LPC 4. Repetition
Last Edit: 1/20/25
Loops帮助程序节省空间，提高编写效率并减少错误，常见的Loop存在两种，while loop和for loop
4.1 While Loop #
while (<condition>) {
<statements>;
}
<other statements>;
- while loop会重复循环直到while内的
condition不再成立，也就是说当<condition>为True时，程序将会不断重复执行<statement>
#include <stdio.h>
int main(void) {
int i = 1;
while (i <= 10) {
printf("%d ", i);
i++;
}
return 0;
}
- 这就是一个很简单的累加器的例子，程序依次打印1到10后跳出循环
4.1.2 Infinite Loops #
- 如果永远跳不出Loop，就叫做Infinite Loops
4.2 Do-while Loop #
- 与While最大的区别就在于，Do-while Loop会至少执行
<statement>一次，之后根据Condition判断是否循环
do {
<statements>;
} while (<condition>);
- 可以看出，无论
<condition>为True or False，都将先做一遍statement的
4.2.2 Do-While vs. while #
#include <stdio.h>
int main(void) {
int num;
do {
printf("Please enter a number between 1
and 10 (inclusive): ");
scanf("%d", &num);
} while (num < 1 || num > 10);
printf("The number entered is %d.\n", num);
return 0;
}
For loops #
for 循环的本质是为了解决重复执行一定次数的任务的问题，尤其是在已知迭代次数或需要遍历某个范围或集合的场景下
4.3.1 Forming for loop #
for (<initialization>;<condition>;<increment>) {
<statements>;
}
<other statements>;
- 可以看到相比于while，for更像是while的下层应用，将问题具体到了已知范围的事件下
#include <stdio.h>
int main(void) {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
printf("%d ", i);
}
return 0;
}
- 对比上方的while，他们干了相同的事件不过用了更加简介的API
4.3.2 Scope of the loop variable #
- 对于For loop来说一般都会存在一个变量充当累加器的作用，其Scope 作用域将在Loop结束后不再可用
#include <stdio.h>
int main(void) {
for (int i = 1; i <= 10; i++) { // declare &
initialize the loop variable inside the loop
printf("%d ", i);
}
printf("\nWe exited the loop with i = %d \n", i);
return 0;
}
- 上述代码展示了Loop内部的i和外部的i的访问，由于
printf("\nWe exited the loop with i = %d \n", i);调用的是out of scope的，所以将会报错 - 其解决方案就是在执行循环前先定义Variable，也就是在外面加一句
int i = 0;
4.3.3 Variations in for loop #
- 实际上，for loop存在许多变体使得他可以省略一些参数
#include <stdio.h>
int main(void) {
for (int i = 1, j = 7; i <= 10; printf("7 * %d = %d\n", i, j), i += 1, j += 7);
return 0;
}
- 这本质和以下代码是一样的
#include <stdio.h>
int main(void) {
for (int i = 1, j = 7; i <= 10;)
printf("7 * %d = %d\n", i, j);
i += 1;
j += 7;
return 0;
}
- 变体使得代码在可能略微减少大小的情况下使得整体可读性，是一种非常不健康的写法
4.4 Nested Loop #
Loop中套Loop，复杂度变成多项式复杂度
4.4.1 Print 2D pattern #
- 如果想要打印出以下图案
*
**
***
****
*****
- 可以通过设计外层loop构建层，内层loop确定单层打印个数的方式完成
#include <stdio.h>
int main(void) {
for (int line = 1; line <= 5; line += 1) { // 外层循环控制行数
for (int star = 1; star <= line; star += 1) { // 内层循环控制每行星号的数量
printf("*");
}
printf("\n"); // 每行结束后换行
}
return 0;
}
4.4.2 Tweak a little #
- 现在要打印这个
*
**
***
****
*****
-
- 前的部分为空格
#include <stdio.h>
int main(void) {
int n = 0;
printf("Enter the number of rows:");
scanf("%d", &n);
for (int row = 1; row <= n; row += 1) {
for (int col = 1; col <= n; col += 1) {
if (col <= n - row) {
printf(" ");
} else {
printf("*");
}
}
printf("\n");
}
return 0;
}
4.5 Debugging for loops #
- 本节将会给出一个loop的错误，需要发现该错误并修正，想要打印一个
Enter the number of rows: **5**
*
***
*****
*******
*********
#include <stdio.h>
int main(void) {
int n = 0;
printf("Enter the number of rows: ");
scanf("%d", &n);
for (int row = 1; row <= n; row += 1) {
for (int col = 1; col < n; col += 1) {
if (col <= n - row) {
printf(" ");
} else if (col >= n - row || col <= n - 1
+ row) {
printf("*");
}
}
printf("\n");
}
return 0;
}