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C語言程序設計
chapter 3 循環結構
1. for
for( 預定義條件； 判斷條件； 條件增量 ){
循環體
}
程序執行的時候會先執行初始化條件，再判斷條件是否成立；
如果條件成立就執行 {}中的循環體，如果條件不成立就退出循環；
{}執行完后再執行條件增量；
條件增量執行完后，再判斷條件是否成立，如果成立繼續循環執行{}中的語句，直到條件不成立退出。
總結就是其執行順序為：
for( 1; 2; 4){
3
}
這里其實我們已經發現：初始條件（1）僅執行了一次，之后都是在 （2，3，4）中循環執行。
其實對於 for（1；2；4）中的 （1，2，4）三部分可以部分或者全部省略，
這樣也不會有語法上面的問題，但是 ';' 不可省略。
//預定義條件， 判斷條件，條件增量都可以不寫，如下
for( ; ; ){
// 循環體
}
但是這樣就是一個死循環（一直循環，沒有結束）
所以我們需要另外使用一個退出：break
break 是指退出當前一層循環，比如
for(int i=1; i<=10; i++){
if(i==5) break;
printf("%d ", i);
}
當 i==5 的時候，就break（退出），這樣輸出的結果就是：1 2 3 4
后面的就不會輸出了。
continue 退出本次循環，繼續下次循環
for(int i=1; i<=10; i++){
if(i==5) continue;
printf("%d ", i);
}
當 i==5 的時候，就 continue（退出本次循環，繼續下次循環），
這樣輸出的結果就是：1 2 3 4 6 7 8 9 10
會發現只有 5 沒有輸出，其余元素都輸出了。
這就是 break 和 continue 的作用和不同。
注明：細心的讀者已經發現問題了，沒錯，對於程序的寫法我並未完全按照 C 標准的格式
比如：在 C 語言中使用 for 循環的寫法應當是：
int i;
for(i=1; i<=10; i++){
//...
}
當然，如果我們使用 Dev-C++ 編譯運行程序時會默認保存為 .cpp 格式，也就是 C++ 格式，那么這時候時不會報錯的，但是一旦使用 .c 就會出現問題了，在后文中，為了節省這一點點篇幅，我還是會使用C++的寫法 for(int i=1; i<=10; i++){...}，但是讀者應當明白這樣會導致的問題，以及如何解決。
2. for循環案例練習
【題目描述】輸入n，輸出1~n。
輸入樣例：10
輸出樣例：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++){//循環 1-n,次數：n
printf("%d ", i);
}
return 0;
}
【題目描述】輸入n，輸出1~n的所有偶數。
#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;
}
【題目描述】輸入n，輸出1~n的所有奇數之和與偶數之和。
#include<stdio.h>
int main(){
int sum1=0, sum2=0; //初始化為0，否則會隨機化一個值
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("奇數和：%d 偶數和：%d", sum1, sum2);
return 0;
}
【題目描述】輸入n，以及n個人的身高值，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;
}
【題目描述】斐波那契數列 Fibonacci（又稱為黃金數列）指的是這樣一個數列：
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144，……
請你輸出斐波那契數列的前 40 項。
#include<stdio.h>
int main(){
int i,a=1,b=1,c;
printf("第1項：%d",a);
printf("第2項：%d",b);
for(i=3; i<=40;i++){
c=a+b;
printf("第%d項：%d",i,c);
a=b;
b=c;
}
return 0;
}
3. while
while 循環分為兩種直到型循環 和 當型循環
//當型循環：先判斷滿足條件，再執行循環體
while( 循環條件 ){
循環體
}
舉例：輸出 1~n
int i=1;
while( i<=n ){
printf("%d ", i);
i++;
}
當然它的寫法有很多種，比如下面這樣的：
int i=1;
while( 1 ){ //這樣貌似好像是死循環了呢！那么怎么退出呢？
if(i>n) break;//退出當前一層循環
printf("%d ", i);
i++;
}
//直到型循環：先執行一次循環體，再判斷是否滿足條件，滿足就繼續執行，否則退出。
do{
循環體
}while(flag);
4. while循環案例練習
【題目描述】輸入n，輸出1~n。
【題目描述】輸入n，輸出1~n的所有偶數。
【題目描述】輸入n，輸出1~n的所有奇數之和與偶數之和。
【題目描述】輸入n，以及n個人的身高值，求出其中的最大值。
【題目描述】斐波那契數列 Fibonacci（又稱為黃金數列）指的是這樣一個數列：
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144，……
請你輸出斐波那契數列的前 40 項。
哈哈，你沒看錯，這就是上面for循環的那幾個題，只是讓你用 while 循環來實現一下。
但是我們又要思考，為什么有了 for循環，還有 while 循環呢？
其實你會發現，對於已經知道循環次數的題目，用 for 更方便一點；
但是如果不知道循環次數，但是知道結束條件，那么用 while 會更好一點。
5. 單層循環實例練習
需要給解析嗎？貌似不需要......，思考了一下，還是給一點吧！
B2057 最高的分數
解析：數據抽象為在多個數據中尋找最大值，沒說的。
#include<stdio.h>
int main(){
int n,maxn=0; scanf("%d", &n);
for(int i=1; i<=n; i++){//循環次數 n
int x; scanf("%d", &x);
if(maxn<x) maxn=x;
}
printf("%d", maxn);
return 0;
}
B2072 分蘋果
解析：主要想到如何才能最少，那不就是從小到大遞增嘛，所以對 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 滿足條件的數累加
解析：給了左右邊界，枚舉一下，再判斷所枚舉的數據是否滿足累加條件即可。
#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：就是求平均數，那么將數據累加后， 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 水仙花數
解析：水仙花數是一個三位數，那么枚舉 [100, 999]，再按照 水仙花數的特點進行判斷是不是滿足條件即可。
#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 子數整數
解析：說了是一個五位數，那么枚舉 [10000, 99999] ,並按照題目分割得到子數，最后判斷子數是不是滿足條件即可。
#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 小魚的航程(改進版)
解析：就是將整個過程模擬一遍就行，要注意就是：周天之后是周一。
模擬過程：天數 <=n, 就一直執行：周 x 遞增，天數遞增；
如果 周 x>7,則 x=1;
如果 周 x 屬於 1~5，則小魚泳一次 ans += 250；
最后輸出結果 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. 嵌套循環
所謂嵌套，就是一層套一層，類似套娃游戲；
#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;;
}
輸出結果：
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
對於雙重循環，我們一般使用外層循環 i 來控制行數，內層循環 j 來控制列數。
除了上述 for-for的嵌套，還有 for-while, while-for, ..., for-for-for, ..., 很多格式都是可以的。
本質上循環的主要目的是控制執行次數，所以我們也可以將循環次數 與 問題本身相分割，但是習慣上，還是會將循環條件作為問題中的某些因素來使用， 如 for循環時的 i ，可以用來作為數組下標，奇偶次數判斷等。
【題目描述】輸出九九乘法表，樣例如下：
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：開始直接輸出矩陣形態的樣例，最后對樣例尋找行列特性，發現 i>=j 才輸出，否則不輸出。
#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. 嵌套循環案例鞏固
- B2083 畫矩形
- B2101 計算矩陣邊緣元素之和
- B2100 同行列對角線的格
- P5721 【深基4.例6】數字直角三角形
- P1980 [NOIP2013 普及組] 計數問題
- P2669 [NOIP2015 普及組] 金幣
- P5725 【深基4.習8】求三角形
- P1035 [NOIP2002 普及組] 級數求和
- P5723 【深基4.例13】質數口袋
- P1307 [NOIP2011 普及組] 數字反轉
- P1423 小玉在游泳
提升鞏固解析
#include<stdio.h>
/*B2083 畫矩形
1. 題目數據有問題，要求能過樣例即可
2. 直接輸出實心80score
3. 測試發現f需要初始為0，方可ac，懷疑數據最后的f=0賦值失敗 */
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 計算矩陣邊緣元素之和
和上一個題目一樣，設定行列的表示變量，如果是首尾行首尾列那么累加即可。
注意：這里很多同學在思考會不會重復累加的情況，其實不會的！因為我們只對每個數遍歷一次，那么要么加，要么不加，不會出現第二次選擇的機會。
#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 同行列對角線的格
讀懂題目是關鍵，實現還需要找到一些規律，這里具體規律在程序中已經體現了。
另外本題較為隱秘的一個點：空格，需要多看樣例，雖然題目也有說明，但是還是很容易犯錯。
#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】數字直角三角形
題目很簡單，主要是自己的思維邏輯，對於%02格式如果不清楚也可以通過 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 普及組] 計數問題
如何循環提取一個數據中的某些數，但是對於原數不能改變，故而我們定義了一個臨時變量temp, 檢查一位刪除一位，排好隊一個一個來。
#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表示天數，cnt表示每天發放金幣數量
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.習8】求三角形
有趣的題目，充滿了暴力美學
#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 普及組] 級數求和
突然來這么簡單的題目，這是看不起誰呢？
#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是質數，0表示不是質數
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
也就是一個模擬題目，理清游戲規則，梳理流程，一步一步實現即可。
注意輸出結果為整數，如果定義為浮點數，記得強制轉換
#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;
}