C语言循环语句经典练习实例详解

计算 n 的阶乘

这是一个基础的双重目标场景：首先获取输入，然后执行累乘。需要特别注意循环控制变量的重置与乘法初始值的设定（通常为 1），以及数据类型对于大数阶乘的限制。

第1步：定义变量并获取输入

• 目的：声明用于存储结果 ret 和计数 i 的整型变量，并通过 scanf 读取用户输入的 n。
• 入口：标准输入流。
• 动作：初始化 ret = 1，注意不能用 0 否则乘积恒为 0。
• 完成状态：控制台等待输入一个整数。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n = 0;
    int i = 0;
    int ret = 1; // 初始值必须为1
    
    printf("请输入要计算的数字 n: ");
    scanf("%d", &n);
    
    if (n < 0) {
        printf("阶乘不支持负数\n");
        return 1;
    }
    
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        ret = ret * i;
    }
    
    printf("%d 的阶乘结果是: %d\n", n, ret);
    return 0;
}

计算 1! + 2! + ... + 10! 的和

此题考察嵌套循环或状态保持的思想。直接的方法是使用双重循环，但每次计算新阶乘时重置计数器效率较低；优化方法是在一次遍历中保留上一次迭代的结果（即当前的阶乘值）进行累乘。

第2步：使用单次循环优化求解

• 目的：避免重复计算前缀阶乘，利用数学规律 n! = (n-1)! * n 提升效率。
• 参数：sum 用于累加总和，ret 用于暂存当前 n! 的值。
• 关键操作：在循环体内，先更新 ret 为新的阶乘值，再将其加入 sum。

// 高效解法：时间复杂度 O(n)
int main()
{
    int sum = 0;
    int ret = 1;
    
    for (int n = 1; n <= 10; n++)
    {
        ret *= n;     // 累积计算阶乘：ret = 1*2*...*n
        sum += ret;   // 将当前阶乘值加入总和
    }
    
    printf("1!+...+10! = %d\n", sum);
    return 0;
}

注：若使用双重循环，内层需从 1 遍历至 i 重新计算阶乘，会导致大量冗余运算。

在有序数组中查找特定数字（二分查找）

当数组有序时，二分查找（Binary Search）能将对分搜索的时间复杂度降至 $O( ext{log} n)$。核心在于维护左闭右开的区间或者左闭右闭区间，并安全地计算中间索引以防止溢出。

第3步：实现安全的二分查找逻辑

• 前提：数组必须是有序的（升序或降序）。
• 入口：已排序的数组 arr，目标值 k，数组长度 sz。
• 动作：使用 while (left <= right) 确保覆盖整个区间。中间点计算推荐使用 left + (right - left) / 2 而非 (left + right) / 2，以防两整数相加溢出。
• 判断：若中间值大于目标值，缩小右边界 right = mid - 1；反之扩大左边界。

#include <stdio.h>

int main()
{
    // 假设这是一个已经排好序的数组
    int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
    int k = 7; // 我们要查找的数字
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    int left = 0;
    int right = sz - 1;
    
    while (left <= right)
    {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        
        if (arr[mid] < k)
        {
            left = mid + 1;
        }
        else if (arr[mid] > k)
        {
            right = mid - 1;
        }
        else
        {
            printf("找到了，下标是: %d\n", mid);
            break;
        }
    }
    
    if (left > right)
    {
        printf("找不到该元素\n");
    }
    
    return 0;
}

演示多个字符从两端向中间汇聚

这是一个涉及字符串操作与系统调用的趣味案例。通常利用 Windows API 提供的屏幕清除与休眠函数来制造动态效果，模拟进度条或加载动画。

第4步：构建字符交互与动态刷新

• 包含头文件：需要 <string.h> 用于获取字符串长度，<windows.h> 用于 Sleep 和 system("cls")。
• 左右指针：设置 left = 0 和 right = strlen(src_str) - 1。注意源字符串末尾有 '\0'，因此有效字符数是长度减 1。
• 渲染循环：将源字符串对应位置的字拷贝至目标显示数组，打印后暂停并清屏。当 left > right 时停止。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <windows.h>

int main()
{
    char src[] = "welcome to bit!!!!!!";
    // 初始化目标字符串，填充占位符以便观察变化
    char dest[20]; 
    strcpy(dest, src); 
    // 也可以手动填充其他符号如 '#'
    memset(dest, '#', strlen(src)); 
    dest[strlen(src)] = '\0';
    
    int left = 0;
    int right = strlen(src) - 1; // 去除末尾 \0 的位置
    
    while (left <= right)
    {
        dest[left] = src[left];
        dest[right] = src[right];
        
        printf("%s\n", dest);
        Sleep(500); // 暂停500毫秒
        system("cls"); // 清屏
        
        left++;
        right--;
    }
    
    return 0;
}

模拟用户登录情景（限制次数）

实际开发中常见的业务逻辑。涉及循环控制退出条件和字符串内容的比较方式。严禁对 char 数组使用 == 进行比较，而应调用库函数 strcmp。

第5步：实现受限次数的权限验证

• 规则：用户最多输入 3 次密码。若匹配则中断循环并提示成功；若循环完整执行完未匹配，则判定失败。
• 陷阱提醒：scanf 读取字符串时不需要取地址符 &，因为数组名本身就是首地址。另外原代码中变量名拼写错误需修正（如 passsword → password）。
• 比较逻辑：使用 strcmp(str1, str2) == 0 表示相等。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    int i = 0;
    char password[20] = {0};
    const char *correct_pwd = "123456"; // 预设正确密码
    
    for(i = 0; i < 3; i++)
    {
        printf("请输入密码: ");
        scanf("%s", password);
        
        if(strcmp(password, correct_pwd) == 0)
        {
            printf("密码正确，登录成功！\n");
            break; // 登录成功，跳出循环
        }
        else
        {
            printf("密码错误，剩余机会: %d\n", 2 - i);
        }
    }
    
    if (i == 3)
    {
        printf("三次密码均错误，退出程序。\n");
    }
    
    return 0;
}

以上就是C语言中循环语句练习实例的详细内容，更多关于C语言编程技巧的资料请关注本站其它相关文章！