循环结构(二)——循环嵌套

本文探讨了循环嵌套的基本概念及其在算法设计中的应用,通过多个实例详细讲解了如何利用循环嵌套解决图形绘制、质因数分解、金币计数等问题,强调了循环结构在算法实现中的重要性。

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三种循环可互相嵌套,层数不限
嵌套循环的执行流程
在这里插入图片描述
涉及行、列 控制的循环嵌套,考虑线性代数思想
即:
i控制行
j控制列

例题 画矩形 三角形 粘墙三角形 菱形 等

  • 例一:
    对于给定的自然数n(n<20),在屏幕上输出仅由“*”构成的n行的直角三角形。 例如:当n=5时,输出:
    *
    **
    ***
    ****
    *****

【分析】打印图形总是逐行进行的,本题要重复n行操作,对于每一行,又重复若干次输出“”操作。于是,构成了一个两层循环:外层循环是1至n行的处理,而内层循环,则是输出同一行上的每一列。分析样例,不难发现,每一行上“”的个数恰好是行数。因此对于第i行,内层循环可以设置重复i次。

#include <iostream>   
using namespace std;
int main ()
{ 
  int i,j,n;
  cin>>n;
  for (i=1; i<=n; ++i)    //外层循环,控制行数
  {
     for (j=1; j<=i; ++j) //内层循环,输出一行中的*数 
        cout<<"*";
     cout<<endl;          //每行最后要换行
   }
   return 0;
}

  • 例二
    根据参数,画出矩形
    题目:
    输入一行,包括四个参数:前两个参数为整数,依次代表矩形的高和宽(高不少于3行不多于10行,宽不少于5列不多于10列);第三个参数是一个字符,表示用来画图的矩形符号;第四个参数为1或0,0代表空心,1代表实心。
    【第一个参数h控制重复几行操作,若是实心即为画三角形的变型 ,每行限制循环第二个参数w次。若是空心,不难发现只是 i=1和i=h,j=1和j=w输出图形】
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int h,w,flag;
    char ch;
    cin>>h>>w>>ch>>flag;
    if(flag)
       {
           for(int i=1;i<=h;i++)
            {
                for(int j=1;j<=w;j++)
                cout<<ch;
                cout<<endl;
            }
                return 0;
       }
    else
        {
            for(int i=1;i<=h;i++)
            {
                for(int j=1;j<=w;j++)
                {
                    if((i!=1)&&(i!=h)&&(j!=1)&&(j!=w))
                        cout<<' ';
                    else
                        cout<<ch;
                }
            cout<<endl;
            }

            return 0;
        }


}

  • 例三
    描述:
    输入一些正整数(≤26),编程输出以这些正整数为边长的附着墙而立的字母三角形
    输入:
    几个正整数
    输出:
    每个正整数对应的图案。每组图案之间空一行。
    样例输入
    3
    7
    样例输出
    在这里插入图片描述
    【如何实现小写字母的递增?——ASCII码
    何时结束递增?——for循环,既能事先字母递增,也能结束。
    怎样实现前(n-1)行的倒三角形留白——设置字符宽度setw,设置 规律可自己发现】
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main()
{
    int n;
    char c;
    while(cin>>n)
    {
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            if(i!=n)
                cout<<"a"<<setw(n-i)<<" ";
            else cout<<"a";
            for(int j=1;j<=i;j++)
            {
                c=j+96;
                cout<<c;
            }
            cout<<endl;
        }
        cout<<endl;
    }
    return 0;
}

  • 例四
    蛋糕裱花【画菱形】
    输入
    一个整数,n>0。
    输出
    由n*2-1层 * 号组成的空心菱形。
    【画矩形升级版,重难点在于输出符号的规律性找寻,可利用特殊值法,找到规律,结合 “||" 的使用】
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=2*n-1;i++)
    {
        for(int j=1;j<=2*n-1;j++)
        {
            if(i+j==n+1||i-j==n-1||i-j==-n+1||i+j==3*n-1)
            cout<<"*";
            else
            cout<<" ";
        }
        cout<<endl;
    }
    return 0;
}

  • 例五

质因数分解
题目:
已知正整数n是两个不同的质数的乘积,试求出较大的那个质数。

输入:
输入只有一行,包含一个正整数 n。

对于60%的数据,6≤n≤1000。

对于100%的数据,。

输出:
输出只有一行,包含一个正整数 p,即较大的那个质数。

输入样例:
21
输出样例:
7

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
int main()
{
	int n;
	int i,j;
 
	cin>>n;
	for(i=2;i<=sqrt(n);i++)//两个不同质数,其中必有一个≤sqrt(n)
	{
		if(n%i==0)//找到质数
		{
			cout<<n/i<<endl;//较大质数=n/较小质数,输出
			break;//输出后,终止
		}
	}
 
 	return 0;
}
  • 例六
    金币
    国王将金币作为工资,发放给忠诚的骑士。第1天,骑士收到一枚金币;之后两天(第2天和第3天)里,每天收到两枚金币;之后三天(第4、5、6天)里,每天收到三枚金币;之后四天(第7、8、9、10天)里,每天收到四枚金币……这种工资发放模式会一直这样延续下去:当连续n天每天收到n枚金币后,骑士会在之后的连续n+1天里,每天收到n+1枚金币(n为任意正整数)。
    你需要编写一个程序,确定从第一天开始的给定天数内,骑士一共获得了多少金币。
    输入:
    一个整数(范围1到10000),表示天数。
    输出:
    骑士获得的金币数。
    样例输入:
    6
    样例输出:
    14

【可进行一一举例找出关系】

#include <iostream>  
using namespace std;
int main()  
{ 
	int day;
	int date=1,sum=0;
	int i,j=1;
 
  	cin>>day;
  	for(i=1;i<=day;i++)
  	{
		sum+=date;//累加金币数
		if(i==j)//目前天数
     	{
			date++;
			j+=date;
     	}
  	}
  	cout<<sum<<endl;
 
  	return 0;
}
  • 例七
    判断整数m是否为素数
    判断一个整数m是否为素数,只 需用2~m-1之间的每一个整数 去除,如果都不能被整除,那 么m就是一个素数。
    简化:m不必被2~m-1之间的每一 个整数去除,只需被2~ 根号下m 之 间的每个数去除就可以了。
    例如判别17是否为素数,只需使 2~4之间的每一个整数去除。
    因为如果m有大于 根号下m 的因子, 那么它的另一个因子必小 于 根号下m ,那么运算时查到这个 因子时就可判断它不是素数, 因此只需到平方根,而不必查 到m-1。
#include <iostream> 
#include <cmath> 
using namespace std; 
void main()
 { 
    int m,i,k;    
    bool prime;   
    cin>>m;   
    prime=true;   
    k=sqrt(m);   
    for(i=2;i<=k;i++)     
    if(m%i==0) 
   		 {prime=false;break;}   
    if(prime) cout<<m<<" is";  
    else cout<<m<<" is not";  
    cout<<" a prime number\n";
 }

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