Cprogramming 简明教程

Nested Loops in C

在编程环境中，“嵌套”一词是指特定编程元素内嵌于另一个类似元素中。例如，嵌套循环、{s4}、{s5} 等。

Nested Loops

当 C 中的循环结构用于另一个循环的主体中时，我们称之为{s6}（或循环内循环）。其中，包含其它循环的循环被称为{s7}。被包含的循环被称为{s8}。

General Syntax of Nested Loops

嵌套循环的一般形式如下 −

Outer loop {
   Inner loop {
      ...
      ...
   }
   ...
}

C 为 {s13} 提供了三个关键字 - {s14}、{s15} 和 {s16}。嵌套可以针对这三类循环执行。这意味着你可以在 {s9} 循环内嵌一个 {s10} 循环、{s11} 循环内嵌一个 {s12} 循环，或者执行其他任意的组合。

嵌套循环的一般行为是，针对外层循环的每次迭代，内层循环都完成所有迭代。

Nested For Loops

{s17} 非常常见。如果外层循环和内层循环预期每个执行三次迭代，那么最内层陈述的总迭代次数将为“3 * 3 = 9”。

Example: Nested for Loop

请看以下示例：

#include <stdio.h>

int main(){

   int i, j;

   // outer loop
   for(i = 1; i <= 3; i++){

      // inner loop
      for(j = 1; j <= 3; j++){
         printf("i: %d j: %d\n", i, j);
      }
      printf("End of Inner Loop \n");
   }
   printf("End of Outer Loop");

   return 0;
}

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

i: 1 j: 1
i: 1 j: 2
i: 1 j: 3
End of Inner Loop

i: 2 j: 1
i: 2 j: 2
i: 2 j: 3
End of Inner Loop

i: 3 j: 1
i: 3 j: 2
i: 3 j: 3
End of Inner Loop

End of Outer loop

Explanation of Nested Loop

现在，我们分析上面的程序如何工作。当遇到外层循环时，“i”是外层循环的循环变量，它被初始化为 1。由于测试条件（a ⇐ 3）为真，程序进入外层循环主体。

程序到达内层循环，“j”是控制内层循环的变量，它被初始化为 1。由于内层循环的测试条件（j ⇐ 3）为真，程序进入内层循环。打印 “a” 和 “b” 的值。

程序到达内层循环的末尾。其变量“j”被递增。控制跳转到步骤 4，直到条件（j ⇐ 3）为真。

当测试条件变为假（因为“j”变为 4 时），控制就会退出内部循环。此时遇到外部循环的末尾。控制外部变量的变量“i”会被递增，且控制跳转至步骤 3。由于这是内部循环的开始，“j”会被再次设置为 1。

内部循环完成其迭代并再次结束。在外部循环的测试条件 (i ⇐ 3) 变为假之前，步骤 4 至 8 将被重复。在外部循环的末尾，“i”和“j”分别变为 4 和 4。

结果显示，对于外部循环变量的每个值，内部循环变量都会获取所有值。打印出的总行数为“3 * 3 = 9”。

Nesting a While Loop Inside a For Loop

任何类型的循环都可以嵌套在任何其他类型中。让我们通过在外部 for 循环中放置一个 while 循环，对上述示例进行重写。

Example: Nested Loops (while Loop Inside for Loop)

请看以下示例：

#include <stdio.h>

int main(){

   int i, j;

   // outer for loop
   for (i = 1; i <= 3; i++){

      // inner while loop
      j = 1;
      while (j <= 3){
         printf("i: %d j: %d\n", i, j);
         j++;
      }
      printf("End of Inner While Loop \n");
   }
   printf("End of Outer For loop");

   return 0;
}
i: 1 j: 1
i: 1 j: 2
i: 1 j: 3
End of Inner While Loop

i: 2 j: 1
i: 2 j: 2
i: 2 j: 3
End of Inner While Loop

i: 3 j: 1
i: 3 j: 2
i: 3 j: 3
End of inner while Loop

End of outer for loop

程序员在很多应用程序中使用嵌套循环。让我们来看一些嵌套循环的更多示例。

C Nested Loops Examples

Example: Printing Tables

以下程序借助两个嵌套 for 循环来打印 1 到 10 的表格。

#include <stdio.h>

int main(){

   int i, j;
   printf("Program to Print the Tables of 1 to 10 \n");

   // outer loop
   for(i = 1; i <= 10; i++){

      // inner loop
      for(j = 1; j <= 10; j++){
         printf("%4d", i*j);
      }
      printf("\n");
   }
   return 0;
}

Output

运行代码并检查其输出：

Program to Print the Tables of 1 to 10
    1    2    3    4    5    6    7    8    9   10
    2    4    6    8   10   12   14   16   18   20
    3    6    9   12   15   18   21   24   27   30
    4    8   12   16   20   24   28   32   36   40
    5   10   15   20   25   30   35   40   45   50
    6   12   18   24   30   36   42   48   54   60
    7   14   21   28   35   42   49   56   63   70
    8   16   24   32   40   48   56   64   72   80
    9   18   27   36   45   54   63   72   81   90
   10   20   30   40   50   60   70   80   90  100

Example: Printing Characters Pyramid

以下代码打印字符串中字符的增加数。

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

int main(){

   int i, j, l;
   char x[] = "TutorialsPoint";
   l = strlen(x);

   // outer loop
   for(i = 0; i < l; i++){

      // inner loop
      for(j = 0; j <= i; j++){
         printf("%c", x[j]);
      }
      printf("\n");
   }
   return 0;
}

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

T
Tu
Tut
Tuto
Tutor
Tutori
Tutoria
Tutorial
Tutorials
TutorialsP
TutorialsPo
TutorialsPoi
TutorialsPoin
TutorialsPoint

Example: Printing Two-Dimensional Array

在此程序中，我们将展示如何使用 nested loops 来显示 two-dimensional array 的整数。外部循环控制行号，而内部循环控制列。

#include <stdio.h>

int main(){

   int i, j;
   int x[4][4] = {
      {1, 2, 3, 4},
      {11, 22, 33, 44},
      {9, 99, 999, 9999},
      {10, 20, 30, 40}
   };

   // outer loop
   for (i=0; i<=3; i++){

      // inner loop
      for(j=0; j <= 3; j++){
         printf("%5d", x[i][j]);
      }
      printf("\n");
   }
   return 0;
}

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

    1    2    3    4
   11   22   33   44
    9   99  999 9999
   10   20   30   40