引言
C语言是一门面向过程的、抽象化的通用程序设计语言，广泛应用于底层开发。它在编程语言中具有举足轻重的地位。
此文为【C语言必知必会】第六篇，基于进行C语言循环结构的编程题专项练习，结合专题优质题目，带领读者从0开始，深度掌握知识点。
文章目录
- 1️⃣ 前言
- 2️⃣PTA专项练习
- 7-1 统计一行字符中各类字符的个数
- 7-2 打印九九口诀表
- 7-3 二分法求多项式单根
- 7-4 梅森数
- 7-5 单词长度
- 7-6 21循环-求和3
- 7-7 21循环-金字塔
- 3️⃣ 总结
1️⃣ 前言
在【C语言必知必会】系列中，我们学习了顺序结构、选择结构、循环结构等，同时也通过专项练习进行了知识点的巩固和手敲代码的锻炼。
在子系列中，我们将基于PTA教学平台，向C语言学习者提供更优质的题目与更巧妙、精髓的解题思想与方法。
PTA是一个程序设计类实验辅助教学平台,由千名老师共同建设,里面包含了上万道高质量题目,用户量达百万。
在本讲中，将深入讲解循环结构编程题，在思想上引领读者，带领读者在理论结合实际的基础上更好地学习、吸收、掌握C语言。
2️⃣PTA专项练习
接下来，开始我们的循环结构专篇练习。
7-1 统计一行字符中各类字符的个数
用户输入一行字符（以回车符作为结束），请统计这行字符中，大小写字母个数、数字字符个数、空格个数和其它字符个数。
输入格式:
一行字符，以回车符作为结束。
输出格式:
输出4个以空格作为间隔的整数，分别代表大小写字母个数、数字字符个数、空格个数和其它字符的个数。
输入样例:
Tersfi23&* sdf A$
输出样例:
10 2 4 3
解题思路：
使用while语句结合getchar函数来匹配回车符
代码如下：
#include <stdio.h>
int main()
{
int zimu=0,shuzi=0,space=0,other=0;
char c;
while((c=getchar())!='\n')
{
if((c>='a'&&c<='z')||(c>='A'&&c<='Z'))
{
zimu++;
}
else if(c>='0'&&c<='9')
{
shuzi++;
}
else if(c==' ')
{
space++;
}
else{
other++;
}
}
printf("%d %d %d %d",zimu,shuzi,space,other);
}
7-2 打印九九口诀表
下面是一个完整的下三角九九口诀表：
1*1=1
1*2=2 2*2=4
1*3=3 2*3=6 3*3=9
1*4=4 2*4=8 3*4=12 4*4=16
1*5=5 2*5=10 3*5=15 4*5=20 5*5=25
1*6=6 2*6=12 3*6=18 4*6=24 5*6=30 6*6=36
1*7=7 2*7=14 3*7=21 4*7=28 5*7=35 6*7=42 7*7=49
1*8=8 2*8=16 3*8=24 4*8=32 5*8=40 6*8=48 7*8=56 8*8=64
1*9=9 2*9=18 3*9=27 4*9=36 5*9=45 6*9=54 7*9=63 8*9=72 9*9=81
本题要求对任意给定的一位正整数N，输出从1*1到N*N的部分口诀表。
输入格式：
输入在一行中给出一个正整数N（1≤N≤9）。
输出格式：
输出下三角N*N部分口诀表，其中等号右边数字占4位、左对齐。
输入样例：
4
输出样例：
1*1=1
1*2=2 2*2=4
1*3=3 2*3=6 3*3=9
1*4=4 2*4=8 3*4=12 4*4=16
解题思路：
-
使用for循环嵌套
-
当两个乘数相等时换行
代码如下：
#include <stdio.h>
int main()
{
int i,j;
int n;
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++)
{
for(j=1;j<=i;j++)
{
printf("%d*%d=%4d",j,i,j*i);
if(i==j)
{
printf("\n");
}
}
}
}
注意：
- 表示左对齐，而 4 表示占据4位宽度
右对齐直接%4d就行
7-3 二分法求多项式单根
二分法求函数根的原理为：如果连续函数f(x)在区间[a,b]的两个端点取值异号，即f(a)f(b)<0，则它在这个区间内至少存在1个根r，即f®=0。
二分法的步骤为：
- 检查区间长度，如果小于给定阈值，则停止，输出区间中点(a+b)/2；否则
- 如果f(a)f(b)<0，则计算中点的值f((a+b)/2)；
- 如果f((a+b)/2)正好为0，则(a+b)/2就是要求的根；否则
- 如果f((a+b)/2)与f(a)同号，则说明根在区间[(a+b)/2,b]，令a=(a+b)/2，重复循环；
- 如果f((a+b)/2)与f(b)同号，则说明根在区间[a,(a+b)/2]，令b=(a+b)/2，重复循环。
本题目要求编写程序，计算给定3阶多项式f(x)=a3*x^3+a2*x^2+a1*x+a0在给定区间[a,b]内的根。
输入格式：
输入在第1行中顺序给出多项式的4个系数a3、a2、a1、a0，在第2行中顺序给出区间端点a和b。题目保证多项式在给定区间内存在唯一单根。
输出格式：
在一行中输出该多项式在该区间内的根，精确到小数点后2位。
输入样例：
3 -1 -3 1
-0.5 0.5
输出样例：
0.33
解题思路：
按照题目要求构建代码即可
代码如下：
#include<stdio.h>
int main()
{
double a0,a1,a2,a3,a,b;
scanf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf",&a3,&a2,&a1,&a0,&a,&b);
while((b-a)>0.01)
{
double s=(a+b)/2;
double fs=a3*s*s*s+a2*s*s+a1*s+a0;
double fa=a3*a*a*a+a2*a*a+a1*a+a0;
double fb=a3*b*b*b+a2*b*b+a1*b+a0;
if(fs==0){
printf("%lf",s);
}
if(fa*fb<=0)
{
if(fs/fa>0)
a=s;
else
b=s;
}
}
printf("%.2lf",(a+b)/2);
return 0;
}
7-4 梅森数
形如2n−1的素数称为梅森数（Mersenne Number）。例如22−1=3、23−1=7都是梅森数。1722年，双目失明的瑞士数学大师欧拉证明了2^31−1=2147483647是一个素数，堪称当时世界上“已知最大素数”的一个记录。
本题要求编写程序，对任一正整数n（n<20），输出所有不超过2n−1的梅森数。
输入格式：
输入在一行中给出正整数n（n<20）。
输出格式：
按从小到大的顺序输出所有不超过2n−1的梅森数，每行一个。如果完全没有，则输出“None”。
输入样例：
6
输出样例：
3
7
31
解题思路：
先满足2^n-1的形式，再计算是否为素数
代码如下：
#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
int n,i,c,j,ge=0;
scanf("%d",&n);
for(i=2;i<=n;i++) //满足梅森数的形式
{
c=pow(2,i)-1;
for(j=2;j<=c-1;j++)
{
if(c%j==0)
{
break; //不是素数
}
}
if(j>c-1) //是素数的条件
{
printf("%d\n",c);
ge++;
}
}
if(ge==0)
{
printf("None");
}
}
7-5 单词长度
你的程序要读入一行文本，其中以空格分隔为若干个单词，以.结束。你要输出每个单词的长度。这里的单词与语言无关，可以包括各种符号，比如it's算一个单词，长度为4。注意，行中可能出现连续的空格；最后的.不计算在内。
输入格式：
输入在一行中给出一行文本，以.结束
提示： 用scanf("%c",...);来读入一个字符，直到读到.为止。
输出格式：
在一行中输出这行文本对应的单词的长度，每个长度之间以空格隔开，行末没有最后的空格。
输入样例：
It's great to see you here.
输出样例：
4 5 2 3 3 4
解题思路：
使用循环读取字符，直到读取到 . 字符或者无法继续读取为止。
在循环中，判断当前读取的字符是否为空格。如果是空格，则说明一个单词的长度统计完成，需要输出该单词的长度，并将 wordCount 加一，wordLength 归零。
如果当前字符不是空格，则说明当前字符属于一个单词内部，将 wordLength 加一以统计单词的长度。
循环结束后，需要处理最后一个单词。如果 wordLength 大于0，说明最后一个单词的长度统计完成，需要输出该单词的长度，并将 wordCount 加一。
代码如下：
#include <stdio.h>
int main() {
char ch;
int wordCount = 0; // 单词计数器
int wordLength = 0; // 当前单词长度
while (scanf("%c", &ch) == 1 && ch != '.') {
if (ch == ' ') {
if (wordLength > 0) {
printf("%d ", wordLength);
wordCount++;
wordLength = 0;
}
} else {
wordLength++;
}
}
// 输出最后一个单词的长度
if (wordLength > 0) {
printf("%d", wordLength);
wordCount++;
}
printf("\n");
return 0;
}
7-6 21循环-求和3
sxtc爱做数学题，今天他又拿到一道数学题：
注意答案有可能很大，请对114514取模。
他希望擅长求和的你帮他解出这个求和问题。
输入格式:
读入两个数n,k。
输出格式:
输出求和结果，请对答案取模114514。
输入样例:
在这里给出一组输入。例如：
11451 4
输出样例:
在这里给出相应的输出。例如：
113968
解题思路：
使用两个嵌套的 for 循环来计算积和求和。外层循环控制变量 i 从1到 n，内层循环控制变量 e 从1到 k。在每次内层循环中，通过 d = (d * c) % 114514 实现了累乘的操作，并将结果存储在变量 d 中。
在外层循环的每次迭代结束后，将 d 累加到变量 f 中，并在累加之前通过 % 114514 运算符对 d 进行取模操作。最后，通过 % 114514 运算符对 f 进行取模操作，并输出结果。
代码如下：
#include <stdio.h>
int main() {
int n, k;
scanf("%d%d", &n, &k);
int d = 1;
int f = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int e = 1; e <= k; e++) {
d = (d * i) % 114514;
}
f = (f + d) % 114514;
d = 1;
}
printf("%d", f);
return 0;
}
7-7 21循环-金字塔
SeraphJACK正在摆积木。他想用这些积木垒成一座金字塔。同时摆好金字塔之后，他为每层积木涂上不同的颜色，这些颜色用从1开始的正整数表示，从最底层开始涂色。现在告诉你SeraphJACK有n块积木，请输出他用这些积木能摆出并涂色的最大金字塔。（金字塔形状详见样例,0表示这个位置没有积木）
输入格式:
一个整数n,1<=n<=1000
输出格式:
涂色后的金字塔
输入样例1:
在这里给出一组输入。例如：
11
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：
0004000
0030300
0202020
1010101
输入样例2:
在这里给出一组输入。例如：
1
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：
1
解题思路：
外层使用 for 循环，用于确定金字塔的层数。通过不断增加 b（层数） 的值，直到满足积木数量 b * (b + 1) / 2 大于或等于输入的积木数量 a。
内层嵌套使用两个 while 循环，用于打印每一层的积木。其中，第一个 while 循环控制层数，从第一层开始到倒数第二层。第二个 while 循环控制打印每一层的积木个数和颜色。
在第二个 while 循环中，根据打印位置的关系来判断是否打印积木和积木的颜色。若当前位置在金字塔的边缘或超出边缘范围，则打印0；否则，根据 (d-b+1+c)%2==1 的条件判断来决定打印的颜色。
代码如下：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a,b,c=1,d;
scanf("%d",&a);
for(b=1;b*(b+1)/2<=a;b++);
while(c<=(b-1))
{
d=1;
while(d<=2*b-3)
{
if(d<=(b-1-c)||d>b-2+c)
printf("0");
else if((d-b+1+c)%2==1)
printf("%d",b-c);
else printf("0");
d++;
}
printf("\n");
c++;
}
return 0;
}
3️⃣ 总结
此文为 【C语言必知必会】子系列第六篇 ，通过以题代练的形式带领读者掌握C语言的循环结构，带领读者从0开始，深度掌握知识点。
以题代练对于C语言的学习是十分重要的，专栏将持续提供优质C语言编程题与理论课的学习，带领读者全方位掌握C语言。读者可订阅专栏持续跟进。
