用C语言打印沙漏形状:详细解析与代码实现

引言

今天我们将探讨如何用C语言实现打印沙漏形状的程序。沙漏形状要求每行输出奇数个符号,符号中心对齐,并且符号数先从大到小递减到1,再从小到大递增。本文将详细解析这一问题的解决思路,并提供完整的代码实现。

问题描述

给定一个正整数N和一个符号,要求用该符号打印出一个沙漏形状,且使用的符号数量尽可能多。最后输出剩余未使用的符号数量。

输入格式

  • 一个正整数N(≤1000)和一个符号,中间以空格分隔。

19 *

输出格式

  • 打印出由给定符号组成的最大的沙漏形状。

  • 最后输出剩下没用掉的符号数。

*****
 ***
  *
 ***
*****
2

解题步骤

定义辅助函数:

我们首先定义一个print函数,用于打印指定数量的字符。它接受一个字符ch和数量count,使用putchar函数循环输出字符。

// 打印count次ch字符
void print(char ch, int count) {
    while (count-- > 0) putchar(ch); // 使用putchar函数输出字符,每次循环减少count直到为0
}

    接下来我们定义printline函数,它用于打印沙漏的每一行。接受前导空格数j、要打印的字符ch和总宽度width。

    // 打印一行符号,包括前导空格和字符
    void printline(int j, char ch, int width) {
        print(' ', j); // 打印j个空格作为前导空格
        print(ch, width - 2 * j); // 打印width - 2 * j个字符,形成沙漏的每一行
        putchar('\n'); // 每行打印完毕后换行
    }

    获取用户输入并初始化变量:

    使用scanf函数获取用户输入的字符总数n和要打印的符号chn0初始化为1,表示实际用于打印沙漏的字符数。h初始化为1,表示沙漏上三角的层数。

    int n,n0=1;//实际打印出的字符
        char ch;
        scanf("%d %c",&n,&ch);//获取需要打印的字符数目和个数
        int h=1;//沙漏上三角的层数

     计算最大层数h:

    通过循环计算能够形成的最大沙漏层数h,即沙漏的高度。在每层中,计算当前层总共需要的字符数,如果小于用户输入的字符总数n,则更新n0h

    while(1){
            int temp=n0+2*(2*h+1);
            if(temp<=n){
                n0=temp;
                h++;
            }else break;
        }

    定义空格变量j 计算沙漏总行数row: 

    int j, row = 2 * h - 1; // 沙漏的总行数

     打印沙漏上半部分

    使用循环打印沙漏的上半部分,包括中间行。每行的前导空格数逐渐增加,字符数逐渐减少。

    // 打印上半部分(包含中间)
        for (j = 0; j < h; j++) {
            printline(j, ch, row);
        }

    打印沙漏下半部分

    使用循环打印沙漏的下半部分。前导空格数逐渐减少,字符数逐渐增加,形成倒三角形。

    // 打印下半部分
        for (j = h - 2; j >= 0; j--) {
            printline(j, ch, row);
        }

    输出剩余未使用的字符数

    用户输入的字符数n减去实际用于打印沙漏的字符数n0 

     // 输出剩余未使用的符号数
        printf("%d", n - n0);

    代码实现

    #include <stdio.h>
    
    // 打印count次ch字符
    void print(char ch, int count) {
        while (count-- > 0) putchar(ch); // 使用putchar函数输出字符,每次循环减少count直到为0
    }
    
    // 打印一行符号,包括前导空格和字符
    void printline(int j, char ch, int width) {
        print(' ', j); // 打印j个空格作为前导空格
        print(ch, width - 2 * j); // 打印width - 2 * j个字符,形成沙漏的每一行
        putchar('\n'); // 每行打印完毕后换行
    }
    
    int main() {
        int n, n0 = 1; // n为用户输入的字符总数,n0为实际用于打印沙漏的字符数,初始为1
        char ch;
        scanf("%d %c", &n, &ch); // 从用户输入中获取需要打印的字符总数和符号
    
        int h = 1; // h表示沙漏上三角的层数,初始为1
    
        // 计算最大层数h,即沙漏的“高度”
        while (1) {
            int temp = n0 + 2 * (2 * h + 1); // temp为当前层数下总共需要的字符数
            if (temp <= n) {
                n0 = temp; // 更新实际使用的字符数
                h++; // 增加层数
            } else {
                break; // 如果temp超过用户输入的字符数,则停止增加层数
            }
        }
    
        int j, row = 2 * h - 1; // row为沙漏的总行数,等于2 * h - 1
    
        // 打印沙漏的上半部分(包含中间行)
        for (j = 0; j < h; j++) {
            printline(j, ch, row); // 打印每一行,j为前导空格数,ch为打印的字符,row为总宽度
        }
    
        // 打印沙漏的下半部分
        for (j = h - 2; j >= 0; j--) {
            printline(j, ch, row); // 同上,但是j递减,形成下半部分的倒三角形
        }
    
        // 输出剩余未使用的符号数
        printf("%d", n - n0); // 打印剩余的字符数,即用户输入的字符数减去实际使用的字符数
        return 0;
    }
    

    总结

    通过本文的详细解析和代码实现,我们学习了如何用C语言打印沙漏形状。这一问题的解决思路不仅适用于沙漏形状的打印,还可以推广到其他类似图案的打印问题。希望本文能帮助你更好地理解程序设计中图案打印的实现方法。

    如果你有任何问题或建议,欢迎在评论区留言讨论!

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