C语言入门-循环

一、循环

输入一个数字，输出该数字有几位

#include <stdio.h> 

int main()
{
    int x;
    int n = 0;
    scanf("%d" , &x);
    n++;
    x /= 10;
    
    while(x > 0){
        n++;
        x /= 10;
    }
    
    printf("%d\n",n);
    return 0;   
}

二、while循环

循环体内要有改变条件的机会，避免死循环

while循环的意思就是：当条件满足时，不断地重复循环体内的语句

循环执行之前判断是否继续循环，所以有可能循环一次也没有被执行

看我们上面的代码，是否有点多余的成分，我们来进行改造，但是还有一个问题就是输入0的时候是没有位数的

#include <stdio.h> 

int main()
{
    int x;
    int n = 0;
    scanf("%d" , &x);
    while(x > 0){
        n++;
        x /= 10;
    }
    printf("%d\n",n);
    return 0;   
}

三、do-while循环

在进入循环的时候不检查，再执行一轮之后再进行检查条件是否满足，至少是执行一次循环具体格式如下

do{
    循环体
}whlie(条件)

数位数的算法

1. 用户输入x
2. 初始化n为0
3. x = x /10 , 去掉个位
4. n++
5. 如果n > 0 ，回到3
6. 否则n就是结果

把上面的代码进行改造

#include <stdio.h> 

int main()
{
    int x;
    int n = 0;
    scanf("%d" , &x);
    do{
        n++;
        x /= 10;
    }while(x > 0);
    
    printf("%d\n",n);
    return 0;   
}

此时输入0也是可以显示位数，

四、循环计算

    int x;
    int ret = 0;
    scanf("%d" , &x);
    int t = x;
    while(x > 1){
        x /= 2;
        ret++;
    }
    printf("log2x of %d is %d" , t , ret );

猜数游戏

让计算机想一个数字，然后让用户来猜，用户每输入一个数组，就告诉他是大了还是小了，直到用户猜中为止，并且告诉用户猜了多少次

这里用到了一个随机数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(){
    srand(time(0));
    int a = rand();
    
    // 但是这个随机数有点大，这里取余100 
    printf("%d\n" , a%100);
    
    return 0;
}

具体的实现如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(){
    srand(time(0));
    
    int number = rand()%100+1;
    int a = 0;
    int count = 0;
    // 用来作弊 
    // printf("%d\n",number); 
    
    while(number != a){
        printf("亲，请输入100以内的数字：");
        scanf("%d", &a);
        if(a > number){
            printf("亲，你输入的数字大了\n");
        }else if(a < number){
            printf("亲，你输入的数字小了\n");
        }
        count++; 
    }
    printf("恭喜你，输入正确！你一共输入了%d次" , count);
    return 0;
}

算平均数

让用户输入一系列正整数，然后输入-1表示输入结束，然后计算这些数字的平均数

    int number;
    int count = 0;
    int sum = 0;
    
    printf("请输入数字(-1结束)：");
    scanf("%d" , &number);
    while(number != -1){
        printf("请输入数字(-1结束)：");
        count++;
        sum += number;
        scanf("%d" , &number);
    }
    
    printf("你一共输入了%d次，平均数为%d", count , sum/count) ;

五、整数求逆

对一个整数做%10的操作，就得到他的个位数

对一个整数做/10的操作，就去掉他的个位数

求：输入一个正整数，输入逆序的数

    int number;
    int digit;
    int ret = 0;
    printf("请输入数字：");
    scanf("%d" , &number) ;
    
    while(number != 0){
        digit = number%10;
        //printf("%d",digit);
        ret = ret * 10 + digit;
        printf("x=%d,digit=%d,ret=%d\n", number, digit, ret);
        number /= 10;
    }
    printf("%d",ret);
    

六、for循环

for循环像一个计数循环，设定一个计数器，初始化它，然后在计数器到达某值之前，重复执行循环体，而每执行一轮循环，计算器以一定步进行调整。

计算n！

#include <stdio.h>

int main(){
    int n;
    scanf("%d" , &n);
    int fact = 1;
    
//  for(int i = 1; i<=n; i++){
//      fact *= i;
//  }
    
    for(int i = n; i>1; i--){
        fact *= i;
    }
    
    printf("%d!=%d" , n , fact);
    
    return 0;
}

循环的计算和选择

for(初始动作；条件；每轮的动作){

​ 循环体；

}

for中的每一个表达式都是可以省略的，分号不能省

#include <stdio.h>

int main(){
    int i;
    for(i = 0; i<5; i++){
        printf("i=%d\n" , i);
    }
    printf("\n最后的i=%d\n",i);
    
    return 0;
}
i=0
i=1
i=2
i=3
i=4
最后的i=5

1. 如果有固定的次数，用for循环
2. 如果必须执行一次，用do_while
3. 其他情况用while

七、循环控制

素数：只能被1和自己整除的数，不包括1

    
    int x;
    scanf("%d" , &x);
    int i;
    int isprime = 1;
    for(i=2; i<x; i++){
        if( x % i == 0){
            isprime = 0;
            break;
        }
    }
    if( isprime == 1){
        printf("是素数\n");
    }else{
        printf("不是素数\n");
    }

嵌套的循环

100以内的素数

#include <stdio.h> 

int main(){
    int x;
    
    for( x=1; x<=100; x++){
        int i;
        int isprime = 1;
        for(i=2; i<x; i++){
            if(x % i == 0){
                isprime = 0;
                break; 
            }
        }
        if (isprime == 1){
            printf("%d\n" , x);
        }
    }
    return 0;
}

也可以这样，算出50个素数

#include <stdio.h> 

int main(){
    int x;
    int cnt = 0;
    // for( x=1; cnt<50; x++){
    x = 1;
    while(cnt < 50){
        int i;
        int isprime = 1;
        for(i=2; i<x; i++){
            if(x % i == 0){
                isprime = 0;
                break; 
            }
        }
        if (isprime == 1){
            cnt++ ;
            // 制表符 
            printf("%d\t" , x);
            if(cnt % 5 == 0){
                printf("\n");
            }
        }
        x++ ;
    }
    
    return 0;
}

从嵌套的循环中跳出

break和continue只能对它所在的那层循环，

goto：直接跳转到你指定的位置

凑硬币

如何用1角、2角、5角硬币凑出10元以内的金额，接力break，太麻烦了

    int x;
    int exit = 0;
    int one, two, five;
    printf("请输入金额："); 
    scanf("%d", &x);
    for(one = 1; one < x *10; one++){
        for(two=1; two < x*10/2; two++){
            for(five=1; five < x*10/5; five++){
                if(one + two*2 + five*5 == x*10){
                    printf("可以用%d个1角和%d个2角和%d个5角的组成%d元\n",one ,two,five,x);
                    exit = 1;
                    break;
                }
            }
            if (exit == 1) break;
        }
        if (exit == 1) break;
    
    }

goto，当有多层循环的时候可以使用这个，其他的时候不要使用

#include <stdio.h> 

int main(){
    int x;
    int one, two, five;
    printf("请输入金额："); 
    scanf("%d", &x);
    for(one = 1; one < x *10; one++){
        for(two=1; two < x*10/2; two++){
            for(five=1; five < x*10/5; five++){
                if(one + two*2 + five*5 == x*10){
                    printf("可以用%d个1角和%d个2角和%d个5角的组成%d元\n",one ,two,five,x);
                    // 直接跳到你指定的位置 
                    goto out;
                }
            }
        }
    
    }
out:
    return 0;
}

八、循环应用

前n项求和

$$
f(n) = 1+1/2+1/3 +....+1/n
$$

#include <stdio.h> 

int main(){
    int n;
    int i;
    double sum = 0.0;
    
    scanf("%d" , &n);
    
    for(i=1; i<=n; i++){
        sum += 1.0/i;
        printf("%f\n", sum);
    }

    return 0;
}

但是这样呢？
$$
f(n)=1-1/2+1/3-1/4+...+1/n
$$
这个方法就比较多了，这里我自己写了一个

#include <stdio.h> 

int main(){
    
    int n;
    int i;
    double sum = 0.0;
    
    scanf("%d" , &n);
    
    for(i=1; i<=n; i++){
        if(i%2 == 0){
            sum -= 1.0/i;
        }else{
            sum += 1.0/i;
        }
        printf("%f\n", sum);
    }

    return 0;
    
}

整数分解

1. 输入一个非负整数，正序输出它的每一位数字
2. 输入：1314
3. 输出：1 3 1 4

#include <stdio.h> 

int main(){

    int x;
    printf("输入任意位数数字：\n");
    scanf("%d" , &x);

    // 记录位数
    int mask = 1;
    // 输入的值赋值给t，用于记录输入数字的位数
    int t = x;
    while( t > 9){
        t /= 10;
        mask *= 10;
    }


    // 用户输入进来的值，以及用户输入值的位数
    printf("x=%d, mask=%d\n",x, mask );

    do{
        int d = x / mask;

        printf("%d",d );
        // 最后一位不用输出空格
        if (mask > 9)
        {
            printf(" ");
        }

        // 得到他的个位数
        x %= mask;
        // 去掉它的个位数
        mask /= 10;

    }while( mask >0);

    printf("\n");


    return 0;
}

求最大公约数

1. 输入两个数a和b，输出它们的最大公约数
2. 输入：12 18
3. 输出：6

普通计算

    int a,b;
    int min;

    printf("请输入两个数字：");
    scanf("%d %d" , &a, &b);
    if(a < b){
        min = a;
    }else{
        min = b;
    }

    int ret = 0;
    int i;
    for (i = 1; i <= min; i++)
    {
        if ( a%i == 0)
        {
            if ( b%i == 0)
            {
                ret = i;
            }
        }
    }

    printf("%d和%d的最大公约数是%d\n", a , b , ret );

但是还有更厉害的

1. 如果b等于0，计算结束，a就是最大公约数
2. 否则，计算a除以b的余数，让a等于b，而b等于那个余数
3. 回到第一步

a	b	t(余数)
12	18	12
18	12	6
12	6	0
6	0

代码如下：

#include <stdio.h> 

int main(){

    int a,b;
    int t;
    scanf("%d %d" , &a , &b);

    while(b != 0){
        t = a % b;
        a = b;
        b = t;121
        printf("%d,%d\n", a ,b);
    }

    printf("最大的公约数是%d\n", a);

    return 0;
}