C语言循环嵌套详解

C语言中,if-else、while、do-while、for 都可以相互嵌套。所谓嵌套(Nest),就是一条语句里面还有另一条语句,例如 for 里面还有 for,while 里面还有 while,或者 for 里面有 while,while 里面有 if-else,这都是允许的。

if-else 的嵌套在《C语言if else语句》一节中已经进行了讲解,本节主要介绍循环结构的嵌套。

示例1:for 嵌套执行的流程。
#include <stdio.h>
int main()
{
    int i, j;
    for(i=1; i<=4; i++){  //外层for循环
        for(j=1; j<=4; j++){  //内层for循环
            printf("i=%d, j=%d\n", i, j);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}
运行结果:
i=1, j=1
i=1, j=2
i=1, j=3
i=1, j=4

i=2, j=1
i=2, j=2
i=2, j=3
i=2, j=4

i=3, j=1
i=3, j=2
i=3, j=3
i=3, j=4

i=4, j=1
i=4, j=2
i=4, j=3
i=4, j=4

本例是一个简单的 for 循环嵌套,外层循环和内层循环交叉执行,外层 for 每执行一次,内层 for 就要执行四次。

在C语言中,代码是顺序、同步执行的,当前代码必须执行完毕后才能执行后面的代码。这就意味着,外层 for 每次循环时,都必须等待内层 for 循环完毕(也就是循环4次)才能进行下次循环。虽然 i 是变量,但是对于内层 for 来说,每次循环时它的值都是固定的。

示例2:输出一个4×4的整数矩阵。
#include <stdio.h>
int main()
{
    int i, j;
    for(i=1; i<=4; i++){  //外层for循环
        for(j=1; j<=4; j++){  //内层for循环
            printf("%-4d", i*j);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}
运行结果:
1   2   3   4
2   4   6   8
3   6   9   12
4   8   12  16
外层 for 第一次循环时,i为1,内层 for 要输出四次 1*j 的值,也就是第一行数据;内层  for 循环结束后执行 printf("\n"),输出换行符;接着执行外层 for 的 i++ 语句。此时外层 for 的第一次循环才算结束。

外层 for 第二次循环时,i为2,内层 for 要输出四次 2*j 的值,也就是第二行的数据;接下来执行 printf("\n") 和 i++,外层 for 的第二次循环才算结束。外层 for 第三次、第四次循环以此类推。

可以看到,内层 for 每循环一次输出一个数据,而外层 for 每循环一次输出一行数据。

示例3:输出九九乘法表。
#include <stdio.h>
int main(){
    int i, j;
    for(i=1; i<=9; i++){  //外层for循环
        for(j=1; j<=i; j++){  //内层for循环
            printf("%d*%d=%-2d  ", i, j, i*j);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}
运行结果:
1*1=1
2*1=2   2*2=4
3*1=3   3*2=6   3*3=9
4*1=4   4*2=8   4*3=12  4*4=16
5*1=5   5*2=10  5*3=15  5*4=20  5*5=25
6*1=6   6*2=12  6*3=18  6*4=24  6*5=30  6*6=36
7*1=7   7*2=14  7*3=21  7*4=28  7*5=35  7*6=42  7*7=49
8*1=8   8*2=16  8*3=24  8*4=32  8*5=40  8*6=48  8*7=56  8*8=64
9*1=9   9*2=18  9*3=27  9*4=36  9*5=45  9*6=54  9*7=63  9*8=72  9*9=81
和示例2一样,内层 for 每循环一次输出一条数据,外层 for 每循环一次输出一行数据。

需要注意的是,内层 for 的结束条件是j<=i。外层 for 每循环一次,i 的值就会变化,所以每次开始内层 for 循环时,结束条件是不一样的。具体如下:
  • 当 i=1 时,内层 for 的结束条件为 j<=1,只能循环一次,输出第一行。
  • 当 i=2 时,内层 for 的结束条件是 j<=2,循环两次,输出第二行。
  • 当 i=3 时,内层 for 的结束条件是 j<=3,循环三次,输出第三行。
  • 当 i=4、5、6... 时,以此类推。

九九乘法表还有更多输出方式,请查看:C语言输出九九乘法表(5种解法)

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