7.3　蛮力法实现重复执行代码

要想用蛮力法反复执行一系列语句，我们需要将这套语句手工复制许多遍，直至达到要求的次数为止。这是最僵化的一种重复执行方式，因为重复次数是写死的，无法在程序运行的过程中修改。

用这种办法做重复执行有许多缺点。首先，如果你想修改这一系列语句之中的某一条或某几条，那该怎么办？这时你要做的工作必定是十分枯燥的，因为你只有两个办法，一种是逐个修改（这当然很容易出错），另一种是把它们全删掉，然后重新写出一个修改之后的版本，再把这个版本手工复制许多遍（这当然也很容易出错）。另外，这样做还会让源文件毫无必要地膨胀。如果你复制的这套语句只有10行，那或许不会有太大问题，但如果有成百上千行，那就会大幅增加文件的尺寸。

然而，有些情况下，我们确实需要把同一条语句复制许多遍，这主要发生在需要执行循环展开（loop unrolling或loop unwinding）时，这是个高深的话题，不在本书的讨论范围之内。如果你学完本章之后有兴趣研究这个话题，可以自己寻找更多的资料。这里只提醒一句，就是它跟某些对性能要求很高的特殊需求有关。你在开始学习这项技术之前，还有许多基础知识要学。

下面这个sum100viaBruteForce()函数用蛮力法来解决早前提到的连加问题，这个函数的代码是这样的：

请大家注意，我们这里并没有把函数中的一百多行代码全写出来，那样相当乏味。这个函数确实可以正确计算出1～100的整数和，但它只对这一个例子有效。如果我们要计算的是1～10或1～50的整数和，那么这个用蛮力法实现出的函数就不再适用了。这个缺点让该函数显得更加无聊。

还有一种蛮力解法是通过C语言的自增运算符来实现。这个版本叫作sum100viaBrute-Force2()，它的代码是这样写的：

请注意，这次我们也没有把函数中的一百多行代码全写出来。这个函数虽然不要求把1～100的每个数字都写一遍，但它跟早前那个函数一样烦琐，而且笔者觉得，这个函数实际上比刚才那个（也就是sum100viaBruteForce()）更难写，因为这次我们很难看出当前已经写了多少个sum+=++num;语句。为此，笔者每隔几行代码就要加一条注释，以便记录当前的重复次数，大家打开gauss_bruteforce.c文件就可以看到这些注释。

这两个函数的代码都超过了一百行，这种感觉就好比你在大热天开车穿过一百英里的荒野，而且中途不能休息、不能喝冷饮一样。编译器当然不会觉得这有什么麻烦，但阅读和修改代码的人确实相当难受。

你在录入这种代码的时候当然可以用复制与粘贴功能来简化输入。

下面是gauss_bruteforce.c程序的main()函数：

请创建名为gauss_bruteforce.c的文件，然后录入main()函数以及三个sum函数的代码。接下来，用cc gauss_bruteforce.c -o gauss_bruteforce命令编译这个程序。其中的-o选项用来指定编译之后所产生的可执行文件（以前我们并没有指定这个选项，因此编译之后的可执行文件会默认叫作a.out）。运行gauss_bruteforce程序，你应该会看到类似下面这样的输出信息。

从这张截图中大家看到，这三个函数都能计算出1～100的整数和，而且计算结果都是正确的。

所幸我们有更好的办法实现连加，这些办法虽然不如直接套用高斯的求和公式，但毕竟要比蛮力法强，而且它们可以用来演示本章要讲的话题，也就是循环。

我们接下来讲解这些循环方式的时候，使用的例子都是这个高斯求和问题。这样做有两个好处。第一，由于这个问题我们已经用公式法与蛮力法解决过了，因此，在利用循环法来求解的过程中，如果控制迭代次数的计数器有错，那我们很容易就能通过求和结果意识到这个错误：只要结果跟以前不同，就说明循环写得不对。第二，由于我们已经通过两种方式解决了该问题，因此这已经不是一个新问题了，大家对这个问题应该已经比较熟悉了，于是，我们在改用各种形式的循环来解决这个问题时会比较容易。