文档章节

c语言循环的小艺术 by

稀饭桶子
 稀饭桶子
发布于 2013/08/13 14:54
字数 2121
阅读 20
收藏 0
点赞 0
评论 0
写代码,有两类追求,一种是追求实用(Coder),一种是追求代码艺术(Artist)
我是那种追实用追腻了,偶然追一下艺术(就是偶然和艺术有一腿)的那种Coder


很多人,已经习惯了for(i=0; i<n; i++)这种单调的循环,虽然这的确的使用率最高,
但在特殊场合,特殊的循环写法,不但能提升循环的效率,还能使代码更精巧

1. 质数判断
对于这个,很多人可能会直接这样写: int isPrime(int n) //函数返回1表示是质数,返回0表示不是质数 { int i; for (i = 2; i < n; i++) if (n % i == 0) break; return i >= n;
}

又或者,有的人知道平方根的优化: int isPrime(int n)
{ int i, s = (int)(sqrt((double)n) + 0.01); for (i = 2; i <= s; i++) if (n % i == 0) break; return i > s;
}

再或者,消除偶数: int isPrime(int n)
{ int i, s = (int)(sqrt((double)n) + 0.01); if (n <= 3) return 1; if (n % 2 == 0) return 0; for (i = 3; i <= s; i += 2) if (n % i == 0) break; return i > s;
}

当然,这样还不是很够的话,我们可以考虑这个事实:
所有大于4的质数,被6除的余数只能是1或者5
比如接下来的5,7,11,13,17,19都满足

所以,我们可以特殊化先判断2和3
但后面的问题就出现了,因为并非简单的递增,从5开始是+2,+4,+2,+4,....这样递增的
这样的话,循环应该怎么写呢?

首先,我们定义一个步长变量step,循环大概是这样 for (i = 5; i <= s; i += step)
那么,就是每次循环,让step从2变4,或者从4变2
于是,可以这么写: #include <stdio.h> #include <math.h> int isPrime(int n)
{ int i, s = (int)(sqrt((double)n) + 0.01), step = 4; if (n <= 3) return 1; if (n % 2 == 0) return 0; if (n % 3 == 0) return 0; for (i = 5; i <= s; i += step)
    { if (n % i == 0) break;
        step ^= 6;
    } return i > s;
} int main()
{ int n; for (n = 2; n < 100; ++n) //找出 2 - 100 的质数并输出 { if (isPrime(n)) printf("%d,", n);
    } getchar(); return 0;
}

如上代码,一个 step ^= 6; 完成step在2和4之间转换(这个 ^ 符号是C里的异或运算)
理由是,2化二进制是010,4是100,6是110,于是2异或4得到6:
2 ^ 4 => 6
6 ^ 2 => 4
6 ^ 4 => 2

于是利用异或,就可以构造这种步长在两个值之间来回变化的循环
思考题:前面说的是双值循环,那么如何构造三值或者四值循环?








2.菱形打印

很多人,打印菱形在控制台的思路是,把菱形上下拆分,分两段很接近的代码来打印,
其实这样代码很不好看,并且不好阅读
我们知道,要打印的图案是这种:
    *
   ***
  *****
   ***
    *

满足上下对称,左右对称,那么,你能不能也弄一个二重循环,同样是对称的?
很简单,首先我们要抛开习惯性思维,for循环不一定要在0开始或者0结束
我们可以让循环从 -c 到 c ,这样不就轻松产生一个对称的吗?(只要取个绝对值)
我们把菱形的中心看成是坐标0,0,那么,会输出星号的坐标,是 |x| + |y| <= c 的点

由此可得 #include <stdio.h> #define IABS(x) ( (x) >= 0 ? (x) : -(x) ) //定义一个计算绝对值的宏 void print(int size) // size是这个菱形的半径,直径会是size * 2 + 1 { int x, y; for (y = -size; y <= size; y++)
    { for (x = -size; x <= size; x++)
        { if ( IABS(x) + IABS(y) <= size ) //x和y各自的绝对值的和,即 |x| + |y| <= size putchar('*'); else putchar(' ');
        } putchar('\n');
    }
} int main()
{ print(5); //输出一个半径为5的菱形 getchar(); return 0;
}

如果我需要得到空心菱形呢?非常非常简单,因为菱形边界上的点,满足的是|x| + |y| == c
所以,我们只要把那个if里的小于等于号,改成双等于号 == 就可以了

再类似地,如果我不要*号,我要最外层是字母A,然后里一层是B这样呢?即: A
   ABA
  ABCBA
   ABA
    A 那么,我们只要在putchar那里做一个字符计算: void print(int size) // size是这个菱形的半径,直径会是size * 2 + 1 { int x, y; for (y = -size; y <= size; y++)
    { for (x = -size; x <= size; x++)
        { if ( IABS(x) + IABS(y) <= size ) //x和y各自的绝对值的和,即 |x| + |y| <= size putchar( 'A' + (size - IABS(x) - IABS(y)) ); //留意这里的计算方法 else putchar(' ');
        } putchar('\n');
    }
}

类似地,如果我们要打印的是X形:
  *   *
   * *
    *
   * *
  *   *
同样可以利用这个思路完成,这题就作为思考题吧








3. 奇数阶幻方
所谓幻方(最基本的那种),就是横,竖,对角线上的数的和等于一个常数的数字方阵
4 3 8
9 5 1
2 7 6

以上这个图,有什么规律?容易写成代码吗?

我们把这个图,向右复制五次,向下复制三次,展开一下:

 4  3  8  4  3  8  4  3  8  4  3  8  4  3  8
 9  5 [1] 9  5  1  9  5  1  9  5  1  9  5  1
 2  7  6 [2] 7  6  2  7  6  2  7  6  2  7  6
 4  3  8  4 [3] 8 [4] 3  8  4  3  8  4  3  8
 9  5  1  9  5  1  9 [5] 1  9  5  1  9  5  1
 2  7  6  2  7  6  2  7 [6] 2 [7] 6  2  7  6
 4  3  8  4  3  8  4  3  8  4  3 [8] 4  3  8
 9  5  1  9  5  1  9  5  1  9  5  1 [9] 5  1
 2  7  6  2  7  6  2  7  6  2  7  6  2  7  6

注意中括号数字的走向
怎么样,现在呢?
现在看起来显得规律性强了很多,但是,你会不会觉得循环还是不太好写?
我们如何从一个给定的n,直接得知它的坐标呢?
不难,找一下规律就可以发现对于任意的数值n+1有(以左上角为0,0坐标):
x = 2 + n + n / 3;
y = 1 + n - n / 3;

其实这个规律可以简单扩展到任意奇数阶幻方(以下size是奇数):
x = size / 2 + 1 + n + n / size; (注意这里的除法是取整除法,不带小数)
y = size / 2     + n - n / size;

这样,我们就可以把原来复杂的循环,化简成一重简单循环

于是有程序: #include <stdio.h> #define SIZE 5 //定义幻方阶数,这个数只能是奇数 int main()
{ int x, y, i, sqSize, hSize; int sqMap[SIZE][SIZE];
    sqSize = SIZE * SIZE;
    hSize  = SIZE / 2; //计算1至SIZE * SIZE的数的位置并记录 for ( i = 0; i < sqSize; i++)
    {
        x = hSize + 1 + i + i / SIZE;
        y = hSize     + i - i / SIZE;
        sqMap[y % SIZE][x % SIZE] = i + 1;
    } //以下是输出 for (y = 0; y < SIZE; y++)
    { for (x = 0; x < SIZE; x++) printf("%4d", sqMap[y][x]); puts("");
    } return 0;
}


这个比你网上能找到的很多求奇数阶幻方的代码都短小很多(不过网上较多称之为魔方阵,不知为何)








4. 字符串循环移位

问题,给你一个字符串,要求循环左移n位
比如对"abcdefg" 循环左移2位,我们要得到"cdefgab" 附加条件,不能使用连续辅助空间(包括动态分配),只能使用若干单个变量(即O(1)空间)

首先,我们知道,反转一个字符串操作("abcd"变"dcba"),是不需要额外数组辅助的,只要头尾数据交换就可以了
然而,可能你不知道,仅仅使用字符串反转可以实现字符串循环移位: //反转字符串,把st与ed所指向的中间的内容反转(包含st不包含ed) void str_rev(char* st, char *ed)
{ for (--ed; st < ed; ++st, --ed)
    { char c;
        c = *st; *st = *ed; *ed = c;
    }
} //用三反转等效左移字符串(st与ed之间,包含st不包含ed的内容) char* str_shl(char* st, char* ed, int n)
{ str_rev(st, &st[n]); str_rev(    &st[n], ed); str_rev(st,         ed); return st;
} #include <stdio.h> #include <string.h> int main()
{ char str[] = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"; puts( str_shl(str, str + strlen(str), 6) ); getchar(); return 0;
}

这里,如果要循环左移n位,只要把原来字符串分成两段,前n字符,和后面其它字符
两段分别反转,最后再整体反转,就实现了循环左移(如果先整体再两部分,就是循环右移)

而在那个字符串反转函数里,参与循环的,不再是int,而是两个指针,
为什么选择使用两个指针呢?如果你写一个str_rev(char* str, int len)的版本,相信你就明白了,这里不多废话


好了,先写这么多,其它的留下次了,xixi

本文转载自:http://misaka.ixiezi.com/p/14#comment-1476

共有 人打赏支持
稀饭桶子
粉丝 10
博文 34
码字总数 6033
作品 0
漳州
程序员练级-关键提炼

启蒙入门 1.学习一门脚本语言,例如Python/Ruby 2.熟悉Unix/Linux Shell和常见的命令行 3. 学习Web基础(HTML/CSS/JS) + 服务器端技术 (LINUX + APACHE + MYSQL + PHP)      未来必然是W...

zhayefei ⋅ 2013/01/23 ⋅ 4

模拟'斐波那契数列'的JavaScript输出

function f(a){ if(a==1||a==2){return 1}; return f(a-1)+f(a-2);}function main(a,n){ for(var i=1;i<=n;i++){ a++; console.log(a-1+":"+f(a)); }}main(1,40) //a指从第a位开始输出 n表示......

Channely ⋅ 2014/03/06 ⋅ 0

计算机书籍目录

计算机系统与网络 《图灵的秘密》 《计算机系统概论》 《深入理解Linux内核》 《深入Linux内核架构》 《TCP/IP详解 卷1:协议》 《Linux系统编程(第2版)》 《Linux内核设计与实现(第3版)...

Reborn-D ⋅ 2016/11/01 ⋅ 0

[iOS]C语言知识点系列视频整理

C语言知识点系列视频 目录 C语言技术视频-01-变量的定义 C语言技术视频-02-程序分支结构(if...else) C语言技术视频-03-程序分支结构(switch) C语言技术视频-04-程序循环结构(while{}) C语言技...

浩浩老师 ⋅ 2015/10/13 ⋅ 0

C语言再学习--关键字

C语言一共有32个关键字,如下表所示: 关键字 说明 auto 声明自动变量 short 声明短整型变量或函数 int 声明整型变量或函数 long 声明长整型变量或函数 float 声明浮点型变量或函数 double 声...

qq_29350001 ⋅ 2016/11/03 ⋅ 0

编程语言--zengl

编程是一门艺术,而编程语言则是这门艺术的缔造者。计算机系的很多学生都对编程语言涉及到的编译原理表示畏惧,其实编译原理本身并不复杂,不过由于目前市 面上有关编译原理的书籍大部分都是...

zenglongs ⋅ 2013/02/05 ⋅ 0

调试的艺术

调试的本质:确认原则。确认你认为正确的事情确实是正确的。 调试的其他原则: 从简单工作开始调试。 使用自顶向下方法。 使用调试工具确定段错误的位置。 通过发出中断确定无限循环的位置。...

yintao ⋅ 2016/01/16 ⋅ 0

经典编程书籍大全

经典编程书籍大全 100+ 经典技术书籍,涵盖:计算机系统与网络、系统架构、算法与数据结构、前端开发、后端开发、移动开发、数据库、测试、项目与团队、程序员职业修炼、求职面试 和 编程相关...

Oscarfff ⋅ 2016/10/30 ⋅ 0

java通过JNI调用C语言写的函数,能提高运行效率吗?

C语言比Java快早就是公认的事实了。而Java可以通过JNI调用C语言写的库很多人也都知道。 但通过JNI调用C语言写的函数能提高效率吗?一直以来我都认为 是的 。昨晚心血来潮做了个测试,本意是...

深思-S ⋅ 2013/05/24 ⋅ 4

最早接触到的计算机编程语言——c语言

最早接触到的计算机编程语言——C语言 在经过入学后计算机导论的熏陶后,在大一的下半学期我终于接触到了一门语言,这也是我们最早接触的计算机编程语言——c语言。 在初学的时候,感觉这门课...

devops1024 ⋅ 2017/05/06 ⋅ 0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

下一页

CENTOS7防火墙命令记录

安装Firewall命令: yum install firewalld firewalld-config Firewall开启常见端口命令: firewall-cmd --zone=public --add-port=80/tcp --permanent firewall-cmd --zone=public --add-po......

cavion ⋅ 37分钟前 ⋅ 0

【C++】【STL】利用chromo来测量程序运行时间与日志时间打印精确到微秒

直接上代码吧,没啥好说的。头疼。 #include <iostream>#include <string>#include <ctime>#include <sstream>#include <iomanip>#include <thread>#include <chrono>using ......

muqiusangyang ⋅ 40分钟前 ⋅ 0

Mac环境下svn的使用

在Windows环境中,我们一般使用TortoiseSVN来搭建svn环境。在Mac环境下,由于Mac自带了svn的服务器端和客户端功能,所以我们可以在不装任何第三方软件的前提下使用svn功能,不过还需做一下简...

故久呵呵 ⋅ 50分钟前 ⋅ 0

破解公司回应苹果“USB限制模式”:已攻破

本周四,苹果发表声明称 iOS 中加入了一项名为“USB 限制模式”的功能,可以防止 iPhone 在连接其他设备的时候被破解,并且强调这一功能并不是针对 FBI 等执法部门,为的是保护用户数据安全。...

六库科技 ⋅ 51分钟前 ⋅ 0

MyBtais整合Spring Boot整合,TypeHandler对枚举类(enum)处理

概要 问题描述 我想用枚举类来表示用户当前状态,枚举类由 code 和 msg 组成,但我只想把 code 保存到数据库,查询处理,能知道用户当前状态,这应该怎么做呢?在 Spring 整合MyBatis 的时候...

Wenyi_Feng ⋅ 今天 ⋅ 0

synchronized与Lock的区别

# <center>王梦龙的读书笔记第一篇</center> ## <center>-synchronized与Lock的区别</centre> ###一、从使用场景来说 + synchronized 是能够注释代码块、类、方法但是它的加锁是和解锁使用一......

我不想加班 ⋅ 今天 ⋅ 0

VConsole的使用

手机端控制台打印输出,方便bug的排查。 首先需要引入vconsole.min.js 文件,然后在文件中创造实例。就能直接使用了。 var vConsole = new VConsole(); vConsole的文件地址...

大美琴 ⋅ 今天 ⋅ 0

Java NIO之字符集

1 字符集和编解码的概念 首先,解释一下什么是字符集。顾名思义,就是字符的集合。它的初衷是把现实世界的符号映射为计算机可以理解的字节。比如我创造一个字符集,叫做sex字符集,就包含两个...

士别三日 ⋅ 今天 ⋅ 0

Spring Bean基础

1、Bean之间引用 <!--如果Bean配置在同一个XML文件中,使用local引用--><ref bean="someBean"/><!--如果Bean配置在不同的XML文件中,使用ref引用--><ref local="someBean"/> 其实两种......

霍淇滨 ⋅ 今天 ⋅ 0

05、基于Consul+Upsync+Nginx实现动态负载均衡

1、Consul环境搭建 下载consul_0.7.5_linux_amd64.zip到/usr/local/src目录 cd /usr/local/srcwget https://releases.hashicorp.com/consul/0.7.5/consul_0.7.5_linux_amd64.zip 解压consu......

北岩 ⋅ 今天 ⋅ 0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

下一页

返回顶部
顶部