一、嵌套循环的基本语法结构
嵌套循环是指一个循环结构内部再包含一个或多个循环结构。这种结构用于处理需要多重遍历或多重条件判断的场景。
基本语法
for (初始化表达式1; 条件表达式1; 更新表达式1) {// 外层循环代码块for (初始化表达式2; 条件表达式2; 更新表达式2) {// 内层循环代码块}// 外层循环代码块中的其他代码
}
说明:
- 外层循环会首先执行，控制循环的主流程。
- 内层循环在每次外层循环的迭代中执行，通常用于处理更细粒度的操作。
- 内层循环执行完毕后，控制权返回到外层循环，外层循环更新并再次判断条件，直到外层循环结束。
例子：
假设我们需要打印一个简单的乘法表，如下所示：
1x1=1
1x2=2 2x2=4
1x3=3 2x3=6 3x3=9
...
代码实现
#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 外层循环：控制乘法表的行数for (int i = 1; i <= 9; i++) {// 内层循环：控制每一行中的列数for (int j = 1; j <= i; j++) {// 打印乘法表中的每一个元素cout << j << "x" << i << "=" << j * i << " ";}// 每打印完一行后，换行cout << endl;}return 0;
}
输出结果
1x1=1
1x2=2 2x2=4
1x3=3 2x3=6 3x3=9
1x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=16
1x5=5 2x5=10 3x5=15 4x5=20 5x5=25
1x6=6 2x6=12 3x6=18 4x6=24 5x6=30 6x6=36
1x7=7 2x7=14 3x7=21 4x7=28 5x7=35 6x7=42 7x7=49
1x8=8 2x8=16 3x8=24 4x8=32 5x8=40 6x8=48 7x8=56 8x8=64
1x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=81
在这个例子中，外层循环控制行数，而内层循环控制每行中要输出的乘法计算。通过嵌套循环，我们能够生成一张标准的九九乘法表。
二、课堂练习
例子1: 打印矩形星号图案
题目描述
编写一个程序，使用嵌套循环打印一个由*组成的矩形图案。假设矩形的宽度为5，高度为3。
代码实现
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int width = 5;int height = 3;for (int i = 0; i < height; i++) { // 外层循环控制行数for (int j = 0; j < width; j++) { // 内层循环控制每行的列数cout << "*"; // 打印星号}cout << endl; // 每打印完一行，换行}return 0;
}
输出结果
*****
*****
*****
解析
外层循环负责控制矩形的行数，而内层循环则负责在每一行中打印固定数量的星号。每次内层循环结束后，通过cout << endl;将光标移到下一行，从而形成矩形的效果。
例子2: 打印直角三角形星号图案
题目描述
编写一个程序，使用嵌套循环打印一个直角三角形图案。假设三角形的高度为4。
代码实现
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int height = 4;for (int i = 1; i <= height; i++) { // 外层循环控制行数for (int j = 1; j <= i; j++) { // 内层循环控制每行的星号数量cout << "*"; // 打印星号}cout << endl; // 每打印完一行，换行}return 0;
}
输出结果
*
**
***
****
解析
在这个例子中，外层循环控制三角形的高度，而内层循环根据当前行数控制星号的打印数量，从而形成直角三角形的形状。
例子3: 打印倒直角三角形星号图案
题目描述
编写一个程序，使用嵌套循环打印一个倒直角三角形图案。假设三角形的高度为5。
代码实现
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int height = 5;for (int i = height; i >= 1; i--) { // 外层循环控制行数for (int j = 1; j <= i; j++) { // 内层循环控制每行的星号数量cout << "*"; // 打印星号}cout << endl; // 每打印完一行，换行}return 0;
}
输出结果
*****
****
***
**
*
解析
这个程序与例子2类似，只是外层循环控制行数的方向相反（从高到低），内层循环的终止条件依赖于外层循环的当前值，从而实现倒直角三角形的效果。
例子4: 打印乘法表（九九表）
题目描述
编写一个程序，使用嵌套循环打印标准的九九乘法表。
代码实现
#include <iostream>
using namespace std;int main() {for (int i = 1; i <= 9; i++) { // 外层循环控制乘数for (int j = 1; j <= i; j++) { // 内层循环控制被乘数cout << j << "x" << i << "=" << j * i << " "; // 打印乘法结果}cout << endl; // 每打印完一行，换行}return 0;
}
输出结果
1x1=1
1x2=2 2x2=4
1x3=3 2x3=6 3x3=9
1x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=16
1x5=5 2x5=10 3x5=15 4x5=20 5x5=25
1x6=6 2x6=12 3x6=18 4x6=24 5x6=30 6x6=36
1x7=7 2x7=14 3x7=21 4x7=28 5x7=35 6x7=42 7x7=49
1x8=8 2x8=16 3x8=24 4x8=32 5x8=40 6x8=48 7x8=56 8x8=64
1x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=81
解析
在这个例子中，外层循环控制乘数的范围（从1到9），内层循环控制被乘数的范围（从1到当前的乘数）。每次内层循环结束后打印一行乘法结果，形成九九乘法表。
例子5: 打印空心矩形星号图案
题目描述
编写一个程序，使用嵌套循环打印一个空心的矩形图案。假设矩形的宽度为6，高度为4。
代码实现
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int width = 6;int height = 4;for (int i = 0; i < height; i++) { // 外层循环控制行数for (int j = 0; j < width; j++) { // 内层循环控制每行的列数// 打印矩形边缘的星号，内部为空格if (i == 0 || i == height - 1 || j == 0 || j == width - 1) {cout << "*";} else {cout << " ";}}cout << endl; // 每打印完一行，换行}return 0;
}
输出结果
******
* *
* *
******
解析
在这个程序中，外层循环控制矩形的行数，内层循环控制每行的列数。通过判断当前坐标是否处于矩形的边缘来决定打印星号*还是空格，从而形成空心矩形的效果。