用C语言打印沙漏形状：详细解析与代码实现

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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ch。n0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n0和h。

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;
}