循环嵌套

一、题目

求 s = a+aa+aaa+… …+aaa…a的值，其中a是一个数字，如2+22+222+2222,a的值和加数个数n，均从键盘获取。要求a属于[1,9],n小于10（如果不满足此条件，就重新输入）。
输入：输入a值和n值
输入提示信息：”Please input a:”
输入格式：”%d”
输入提示信息：”Please input n:”
输入格式：”%d”

输出：算式及和
输出提示信息：
“Sum=算式”，输出格式提示：采用 “Sum=”, “%ld”, “+%ld”
“Sum=和”，输出格式”\nSum=%ld\n”

程序运行示例：
Please input a:8
Please input n:9
Sum=8+88+888+8888+88888+888888+8888888+88888888+888888888
Sum=987654312

二、我写的代码

这是我的写的第一个双循环，总共花了我一个小时，中途没有借助豆包等大语言模型，仅仅使用了visual studio实现了代码的逐句执行

以下是我写的代码：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
    int a, n;
    int i = 2, j = 1, k, p = 1;
    int solo = 0, each = 0, Sum = 0;
    printf("Please input a:");
    scanf_s("%d", &a);
    printf("Please input n:");
    scanf_s("%d", &n);
    printf("Sum=%d", a);
    while (i <= n) {								//打印的循环
        printf("+%d", a);
        while (j <= i - 1) {
            printf("%d", a);
            j++;
        }
        j = 1;
        i++;
    }												//计算的循环
    for (k = 1;k <= n;k++) {
        while (p <= k) {
            solo = a * pow(10, p - 1);              //solo为每一项的每一位！
            each += solo; 							//each为每一项
            p++;
        }
        Sum += each;								//sum把每一项加起来
        p = 1;										//必要的归位，不然每一次循环后p都不是从1开始自加到k
        each = 0;									//同理避免计算下一项的时候下一项已经有初始值了
    }
    printf("\nSum=%ld\n", Sum);

    return 0;
}

虽然很复杂，但总归是实现了题目中的要求。

三、自我反思

我所反思出来的：

• 优点

  • “Sum=算式”这部分代码应该是最简，可读性也高

• 缺点

  • “Sum=和” 这部分代码可读性低
  • 被迫使用了pow函数，有没有更好的解决方法？
  • p和each需要归位，我觉得有更好的解决方法
  • 变量太多，可读性差

四、自我优化

优化个蛋，我什么都不懂，感觉改不了，直接甩给豆包吧！

五、求助豆包

你的代码存在几个问题，以下是具体分析和修改后的代码：

问题分析：

1. 输入合法性校验缺失：没有对输入的a（需在 [1,9]）和n（需小于 10）进行校验，不符合题目要求。
2. 算式输出逻辑复杂且低效：使用嵌套循环打印每一项，实际上可以通过迭代计算每一项的值并直接打印。
3. 计算精度问题：使用pow(10, p-1)可能因浮点数精度误差导致计算错误，建议用整数迭代计算。
4. 变量类型问题：当a=9且n=9时，和为 987654312，超过int类型的最大范围（2147483647 在某些环境下可能刚好，但为保险起见应使用long类型）。

修改后的代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int a, n;
    // 输入a并校验
    do {
        printf("Please input a:");
        scanf("%d", &a);
    } while (a < 1 || a > 9); // 确保a在[1,9]

    // 输入n并校验
    do {
        printf("Please input n:");
        scanf("%d", &n);
    } while (n >= 10); // 确保n小于10

    long sum = 0;
    long current = 0; // 存储当前项（如8,88,888等）

    printf("Sum=");
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        current = current * 10 + a; // 迭代计算当前项，避免浮点数误差
        sum += current;

        // 打印算式，第一项不打印"+"，后续项前加"+"
        if (i == 1) {
            printf("%ld", current);
        } else {
            printf("+%ld", current);
        }
    }

    // 打印总和
    printf("\nSum=%ld\n", sum);

    return 0;
}

关键改进：

1. 增加输入校验：使用do-while循环确保a和n满足题目要求的范围。
2. 简化算式输出：通过current = current * 10 + a迭代计算每一项（如 8→88→888），直接打印该值，避免嵌套循环。
3. 避免精度问题：用整数迭代替代pow函数，确保计算准确。
4. 使用长整数类型：long类型能容纳更大的计算结果，避免溢出。

程序运行示例与题目要求一致，且输入不合法时会重新提示输入。

六、自我改正

重新自己写了一份：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a, n;
    int i=1;
    int each=0,sum=0;
    printf("Please input a:");
    scanf_s("%d", &a);
    printf("Please input n:");
    scanf_s("%d", &n);
    printf("Sum=");

    while (i <= n) {
        each = each * 10 + a;
        if (i == 1) {
            printf("%d", a);
        }
        else {
            printf("+%d", each);
        }
        i++;
        sum += each;
    }
    printf("sum=%d", sum);

    return 0;
}

只是没有用豆包给的for循环，我用的while，确实简单很多了！！！

1. 实现了每一项的叠加，这种每一项既可用于打印，也可用于求和
2. 在循环中使用了if，将第一项的打印特殊化，避免另外说明

七、总结

• 先分析每一项与前一项的关系，是否可以通过方程迭代
• 尽量把每一项表示出来，会方便很多