初阶C语言:分支与循环(3)--拓展篇

简介: C语言中的分支与循环语句分步详解,承接上篇的循环语句,本篇是关于分支与循环语句的拓展,包含内存缓存区、关机小程序、二分查找、有趣的小练习。

在学习完分支与循环之后,相信大家对分支语句、循环语句都有了一定的掌握,为了是我们的基础知识更扎实,在此基础上我们在来了解一些新的东西

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1.清理输入缓存区

在以前的学习中我们学习过scanf (输入) 和printf (输出) 。其实还有getchar和putchar

getchar---读取一个字符 putchar---输出一个字符

代码演示:

#include <stdio.h>intmain()
{
//由于getchar定义的返回类型就是int类型,所以使用int类型来接收intch=getchar();
putchar(ch);
return0;
}

可以看到输入一个字符‘A’就可以打印出一个字符‘A’

输入缓冲区:

当我们使用一系列的输入输出函数时,在输入的时候,函数并不是直接从电脑上键盘上面读取,在函数和键盘中间还有一个输入缓冲区,每当使用输入函数的时候,输入函数都会在输入缓冲区中读取信息,所以在我们电脑键盘上敲出的字符都会先存放在输入缓冲区,然后让输入函数来读取,使用上面的代码来演示一下:

当我们在电脑键盘上敲出A还有回车(Enter),那么在输入缓冲区中就放进去了A和回车(由于回车可以使输入函数启动,再加上回车还有换行的功能也就是转义字符\n),接下来输入函数就要读取,当读取到A时就打印A。

getchar读取到了字符返回的是该字符的ASCII码值,这也就是为什么需要用整形int类型来接收,如果读取失败,则会返回EOF EOF其实等于-1,因为ASCII码值的范围是0~127,所以呢,如果读取失败就证明读取的不在0~127之内所以就返回-1,用int整形来接收再合适不过了 scanf函数默认读取到空格就结束

代码演示:

#include <stdio.h>intmain()
{
intch=0;
while ((ch=getchar()) !=EOF)  //这里表示如果输入的字符符合条件就可以进入循环    {                                //因此通过这样一种方法就可以实现多组输入putchar(ch);
    }
return0;
}

1.1用户登录系统实现

讲了半天也没有讲到怎么清空输入缓存区,那么接下来就到了清空缓存区的时间了:

我们来实现一个简单版的用户登录密码:在屏幕上输入密码,然后确认密码,判断是否确认成功。

#include <stdio.h>intmain()
{
printf("请输入密码:>");
charpassward[20] = { 0 };
//输入密码scanf("%s", &passward);
//确认密码printf("请确认密码(Y/N):>");
intch=getchar();
//判断是否确认成功if (ch=='Y')
    {
printf("确认成功\n");
    }
else    {
printf("确认失败\n");
    }
return0;
}

通过上述代码,关于密码输入的基本逻辑已经建立好了,我们来运行一下看能不能得到我们想要的效果

可以看到,还没等我们来得及确认就已经确认失败了,这是为什么呢?

当我们输入密码时顺带还敲出了回车用来启动scanf函数用来接收密码,所以呢,密码ABCDEF被scanf函数接收,这时,输入缓冲区里面还剩下了\n,这时getchar函数就进行读取,当getchar读取到了\n,发现ch==\n并不是ch==‘Y’,所以呢直接就会确认失败

因此我们需要再加上一个getchar用来将敲出来的回车(\n),拿出来清空输入缓存区

优化代码:

#include <stdio.h>intmain()
{
printf("请输入密码:>");
//输入密码charpassward[20] = { 0 };
scanf("%s", &passward);
//清理缓存区getchar();    //使用getchar再读取一个字符以便达到清除‘\n’//确认密码printf("请确认密码(Y/N):>");
intch=getchar();
//判断是否确认成功if (ch=='Y')
    {
printf("确认成功\n");
    }
else    {
printf("确认失败\n");
    }
return0;
}

可以看到,使用getchar清理输入缓存区就得以实现了,写到这里这个代码还是有欠缺的,还并不是很完美,假如不小心输入了123456 abc\n,这时还是会报错

我们来简单的分析一下:

scanf默认是读取到空格结束,所以scanf读取了123456,剩下了  abc\n,但是getchar一次只能读取一个字符,所以getchar只读取了空格,还剩下abc\n,在判断的时候ch又不等于Y,因此又会确认失败

所以我们可以使用循环,让getchar读取多次,直到读取到‘\n’

代码重优化:

#include <stdio.h>intmain()
{
printf("请输入密码:>");
//输入密码charpassward[20] = { 0 };
scanf("%s", &passward);
//清理缓存区while (getchar() !='\n')
    {
        ;      //由于我们读取到的密码不需要任何操作所以循环语句可以空着    }
//确认密码printf("请确认密码(Y/N):>");
intch=getchar();
//判断是否确认成功if (ch=='Y')
    {
printf("确认成功\n");
    }
else    {
printf("确认失败\n");
    }
return0;
}

写到这里我们的用户登录系统就简单的介绍完了,也让我们了解了使用getchar来清空输入缓存区。

2.关机小程序

在我们电脑上面有许许多多指令,这些指令都是可以在电脑上面使用的:

shutdown -a 取消关机 shutdown -s 关机 shutdown -f 强行关闭应用程序 shutdown -l 注销当前用户 shutdown -r 关机并重启 shutdown -s -t 时间 设置关机倒计时 shutdown -r -t 时间 设置重新启动倒计时 cls 清空屏幕 当我们在代码中使用Windows命令时需要用到 system 同样也需要包含头文件 <stdlib.h> 使用 strcmp 用来比较两个字符串相不相等,在使用时得包含头文件 <string.h>, 当比较的两个字符相等时会返回0

关机小程序需要用到电脑上面的指令,当程序运行起来60秒之后就会关机,如果输入:我是猪,则会取消关机。

代码演示:

//关机小程序#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>intmain()
{
charinput[20] = { 0 };
system("shutdown - s - t 60");    //执行60s关机指令while (1)
    {
printf("您的电脑将会在60秒之后关机,如果您输入:我是猪,则可以取消关机!\n请输入:>");
scanf("%s", input);
if (0==strcmp(input, "我是猪")) //用来判断是否输入正确        {
system("shutdown -a");      //如果输入成功则会取消关机break;                     //如果输入正确就会成功跳出循环,不再执行        }                             //如果输入不正确则会重复输入    }
return0;
}

小编在这里就不演示了,各位老铁有兴趣可以在自己电脑上面试一下。

前面我们了解过go to语句,当需要跳转出多层代码时使用go to语句就很方便,同样我们也可以使用go to语句来实现关机小程序:

代码演示:

#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>intmain()
{
charinput[20] = { 0 };
system("shutdown - s - t 60");
again:
printf("您的电脑将会在60秒之后关机,如果您输入:我是猪,则可以取消关机!\n请输入:>");
scanf("%s", input);
if (0==strcmp(input, "我是猪"))
    {
system("shutdown -a");
    }
else//如果输入错误又可以跳转到again的开始重新执行输入    {
gotoagain;     
    }
return0;
}

3.折半查找算法

折半查找算法也叫做二分查找法:简单的理解就是每一次查找比上一次查找的范围缩小一半,这样的算法可以大大提高查找效率,要使用折半查找,首先数组得是有序数组 在一个有序数组中查找某个数 要查找一个数组中的某个数,首先得知道这个数组中的元素个数,以便用来设置循环次数,然后再找到这个数的下标,然后通过下标找到这个数 普通方法:遍历整个数组的下标,然后进行查找,找到了就返回下标,找不到就返回0
//普通方法#include <stdio.h>intFindNum(intarr[], intnum, intsz)
{
inti=0;
for (i=0; i<sz; i++)  //遍历整个数组来寻找这个数    {
if (num==arr[i])
        {
returni;          //如果找到了就返回下标        }
    }
return0;
}
intmain()
{
intarr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
intnum=0;
scanf("%d", &num);
intsz=sizeof(arr) /sizeof(arr[0]); //计算数组中的元素个数,然后来控制遍历循环次数intret=FindNum(arr,num,sz);
if (ret==0)
    {
printf("很抱歉,找不到!\n");
    }
else    {
printf("找到了,下标是:%d\n", ret);
    }
return0;
}

但是这种遍历的方法效率不高,因为它进行了许多不必要的步骤,假如这个数组有非常多的元素,需要查找其中的一个元素,如果使用遍历就会导致查找速度下降,效率降低,很有可能无法达到所预期的效果,因此我们需要一种新的算法用来省去其中不必要的一系列步骤,从而达到提高效率的目的。 折半查找算法 在生活中也有很多实例可以说明折半查找算法的重要性:比如你的好哥们买了个好电脑,你如果问他这个电脑多少钱,总不可能从1开始依次询问(这种方法相当于C语言中的遍历),我们是不是先给他说一个数,然后他根据你说的这个数来判断是大了还是小了(这种方法相当于C语言中的折半查找法) 使用折半查找算法来找出一个有序数组中的一个数 首先我们得知道这个数组中的元素个数,然后设置两个变量,一个变量表示最左边的元素的下标、一个元素表示最右边的元素的下标、使用左下标和右下标求出中间下标,然后用这个数跟中间下标的元素进行比较,如果这个数比中间下标大,就证明这个数在中间下标和最右边元素的之间,这时就要将最左边的下标移动到这个中间下标,再使用移动后的下标和右下标再求一个中间下标,再使用这个数和重新求得的数比较,依次类推,直到找到这个数,所以需要将这些比较的过程放进一个循环,这个循环中的循环判断条件是左下标<=右下标,

如果查找到比arr[mid]小,就将right挪到mid-1的位置,然后重复这个过程

代码演示:

//二分查找#include <stdio.h>intFindNum(intarr[], intnum, intsz)
{
intleft=0;
intright=sz-1;
while (left<=right)
    {                                       //如果单纯的写(left+right)/2,数据有可能溢出intmid=left+ (right-left) /2; //为了防止数据溢出if (num>arr[mid])       
        {
//下标交换left=mid+1;
        }
elseif (num<arr[mid])
        {
right=mid-1;
        }
else        {
returnmid;   //如果找到则返回下标        }
    }
return0;
}
intmain()
{
intarr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
intnum=0;
scanf("%d", &num);
intsz=sizeof(arr) /sizeof(arr[0]);
intret=FindNum(arr,num,sz);
if (ret==0)
    {
printf("很抱歉,找不到!\n");
    }
else    {
printf("找到了,下标是:%d\n", ret);
    }
return0;
}
:使用折半查找算法的前提是数组是有序数组 要注意求中间下标时防止数据溢出 交换下标时要注意交换是否正确

4.有趣的代码练习

编写代码,演示多个字符从两端移动,向中间汇聚 例如:
helloworld!************h**********he********d!hel******ld!.....
helloworld!
要实现上述过程,首先我们得创建两个字符串,一个字符串arr1里面放入我们的“hello world”,另外一个字符串arr2里面放入“************”,创建好两个字符串之后,要实现它们的移动,就是要将arr1中的字符一个一个移动到arr2中,所以得使用一个左下标和一个右下标,然后让arr1[左下标]替换掉arr2[左下标],替换完之后,左下标要加1,然后让arr1[右下标]替换掉arr2[右下标],然后右下标减1,每次要替换完之后都将arr打印出来,直到左下标大于右下标
//while循环实现#include <string.h>#include <stdio.h>intmain()
{
//设置两个字符串chararr1[] ="hello world!";
chararr2[] ="************";
//左下标intleft=0;
//右下标//右下标是整个字符串的总长度减1intright=strlen(arr2) -1;
//当左下标大于右下标时循环停止while (left<=right)
    {
//实现交换arr2[left] =arr1[left];
arr2[right] =arr1[right];
//打印printf("%s\n", arr2);
//改变下标,继续打印left++;
right--;
    }
return0;
}

这段代码实现了多个字符从两端移动,向中间汇聚,但是在运行之后,在执行窗口里面是直接弹出结果,可以加点代码使它在运行之后,打印一行之后休息一秒钟让结果是一行一行弹出来,这样的效果就比较直接
#inlcude <windows.h>Sleep(1000);
这是Windows代码,在使用时要包含头文件<windows.h> 表示的是让代码休息某一段时间然后再开始执行 (时间)这里的时间表示毫秒,设置1000毫秒刚好是一秒

代码优化:

#include <string.h>#include <stdio.h>#include <windows.h>intmain()
{
//设置两个字符串chararr1[] ="hello world!";
chararr2[] ="************";
//左下标intleft=0;
//右下标//右下标是整个字符串的总长度减1intright=strlen(arr2) -1;
//当左下标大于右下标时循环停止while (left<=right)
    {
//实现交换arr2[left] =arr1[left];
arr2[right] =arr1[right];
//打印printf("%s\n", arr2);
//打印一行之后休息一秒钟Sleep(1000);
//改变下标,继续打印left++;
right--;
    }
return0;
}
各位老铁可以自己试一下效果 我们还可以再进行优化一下,让字符串的移动在一行上实现,不会换行打印,因此我们还可以再加点代码,来让它在一行慢慢的移动,因此当打印完一行之后,我们需要将屏幕清空,这时就需要用到我们在关机小程序中提到的命令提示符-清空屏幕
system("cls");  //清空屏幕

代码优化:

#include <string.h>#include <stdio.h>#include <windows.h>intmain()
{
//设置两个字符串chararr1[] ="hello world!";
chararr2[] ="************";
//左下标intleft=0;
//右下标//右下标是整个字符串的总长度减1intright=strlen(arr2) -1;
//当左下标大于右下标时循环停止while (left<=right)
    {
//实现交换arr2[left] =arr1[left];
arr2[right] =arr1[right];
//打印printf("%s\n", arr2);
//打印一行之后休息一秒钟Sleep(1000);
//打印完一行之后清空屏幕system("cls");
//改变下标,继续打印left++;
right--;
    }
//由于全部打印完之后会清理掉屏幕,所以可以在让它打印一下printf("%s\n", arr2);
return0;
}

这样子写使得代码在一行实现多个字符从两端移动,向中间汇聚,各位老铁也可以在自己电脑上试一下,很有趣 上面代码是使用while循环来写的,我们也可以使用for循环 将初始化,判断条件,调整部分都放进for循环中

代码演示:

//for循环实现#include <string.h>#include <stdio.h>#include <windows.h>intmain()
{
//设置两个字符串chararr1[] ="hello world!";
chararr2[] ="************";
//左下标intleft=0;
//右下标intright=0;
//当左下标大于右下标时循环停止for (left=0, right=strlen(arr2) -1; left<=right; left++, right--)
    {
//实现交换arr2[left] =arr1[left];
arr2[right] =arr1[right];
//打印printf("%s\n", arr2);
//打印一行之后休息一秒钟Sleep(1000);
//打印完一行之后清空屏幕system("cls");
    }
//由于全部打印完之后会清理掉屏幕,所以可以在让它打印一下printf("%s\n", arr2);
return0;
}

本期分享到此结束,如果文章有什么疑问或者不足,请大家分享在评论区或者私信,感谢大家学习!

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