C语言之打印图形专题

目录

• 前言
• • 一、打印线段图案
  • 二、打印X形图案
  • 三、打印三角形
  • • 1.打印直角三角形（实心）
    • 2.打印直角三角形（空心）
    • 3.打印杨辉三角
    • 4.打印等边三角形（实心）
    • 5.打印等边三角形（空心）
  • 四、打印K型图案
  • 五、打印菱形
  • • 1.打印实心菱形
    • 2.打印数字菱形
    • 3.打印空心菱形
  • 六、打印沙漏（类似菱形）
  • • 1.基础·打印沙漏
    • 2.进阶·打印由给定符号组成的最大的沙漏
  • 七、打印正方形
  • • 1.打印实心正方形
    • 2.打印空心正方形
• 彩蛋

前言

最近练习了一些关于图形打印的问题，发现考察的实际上是对嵌套循环语句的理解，以及对变量之间关系的把握。可以帮助我们加深对循环、条件判断、控制流等基本编程概念的理解，同时培养逻辑思维能力。

好了，废话不多说，下面是我对常见图形打印题目的分析与代码实现。

（文章末尾有彩蛋哦~）

一、打印线段图案

题目描述
多实例测试，输入一个整数n,（1<=n<=50）,输出由“*”组成的线段，输出占一行。

样例输入
4
17

样例输出

• 题意分析
  通过循环打印n次*来实现这个功能。

• 代码实现

#includeint main(){int n = 0;while(scanf("%d", &n) != EOF)//多组输入{ int i = 0;for(i = 0;i < n; i++)//循环n次{printf("*");}printf("\n");//换行}return 0;}

二、打印X形图案

题目描述
多实例测试，输入一个整数n(2<=n<=50)，打印一个规格为n*n的X形图案。

样例输入
5
20

样例输出

• 题意分析

通过观察可以发现，所要打印的字符“X”，都在规格为n*n的正方形的对角线上，并且两条对角线分别满足 i = j和i + j = n- 1（如下图所示），所以可以写一个循环嵌套，里面if判断，若在这两条线上，打印X，否则打印空格。

• 代码实现

- #include<stdio.h>int main(){int n = 0;while(scanf("%d", &n) != EOF){int i = 0;for(i = 0; i < n; i++){int j = 0;for(j = 0; j < n; j++){if(i==j||j==(n-1-i)){printf("X");}else{printf(" ");}}printf("\n");//打印完一行，换行}}return 0;}

三、打印三角形

1.打印直角三角形（实心）

题目描述
输入一个整数n（2<=n<=50）,表示三角形直角边字符“*”的个数。输出一个直角三角形，每个直角边由n个“*”组成，每个“*”后有一个空格

样例输入
3
5

样例输出

• 题意分析
  使用嵌套循环打印，外层循环控制行数，内层循环控制每行输出的*个数，并在每个*后加上一个空格。
• 代码实现

#includeint main(){int n = 0;while (scanf("%d", &n) != EOF){int i, j;for (i = 0; i < n; i++){for (j = 0; j <= i; j++){printf("* ");}printf("\n");}}return 0;}

2.打印直角三角形（空心）

题目描述
输入一个整数n（2<=n<=50）,表示三角形直角边字符“*”的个数。输出一个空心直角三角形，每个直角边由n个“*”组成，每个“*”后有一个空格

样例输入
3
5
6

样例输出

• 题意分析
• 与打印实心相比，在内层循环中，我们应根据当前行数来判断是在打印最左边的一列、最右边的一列，还是中间的空心部分，并做出相应的打印。
• 代码实现

#include int main(){int n, i, j;while(scanf("%d", &n) != EOF){for (i = 1; i <= n; i++){for (j = 1; j <= i; j++){// 打印第一行、最后一行和每行的第一个以及最后一个位置if (i == 1 || i == n || j == 1 || j == i){printf("* ");}else{printf("");//注意这里是两个空格，以保证格式一致}}printf("\n");}}return 0;}

3.打印杨辉三角

题目描述
输入一个整数n（1<=n<=20），输出杨辉三角的前n行，每个元素占6列，右对齐

样例输入
6

样例输出

• 题意分析
  在直角杨辉三角形中，每一行的数字可以根据上一行的数字通过组合公式来计算得到。具体地，第i行的第j个数字可以由上一行的第j个数字和第j-1个数字通过组合公式计算得到。

  因此，在代码中，我们使用coef = coef * (i - j + 1) / j来计算直角杨辉三角形中每个位置的值。其中coef表示当前位置的值，(i - j + 1)表示上一行的第j个数字，j表示上一行的第(j-1)个数字。

• 代码实现

#include int main(){int n, coef = 1, i, j;scanf("%d", &n);for (i = 0; i < n; i++){for (j = 0; j <= i; j++){if (j == 0 || i == 0)//第一行和第一列都输出1coef = 1;elsecoef = coef * (i - j + 1) / j;printf("%6d", coef);}printf("\n");}return 0;}

4.打印等边三角形（实心）

题目描述
多组输入，输入一个整数n（2<=n<=50）,表示等边三角形边的长度，即字符“*”的个数。
输出一个等边三角形，每个“*”后有一个空格

样例输入
3
4

样例输出

• 题意分析
  在每一行中，首先输出一定数量的空格，数量为n-1-i，其中i为当前行数。然后输出i+1个*

  注意：每个星号后面都有一个空格。

• 代码实现

#includeint main(){int n = 0;while(scanf("%d", &n) != EOF){int i = 0;int j = 0;for(i = 0; i < n; i++){for(j = 0; j < n-1-i; j++){printf(" ");//打印一个空格}for(j = 0; j <= i; j++){printf("* ");}printf("\n");}}return 0;}

5.打印等边三角形（空心）

题目描述
多组输入，输入一个整数n（2<=n<=50）,表示等边三角形边的长度，即字符“*”的个数。
输出一个空心等边三角形，每个“*”后有一个空格

样例输入
3
5

样例输出

• 题意分析
  循环进行处理。在循环中，首先打印出三角形的第一行，即n-1个空格加上一个星号，然后换行。

  接下来是打印中间行，通过嵌套的循环控制空格和星号的输出，确保每一行都符合空心等边三角形的要求，然后换行。

  最后，根据条件判断是否需要打印最后一行，如果n大于1，则打印最后一行的星号和空格。

• 代码实现

#include int main(){int n, i, j;while(scanf("%d", &n) != EOF){// 打印第一行for (i = 1; i < n; i++){printf(" ");}printf("*\n");// 打印中间行for (i = 2; i < n; i++){for (j = 1; j <= n - i; j++){printf(" ");}printf("*");for (j = 1; j <= 2 * i - 3; j++){printf(" ");}printf("*\n");}// 打印最后一行if (n > 1){for (i = 1; i <= n; i++){printf("* ");}printf("\n");}}return 0;}

四、打印K型图案

题目描述
输入一个整数n（2<=n<=50）,表示最长行的长度，即*的个数，输出由*形成的K字点阵。

样例输入
3
5

样例输出

• 题意分析
• 代码实现

#includeint main(){int n, i, j;// 循环读取输入的整数，直到遇到文件结束符（EOF）while(scanf("%d", &n) != EOF){// 打印上半部分for(i = 0; i < n; i++){// 打印星号，每行开始的星号个数为 n-ifor(j = 0; j < n - i; j++){printf("* ");}printf("\n");}// 打印下半部分for(i = 2; i < n + 1; i++){// 打印星号，每行的星号个数为 ifor(j = 0; j < i; j++){printf("* ");}printf("\n");}}return 0;}

五、打印菱形

1.打印实心菱形

题目描述
输入一个整数n（2<=n<=50）,表示菱形边的长度，即字符“*”的个数。输出一个规格为n*n的菱形

样例输入
3
5

样例输出

• 题意分析
  使用两层嵌套的循环来打印菱形，上半部分和下半部分分开处理。

  对于上半部分，外层循环控制行数，内层循环先打印一定数量的空格，然后再打印一定数量的星号，以形成菱形的每一行。
  对于下半部分，同样使用两层循环来打印，但是这次是逆序打印空格和星号，以形成菱形的下半部分。

• 代码实现

#include int main(){int n, i, j;while (scanf("%d", &n) != EOF) // 输入菱形的行数n{for (i = 0; i < n; i++) // 打印上半部分菱形，从第一行到第n行{for (j = 0; j < n - i - 1; j++) // 打印空格，随着行数增加，空格数量递减{printf(" ");}for (j = 0; j < 2 * i + 1; j++) // 打印星号，根据行数确定每行的星号数量{printf("*");}printf("\n"); // 打印完一行，换行}for (i = n - 2; i >= 0; i--) // 打印下半部分菱形{for (j = 0; j < n - i - 1; j++) // 打印空格，随着行数减少，空格数量递增{printf(" ");}for (j = 0; j < 2 * i + 1; j++) // 打印星号，根据行数确定每行的星号数量{printf("*");}printf("\n"); // 打印完一行，换行}}return 0;}}

2.打印数字菱形

题目描述
输入一个整数n，(1≤n≤9)，输出一个数字菱形，菱形中心为输入的数字，如下图所示

样例输入
5

样例输出

• 题意分析
  对于上半部分，我们使用两层嵌套循环来打印：
  外层循环控制行数，从第一行到输入的整数n。内层循环分三部分：

  1.打印空格，个数为 n-i，确保数字菱形居中对齐。
  2.打印递增数字，从1到i。
  3.打印递减数字，从i-1到1。

  这样就完成了上半部分的数字菱形打印。对于下半部分，同样使用两层嵌套循环来打印：
  外层循环控制行数，从n-1到1。
  内层循环的结构和上半部分类似，同样分为打印空格、递增数字和递减数字。

• 代码实现

#include #include int main(){int i, j, n;scanf("%d", &n);// 打印上半部分for (i = 1; i <= n; i++){// 打印空格，每行开始的空格数为 n-ifor (j = 1; j <= n - i; j++)printf(" ");// 打印数字1到ifor (j = 1; j <= i; j++)printf("%d", j);// 打印数字i-1到1for (j = i - 1; j >= 1; j--)printf("%d", j);// 换行printf("\n");}// 打印下半部分for (i = n - 1; i >= 1; i--){// 打印空格，每行开始的空格数为 n-ifor (j = 1; j <= n - i; j++)printf(" ");// 打印数字1到ifor (j = 1; j <= i; j++)printf("%d", j);// 打印数字i-1到1for (j = i - 1; j >= 1; j--)printf("%d", j);// 换行printf("\n");}return 0;}

3.打印空心菱形

题目描述
输入一个整数n，（2<=n<=20）,输出一个空心菱形，其中每个边由n个*组成。

样例输入
5

样例输出

• 题意分析
  使用一个外层循环来控制菱形的行数，分别处理菱形的上半部分和下半部分。

  对于菱形的每一行，内层循环根据当前行数来控制输出空格和星号，从而实现空心菱形的效果。

• 代码实现

#include//关键是找到循环打印次数与行数的关系 int main(){int n, i, j, k;scanf("%d", &n);/*上半部分*/ for(i = 0; i < n; i++){for(k = 0; k < n - i - 1; k++)//打印左空格（n-i-1个）{printf(" ");}printf("*");//打印左半边的星星（1个） if(i > 0)//打印中间空格：因为第一行无空格，故加个判断，从第二行开始打印 {for(k = 0; k < 2 * i - 1; k++)//观察发现：中间空格个数呈1，3，5{printf(" ");} printf("*");//打印右半边的星星}printf("\n");//打印完一行，换行 }/*下半部分*/ for(i = n - 1; i > 0; i--){for(k = 0; k <= n - i - 1; k++)//打印左空格（i+1个）{printf(" ");}printf("*");//打印左半边的星星（1个） if(i > 1)//打印中间空格：因为最后一行无空格，故加个判断，到倒数第二行结束 {for(k = 0; k < 2 * i - 3; k++)//观察发现：中间空格个数呈递减数列 {printf(" ");} printf("*");//打印右半边的星星}printf("\n");//打印完一行，换行 }return 0;}

六、打印沙漏（类似菱形）

1.基础·打印沙漏

题目描述
输入一个整数n，（2<=n<=20）,输出一个沙漏，其中沙漏两端由n个*组成。

样例输入
3
5

样例输出

• 题意分析
  具体来说，条件 i+j >= n-1 && i >= j 控制了上半部分的输出条件，条件 i+j <= n-1 && i <= j 控制了下半部分的输出条件。根据这两个条件，程序在合适的位置输出星号或空格，从而打印出漏斗形状。
• 代码实现

#includeint main(){int n, i , j;scanf("%d", &n);for(i = 0; i < n; i++){for(j = 0; j < n; j++){if(i+j >= n-1 && i >= j || i+j <= n-1 && i <= j){printf("*");}else{printf(" ");}}printf("\n");}return 0;}

2.进阶·打印由给定符号组成的最大的沙漏

题目描述
输入1个正整数N（<=1000）和一个符号，中间以空格分隔。
首先打印出由给定符号组成的最大的沙漏形状，空一行，然后输出剩下没用掉的符号数

样例输入
19 *

样例输出

• 题意分析
  此题难点在于如何求出最大符号个数，而整个漏斗的字符个数，实际为组成这个漏斗的两个三角形的符号个数减1。而一个三角形符号的个数怎么求呢？我们已知它每一行分别为1，3，5…由此自然想到了等差数列。首先，我们都知道:
  a n= a 1+ ( n − 1 )d ，（1）a_{n}=a_{1}+ \left( n-1 \left) d\right. \right. ， （1） an​=a1​+(n−1)d，（1） S n= n ( a1+ an)2，（2）S_{n}=\frac{n \left( a_{1}+a_{n}\right)}{2}，（2） Sn​=2n(a1​+an​)​，（2）刚才说过 S n漏斗 =2 S n−1，（3）S_{n漏斗}=2S_n-1，（3） Sn漏斗​=2Sn​−1，（3）假设给定了num个符号，只需要满足 S n漏斗 <=num，（4）S_{n漏斗} <= num， （4） Sn漏斗​<=num，（4）联立上式，并带入a1= 1，d = 2
  可以解出n<=n u m + 12 n<=\sqrt\frac{ {num+1} }{2} n<=2num+1​ ​n即为三角形的行数，如果是小数，则向下取整（在c语言中，恰好可以利用int的特性进行截断取整）。

  有了n，带入到（2）（3）式， 可得出打印沙漏所需要的字符个数为2*n*n-1

而在打印部分，笔者通过限制条件进行打印。（与前面的打印X图形原理一样）

首先，通过观察可以发现，所要打印的字符，都在规格为n*n的正方形的两条对角线的上半部分交集，和下半部分交集，并且两条对角线分别满足 i = j和i + j = 2 * n（如下图所示）。

所以可以写一个循环嵌套，里面if判断，若在这两条线上交集和下交集，打印星星，否则打印空格。

• 代码实现

#include#includeint main(){ int num, n, i , j; char x; scanf("%d %c", &num, &x); // 输入一个正整数num和一个字符xn = sqrt((num + 1) / 2); // 计算边长nfor(i = 1; i <= 2 * n - 1; i++) {for(j = 1; j <= 2 * n - 1; j++){//if(i+j >= 2 * n && i >= j || i+j <= 2 * n && i <= j) {printf("%c", x); }else{printf(" "); }}printf("\n"); }printf("\n%d", num - 2 * n * n + 1); // 计算剩余未使用的数字并输出return 0;}

七、打印正方形

1.打印实心正方形

题目描述
输入一个整数n（2<=n<=20）,表示正方形边的长度，即字符“*”的个数。输出一个规格为n*n的实心正方形

样例输入
3
5

样例输出

• 题意分析
  使用两层循环控制行和列，每行打印n个’*’字符，然后换行，共打印n行，形成一个实心正方形。
• 代码实现

#include int main(){int n, i, j;while (scanf("%d", &n) != EOF){for (i = 0; i < n; i++){for (j = 0; j < n; j++){printf("* ");}printf("\n");}}return 0;}

2.打印空心正方形

题目描述
输入一个整数n（2<=n<=20）,表示正方形边的长度，即字符“*”的个数。输出一个规格为n*n的实心正方形

样例输入
3
5

样例输出

• 题意分析
  在空心正方形的打印中，我们需要判断每行每列的位置，如果在边界上则打印’*’，否则打印空格，从而形成空心效果。
• 代码实现

#include int main(){int n, i, j;while (scanf("%d", &n) != EOF){for (i = 0; i < n; i++){for (j = 0; j < n; j++){if (i == 0 || i == n - 1 || j == 0 || j == n - 1){printf("* ");}else{printf("");}}printf("\n");}}return 0;}

好了，现在你已经学会打印各类图形了。尝试打印一个爱心给对象吧~

彩蛋

这里用到的数学公式是:

• 代码实现

#include#includeint main(){double x, y;system("color 0c");//颜色设置为红for(y = 1.5; y > -1.5; y -= 0.1){for(x = -1.5; x < 1.5; x += 0.05){double a = x*x+y*y-1.0;if(a*a*a <= x*x*y*y*y){printf("*");}else{printf(" ");Sleep(6);//停顿六毫秒}}printf("\n");}return 0;}

• 样例