c语言编程输入一个4位正整数，验证6174黑洞问题，按要求输出其运算过程。 6174是一个著名的常数，由印度数学家卡布列克提出。卡布列克发现：任何非四位相同的 四位正整数，只要将数字重新排列，组合成最大的数和最小的数再相减，重复以上步骤， 7次以内就会出现6174。

在C语言中，我们可以编写一个程序来验证这个“6174黑洞”现象。以下是实现这一功能的基本步骤：

1. **输入检查**：
首先，需要获取用户的输入，并确保它是一个四位数。如果输入不符合条件，可以提示用户重新输入。

#include <stdio.h>

int isValidInput(int num) {
    return num >= 1000 && num <= 9999;
}

int main() {
    int num;
    while (!isValidInput(num)) {
        printf("请输入一个四位正整数: ");
        scanf("%d", &num);
    }
}

2. **验证循环**：
使用一个循环来应用题目所述的操作。每次迭代，都生成最大值和最小值，计算它们的差，然后再次对新差值进行操作，直到结果变成6174或循环次数达到7次。

int maxNum, minNum, newNum;
bool reached6174 = false;

for (int i = 0; i < 7 || !reached6174; i++) {
    // 生成最大值和最小值
    int temp[] = {num / 1000, num % 1000 / 100, num % 100 / 10, num % 10};
    qsort(temp, 4, sizeof(int), compare_ints);
    maxNum = temp[3] * 1000 + temp[2] * 100 + temp[1] * 10 + temp[0];
    minNum = temp[0] * 1000 + temp[1] * 100 + temp[2] * 10 + temp[3];

    // 计算差值
    newNum = maxNum - minNum;

    // 检查是否到达6174
    if (newNum == 6174) {
        reached6174 = true;
    } else if (i == 6) {
        printf("未在7次内达到6174，最终结果为: %d\n", newNum);
        break;
    }

    // 更新原始数字
    num = newNum;
}

3. **比较函数**：
这里省略了用于排序的部分，因为一般C标准库并未提供内置的比较函数。你需要自定义一个比较函数 `compare_ints()` 来完成此任务。

整个程序运行完毕后，如果在7次迭代内得到了6174，则说明验证成功；如果没有，则显示最后的结果。

**相关问题--:**
1. 如果用户输入负数或非整数，应该如何处理？
2. 如何优化排序算法以提高效率？
3. 当遇到输入是完全相同的四位数的情况，应该如何处理？