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控制流的高级用法或探讨更复杂的编程主题

news 2025/5/19 3:29:54

好的！接下来我们可以继续深入学习一些控制流的高级用法或探讨更复杂的编程主题。以下是一些可以帮助你提升C语言水平的内容，你可以根据兴趣选择接着学：

1. 嵌套循环

在许多情况下，循环可以被嵌套在其他循环中，形成二维或多维的迭代过程。嵌套循环通常用于处理多维数组或矩阵。

示例：打印乘法表

#include <stdio.h>int main() {for (int i = 1; i <= 9; i++) {for (int j = 1; j <= 9; j++) {printf("%d * %d = %2d\t", i, j, i * j);}printf("\n");}return 0;
}

2. 循环控制：break 和 continue

break 和 continue 是控制循环行为的关键字。

break: 退出循环，终止当前循环的执行。
continue: 跳过当前迭代，直接进入下一次循环。

示例：break 和 continue

#include <stdio.h>int main() {for (int i = 1; i <= 10; i++) {if (i == 5) {continue;  // 跳过5}if (i == 8) {break;  // 终止循环}printf("%d\n", i);}return 0;
}

3. 递归函数

递归是一种函数调用自身的编程技巧，常用于解决一些自相似问题，如阶乘、斐波那契数列、汉诺塔问题等。

示例：计算阶乘

#include <stdio.h>// 递归函数计算阶乘
int factorial(int n) {if (n == 0) {return 1;} else {return n * factorial(n - 1);}
}int main() {int num = 5;printf("Factorial of %d is %d\n", num, factorial(num));return 0;
}

4. 数组和字符串

数组是存储多个相同类型数据的结构。C语言中的字符串实际上是一个字符数组，以空字符 \0 结尾。

示例：处理数组

#include <stdio.h>int main() {int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};int sum = 0;for (int i = 0; i < 5; i++) {sum += arr[i];}printf("Sum of array elements: %d\n", sum);return 0;
}

示例：处理字符串

#include <stdio.h>int main() {char str[] = "Hello, World!";printf("%s\n", str);return 0;
}

5. 指针和内存管理

指针是C语言的一个强大特性，它使你可以直接操作内存。指针可以指向变量的地址，并通过解引用来访问变量的值。

示例：基本指针操作

#include <stdio.h>int main() {int num = 10;int *ptr = &num;  // 指针指向 num 的地址printf("Value of num: %d\n", num);printf("Address of num: %p\n", (void*)&num);printf("Value of ptr: %p\n", (void*)ptr);printf("Value at ptr: %d\n", *ptr);  // 解引用指针return 0;
}

6. 动态内存分配

在某些情况下，数组的大小可能在编译时无法确定，因此我们需要在运行时动态分配内存。malloc 和 free 是C语言中用于动态内存分配和释放的函数。

示例：动态分配数组

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {int *arr;int size;printf("Enter the size of the array: ");scanf("%d", &size);arr = (int *)malloc(size * sizeof(int));  // 动态分配内存if (arr == NULL) {printf("Memory allocation failed\n");return 1;}// 输入数组元素for (int i = 0; i < size; i++) {printf("Enter element %d: ", i + 1);scanf("%d", &arr[i]);}// 打印数组printf("Array elements are: ");for (int i = 0; i < size; i++) {printf("%d ", arr[i]);}free(arr);  // 释放动态分配的内存return 0;
}

7. 综合练习题

递归计算斐波那契数列：写一个递归函数，输入 n 并计算第 n 个斐波那契数。
矩阵乘法：编写一个程序，输入两个矩阵并计算它们的乘积。
冒泡排序算法：实现一个冒泡排序算法，对一个整数数组进行升序排序。

好的，下面是综合练习题的参考代码：

1. 递归计算斐波那契数列

斐波那契数列的定义是：F(0) = 0, F(1) = 1，对于 n >= 2，F(n) = F(n-1) + F(n-2)。我们可以通过递归来计算第 n 个斐波那契数。

#include <stdio.h>// 递归函数计算斐波那契数
int fibonacci(int n) {if (n == 0) {return 0;} else if (n == 1) {return 1;} else {return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);}
}int main() {int n;printf("Enter the value of n: ");scanf("%d", &n);printf("Fibonacci number %d is %d\n", n, fibonacci(n));return 0;
}

2. 矩阵乘法

矩阵乘法遵循行列乘法规则，两个矩阵 A 和 B 可以相乘的条件是 A 的列数等于 B 的行数。这里是一个计算两个矩阵乘积的程序。

#include <stdio.h>int main() {int m1, n1, m2, n2;// 输入第一个矩阵的行和列printf("Enter rows and columns for first matrix: ");scanf("%d %d", &m1, &n1);// 输入第二个矩阵的行和列printf("Enter rows and columns for second matrix: ");scanf("%d %d", &m2, &n2);// 检查是否可以相乘if (n1 != m2) {printf("Matrix multiplication not possible.\n");return -1;}int A[m1][n1], B[m2][n2], C[m1][n2];// 输入第一个矩阵printf("Enter elements of first matrix:\n");for (int i = 0; i < m1; i++) {for (int j = 0; j < n1; j++) {scanf("%d", &A[i][j]);}}// 输入第二个矩阵printf("Enter elements of second matrix:\n");for (int i = 0; i < m2; i++) {for (int j = 0; j < n2; j++) {scanf("%d", &B[i][j]);}}// 初始化结果矩阵为0for (int i = 0; i < m1; i++) {for (int j = 0; j < n2; j++) {C[i][j] = 0;}}// 矩阵乘法计算for (int i = 0; i < m1; i++) {for (int j = 0; j < n2; j++) {for (int k = 0; k < n1; k++) {C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];}}}// 输出结果矩阵printf("Product of the matrices:\n");for (int i = 0; i < m1; i++) {for (int j = 0; j < n2; j++) {printf("%d ", C[i][j]);}printf("\n");}return 0;
}

3. 冒泡排序算法

冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过反复交换相邻元素来排序。下面是对一个整数数组进行升序排序的冒泡排序实现。

#include <stdio.h>void bubbleSort(int arr[], int n) {for (int i = 0; i < n - 1; i++) {for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {// 交换相邻元素int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}
}int main() {int n;// 输入数组大小printf("Enter number of elements: ");scanf("%d", &n);int arr[n];// 输入数组元素printf("Enter elements:\n");for (int i = 0; i < n; i++) {scanf("%d", &arr[i]);}// 冒泡排序bubbleSort(arr, n);// 输出排序后的数组printf("Sorted array: ");for (int i = 0; i < n; i++) {printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");return 0;
}