C语言实现空中矩形图案的多种方法及优化223

本文将详细讲解如何在C语言中输出各种形式的“空中矩形”，即在控制台中打印出由字符组成的矩形图案。我们将探讨多种实现方法，从基础的嵌套循环到利用函数进行代码复用和优化，并分析不同方法的优缺点，最终实现灵活且高效的空中矩形绘制功能。

一、基础方法：嵌套循环

最直接的方法是使用嵌套循环。外层循环控制行数，内层循环控制列数。通过判断当前位置是否在矩形的边界或内部，决定输出字符。以下代码实现了一个简单的实心矩形：```c
#include
int main() {
int rows, cols;
printf("请输入矩形的行数和列数：");
scanf("%d %d", &rows, &cols);
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
printf("*");
}
printf("");
}
return 0;
}
```

这段代码简单易懂，但缺乏灵活性。如果需要绘制空心矩形或其他类型的矩形，就需要修改大量的代码。

二、空心矩形

为了绘制空心矩形，我们需要在输出字符时增加条件判断。只有在矩形的边界上才输出字符，内部则输出空格：```c
#include
int main() {
int rows, cols;
printf("请输入矩形的行数和列数：");
scanf("%d %d", &rows, &cols);
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
if (i == 0 || i == rows - 1 || j == 0 || j == cols - 1) {
printf("*");
} else {
printf(" ");
}
}
printf("");
}
return 0;
}
```

这段代码通过判断 `i` 和 `j` 是否等于边界值来控制输出字符，实现了空心矩形的绘制。

三、利用函数进行代码复用

为了提高代码的可读性和可重用性，我们可以将矩形绘制功能封装到函数中：```c
#include
void printRectangle(int rows, int cols, char fillChar, char emptyChar) {
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
if (i == 0 || i == rows - 1 || j == 0 || j == cols - 1) {
printf("%c", fillChar);
} else {
printf("%c", emptyChar);
}
}
printf("");
}
}
int main() {
int rows, cols;
printf("请输入矩形的行数和列数：");
scanf("%d %d", &rows, &cols);
printf("绘制实心矩形:");
printRectangle(rows, cols, '*', ' ');
printf("绘制空心矩形:");
printRectangle(rows, cols, '*', ' ');

return 0;
}
```

这个函数 `printRectangle` 接受行数、列数、填充字符和空字符作为参数，可以绘制各种类型的矩形，极大地提高了代码的复用性。

四、更复杂的图案

我们可以进一步扩展这个函数，使其能够绘制更复杂的图案。例如，我们可以添加参数来控制矩形的边框样式：```c
#include
void printRectangle(int rows, int cols, char cornerChar, char edgeChar, char fillChar) {
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
if (i == 0 || i == rows - 1) {
if (j == 0 || j == cols - 1) {
printf("%c", cornerChar);
} else {
printf("%c", edgeChar);
}
} else {
if (j == 0 || j == cols - 1) {
printf("%c", edgeChar);
} else {
printf("%c", fillChar);
}
}
}
printf("");
}
}
int main() {
int rows, cols;
printf("请输入矩形的行数和列数：");
scanf("%d %d", &rows, &cols);
printRectangle(rows, cols, '+', '-', '*');
return 0;
}
```

这个版本允许自定义矩形的拐角字符、边框字符和填充字符，使得图案更加多样化。

五、错误处理与输入验证

为了提高程序的健壮性，我们需要添加错误处理和输入验证。例如，检查用户输入的行数和列数是否为正整数：```c
#include
// ... (printRectangle 函数保持不变) ...
int main() {
int rows, cols;
do {
printf("请输入矩形的行数和列数(正整数):");
if (scanf("%d %d", &rows, &cols) != 2 || rows

2025-06-18

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