当前位置：首页 > article >正文

8、嵌套循环 - 循环中的循环 - 课件

article 2024/11/15 8:52:48

一、嵌套循环的基本语法结构

嵌套循环是指一个循环结构内部再包含一个或多个循环结构。这种结构用于处理需要多重遍历或多重条件判断的场景。

基本语法

for (初始化表达式1; 条件表达式1; 更新表达式1) {
    // 外层循环代码块

    for (初始化表达式2; 条件表达式2; 更新表达式2) {
        // 内层循环代码块
    }
    
    // 外层循环代码块中的其他代码
}

说明:

外层循环会首先执行，控制循环的主流程。
内层循环在每次外层循环的迭代中执行，通常用于处理更细粒度的操作。
内层循环执行完毕后，控制权返回到外层循环，外层循环更新并再次判断条件，直到外层循环结束。

例子：

假设我们需要打印一个简单的乘法表，如下所示：

1x1=1
1x2=2 2x2=4
1x3=3 2x3=6 3x3=9
...

代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 外层循环：控制乘法表的行数
    for (int i = 1; i <= 9; i++) {
        // 内层循环：控制每一行中的列数
        for (int j = 1; j <= i; j++) {
            // 打印乘法表中的每一个元素
            cout << j << "x" << i << "=" << j * i << " ";
        }
        // 每打印完一行后，换行
        cout << endl;
    }
    
    return 0;
}

输出结果

1x1=1 
1x2=2 2x2=4 
1x3=3 2x3=6 3x3=9 
1x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=16 
1x5=5 2x5=10 3x5=15 4x5=20 5x5=25 
1x6=6 2x6=12 3x6=18 4x6=24 5x6=30 6x6=36 
1x7=7 2x7=14 3x7=21 4x7=28 5x7=35 6x7=42 7x7=49 
1x8=8 2x8=16 3x8=24 4x8=32 5x8=40 6x8=48 7x8=56 8x8=64 
1x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=81

在这个例子中，外层循环控制行数，而内层循环控制每行中要输出的乘法计算。通过嵌套循环，我们能够生成一张标准的九九乘法表。

二、课堂练习

例子1: 打印矩形星号图案

题目描述

编写一个程序，使用嵌套循环打印一个由*组成的矩形图案。假设矩形的宽度为5，高度为3。

代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int width = 5;
    int height = 3;

    for (int i = 0; i < height; i++) { // 外层循环控制行数
        for (int j = 0; j < width; j++) { // 内层循环控制每行的列数
            cout << "*"; // 打印星号
        }
        cout << endl; // 每打印完一行，换行
    }

    return 0;
}

输出结果

*****
*****
*****

解析

外层循环负责控制矩形的行数，而内层循环则负责在每一行中打印固定数量的星号。每次内层循环结束后，通过cout << endl;将光标移到下一行，从而形成矩形的效果。

例子2: 打印直角三角形星号图案

题目描述

编写一个程序，使用嵌套循环打印一个直角三角形图案。假设三角形的高度为4。

代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int height = 4;

    for (int i = 1; i <= height; i++) { // 外层循环控制行数
        for (int j = 1; j <= i; j++) { // 内层循环控制每行的星号数量
            cout << "*"; // 打印星号
        }
        cout << endl; // 每打印完一行，换行
    }

    return 0;
}

输出结果

*
**
***
****

解析

在这个例子中，外层循环控制三角形的高度，而内层循环根据当前行数控制星号的打印数量，从而形成直角三角形的形状。

例子3: 打印倒直角三角形星号图案

题目描述

编写一个程序，使用嵌套循环打印一个倒直角三角形图案。假设三角形的高度为5。

代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int height = 5;

    for (int i = height; i >= 1; i--) { // 外层循环控制行数
        for (int j = 1; j <= i; j++) { // 内层循环控制每行的星号数量
            cout << "*"; // 打印星号
        }
        cout << endl; // 每打印完一行，换行
    }

    return 0;
}

输出结果

*****
****
***
**
*

解析

这个程序与例子2类似，只是外层循环控制行数的方向相反（从高到低），内层循环的终止条件依赖于外层循环的当前值，从而实现倒直角三角形的效果。

例子4: 打印乘法表（九九表）

题目描述

编写一个程序，使用嵌套循环打印标准的九九乘法表。

代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    for (int i = 1; i <= 9; i++) { // 外层循环控制乘数
        for (int j = 1; j <= i; j++) { // 内层循环控制被乘数
            cout << j << "x" << i << "=" << j * i << " "; // 打印乘法结果
        }
        cout << endl; // 每打印完一行，换行
    }

    return 0;
}

输出结果

1x1=1 
1x2=2 2x2=4 
1x3=3 2x3=6 3x3=9 
1x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=16 
1x5=5 2x5=10 3x5=15 4x5=20 5x5=25 
1x6=6 2x6=12 3x6=18 4x6=24 5x6=30 6x6=36 
1x7=7 2x7=14 3x7=21 4x7=28 5x7=35 6x7=42 7x7=49 
1x8=8 2x8=16 3x8=24 4x8=32 5x8=40 6x8=48 7x8=56 8x8=64 
1x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=81

解析

在这个例子中，外层循环控制乘数的范围（从1到9），内层循环控制被乘数的范围（从1到当前的乘数）。每次内层循环结束后打印一行乘法结果，形成九九乘法表。

例子5: 打印空心矩形星号图案

题目描述

编写一个程序，使用嵌套循环打印一个空心的矩形图案。假设矩形的宽度为6，高度为4。

代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int width = 6;
    int height = 4;

    for (int i = 0; i < height; i++) { // 外层循环控制行数
        for (int j = 0; j < width; j++) { // 内层循环控制每行的列数
            // 打印矩形边缘的星号，内部为空格
            if (i == 0 || i == height - 1 || j == 0 || j == width - 1) {
                cout << "*";
            } else {
                cout << " ";
            }
        }
        cout << endl; // 每打印完一行，换行
    }

    return 0;
}