C/C++编程笔记：C++ 嵌套循环，含循环打印及蛇形矩阵实例
也称为多循环，在一个循环中嵌套使用一个或多个循环。
嵌套循环的基本结构就是在一个循环中，循环体包含了另一个循环的情况。下面我用几个嵌套循环的例子来深入理解嵌套循环。
循环图案打印
分别打印下面三种图案：
思路分析
一般来说，单循环打印的图案都是线性的，要么是横线要么是竖线。那么我们这里需要打印一个二维图形，就需要从线跨越到面。那么我们只要有很多条线就能构成一个平面，所以我们这里打印二维图形就需要两个循环来实现。
那么我们这里规定外层循环控制行，内层循环控制列。然后找到图形中行与列的关系，通过控制内层循环的循环条件，就可以打印出需要的图形。
1. 实心菱形星星
菱形可以看做两个三角形组成的，一个正等腰三角，一个倒等腰三角。这里就可以通过if语句来根据行数改变列的循环条件，从而实现打印两个图形并组合。
下面是参考代码：
#include
using namespace std;
int main() {
// 打印菱形星星
int row_max = 7;
int col_max, space_max;
// 外层循环控制行 （行数，换行）
// 内层循环控制列 （列数，列的图形）
for (int row = 0; row < row_max; row++) {
if (row < 4) { // 第4行之前*号数量为 2*row ，空格数量为 2-row
col_max = 2 * row;
space_max = 2 - row;
} else { // 第4行之后*号数量递减2，空格数量递增1
col_max -= 2;
space_max += 1;
}
// 打印*号前的空格
for (int space = 0; space <= space_max; space++) {
cout << " ";
}
// 打印*号
for (int col = 0; col <= col_max; col++) {
cout << "*";
}
cout << endl; // 进行换行
}
system("pause");
return 0;
}
输出结果如下：
*
***
*****
*******
*****
***
*
请按任意键继续. . .
2. 实心菱形字母
这里和实心菱形星星改变的只有打印的内容，整体的图形还是没变的。所以我们这里只要改变上面程序中打印的内容就行。
下面是参考代码：
...
for (...) {
...
// 打印字母
for (int col = 0; col <= col_max; col++) {
cout << (char)('A' + row); //使字母根据行数变化
}
...
}
...
输出结果如下：
A
BBB
CCCCC
DDDDDDD
EEEEE
FFF
G
请按任意键继续. . .
打印蛇形矩阵
顾名思义，蛇形矩阵：矩阵的一种，常被应用在编程题目与数学数列中。
它由1开始的自然数依次排列成的一个矩阵，有上三角、环形或对角线等走法，输入文件由一行或多行组成，每行由一个正整数N组成（N不大于100）。
下面练习一些常见的蛇形矩阵：
1. 上三角
要实现如下效果：
可以发现上述表格的规律是，从左上角第一个格开始（起始为1），然后沿右上角到左下角的斜线，先从下到上，再从上到下。开始数字递增排列。
我们可以想象有一个游戏角色在一个 5*5 的格子上进行走动，每个数字就是他走的步数。这个角色只有4个移动方向，分别为向下、向右上、向右和向左下。那么我们就可以创造一个 （x，y）来表示角色的坐标。再用一个数组来记录每个坐标当中的步数是什么。
下面是参考代码：
#include
using namespace std;
int main() {
// 上三角
int num;
cout << "请输入一个（1-10）的正整数：";
cin >> num; //定义格子的长宽
int* arr = new int[num*num];
// 移动方向，分别是向下，向右上，向右，向左下
const int step[4][2] = {0,1, 1,-1, 1,0, -1,1};
// 初始坐标为（0,0），方向向下
int x = 0, y = 0, direction = 0;
arr[0] = 1;
for (int value = 2;value <= (num*num); value++) {
// 进行移动
x += step[direction][0];
y += step[direction][1];
// 记入当前坐标对应的数据
arr[y*num + x] = value;
// 判断下一步方向
switch (direction) {
case 0: // 向下之后
direction = x == 0 ? 1 : 3;
break;
case 1: // 向右上之后
if (y == 0 || x == (num-1))
direction = x == (num-1) ? 0 : 2;
break;
case 2: // 向右之后
direction = y == 0 ? 3 : 1;
break;
case 3: // 向左下之后
if (x == 0 || y == (num-1))
direction = y == (num-1) ? 2 : 0;
break;
}
}
// 按照存储在数组 arr 中的数据，将每个坐标的值打印
for (y = 0; y < num; y++) {
for (x = 0; x < num; x++) {
cout << arr[y*num + x] << '\t';
}
cout << endl;
}
delete [] arr;
system("pause");
return 0;
}
输出结果如下：
2. 环形
要实现如下效果：
可以发现上述表格的规律是，从左上角第一个格开始（起始为1），进行顺时针绕圈圈移动。开始数字递增排列。
这里则可以认为这个角色在绕圈圈。这个角色只有4个移动方向，分别为向右、向下、向左和向上。这个角色每绕一圈，他所能走的格子宽度就减小 1。
下面是参考代码：
#include
using namespace std;
int main() {
// 环形
int num;
cout << "请输入一个（1-10）正整数：";
cin >> num;
int* arr = new int[num*num];
// 移动方向，分别是向右，向下，向左，向上
const int step[4][2] = {1,0, 0,1, -1,0, 0,-1};
// 初始坐标为（0,0），方向向右
int x = 0, y = 0, direction = 0;
// 这里初始化角色能走的格子尺寸
int limit = num - 1;
arr[0] = 1;
for (int value = 2;value <= (num*num); value++) {
//进行移动
x += step[direction][0];
y += step[direction][1];
arr[y*num + x] = value;
//判断是否需要改变方向
switch (direction) {
case 0: // 向右之后，到可走格子边界就向下否则继续向右
direction = x == limit ? 1 : 0;
break;
case 1: // 向下之后，到可走格子边界就向左否则继续向下
direction = y == limit ? 2 : 1;
break;
case 2: // 向左之后，到可走格子边界就向上否则继续向左
direction = x == (num - limit -1) ? 3 : 2;
break;
case 3: // 向上之后，到可走格子边界就向右，并且可走格子尺寸减少 1 ，否则继续向上
if (y == (num - limit)) {
limit -= 1;
direction = 0;
}
break;
}
}
// 按照存储在数组 arr 中的数据，将每个坐标的值打印
for (y = 0; y < num; y++) {
for (x = 0; x < num; x++) {
cout << arr[y*num + x] << '\t';
}
cout << endl;
}
delete [] arr;
system("pause");
return 0;
}
输出结果如下：
希望对大家有帮助！
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