chapter6__循环程序设计

第六章 循环控制,本章要点 循环的基本概念 三种循环的使用：while、do-while、for 循环控制语句的使用 多重循环,主要内容,6.1 概述 6.2 goto语句及其构成的循环 6.3 用while语句实现循环 6.4 用do-while语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环 6.6 循环的嵌套 6.7 循环的比较 6.8 循环控制语句：break和continue 6.9 程序应用举例 小结 练习 提示：预习第十二章,6.1 概述,什么是循环？ 为什么要使用循环？,问题1：,问题2:求学生平均成绩 分数相加后除以课程数,在许多问题中需要用到循环控制。循环结构是结构化程序设计的基本结构之一，它和顺序结构、选择结构共同作为各种复杂程序的基本构造单元。,用goto语句+if语句构成循环 用while 循环 用do-while 循环 用for循环,6.2 goto语句及其构成的循环,一、无条件转向语句goto语句 goto语句和if语句一起使用，可以构成条件循环。一般形式为： goto 语句标号； 语句标号用标识符表示，命名规则与变量名相同，由字母、数字、下划线组成（首字符为字母或下划线），其第一个字符必须为字母或下划线。但要在后面加一个冒号，这样goto语句就能够去执行有此标号的语句。 例如：goto label_1; 合法; goto 123； 不合法.,二、goto语句的用途,1与if语句一起构成条件循环结构。 2从循环体中跳转到循环体外。 由于goto语句不符合结构化原则，破坏结构化程序，C语言中对goto采取限制性使用。规定goto只能用于内部函数，而且只允许用它跳出循环体，而不允许跳进循环体及switch结构。 建议：尽量少用goto，最好不用。只有在从多重循环的某一层次转到循环体外面的任何层次时使用goto语句。其余情况可用break（结束本层循环）、continue（提前结束本次循环）实现。,例6-1用if和goto语句构成循环，求10！,#include void main( ) float p=1; int i=1; loop:p=p*i; i+; if(i=10)goto loop; printf(”%.2fn”,p); ,6.3 while语句,while语句是一种先判断后执行的循环,属于”当循环”。一般形式为: while (表达式) 语句,语句的功能：先计算表达式的值,若该值为非0值，则执行循环体,然后再回头检测表达式的值，决定是再次执行循环还是退出循环；若该值为0，则退出循环，执行循环语句的下一条语句。 表达式后面的语句可以为空语句、简单语句或复合语句 表达式通常为条件表达式或逻辑表达式，也可以为任意表达式。,例6-2求10！，用while语句实现。,方法一： #include void main() float p=1; int i=1; while (i=10) p=p*i; i+; printf(”p=%.2fn”,p); ,方法二： #include void main() float p=1; int i=10; while (i) p=p*i; i-; printf(”p=%.2fn”,p); ,从此例中可以看出： 1循环体中若包含一个以上的语句，用括起来形成复合语句； 2循环体中不能有死循环，即循环体中必须有循环趋于结束的语句。,例6-3编程提示用户输入一系列整数，以0为结束标志，统计正、负数个数。,#include void main( ) int a, m, n; m=0;n=0; printf(”Input integer numbers:n”); scanf(”%d”, ,例6-4求e ，直到最后一项小于 。,#include void main( ) float t=1,p=1,e=0; int n=1; while (t=1e-5) p=p*n; t=1.0/p; e=e+t; n+; printf(”e=%.2fn”,e); ,与while循环不同，do-while循环在循环的尾部检验条件，而不是在头部， 即do-while循环至少执行一次循环。 do-while语句的特点:先执行循环体,然后判断循环条件是否成立。,6.4 do-while循环,二、执行过程 先执行循环体语句，再判断表达式是否成立，当表达式的值为非零时，重新执行循环体的语句，直到表达式值为0。,一、一般形式 do 语句 while (条件); 为避免与循环体为空语句的while语句混淆， do-while中循环体只有一条语句时 通常保留，并且增加程序的易读性。,例6-5用do-while语句求10！,#include void main() float p=1; int i=1; do p=p*i; i+; while(i=10)； printf(”p=%.2fn”,p); ,三、do-while和while的比较 例6-6.do-while和while的比较：,#include void main() float p=1; int n; scanf(”%d”, ,运行: 1 3628800 11 11,运行: 1 3628800 11 1,while与do-while比较,识别while语句和do-while语句的方法为： 在do-while语句中，while之前是一个右括号，之后条件后是”；”，而while语句的条件后面一般是一条或多条语句,只有空语句是”;”。,四、用do-while语句实现直到型循环,do-while是先执行循环体,后判断表达式的当型循环，因此它也是当条件满足时执行循环体，用do-while很容易实现直到型循环，只要将条件取”反”，即可实现。 例6-7求200300间同时满足被3除余2,被5除余3,被7除余4 的数的个数。,#include void main() int y,n=0; y=200; do if (y%3=2 ,6.5 for循环,一、一般形式 for(表达式1；表达式2；表达式3) 语句 一般含义：for（初始化；条件；增值）语句 执行过程：求解表达式1的值,再求解表达式2,若值为真,则执行for循环体内的语句，执行完后求解表达式3，再重复求解表达式2，一旦条件没有被满足，则执行for后面的语句。,例6-8用for语句实现求10！,#include void main() float p=1; int i; for (i=1;i=10;i+) p=p*i; printf(”p=%.0fn”,p); ,二、for循环的变体,for循环中允许使用各种变体，但只有三种主要语句： for （初始化；条件；变量增值） 语句 （1）初始化总是一个赋值语句，它用来建立循环控制变量； （2）条件是一个关系表达式，它决定什么时候退出循环； （3）增量定义循环控制变量在每次循环时按什么方法变化。 这三个主要语句之间必须用分号隔开。,for循环的变体,1表达式1可省略，但分号不能省。 i=1; for (;i=10;i+) p=p*i; 也可以用while循环来表示：,2省略表达式2，会构成永真循环（无限循环） for (i=1; ;i+) p=p*i;,3省略表达式3，若在循环体中无循环变量增值表达式，则也会构成无限循环。 for (i=1;i=10; ) p=p*i; i+;,4省略式1和式3 i=1; for (;i=10; ) p=p*i; i+;,由此可见，for语句的功能比while语句强，可以赋初值、循环变量自增等。 5三式均省略构成无限循环（后面介绍）,for循环的变体,6用逗号运算符使得两个或两个以上的变量共同实现对循环的控制 #include void main() int x, y, s; for (x=0,y=0; x+y=10; +x,+y) s=x+y; printf(”%3d”,s); 又如：for (i=1,p=1; i=10; i+) p=p*i;,结果：0 2 4 6 8 10,三for循环中的表达式2,表达式2一般为关系表达式或逻辑表达式，也可以为数值或字符表达式（即任意表达式都可以） 如：for (; (c=getchar( )!=n;) printf(”%c”,c); 注意：for循环的条件检验总是在循环的头部进行的，即当开始时条件为false时，循环不被执行。 分析下列程序段的循环次数： （1）x=10; for (y=10; y!=x; +y) printf(”%d”,y); （2）for (x=2,p=1;x2;+x) p=p*x;,由于这两个循环在一开始表达式2就为0,所以循环次数为0,四、无限循环,由于构成for循环的三个表达式都没有被要求，因此可以运用空的条件表达式而使循环无休止地进行下去,成为死循环，但可以使用break语句立即中止循环。例如： ch=0; for (; ; ) ch=getchar(); if (ch=A) break; printf(”you typed an A”);,五、无循环体for循环 在C语言中，一条语句可以是空语句，即for循环体（或其它循环形式）可以是空语句。 这个事实可用来改善某些算法的效率以及产生时间延迟循环。时间延迟循环在编程时常常用到，下面用for循环来产生时间延迟： for (t=0; tSOME-VALUE; t+) ;,例6-9编程实现输入10个学生的成绩，求其平均成绩并统计优秀（=85)、不及格学生人数（60)。,#include void main( ) int i,n,m; float score,sum,aver; n=0;m=0;sum=0; for (i=1;i=85) m+; sum+=score; aver=sum/10.0; printf(”naverage=%5.2f,high:%d,lower:%dn”, aver,m,n); ,6.6 循环的嵌套,当一个循环结构中包含另一个循环结构时，称为循环的嵌套或多重循环，原则上，循环嵌套的深度不受限制。 三种循环(while循环、do-while循环和for循环)可以互相嵌套,但使用时注意层次，不能交叉。 嵌套的内外层循环不能使用同名的循环变量，但并列结构的内层循环允许使用相同的循环变量。,例6-10输出九九乘法表,1*1=1 1*2=2 1*3=3 1*4=4 1*5=5 1*6=6 1*7=7 1*8=8 1*9=9 2*1=2 2*2=4 2*3=6 2*4=8 2*5=10 2*6=12 2*7=14 2*8=16 2*9=18 3*1=3 3*2=6 3*3=9 3*4=12 3*5=15 3*6=18 3*7=21 3*8=24 3*9=27 4*1=4 4*2=8 4*3=12 4*4=16 4*5=20 4*6=24 4*7=28 4*8=32 4*9=36 5*1=5 5*2=10 5*3=15 5*4=20 5*5=25 5*6=30 5*7=35 5*8=40 5*9=45 6*1=6 6*2=12 6*3=18 6*4=24 6*5=30 6*6=36 6*7=42 6*8=48 6*9=54 7*1=7 7*2=14 7*3=21 7*4=28 7*5=35 7*6=42 7*7=49 7*8=56 7*9=63 8*1=8 8*2=16 8*3=24 8*4=32 8*5=40 8*6=48 8*7=56 8*8=64 8*9=72 9*1=9 9*2=18 9*3=27 9*4=36 9*5=45 9*6=54 9*7=63 9*8=72 9*9=81,#include void main() int i,j; for (i=1;i=9;i+) for (j=1;j=9;j+) printf(”%2d*%d=%2d ”,i,j,i*j); printf(”n”); /* 控制换行 */ ,例6-11利用多重循环，输出以下图形：,1 222 33333 4444444 555555555 66666666666,#include void main() int i, j, a; for (i=1;i=6;i+) for (a=0;a=5-i;a+) printf(“ “); for (j=1;j=i*2-1;j+) printf(“%d“,i); printf(“n“); ,6.7 循环的比较,循环的比较,while、do-while语句的表达式只有一个，只能起到控制循环的作用；for循环有3个表达式，不仅控制循环过程，还兼有初始化和增量的作用。 while语句通过修改循环控制条件可以实现do-while循环语句的功能；for语句通过省略初始化表达式和增量表达式可实现while语句的功能。 for比while、do-while的功能更强。,6.8 循环控制语句：break和continue,一、break语句 1break语句的两种用法 一是中止switch语句中的一个情况； 二是绕过一般的循环条件检验，立即强制性地中止一个循环，当一个循环体内的break语句被执行时，循环立即中断，并转向循环体外的下一条语句。,例6-12break循环示例 #include void main( ) int t; for (t=0;t100;t+) printf(”%4d”,t); if (10=t) break; ,运行结果： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,break语句,2语句的一般形式: break； 3break语句常用于循环体中需要一个特殊的条件来立即中止循环，因而break语句常用于某一个if条件分支语句中，用于实现在循环过程中当某个条件成立时结束循环。例： for (i=1;i40) break; ,运行结果： 0 7 14 21 28 35 42,4注意：break语句只能用于switch语句和循环语句。,二、continue语句,1一般形式： continue； 2作用：该语句不造成强制性的中断循环，而是提前结束本次循环，跳过continue后面的语句，继续执行下一次循环的判断。,8 7 100,例6-14输出1100间能被7整除的数，若大于50，停止输出。,#include void main() int i; for (i=1; i50) break; if (i%7!=0) continue; printf(”%4d”, i); ,输出结果：7 14 21 28 35 42 49,三、break、continue及goto语句的区别,1.break、continue语句的区别 break：结束整个循环过程，执行循环体的下一条语句。如有多重循环，则只退出本层的循环。 continue：提前结束本次循环，进入下一次循环，并非结束整个循环体的执行。 continue语句在使用中应注意其流向，以免在程序逻辑上产生错误，一般来说，尽量少用continue，因为从程序逻辑上看，只要改变if语句中所使用条件，就可以不用continue语句，如例6-14中： if (i%7!=0) continue; printf(”%4d”, i); 可用 if (i%7=0) printf(”%4d”, i); 来代替。,2.break与goto的区别,结果：显示10次1到9的值,下列程序段的运行结果为： for (t=0; t10; t+) count=1; for (; ; ) printf(”%4d”,count); count+; if (10=count) break; ,下列程序段的运行结果为： for (t=0; t10; t+) count=1; for (; ; ) printf(”%4d”,count); count+; if (10=count) goto loop; loop: printf(”end”);,结果：显示1次1到9的值 end,goto语句可以从多重循环的某一层次跳转到任何层次 break语句从内向外跳转一层，跳出并结束本层循环,6.9 程序应用举例,例6-15读程序，写出运行结果。 #include void main() int i; for (i=0;i3;i+) switch(i) case 1:printf(“%d“,i); case 2:printf(“%d“,i); default:printf(“%d“,i); ,运行结果： 011122,#include void main() int i; for (i=0;i3;i+) switch(i) case 1:printf(“%d“,i);break; case 2:printf(“%d“,i);break; default:printf(“%d“,i); ,运行结果： 012,例6-16用公式 求的近似值，直到某项的绝对值小于106为止。,运行结果： pi= 3.141594,#include #include void main() int s=1; float n=1,t=1,pi=0; while (fabs(t)=1e-6) pi=pi+t; n=n+2; s=-s; t=s/n; pi=pi*4; printf(“pi=%10.6fn“,pi); ,例6-17求 （n=20）,#include void main() float s, t; int n; for (n=1,s=0,t=1;n=20;n+) t*=n; s+=t; printf(“%en“,s); ,例6-18解百鸡问题，这是我国古代一道数学难题：鸡翁一，值钱五；鸡母一，值钱三；鸡雏三，值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、雏各几何？,穷举法按问题本身的性质，将求解对象一一列举出来，然后逐一加以分析、处理，并验证结果是否满足给定的条件，穷举完所有对象后才能得出问题的所有解。 穷举法是处理问题的常用方法之一，用人工的方式解决穷举的问题，当需要穷举的次数增多时将无法完成。穷举问题的穷举策略很重要，如何设计恰当的穷举变量及变量穷举范围，如何进行判断减少穷举的次数、提高穷举效率，是一个循序渐进的学习过程。 算法思想： cocks 119 hens 133 chicks 199,流程图,#include void main() int cocks,hens,chicks; for (cocks=1;cocks20;cocks+) for (hens=1;hens=33;hens+) for (chicks=1;chicks100;chicks+) if(100=cocks+hens+chicks ,程序一,运行结果： cocks=4 hens=18 chicks=78 cocks=8 hens=11 chicks=81 cocks=12 hens=4 chicks=84,#include void main() int cocks,hens,chicks; for (cocks=1;cocks20;cocks+) for (hens=1;hens=33;hens+) chicks=100-cocks-hens; if (5*cocks+3*hens+chicks/3.0=100.0) printf(“cocks=%d hens=%d chicks=%dn“, cocks,hens,chicks); ,程序二,例6-19用梯形法求 (a=0，b=1.0),n=1000。,算法思想:定积分区间a，b的上下限为a、b，将它们分为若干个小区间，每个区间长度为：h=(b-a)/n 第一个梯形的面积为：f(a)+f(a+h)/2*h 则第i个梯形的面积为：,#include #include void main() float a,b,h,sum,f1,f2; int i,n; printf(“input a,b,n:n“); scanf(“%f,%f,%d“, ,例6-19 矩形法方法,第一个矩形的面积为：f(a)*h或f(a+h)*h 则第i个矩形的面积为： f(a+(i-1)*h)*h 或 f(a+i*h)*h,例6-20 实现菜单的循环选择,#include “stdio.h“ #include void main() int quit=0; char select; do system(“cls“); printf(“nttDesign of Management“); printf(“nt-“); printf(“ntt1 Add Record“); printf(“ntt2 Delete record“); printf(“ntt3 Search Record“); printf(“ntt4 Update Record“); printf(“ntt5 Sort“); printf(“ntt6 List Record“); printf(“ntt7 Save to File“); printf(“ntt8 Load From File“); printf(“ntt9 Quit“); printf(“nt-“); printf(“nttEnter your choice(1-9):“); select=getchar();,例6-20,switch(select) case 1:printf(“You have chosen “Add Record“n“); getch(); break; case 2:printf(“You have chosen “Delete Record“n“); getch(); break; case 3:printf(“You have chosen “Search Record“n“); getch(); break; case 4:printf(“You have chosen “Update Record“n“); getch(); break; c