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C语言程序设计
chapter 3 循环结构
1. for
for( 预定义条件； 判断条件； 条件增量 ){
循环体
}
程序执行的时候会先执行初始化条件，再判断条件是否成立；
如果条件成立就执行 {}中的循环体，如果条件不成立就退出循环；
{}执行完后再执行条件增量；
条件增量执行完后，再判断条件是否成立，如果成立继续循环执行{}中的语句，直到条件不成立退出。
总结就是其执行顺序为：
for( 1; 2; 4){
3
}
这里其实我们已经发现：初始条件（1）仅执行了一次，之后都是在 （2，3，4）中循环执行。
其实对于 for（1；2；4）中的 （1，2，4）三部分可以部分或者全部省略，
这样也不会有语法上面的问题，但是 ';' 不可省略。
//预定义条件， 判断条件，条件增量都可以不写，如下
for( ; ; ){
// 循环体
}
但是这样就是一个死循环（一直循环，没有结束）
所以我们需要另外使用一个退出：break
break 是指退出当前一层循环，比如
for(int i=1; i<=10; i++){
if(i==5) break;
printf("%d ", i);
}
当 i==5 的时候，就break（退出），这样输出的结果就是：1 2 3 4
后面的就不会输出了。
continue 退出本次循环，继续下次循环
for(int i=1; i<=10; i++){
if(i==5) continue;
printf("%d ", i);
}
当 i==5 的时候，就 continue（退出本次循环，继续下次循环），
这样输出的结果就是：1 2 3 4 6 7 8 9 10
会发现只有 5 没有输出，其余元素都输出了。
这就是 break 和 continue 的作用和不同。
注明：细心的读者已经发现问题了，没错，对于程序的写法我并未完全按照 C 标准的格式
比如：在 C 语言中使用 for 循环的写法应当是：
int i;
for(i=1; i<=10; i++){
//...
}
当然，如果我们使用 Dev-C++ 编译运行程序时会默认保存为 .cpp 格式，也就是 C++ 格式，那么这时候时不会报错的，但是一旦使用 .c 就会出现问题了，在后文中，为了节省这一点点篇幅，我还是会使用C++的写法 for(int i=1; i<=10; i++){...}，但是读者应当明白这样会导致的问题，以及如何解决。
2. for循环案例练习
【题目描述】输入n，输出1~n。
输入样例：10
输出样例：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
#include<stdio.h>
int main(){
int n; scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; i++){//循环 1-n,次数：n
printf("%d ", i);
}
return 0;
}
【题目描述】输入n，输出1~n的所有偶数。
#include<stdio.h>
int main(){
int n; scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; i++){
if(i%2==0) printf("%d ", i);
}
return 0;
}
#include<stdio.h>
int main(){
int n; scanf("%d", &n);
for(int i=2; i<=n; i+=2){
printf("%d ", i);
}
return 0;
}
【题目描述】输入n，输出1~n的所有奇数之和与偶数之和。
#include<stdio.h>
int main(){
int sum1=0, sum2=0; //初始化为0，否则会随机化一个值
int n; scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; i++){ //1 2 3 ...
if(i%2==0) sum2=sum2+i;
else sum1=sum1+i;
}
printf("奇数和：%d 偶数和：%d", sum1, sum2);
return 0;
}
【题目描述】输入n，以及n个人的身高值，求出其中的最大值。
#include<stdio.h>
int main() {
int n, max = -1; scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; i++) {
int a; scanf("%d", &a);
if(max<a) max=a;
}
printf("%d", max);
return 0;
}
【题目描述】斐波那契数列 Fibonacci（又称为黄金数列）指的是这样一个数列：
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144，……
请你输出斐波那契数列的前 40 项。
#include<stdio.h>
int main(){
int i,a=1,b=1,c;
printf("第1项：%d",a);
printf("第2项：%d",b);
for(i=3; i<=40;i++){
c=a+b;
printf("第%d项：%d",i,c);
a=b;
b=c;
}
return 0;
}
3. while
while 循环分为两种直到型循环 和 当型循环
//当型循环：先判断满足条件，再执行循环体
while( 循环条件 ){
循环体
}
举例：输出 1~n
int i=1;
while( i<=n ){
printf("%d ", i);
i++;
}
当然它的写法有很多种，比如下面这样的：
int i=1;
while( 1 ){ //这样貌似好像是死循环了呢！那么怎么退出呢？
if(i>n) break;//退出当前一层循环
printf("%d ", i);
i++;
}
//直到型循环：先执行一次循环体，再判断是否满足条件，满足就继续执行，否则退出。
do{
循环体
}while(flag);
4. while循环案例练习
【题目描述】输入n，输出1~n。
【题目描述】输入n，输出1~n的所有偶数。
【题目描述】输入n，输出1~n的所有奇数之和与偶数之和。
【题目描述】输入n，以及n个人的身高值，求出其中的最大值。
【题目描述】斐波那契数列 Fibonacci（又称为黄金数列）指的是这样一个数列：
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144，……
请你输出斐波那契数列的前 40 项。
哈哈，你没看错，这就是上面for循环的那几个题，只是让你用 while 循环来实现一下。
但是我们又要思考，为什么有了 for循环，还有 while 循环呢？
其实你会发现，对于已经知道循环次数的题目，用 for 更方便一点；
但是如果不知道循环次数，但是知道结束条件，那么用 while 会更好一点。
5. 单层循环实例练习
需要给解析吗？貌似不需要......，思考了一下，还是给一点吧！
B2057 最高的分数
解析：数据抽象为在多个数据中寻找最大值，没说的。
#include<stdio.h>
int main(){
int n,maxn=0; scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; i++){//循环次数 n
int x; scanf("%d", &x);
if(maxn<x) maxn=x;
}
printf("%d", maxn);
return 0;
}
B2072 分苹果
解析：主要想到如何才能最少，那不就是从小到大递增嘛，所以对 1~n 累加即可。
#include<stdio.h>
int main(){
int n; scanf("%d", &n);
int sum=0;
for(int i=1; i<=n; i++){
sum += i;// sum = sum+i;
}
printf("%d", sum);
return 0;
}
B2060 满足条件的数累加
解析：给了左右边界，枚举一下，再判断所枚举的数据是否满足累加条件即可。
#include<stdio.h>
int main(){
int m,n; scanf("%d%d", &m, &n);
int sum=0;
for(int i=m; i<=n; i++){
if(i%17==0){
sum += i;
}
}
printf("%d", sum);
return 0;
}
B2055 均值
解析：就是求平均数，那么将数据累加后， ans=sum/n;
#include<stdio.h>
int main(){
int n; scanf("%d", &n);
double sum=0;
for(int i=0; i<n; i++){
double x; scanf("%lf", &x);
sum += x;
}
printf("%.4lf", sum/n);
return 0;
}
U169811 水仙花数
解析：水仙花数是一个三位数，那么枚举 [100, 999]，再按照 水仙花数的特点进行判断是不是满足条件即可。
#include<stdio.h>
int main(){
for(int i=100; i<1000; i++){
int a = i/100;
int b = i/10%10;
int c = i%10;
if(i==a*a*a+b*b*b+c*c*c){
printf("%d\n", i);
}
}
return 0;
}
P1151 子数整数
解析：说了是一个五位数，那么枚举 [10000, 99999] ,并按照题目分割得到子数，最后判断子数是不是满足条件即可。
#include<stdio.h>
int main(){
int k,cnt=0; scanf("%d", &k);
for(int i=10000; i<=30000; i++){
int a = i/100;
int b = i/10%1000;
int c = i%1000;
if(a%k==0 && b%k==0 && c%k==0){
printf("%d\n", i); cnt=1;
}
}
if(cnt==0) printf("No\n");
return 0;
}
P1424 小鱼的航程(改进版)
解析：就是将整个过程模拟一遍就行，要注意就是：周天之后是周一。
模拟过程：天数 <=n, 就一直执行：周 x 递增，天数递增；
如果 周 x>7,则 x=1;
如果 周 x 属于 1~5，则小鱼泳一次 ans += 250；
最后输出结果 ans 即可。
#include<stdio.h>
int main(){
int x, n; scanf("%d%d", &x, &n);
int i=1, ans=0;
while(i<=n){
if(x>7) x=1;
if(x>=1 && x<=5) ans+=250;
i++; x++;
}
printf("%d", ans);
return 0;
}
6. 嵌套循环
所谓嵌套，就是一层套一层，类似套娃游戏；
#include<stdio.h>
int main(){
int n=5;
for(int i=1; i<=n; i++){
for(int j=1; j<=n; j++){
printf("%d:%d \t",i,j);
}
printf("\n");
}
return 0;;
}
输出结果：
1:1 1:2 1:3 1:4 1:5
2:1 2:2 2:3 2:4 2:5
3:1 3:2 3:3 3:4 3:5
4:1 4:2 4:3 4:4 4:5
5:1 5:2 5:3 5:4 5:5
对于双重循环，我们一般使用外层循环 i 来控制行数，内层循环 j 来控制列数。
除了上述 for-for的嵌套，还有 for-while, while-for, ..., for-for-for, ..., 很多格式都是可以的。
本质上循环的主要目的是控制执行次数，所以我们也可以将循环次数 与 问题本身相分割，但是习惯上，还是会将循环条件作为问题中的某些因素来使用， 如 for循环时的 i ，可以用来作为数组下标，奇偶次数判断等。
【题目描述】输出九九乘法表，样例如下：
1*1=1
2*1=2 2*2=4
3*1=3 3*2=6 3*3=9
4*1=4 4*2=8 4*3=12 4*4=16
5*1=5 5*2=10 5*3=15 5*4=20 5*5=25
6*1=6 6*2=12 6*3=18 6*4=24 6*5=30 6*6=36
7*1=7 7*2=14 7*3=21 7*4=28 7*5=35 7*6=42 7*7=49
8*1=8 8*2=16 8*3=24 8*4=32 8*5=40 8*6=48 8*7=56 8*8=64
9*1=9 9*2=18 9*3=27 9*4=36 9*5=45 9*6=54 9*7=63 9*8=72 9*9=81
解析：开始直接输出矩阵形态的样例，最后对样例寻找行列特性，发现 i>=j 才输出，否则不输出。
#include<stdio.h>
int main(){
int n=9;
for(int i=1; i<=n; i++){
for(int j=1; j<=n; j++){
if(i>=j) printf("%d*%d=%d\t", i,j,i*j);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
7. 嵌套循环案例巩固
- B2083 画矩形
- B2101 计算矩阵边缘元素之和
- B2100 同行列对角线的格
- P5721 【深基4.例6】数字直角三角形
- P1980 [NOIP2013 普及组] 计数问题
- P2669 [NOIP2015 普及组] 金币
- P5725 【深基4.习8】求三角形
- P1035 [NOIP2002 普及组] 级数求和
- P5723 【深基4.例13】质数口袋
- P1307 [NOIP2011 普及组] 数字反转
- P1423 小玉在游泳
提升巩固解析
#include<stdio.h>
/*B2083 画矩形
1. 题目数据有问题，要求能过样例即可
2. 直接输出实心80score
3. 测试发现f需要初始为0，方可ac，怀疑数据最后的f=0赋值失败 */
int main(){
int a,b,f=0; char c;
scanf("%d%d %c%d", &a, &b, &c, &f);
for(int i=1; i<=a; i++){
for(int j=1; j<=b; j++){
if(i==1 || i==a) printf("%c", c);
else if(j==1||j==b) printf("%c", c);
else if(f==0) printf(" ");
else printf("%c",c);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
- B2101 计算矩阵边缘元素之和
和上一个题目一样，设定行列的表示变量，如果是首尾行首尾列那么累加即可。
注意：这里很多同学在思考会不会重复累加的情况，其实不会的！因为我们只对每个数遍历一次，那么要么加，要么不加，不会出现第二次选择的机会。
#include<stdio.h>
int main(){
int m, n, sum=0; scanf("%d%d", &m, &n);
for(int i=1; i<=m; i++){
for(int j=1; j<=n; j++){
int x; scanf("%d", &x);
if(i==1||i==m || j==1 || j==n) sum+=x;
}
}
printf("%d", sum);
return 0;
}
- B2100 同行列对角线的格
读懂题目是关键，实现还需要找到一些规律，这里具体规律在程序中已经体现了。
另外本题较为隐秘的一个点：空格，需要多看样例，虽然题目也有说明，但是还是很容易犯错。
#include<stdio.h>
int main() {
int n,x,y; scanf("%d%d%d", &n, &x, &y);
for(int j=1; j<=n; j++){
printf("(%d,%d) ", x,j);//同行
}printf("\n");
for(int i=1; i<=n; i++){
printf("(%d,%d) ", i,y);//同列
}printf("\n");
for(int i=1; i<=n; i++){
for(int j=1; j<=n; j++){
if(j-i==y-x){
printf("(%d,%d) ", i,j);//左上到右下
}
}
}printf("\n");
for(int i=n; i>=1; i--){
for(int j=1; j<=n; j++){
if(i+j==x+y){
printf("(%d,%d) ", i,j);//左下到右上
}
}
}printf("\n");
return 0;
}
- P5721 【深基4.例6】数字直角三角形
题目很简单，主要是自己的思维逻辑，对于%02格式如果不清楚也可以通过 if(cnt<10)完成。
#include<stdio.h>
int main(){
int n,cnt=0; scanf("%d",&n);
for(int i=1; i<=n; i++){
for(int j=1; j<=n-i+1; j++){
printf("%02d", ++cnt);
}printf("\n");
}
return 0;
}
- P1980 [NOIP2013 普及组] 计数问题
如何循环提取一个数据中的某些数，但是对于原数不能改变，故而我们定义了一个临时变量temp, 检查一位删除一位，排好队一个一个来。
#include<stdio.h>
int main() {
int n,x; scanf("%d%d",&n,&x);
int cnt=0;
for(int i=1; i<=n; i++) {
int temp=i;
while(temp!=0) {
if(temp%10==x) cnt++;
temp=temp/10;
}
}
printf("%d",cnt);
return 0;
}
#include<stdio.h>
int main(){
int k; scanf("%d", &k);
int day=1,cnt=1, sum=0;//day表示天数，cnt表示每天发放金币数量
while(day<=k){
for(int i=1; i<=cnt && day<=k; i++){
sum += cnt; day++;
}
cnt++;
}
printf("%d", sum);
return 0;
}
- P5725 【深基4.习8】求三角形
有趣的题目，充满了暴力美学
#include<stdio.h>
int main(){
int n, cnt=0; scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; i++){
for(int j=1; j<=n; j++){
printf("%02d", ++cnt);
}printf("\n");
}printf("\n");
cnt=0;
for(int i=1; i<=n; i++){
for(int j=1; j<=n-i; j++) printf(" ");
for(int j=1; j<=i; j++) printf("%02d",++cnt);
printf("\n");
}
return 0;
}
- P1035 [NOIP2002 普及组] 级数求和
突然来这么简单的题目，这是看不起谁呢？
#include<stdio.h>
int main_1(){
int k, n=0; scanf("%d", &k);
double sum=0;
while(sum<=k){
n++;
sum += 1.0/n;
}
printf("%d", n);
return 0;
}
int main(){
int k, n=0; scanf("%d", &k);
double sum=0;
while(1){
n++;
sum += 1.0/n;
if(sum>k) break;
}
printf("%d", n);
return 0;
}
#include<stdio.h>
int main(){
int l, cnt=0; scanf("%d", &l);
for(int i=2; l>i; i++){
int flag=1;//1表示 i是质数，0表示不是质数
for(int j=2; j*j<=i; j++){
if(i%j==0) {
flag=0; break;
}
}
if(flag && l>=i){
l -= i; cnt++;
printf("%d\n", i);
}
}
printf("%d\n", cnt);
return 0;
}
#include<stdio.h>
int main(){
int n; scanf("%d", &n);
if(n<0) {
printf("-");
n = -n;
}
int ans=0;
while(n){
ans = ans*10+n%10;
n /= 10;
}
printf("%d", ans);
return 0;
}
- P1423 小玉在游泳
也就是一个模拟题目，理清游戏规则，梳理流程，一步一步实现即可。
注意输出结果为整数，如果定义为浮点数，记得强制转换
#include<stdio.h>
int main(){
double x, cnt=0, step=2, sum=0;
scanf("%lf", &x);
while(sum<x){
sum += step;
cnt++;
step = step*0.98;
}
printf("%d", (int)cnt);
return 0;
}