什么是循环结构
代码在满足某种条件的前提下，重复执行，就叫做循环结构。
循环的分类
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无限循环：其实就是死循环，程序设计中要谨慎使用。
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有限循环：循环限定循环次数（for）或者终止循环的条件（while,do..while）。
循环的构成
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循环条件： 如循环次数或者循环的出口。
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循环体：需要重复执行的代码（也就是{}包裹的内容）
当型循环的实现
特点：先判断，后执行，如果条件不满足，循环体一次都不执行。
代表：while、for
while循环
语法：
【1】循环变量;
while (【2】循环条件)
{
【3】循环语句;
【4】更新循环变量;
}
// 注意：如果循环语句是单语句，可以省略{}
while (循环条件) 循环单语句;
while (循环条件)
循环单语句;
// 注意：有些特殊场景下，循环体语句糅合到了循环条件中，所以省略掉循环体
while (循环条件); // int i = 1; while(i++ <= 5); printf("%d\n",i);// 7
说明：
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循环条件的返回值必须是逻辑值（使用
非0表示真，使用0表示假，C语言底层使用1表示真）C99版本引入了一个stdbool.h，可以使用true或者false来表示真假，这里的true和false实际上就是定义的两个符号常量，true的值是1，false的值0。 -
{}包起来的内容整体称之为循环体。 -
我们要在循环体中控制循环条件的变化，也可以在循环条件中控制循环条件的变化，否则产生死循环。
执行过程：
特点： 先判断，后执行，循环体语句有可能一次都不执行。
案例
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需求：求1~100的累加和（例如：1+2+3+4+..+100）
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分析：
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创建一个变量sum = 0，用来接收累加和
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创建一个循环变量i，用来表示计算数，给一个默认值1，每次循环的时候 i++
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在循环中，使用 sum += i（sum = sum + i），完成累加和运算
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同时我们要限定循环的条件，也就是i的范围：i <= 100
-
第1次：sum += i = 0 + 1 = 1
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第2次：sum += i = 1 + 2 = 3
-
第3次：sum += i = 3 + 3 = 6
-
...
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-
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代码：
/************************************************************************* > File Name: demo01.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 10时42分47秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> int main(int argc,char *argv[]) { // 需求：求1～100的累加和 // 创建一个变量sum = 0，用来存储累加和，因为参与计算，所以必须有初始值 int sum = 0; // 创建一个 循环变量并初始化 int i = 1; // 通过一个循环生成1～100的自然数，并实现累加和运算 while(i <= 100) // ()循环条件，限制循环变量的变化，循环的出口限制 { // 累加和运算 sum += i; // 更新循环变量，逼近出口 i++;// 等价于 i = i + 1 i+=1 ++i } printf("1~100的累加和是%d\n",sum); return 0; } -
运行结果：
案例
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需求：求1~100以内的偶数和
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分析：
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创建一个变量sum = 0，用来存储累加的偶数和
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创建一个循环变量i = 2，存储参与运算的自然数（最小的偶数是2）
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创建一个循环，设置循环条件 i <= 100
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在循环体内，需要用一个if校验i是否是偶数，如果满足条件，就实现偶数和的计算：sum += i
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在循环体的最后一行，需要更新循环变量，作用是逐渐逼近循环的出口
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循环结束后，才能输出sum。
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代码：
/************************************************************************* > File Name: demo02.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 11时02分40秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> int main(int argc,char *argv[]) { // 创建一个变量sum = 0，用来存储累加的偶数和 int sum = 0; // 创建一个循环变量i = 2，存储参与运算的自然数（最小的偶数是2） int i = 2; // 创建一个循环，设置循环条件 i <= 100 while (i <= 100) { // 在循环体内，需要用一个if校验i是否是偶数，如果满足条件，就实现偶数和的计算：sum += i if (i % 2 == 0) sum += i; // 在循环体的最后一行，需要更新循环变量，作用是逐渐逼近循环的出口 i++; // if (i % 2 == 0) sum += i; i++; // 等价于上面代码 } // 循环结束后，才能输出sum。 printf("1~100以内的偶数和是%d\n", sum); return 0; } -
运行结果：
案例
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需求：通过键盘录入一个整数，判断这个整数是否是水仙花数。
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分析：
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拆分一个n位的数，比如拆分为如：个位、十位、百位...
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要求这个n位数的每一位的n次幂相加等于这个数本身：
比如一个三位数：
个位的3次幂 + 十位的3次幂 + 百位的3次幂 = 这个数本身
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代码：
/************************************************************************* > File Name: demo06.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 14时32分55秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> #include <math.h> int main(int argc,char *argv[]) { int num, originalNum, n = 0, sum = 0; // 从控制台录入一个数 printf("请输入一个整数："); scanf("%d", &num); // 用一个变量记录这个整数 originalNum = num; // 计算数字的位数 while (num != 0) { num /= 10; n++;// 统计位数 } // 恢复原始数据 num = originalNum; // 计算各位数的n次幂之和 while (num != 0) { // 将需要的位数拆出来 int digit = num % 10; // 计算这个数的n次幂，并相加 sum += pow(digit,n);// pow(运算数，运算数的n次方) // 将需要拆除的位保留在个位 num /= 10; } // 校验并输出 if (sum == originalNum) printf("%d 是水仙花数。\n", originalNum); else printf("%d 不是水仙花数。\n", originalNum); return 0; }
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编译命令：
gcc demo06.c -lm // math.h中有些函数属于GNU扩展函数，不是C语言标准，需要指定链接解释：
-lm意思是链接数学库，数学库中有一些函数不是C语言标准定义的，属于其他扩展库，C语言标准库是自动链接的，但是扩展库不会自动链接，需要我们指定链接。 -
运行效果：
while的特殊写法：
while(1) // 死循环
for循环
原则上：for循环能实现的，while循环也可以实现，for循环可以看做是while循环的一种特殊写法，for循环胜在结构清晰，非常适合于直到循环次数的循环。
语法：
for (【1】循环变量; 【2】循环条件; 【4】更新循环变量)
{
【3】循环语句;
}
// 如果循环体语句是单语句，也是可以省略{}
for (【1】循环变量; 【2】循环条件; 【4】更新循环变量)【3】循环语句;
for (【1】循环变量; 【2】循环条件; 【4】更新循环变量)
【3】循环语句;
说明：
① ()中可以仅保留两个;;，举例：for (;;)，此时这种写法就是死循环的一种体现。
② 循环变量：需要赋初始值，循环变量可以是单个，也可以是列表，多个循环变量之间使用逗号分隔，举例：
// 循环变量是单个
for (int i = 0;..;..) {..}
// 循环变量是多个
for (int i = 0,j = len -1;..;..){..}
③ 循环条件：用来限制循环的次数，循环条件支持任意表达式（常用的有关系表达式，逻辑表达式），举例：
for (..;i < 10 && j >= 0;..){..}
④：更新循环变量：支持列表，列表使用逗号分隔，这里可以使用赋值表达式，举例：
for (..;..;i++,j--){..}
⑤ 执行顺序：①②③④ → ②③④ → ②③④ → ... → ②
执行过程：
特点：先判断，后执行，循环体语句有可能一次都不执行。
案例
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需求：计算1~100以内的偶数和
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代码：
/************************************************************************* > File Name: demo03.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 11时34分44秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> /** * 使用while实现 */ int while_test() { int sum = 0; // 循环变量（需要初始化） int i = 2; // 循环条件 while (i <= 100) { // 循环语句 if (i % 2 == 0) sum += i; // 更新循环变量 i++; } // 打印输出 printf("1~100以内的偶数和是%d\n", sum); return 0; } /** * 使用for实现(不推荐) */ int for_test() { int sum = 0; // 循环变量（需要初始化） int i = 2; // 循环条件 for (;i <= 100;) { // 循环语句 if (i % 2 == 0) sum += i; // 更新循环变量 i++; } // 打印输出 printf("1~100以内的偶数和是%d\n", sum); return 0; } /** * 使用for实现(推荐) */ int for_test2() { int sum = 0; // 循环条件 for (int i = 2; i <= 100; i++) { // 循环语句 if (i % 2 == 0) sum += i; } // 打印输出 printf("1~100以内的偶数和是%d\n", sum); return 0; } int main(int argc,char *argv[]) { while_test(); for_test(); for_test2(); return 0; }
案例
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需求：用户通过键盘输入一个整数n，求n的阶乘。例如：n = 4,n的阶乘 1 * 2 * 3 * 4
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代码：
/************************************************************************* > File Name: demo04.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 11时45分48秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> // 数学库对应的头文件 #include <math.h> int main(int argc,char *argv[]) { // 创建一个变量，用来存储计算数 unsigned long n; // 创建一个变量，用来存储乘积 size_t 是C语言中 unsigned long的别名 size_t r = 1; // 通过控制台，给n赋值 printf("请输入一个整数：\n"); scanf("%lu", &n); // 通过for循环计算 for (int i = 1; i <= fabs(n); i++) r *= i; printf("1~%lu的乘积结果是%lu\n",(size_t)fabs(n), r); return 0; }
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注意：阶乘计算，如果乘积超过变量存储的范围，会溢出，结果计算可能不准确。
for实现死循环：
for(表达式1;;表达式3) {..}
for(表达式1;;) {..}
for(;;表达式3) {..}
for(;;) {}
for(表达式1;表达式2;) {}
...
循环实现的三要素
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循环变量的初始化，举例：int i = 2
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循环条件，举例：i <= 100
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循环变量的更新，举例：i++
案例
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需求：求斐波拉契数列前20个
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分析：
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斐波拉契数列指的是是符合一定规则的数列，举例：1,1,2,3,5,8...
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斐波拉契数列的特点：第3个数等于前两个数之和，最开始的第1,2个数是固定的，都是1
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代码：
/************************************************************************* > File Name: demo05.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 14时13分31秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> int main(int argc,char *argv[]) { // 创建一个变量，存储第1，2个数，默认都是1 int f1 = 1, f2 = 1; // 定义循环变量 int i = 1; // 每一次循环产生2个数，也就是循环10次 // 通过循环产生数列 for (; i <= 10; i++) { // 输出当前两个数列 printf("%-12d%-12d\n",f1,f2);// 1,1 // 计算得到新的f1,f2 f1 += f2; // f1 = f1 + f2; // 第1次：f1 = 1+1 = 2 .. f2 += f1; // f2 = f2 + f1; // 第1次：f2 = 1 + 2 = 3 .. } return 0; }
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运行结果：
直到型循环的实现
特点：先执行，后判断，不管条件是否满足，至少执行一次。
代表：do..while
do..while循环
语法：
【1】循环变量;
do
{
【2】循环体语句;
【3】更新循环变量;
} while(【4】循环条件);
说明：
① 循环条件的返回值必须是逻辑值（0和非0（计算机返回1））
② {}包起来的内容称之为循环体
③ 我们要在循环体中控制循环条件的变化，否则会产生死循环。
执行过程：
特点：先执行，后判断，不管条件是否满足，循环体语句至少执行一次。
案例
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需求：求1~100 以内的偶数和
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分析：
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创建一个变量，用来存储偶数和sum = 0
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创建一个循环变量，i = 2
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创建一个do..while循环，在循环体中，校验 i % 2 == 0，如果满足，就实现偶数和计算 sum += i
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计算完成，在do..while循环体的末行，更新循环变量，使其逼近出口
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限制性循环的出口：i <= 100 (i > 100 ，循环结束)
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循环结束，打印输出sum的值
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代码：
/************************************************************************* > File Name: demo07.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 16时29分23秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> int main(int argc,char *argv[]) { // 创建一个变量，用来存储偶数和sum = 0 int sum = 0; // 创建一个循环变量，i = 2 int i = 2; // 创建一个do..while循环，在循环体中，校验 i % 2 == 0，如果满足，就实现偶数和计算 sum += i do { if (i % 2 == 0) sum += i; // 计算完成，在do..while循环体的末行，更新循环变量，使其逼近出口 i++; } while(i <= 100); // 限制性循环的出口：i <= 100 (i > 100 ，循环结束) // 循环结束，打印输出sum的值 printf("1~100以内的偶数和是%d\n", sum); return 0; }
案例
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需求：用C语言编写简单猜数字游戏代码。游戏规则是程序随机生成一个1到100之间的数字，玩家通过输入猜测数字，程序会提示猜测是太大还是太小，直到玩家猜中为止。
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代码：
/************************************************************************* > File Name: demo08.c > Author: 三道渊 > Description: 猜数字 > Created Time: 2025年07月15日 星期二 16时37分16秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> int main(int argc,char *argv[]) { // 创建变量number(随机数)，guess(用户猜测的数字)，count(计数) int number, guess, count = 0; // 设置随机种子 srand(time(NULL)); // 生成随机数 1～10之间的随机数 rand() % 最大范围整数，生成的实际数的范围 0 ～ 最大范围整数 - 1 number = rand() % 10 + 1; // 设计头 printf("----------------------\n"); printf("| 猜数字小游戏v1.0 |\n"); printf("----------------------\n\n"); printf("我已经想了一个1~10之间的整数，你猜猜是多少？\n"); // 猜数字，猜不对，就一直猜，猜到对为止 do { printf("请输入你的猜测：\n"); // 接收scanf的返回值 int result = scanf("%d", &guess); // 对非法输入进行校验（比如：我们要求输入数值，但是不小心输入了非数值，此时就是非法输入） if (result != 1) { // 如果输入的不是数字，就是非法的，也就是输入的内容类型跟scanf提供的格式化符号不匹配 // 每次重新输入前，需要清空输入缓冲区，重新从外部设备获取输入到缓冲区 while (getchar() != '\n'); // getchar() 类似于 scanf("%c",c); printf("请输入数字!\n"); continue; // 这次循环，跳过不算 } // 计算 count ++; // 校验 if (guess > number) printf("太大了，再猜一次！\n"); else if (guess < number) printf("太小了，再猜一次！\n"); else { printf("恭喜你，猜对了！\n"); printf("你一共猜了%d次!\n", count); } } while(guess != number); // 等价于 guess > number || guess < number return 0; }
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运行效果：
goto（了解）
语法：
goto 标签(label)
标签：标明目标代码的位置，是一个不加""的字符串。
案例：
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需求：求1~100以内的偶数和
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代码：
/************************************************************************* > File Name: demo08.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 17时10分10秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> int main(int argc,char *argv[]) { // 创建一个变量，用来存放偶数和 int sum = 0; // 创建一个循环变量 int i = 2; // 定义goto标签，名字自己取，符合标识符命名即可 loop: // 过滤偶数 if (i % 2 == 0) sum += i; // 偶数和计算 i++; // 更新循环变量 // 循环条件 if (i <= 100) goto loop; // 标签loop由goto触发 printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum); return 0; } -
注意事项
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可读性：
goto语句会破坏代码的结构和可读性，使得代码难以理解和维护。因此，应尽量避免使用。 -
替代方案：大多数情况下，可以使用循环、条件语句、函数等结构来替代
goto语句，使代码更加清晰和易于管理。 -
嵌套限制：虽然
goto语句可以跨函数跳转（即跳转到另一个函数中的标签），但这种用法是不合法的，并且会导致编译错误。goto语句只能在同一函数内部跳转。 -
错误处理：在某些情况下，
goto语句可以用于错误处理，例如从嵌套的多层循环中跳出。但即使在这种情况下，也应谨慎使用，并考虑是否有更好的替代方案。
总结
虽然
goto语句在C语言中是合法的，并且有时可能看起来很方便，但过度使用或不当使用会导致代码质量下降。因此，建议尽量避免使用goto语句，而是采用更结构化和可维护的编程方法。 -
循环结构的典型应用场景
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求累和：举例：
1+2+3..+100的和，sum = 0 -
求累积：举例：
1*2*3..*100的积，result = 1 -
求均值：举例：
(1+2+3...+100)/100的值 -
求极值：举例：
12,34,56,67中的最大值、最小值 -
元素遍历：常用于数组元素的遍历。
-
...
基础算法模型
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累和
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定义一个变量（sum）,并赋初值为0；
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该变量累加（+=）每一个数据项（i）；
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当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累加和的结果。
-
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累乘
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定义一个变量，并赋初值为1；
-
用该变量累乘（*=）每一个数据项；
-
当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累乘的结果。
-
-
极值（多应用于数组）
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定义一个变量，并赋初值为第一个数据项；
-
从第二个数据项开始，依次于该变量进行比较，如果大于/小于该变量，则将当前数据项的数据赋值给该变量。
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当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是求极值的结果。
-
循环的嵌套
3种循环（while、for、do..while）可以相互嵌套的。在前一个循环结构中又嵌套一个循环结构。例如：
案例
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需求：九九乘法表
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分析：
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我们发现九九乘法表整体其实就是一个9行9列的直角三角形
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同时发现：每一行显示的列的数量不超过所在行，第1行1列，第2行2列...
假定：行用i表示，列用j表示，i和j的关系：j <= i
-
在实现的时候，我们发现需要同时控制行和列的变化，在编程中，行列式需要通过for双层嵌套实现（双重for循环）。
-
-
代码：
/************************************************************************* > File Name: demo09.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 17时28分10秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> int main(int argc,char *argv[]) { printf("--- 九九乘法表 ---\n"); // 外层循环：生成行，1～9 for (int i = 1; i <= 9; i++) { // 内层循环：生成列，1～（j <= i） for (int j = 1; j <= i; j++) { // 生成算式 printf("%dx%d=%d\t", j, i, j*i); // printf("*"); // 替换成这行代码，输出下直角三角形 } // 每一行所有列生成完毕，一定要还行 printf("\n"); } printf("\n"); return 0; }
-
运行结果：
案例
-
需求：求100~200之间的所有的素数（素数又被称作质数）
-
分析：
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什么是素数：只能被1和自身整除的数叫做素数或者质数。
-
-
代码：
/************************************************************************* > File Name: deme10.c > Author: 三道渊 > Description: > Created Time: 2025年07月15日 星期二 17时42分14秒 ************************************************************************/ #include <stdio.h> int main(int argc,char *argv[]) { // 创建一个变量，存放100~200之间的自然数 int num = 100; // 定义一个循环变量i int i; // 定义标志位，1-素数，0-非素数 int flag; // 外层循环：生成100~200之间的自然数 for (; num <= 200; num++) { // 每一个num生成的时候，默认其为素数 flag = 1; // 内层循环：我们让num 对 2~num/2 |(num -1)之间的数进行整除，一旦出现一次整除的情况，我们认定其为非素数 for (i = 2; i < num / 2; i++) { // 测试整除的情况 if (num % i == 0) { flag = 0;// 非素数 // 循环结束，只要出现一次能整除的情况，就说明这个数不是素数。break是提前结束了循环 break; } } // 输出校验结果 if (flag) // 等价于 flag == 1 printf("%-4d",num); } printf("\n"); return 0; }
-
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