【C++】九九乘法表编程题详解与多角度对比分析

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文章目录

💯前言
💯题目概述
- 题目描述
💯老师的实现方法
- 代码解析
- 优点
- 不足
💯我的实现方法
- 代码解析
- 优点
- 不足
💯实现方法对比
💯优化与扩展
- 代码优化建议
- 扩展思路
💯小结

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💯前言

九九乘法表是编程入门过程中一项经典题目，它以简单的数学规律为基础，考察程序的基本控制流、输出格式化以及循环嵌套的应用。本文围绕一道九九乘法表的编程题，结合多种实现方法展开详细解析，包括代码的思路、老师的实现方式、我的实现方式以及两者的详细对比。最后，本文还将通过优化建议与扩展思路，进一步拓展代码的应用场景。通过阅读本文，希望你能全面掌握九九乘法表编程的核心要点，并体会不同实现方式的优劣。
C++ 参考手册

💯题目概述

乘法表
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题目要求：
输出标准的九九乘法表，具体的输出格式遵循以下规则：

每项的结果需要占据 2 个字符宽度，对齐输出。
每行的不同乘法结果之间用一个空格分隔。
每行输出完毕后换行，直至完整输出九九乘法表。

以下是题目完整内容和示例：

题目描述

输出九九乘法表。

具体的输出格式见下例，其中每一项乘法的结果需要占据 2 个字符宽度，不同的乘法结果之间用 1 个空格间隔：

1*1= 1
1*2= 2  2*2= 4
1*3= 3  2*3= 6  3*3= 9
1*4= 4  2*4= 8  3*4=12  4*4=16
1*5= 5  2*5=10  3*5=15  4*5=20  5*5=25
1*6= 6  2*6=12  3*6=18  4*6=24  5*6=30  6*6=36
1*7= 7  2*7=14  3*7=21  4*7=28  5*7=35  6*7=42  7*7=49
1*8= 8  2*8=16  3*8=24  4*8=32  5*8=40  6*8=48  7*8=56  8*8=64
1*9= 9  2*9=18  3*9=27  4*9=36  5*9=45  6*9=54  7*9=63  8*9=72  9*9=81

输入描述：
无输入。

输出描述：
按上述格式输出九九乘法表。

💯老师的实现方法

以下是老师提供的代码实现，基于 C 语言的经典 printf 方法：

#include <cstdio>

int main() {
    for (int i = 1; i < 10; i++) {
        for (int j = 1; j <= i; j++) {
            printf("%d*%d=%2d ", j, i, i * j);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

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代码解析

头文件部分
- #include <cstdio>：这是 C 语言中标准 I/O 库的头文件，提供了 printf 和 scanf 等函数。
外层循环
```
for (int i = 1; i < 10; i++) {
```
- 外层循环控制行号，从 1 到 9。
- 第 i 行打印 i 项。
内层循环
```
for (int j = 1; j <= i; j++) {
```
- 内层循环控制列号，从 1 到当前行号 i。
- 每次迭代输出当前行中的一项乘法。
输出格式化
```
printf("%d*%d=%2d ", j, i, i * j);
```
- 使用 printf 格式化输出：
  - %d：输出整数。
  - %2d：输出占 2 个字符宽度的整数，不足时用空格补齐。
  - 每个结果后追加一个空格。
换行
```
printf("\n");
```
- 每行末尾输出换行符，开始打印下一行。

优点

高效性：printf 是 C 标准库的一部分，执行效率高。
代码简洁：格式化输出功能强大，适合实现类似本题的格式要求。
学习价值：体现了 C 语言的基本编程思想，适合初学者深入理解。

不足

可读性一般：格式化字符串中符号较多，对初学者来说可能稍显复杂。
扩展性有限：如果要修改输出格式（如宽度），需要仔细调整格式字符串。

💯我的实现方法

以下是我基于 C++ 的实现，使用了流式输出和 <iomanip> 提供的格式化工具：

#include <iostream>
#include <iomanip> 
using namespace std;

int main() {
    for (int i = 1; i <= 9; i++) {
        for (int j = 1; j <= i; j++) {
            cout << setw(2) << j << "*" << i << "=" << setw(2) << j * i << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    return 0;
}

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代码解析

头文件部分
- #include <iostream>：提供 cin 和 cout 等流式 I/O 操作。
- #include <iomanip>：提供格式化工具 setw，用于控制输出宽度。
流式输出
```
cout << setw(2) << j << "*" << i << "=" << setw(2) << j * i << " ";
```
- setw(2)：设置输出字段宽度为 2，保证对齐。
- 使用流式输出操作符 <<，语法接近自然语言，易于理解。
换行
```
cout << endl;
```
- 使用 endl 输出换行符，同时刷新输出缓冲区。

优点

语法清晰：流式输出的语法直观，便于初学者理解。
扩展性强：通过调整 setw 的参数，可以轻松修改输出格式。
可维护性好：代码结构化程度高，便于后期修改和扩展。

不足

执行效率稍低：相比 printf，流式输出需要额外的缓冲区操作。
依赖更多头文件：需要引入 <iomanip>，增加了学习成本。

💯实现方法对比

以下是两种实现方式的详细对比：

比较维度	我的实现（C++）	老师的实现（C）
语言风格	面向对象，语法现代	程序结构简单，接近底层
输出方式	使用 `setw` 格式化输出，直观灵活	使用 `printf` 格式化输出，高效但符号复杂
代码简洁性	更加可读，语义清晰	紧凑高效，但对初学者不够直观
性能	执行效率略低（流式 I/O）	执行效率高
扩展性	方便调整输出格式	修改格式较为麻烦
适用场景	适合学习现代 C++ 编程，注重语法清晰和可维护性	适合学习 C 基础编程，注重性能和效率

💯优化与扩展

代码优化建议

结合灵活性与高效性
- 在 C++ 中，也可以使用 printf 实现格式化输出，兼顾高效性和现代语法。
```
printf("%d*%d=%2d ", j, i, j * i);
```

用户自定义范围

修改代码，让用户输入范围，从而生成任意范围的乘法表。

int n;
cin >> n;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
        cout << setw(2) << j << "*" << i << "=" << setw(2) << j * i << " ";
    }
    cout << endl;
}