综合练习

把类型、指针、结构体、构建与测试串起来，实现一个可增长的动态数组（类似 Java ArrayList 的 C 版）。对照 /roadmaps/c 完成本 track 闭环。

学习目标

• 实现带 push、get、free 的动态 IntVector
• 用 Makefile 组织多文件编译
• 编写至少 3 个测试用例
• 规划 C 进阶学习路径

核心概念

项目需求

1. IntVector：data 指针、size、capacity
2. intvec_push(v, value)：必要时 realloc 扩容（倍增策略）
3. intvec_get(v, index)：越界返回错误码
4. intvec_free(v)：释放内存，防止泄漏
5. Makefile 构建；可选 cmocka / 简单 main 测试

目录与实现提示

intvector/
  Makefile
  intvector.h
  intvector.c
  main.c
  test_main.c    # 可选

/* intvector.h */
#ifndef INTVECTOR_H
#define INTVECTOR_H

#include <stddef.h>

typedef struct {
    int *data;
    size_t size;
    size_t capacity;
} IntVector;

int  intvec_init(IntVector *v);
int  intvec_push(IntVector *v, int value);
int  intvec_get(const IntVector *v, size_t index, int *out);
void intvec_free(IntVector *v);

#endif

/* intvector.c 核心片段 */
#include "intvector.h"
#include <stdlib.h>

int intvec_push(IntVector *v, int value) {
    if (v->size >= v->capacity) {
        size_t new_cap = v->capacity ? v->capacity * 2 : 4;
        int *p = realloc(v->data, new_cap * sizeof(int));
        if (!p) return -1;
        v->data = p;
        v->capacity = new_cap;
    }
    v->data[v->size++] = value;
    return 0;
}

/* main.c */
#include <stdio.h>
#include "intvector.h"

int main(void) {
    IntVector v;
    intvec_init(&v);
    for (int i = 0; i < 10; i++) intvec_push(&v, i * i);
    int val;
    intvec_get(&v, 5, &val);
    printf("v[5]=%d size=%zu\n", val, v.size);
    intvec_free(&v);
    return 0;
}

进阶路线

方向	建议
系统编程	Linux 系统调用、操作系统课程
嵌入式	单片机、RTOS
进阶语言	C++（RAII + STL）
路线图	/roadmaps/c 后续节点

与 C++/Java 对照

能力	本练习（C）	C++	Java
动态数组	手动 realloc	std::vector	ArrayList
内存	显式 free	RAII / 析构	GC
错误处理	返回码	异常 optional	异常
构建	Makefile	CMake	Maven

完成本练习后，阅读同功能的 C++ vector 或 Java ArrayList 源码，体会抽象层差异。

练习

• 完成 IntVector 全部 API 并通过测试
• Makefile 支持 make、make test、make clean
• 用 ASan 构建，确认无泄漏
• 在 /roadmaps/c 标记本 track 已完成节点

毕业清单

• 能独立写含指针、malloc、struct 的小模块
• 会用 gcc 警告选项与 GDB 基本命令
• 通读 12 课，理解 C 与 Java 最大差异在内存与类型
• 选一个方向（系统/嵌入式/C++）继续 /roadmaps/c

小结

动态数组 + Makefile + 测试 = C 入门闭环。 恭喜完成 C 语言入门——按 c 路线图继续深入系统编程或工程实践即可。