C程式設計導論-for與while迴圈

### C程式設計導論 ### for與while迴圈 ---  <h3 class="text-left"> Table of Contents </h3> - 認識迴圈結構 - while與for迴圈 - 巢狀迴圈 - 其他酷酷的迴圈操作 - 程式範例 - 例題練習 ----  ### 為了節省講義空間 ### 從這裡開始會習慣性省略以下幾行程式 ```cpp #include<stdio.h> int main(){ return 0; } ```  ---  ### 認識迴圈結構 ----  **程式是寫給電腦的指令** **當我們寫很多指令的時候**  **程式也會越亂越雜**  ----  **尤其是在寫重複的指令時常常會感到厭煩** **例如說變數$n$加變數$a$共$100$次**  **我們用之前的方法來說就要寫成下一頁那樣**  ----  ```cpp n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; n += a; ``` **超級麻煩**  ----  **因此我們需要有一個指令來代表重複的動作** ![image](https://hackmd.io/_uploads/SJKRBkNOC.png =20%x) ----  **除此之外** **一個迴圈不可能永遠重複下去** **因此我們需要設立一個運行的條件**  ----  **舉個例子** **假設我們今天想把變數$a$乘$10$次數字$7$** **並輸出結果$a$**  ----  **那我們就需要一個計數器cnt去紀錄到底做了幾次** ----  **流程圖** ```mermaid flowchart LR st((開始)):::A cnt1[cnt歸零]:::P t1{cnt是否<10}:::K t2[cnt=cnt+1]:::P t3[a=a*7]:::P a[輸出a]:::P ed((結束)):::A st --> cnt1 --> t1 --> |NO|a --> ed t1 --> |YES|t2 --> t3 --> t1 classDef A stroke:#f00, fill:#fff classDef K stroke:#0f0, fill:#fff classDef P stroke:#00f, fill:#fff ``` ---  ### while與for迴圈 ----  **接下來講一下迴圈在C語言的實現方式** ----  **C語言的迴圈主要有兩種** - **for迴圈** - **while迴圈**  ----  <h3 class="text-left"> while迴圈語法 </h3> ```cpp while(條件){ ...程式敘述... } ``` ----  <h3 class="text-left"> for迴圈語法 </h3> ```cpp for(初值; 條件; 變數更新){ ...程式敘述... } ``` ----  **會發現for比while複雜一點** **多了初值、變數更新**  ----  **for迴圈多出的這些東西可以當作計數器** ----  **比如說剛剛的例子** **變數$a$乘$10$次數字$7$並輸出**  ```cpp int a = 5, cnt; for(cnt = 0; cnt < 10; cnt += 1){ a *= 7; } printf("%d", a); ``` ----  **當然也可以用while迴圈實現** ```cpp int a = 5, cnt = 0; while(cnt < 10){ a *= 7; cnt += 1; } printf("%d", a); ``` ----  **小技巧** **以下這部分** ```cpp cnt += 1; ``` **可以寫成** ```cpp cnt++; ``` ----  **小技巧** ```cpp int i; for(i = 0; i < n; i++) ``` **可以寫成** ```cpp for(int i = 0; i < n; i++) ``` **這樣寫就會變成在迴圈裡宣告i** **當離開迴圈 i就不能用了** --- ### 巢狀迴圈 ----  **巢狀迴圈就是把兩個迴圈疊在一起** ```cpp for(int i = 0; i < n; i++){ for(int j = 0; j < m; j++){ for(int k = 0; k < o; k++){ ...程式敘述... } } } ``` **等等範例會碰到** ---  ### 其他酷酷的迴圈操作 ----  <h3 class="text-left"> End of File </h3> **有些題目可能會要求輸入到資料末尾** **也就是End of File (簡稱EOF)** **那輸入就可以這樣用while包著** ```cpp while(scanf("%d", &n) != EOF){ // 程式內容寫這邊~ } ``` ----  <h3 class="text-left"> 取最大值 </h3> **先初始化一個變數mx** **使mx成為一個極小的數字** **接下來對每一筆輸入tmp判斷如果mx小於tmp** **那就讓mx=tmp** ---- **程式碼如下** ```cpp int mx = -1, n; scanf("%d", &n); for(int i = 0, tmp; i < n; i++){ scanf("%d", &tmp); if(mx < tmp) mx = tmp; } printf("%d", tmp); ``` ---- **反之亦然如果要取最小值就需要做相反的事** **至於要怎麼寫就讓讀者自行摸索應該很[trivial](https://blog.gcos.me/post/2012-09-11_trivial-and-non-trivial/)** ---  ### 程式範例 ----  <h3 class="text-left"> 範例1：加總 </h3> **寫出一個程式輸出$1^4+2^4+...+50^4$的答案** ----  ```cpp #include <stdio.h> int main() { int ans = 0; for (int i = 0; i <= 50; i++) { ans += i * i * i * i; } printf("%d", ans); return 0; } ``` ----  <h3 class="text-left"> 範例2：加總 </h3> **輸入兩數$n$與$m$** **輸出$1^n+2^n+...+m^n$的答案** **提示：要用到巢狀迴圈**  ----  ```cpp #include <stdio.h> int main() { int n, m, ans = 0; scanf("%d %d", &n, &m); for (int i = 1; i <= m; i++) { int tmp = 1; for (int j = 0; j < n; j++) { tmp *= i; } ans += tmp; } printf("%d", ans); return 0; } ``` ----  <h3 class="text-left"> 範例3：印出三角形 </h3> <p style="position: relative; right: 100px"> <b> 輸入一個數字n <br> 輸出兩股為n的等腰直角三角形 </b> </p> <img src="https://hackmd.io/_uploads/r1VAdxZ_C.png" style="position: absolute; right: 100px; top: 30px;"> ----  ```cpp #include <stdio.h> int main() { int n; scanf("%d", &n); for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < i + 1; j++) { printf("*"); } printf("\n"); } return 0; } ``` ---  ### 例題練習 ----  [Zerojudge b971. 等差數列](https://zerojudge.tw/ShowProblem?problemid=b971) [Zerojudge b970. 我不說髒話 (續)](https://zerojudge.tw/ShowProblem?problemid=b970) [Zerojudge c418. 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