奇怪了，為什麼程式要問if (argc == 2)，為什麼是2？
這裡會是2，是因為我們一共丟入兩個string：
我這裡修改了原程式範例，會更好理解
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| 這裡輸入./command Kai Yuan，一共丟入3個string，分別是位在argv[0]、argv[1]、argv[2] |
為什麼主程式是int main()
另外在上次提到，主程式int main會返回整數給系統，所以才要用int開頭。這裡解釋了這個問題，用int開頭是因為要返回整數，才知道程式有無出錯。如果retrun 0;，代表沒問題，反之若retrun 1;，就是出現問題。預設會是return 0;。
等等，明明在布林值裡，0為假、錯誤，1為真、正確，感覺就是要回傳1，才代表正常啊，怎麼這裡變成retrun 0;沒問題。
嗯...該怎麼解釋呢，其實就是一開始電腦專家決定好，返回0代表沒問題。另外，這裡的返回不像是布林值，只有0與1，可以分別針對錯誤去設定數字，所以這裡的0，代表0錯誤的意思。
作業
這次有兩份作業，一個是閱讀能力分級，另一個是文字加密，同樣也有分難易度，我仍然是挑較難的來做。
作業的目的是為了測試你懂不懂得在C語言裡的Strings邏輯。
首先在閱讀能力分級作業中，你必須做到底下這些事：
- 在~/pset2/readability 資料夾裡，創一個readability.c檔案。
- 使用get_string，讓使用者輸入 string資料。
- 建議使用ctype.h工具箱裡面的tolower函式，將輸入的string資料通通變成小寫，這樣就不用煩惱大小寫問題。
- 設計3個函式去計算字母（letters）、單字（words）、句子（sentences）。因為你輸入的string資料是陣列，所以你可以用for迴圈計算字母，只要把目標限制在字母即可。計算句子也是同樣邏輯，差別是你僅需在乎句子結尾是句點、驚嘆號，或是問號。計算單字則會比較困難一點，同樣也是for迴圈，但是我在迴圈裡，又再加了一個while迴圈。在作業那邊有助教拍攝的教學影片，可參考。
得到字母、單字、句子數量後，就能夠計算Coleman-Liau指數，公式如下：
index = 0.0588 * L - 0.296 * S - 15.8
這裡的L是每100單字的平均字母數，S是每100單字的平均句子數。如果指數小於1，就印出"Before Grade 1"，如果大於等於16，就印出 "Grade 16+"，其他的部分就看指數多少就印多少，指數算出來通常是浮點數，所以記得印出來前要使用math.h的round函式，把浮點數變成整數。
另外我發現，C語言其實沒有string這個資料型態，是用char array[]模擬的。所以你如果要寫一個函式計算字數，你雖然是丟入string，但是你必須寫char array[]，例如int count_letters(char array[]);，底下是我寫的作業，可供參考，但仍建議先自己想想怎麼寫。
作業範例
1. Readability
2. Substitution
（這題殺死我好多腦細胞啊嗚嗚）
Happy coding!
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