工学]04第四章循环结构.ppt

第四章 循环结构,用于解决语句的重复执行，以克服一条语句只能执行一次的限制。 while语句 do-while语句 break 和 continue 语句 循环嵌套 循环结构程序设计,本章要点,什么是循环? 为什么要使用循环? 如何实现循环? 实现循环时，如何确定循环条件和循环体? 怎样使用while 和do-while语句实现次数不确定的循环? while 和do-while语句有什么不同? 如何使用break语句处理多循环条件? 如何实现多重循环?,4.1 用格里高利公式求的近似值,使用下列格里高利公式求的近似值，要求精确到最后一项的绝对值小于105。,和以前不同之处在于循环条件，即没有显式地给出循环次数，而是提出了精度要求（|item| 105）。 当 |item| 105时，要循环累加item的值，直到 |item| 105为止。,分析：sum = sum + 第i项,#include #include /* 使用绝对值函数 fabs */ void main( ) int flag, t; double item, pi; /* pi 用于存放累加和 */ flag = 1; /* 变量 flag 表示第 i 项的符号，初始为正 */ t = 1 ; /* 变量 t 表示第 i 项的分母*/ item = 1.0; /* 初始的item 中存放第1项的值*/ pi = 0; /* 置累加和 pi 的初值为0 */ while(fabs (item) = 0.00001) pi = pi + item; /* 累加第 i 项的值 */ flag = -flag; /* 改变符号，为下一项计算做准备 */ t = t +2; /* 分母递增2 ，为下一项计算做准备 */ item = flag * 1.0 / t; /* 计算下一 项的值 */ pi = pi * 4; /* 循环计算结果是 pi/4 */ printf ( “pi = %fn”, pi); ,while 循环, 先判断,后执行,1. while 语句格式,while (条件) 循环体语句;,for(表达式1; 表达式2; 表达式3) 循环体语句,2. while语句与for语句的关系,从while 语句和for语句的执行流程可以看出，它们的执行机制实质上是一样的，都是在循环前先判断条件，只有条件为“真”才进入循环。,可以把for语句改写成while语句： 表达式1； while (表达式2) for的循环体语句； 表达式3； ,例：,main() int i,sum=0; i=1; for (i=1; i=10; i+) while (i=10) sum=sum+i; sum=sum+i; printf(“%d“,sum); i+; ,如：for (i=1; i=10; i+) sum=sum+i; 可以写成 i=1; 循环变量必须有初值 while (i=10) 继续循环的条件 sum=sum+i; i+; 循环变量的改变 ,循环体,3. while 实现要点,例：从键盘输入一批学生的成绩，统计平均分。,分析：这是一个求累加和的问题，将输入的成绩先累加，最后再除以学生的数量，算出平均分。,本题的难点在于确定循环条件，不知道输入数据的个数，所以无法事先确定循环次数。 需要自己设计循环条件，可以用1个特殊的数据作为正常输入数据的结束标志，比如选用一个负数作为结束标志。,#include void main( ) int num; double mark, average; num = 0; average = 0; printf(“Input marks: n“); scanf (“%lf“, ,问题：如果第一个数据就输入 -1，运行结果是什么？,4.2 统计一个整数的位数,例：从键盘读入一个整数，统计该数的位数。如，输入1234，输出4；输入0，输出1。,分析：一个整数由多位数字组成，统计过程需要一位位地数，因此这是个循环过程，循环次数由整数本身的位数决定。由于需要处理的数据有待输入，故无法事先确定循环次数。,程序中引入循环语句 do - while 。,#include void main( ) int count, number; count = 0; printf(“Input a number: “); scanf (“%d“, ,源程序：,如果将do-while语句改为while语句，效果相同吗？,先循环,后判断,1. do-while 语句,do 循环体语句； while (表达式),while 是先判别条件，再决定是否循环； do-while 是先至少循环一次，然后再根据循环的结果决定是否继续循环。,2. while 和 do-while 的比较,3. 循环语句的选择,当循环次数已知时使用for语句 当循环次数未知时 如果循环条件在进入循环时已明确使用while语句 否则使用do-while语句，但是循环条件需要在循环体中明确,(1) 由 while 、do-while 、for 语句构成的循环结构都可以处理同一问题，一般情况下可以互换 (2) while 和 do-while 循环，在while后面只指定循环的条件,而使循环趋于结束的语句包含在循环体中 for 循环可以在“表达式3“中包含使循环趋于结束的操作 (3) 用while 和 do-while循环时，循环变量初始化应在 while 和 do-while之前 for 循环可以在“表达式1“中实现循环变量的初始化 (4) while循环先判断后执行 do-while循环先执行后判断 for循环先判断后执行 (5) 对 while循环、do-while循环、for循环，可以用 break 语句跳出循环，可以用 continue 语句结束本次循环,4. 几种循环的比较,main() int i,sum=0; i=1; while (i=100) sum=sum+i; i+; printf(“%d“,sum); ,main() int i,sum=0; i=1; do sum=sum+i; i+; while(i=100); printf(“%d“,sum); ,while语句 构成的循环,do-while语句 构成的循环,main() int i,sum=0; for (i=1;i=100;i+) sum=sum+i; printf(“%d“,sum); ,for 语句 构成的循环,求 1+2+3+.+100,4.3 判断素数,例：输入一个正整数m，判断它是否为素数。,分析：判断一个数 m 是否为素数，需要检查该数是否能被除 1 和自身以外的其他数整除，即判断 m 能否能被2 m-1之间的数整除。,设 i 取值 2, m-1 ,如果m不能被该区间上的任何一个数整除，即对每个 i ，m%i 都不为0，则m是素数； 只要找到一个 i ，使 m%i 为0，则m肯定不是素数。 m不可能被大于 m/2 的数整除 i 取值可以是 2, m-1 或 2, m/2 或 2, ,#include void main( ) int i, m; printf(“Input a number: “); scanf (“%d“, ,源程序：,#include void main( ) int i, m; printf(“Input a number: “); scanf (“%d“, ,如果改成如下的该程序，还能正确判断素数吗？,1. break语句,当循环结构中出现多个循环条件时，可以由循环语句中的表达式和break语句共同控制。 break语句强制循环结束，使循环提前结束，不再执行循环体中位于其后面的其他语句。 break语句应该和if语句配合使用，即条件满足时，才执行break跳出循环。,必定是经条件判断后执行的,程序： for (表1；表2；表3） 语句1 ； if ( exp ) break ; 语句2 ； for后的下一条语句；,2. break 流程,3. continue语句,continue语句的作用是跳过循环体中continue后面的语句，继续下一次循环。 continue语句一般也需要与 if 语句配合使用。 continue语句和break语句的区别在于，break结束循环，而continue只是跳过后面语句，继续循环。 break除了可以终止循环外，还用于switch语句； 而continue语句只能用于循环。,程序： for (表1；表2；表3） 语句1 ； if ( exp ) continue； 语句2 ； for后的下一条语句；,4. continue 流程,abc efgh 123 ,abc,abcefgh1,5. break 和 continue 应用,#include “stdio.h“ void main( ) char c; int i; for (i = 0; i 10; i+) c = getchar( ); if (c = n) break; putchar(c); ,continue;,下列程序段的输出结果是_。 int k, s; s=0; for(k=0; kk) break; else s = s+k; printf(“k=%d s=%d“, k, s);,输出 k=4 s=6,k s 0 0 1 1 2 3 3 6 4,int k; for ( k= -90 ; k ; k-) printf ( “ % d ”, k ) ; 在编译运行时会遇到 : A) 编译通不过 B) 能运行, 但会死机 C)能运行, 但不会死机 D) 以上说法都不对,在下列选项中，没有构成死循环的程序段是 A） int i=100; while ( 1 ) i=i%100+1; if ( i100 ) break; B) for ( ; ; ) ; C) int k=1000; do +k; while ( k=10000); D) int s=36; while ( s ) ; -s;,下列 for 循环, 将执行 s=0 ; for ( i = 10; ; i - ) if ( i = 0 ) break ; else s = s + i; A) 10 次 B) 11 次 C) 1 次 D) 以上均不是,下列程序段的输出是_。 main() int k; for (k=1; k5; k+) if (k % 2) printf(“*“); else continue; printf(“#“); ,输出： * # * #,4.4 求1! + 2! + . + 100!,例：计算1! + 2! + 3! + + 100!。要求定义和调用函数fact(n)计算n的阶乘。,分析：这是一个求累加和的问题，共循环100次，第 i 项就是 i 的阶乘： sum = sum + 第 i 项 在第2章中介绍了求阶乘的程序，还定义了求阶乘的函数fact，求 i 的阶乘可以直接调用fact(i)。 sum = sum + fact(i),#include double fact (int n); /* 函数声明 */ void main( ) int i; double sum; sum = 0; for(i = 1; i = 100; i+ ) sum = sum + fact (i) ; /* 调用fact(i)求i!，共100次 */ printf(“1! + 2! + 3! + + 100! = %en“, sum); double fact (int n) /* 定义求 n! 的函数 */ int i; double result; result = 1; for (i = 1; i = n; i+) result = result * i ; return result ; ,源程序：,for (i = 1; i = 100; i+) item = i 的阶阵; sum = sum + item; ,for(i = 1; i = 100; i+) item = 1; for (j = 1; j = i; j+) item = item * j; sum = sum + item; ,嵌套循环：,不使用函数也能实现求 i 的阶阵 sum = sum + 第 i 项 求累加和的for语句为： for (i = 1; i = 100; i+) sum = sum + i 的阶阵;,#include void main( ) int i, j; double item, sum; sum = 0; for(i = 1; i = 100; i+) /* 外层循环重复100次，求累加和 * / item = 1; /* 置初值为1，以保证每次求阶乘都从1开始连乘 */ for (j = 1; j = i; j+) /* 内层循环重复i次，算出item = i! */ item = item * j; sum = sum + item; printf(“1! + 2! + 3! + + 100! = %en“, sum); ,for(i = 1; i = 100; i+) item = 1; for (j = 1; j = i; j+) item = item * j; sum = sum + item; ,item = 1; for(i = 1; i = 100; i+) for (j = 1; j = i; j+) item = item * j; sum = sum + item; ,改成这样会有问题吗?,关于嵌套循环的说明：,分析程序中二重循环的执行过程 首先外层循环变量 i 固定在一个值上 然后执行内层循环，内层循环变量 j 变化一个轮次； 外层循环变量 i 再加1，重新执行内层循环，j 再变化一个轮次。 内外层循环变量不能相同，如：分别用 i 和 j。,for(i = 1; i = 100; i+) item = 1; for (j = 1; j = i; j+) item = item * j; sum = sum + item; ,例：输出数据 for (i = 1; i = 100; i+) for (j = 1; j = i; j+) printf (“%d %dn“, i, j );,4.5 循环程序设计,循环程序的实现要点： 归纳出哪些操作需要反复执行？ 循环体 这些操作在什么情况下重复执行？ 循环控制条件,一旦确定了循环体和循环条件，循环结构也就基本确定了，再选用C语言提供的3种循环语句（for，while和do-while）实现循环。,循环的具体实现又分两种情况： 如果事先给定了循环次数，一般首选for语句； 如果循环次数不明确，需要通过其他条件控制循环，则考虑while语句或do-while语句。,例：从键盘输入一批学生的成绩，找出最高分。,分析：先假设输入的第1个成绩为最高分，然后在循环中读入下一个成绩，并与最高分比较，如果大于最高分，就设它为新的最高分，继续循环，直到所有的成绩都处理完毕。 循环体中进行的操作就是输入和比较，难点在于如何确定循环条件，由于题目没有指定输入数据的个数，需要自己增加循环条件： 先输入一个正整数n，然后再输入n个数据。即循环重复n次，属于指定了循环次数，用for语句实现。 设定一个特殊数据（伪数据）作为循环的结束标志，由于成绩都是正数，选用一个负数作为输入的结束标志。考虑使用 while语句或do-while语句。,#include void main( ) int i, mark, max, n; printf(“input n: “); scanf (“%d“, ,用for语句来实现：,先输入数据个数,用while语句来实现：,#include void main( ) int mark, max; printf(“Input marks: n“); scanf (“%d“, ,用负数表示输入结束，当输入的成绩 mark 大于等于0时，执行循环。,有问题码？,用do-while语句来实现：,#include void main( ) int mark, max; max = -1; printf(“Input marks: n“); do scanf (“%d“, ,用负数表示输入结束，只要读入的数据大于 等于0，就继续循环 。,12345 %10 = 5 12345 /10 =1234 1234 %10 = 4 1234/10 =123 123%10 = 3 123/10 =12 12%10 = 2 12/10 =1 1%10=1 1/10=0 结束,(1)反复执行 x%10 x=x/10 (2)何时结束 x= =0 scanf( “%d”, ,从低位开始分割,例：输入一个正整数，将其逆序输出。例如，输入12345，输出54321。,分析：需要把该数按逆序逐位拆开，用求余运算%分离数字。,#include void main() int x,digit; printf(“input a number: “); scanf(“%d“, ,%10,/10,12345 /10000 = 1 12345 %10000 =2345 2345 /1000 = 2 2345%1000 =345 345 /100 = 3 345%100 =45 45 /10 = 4 45%10 =5 5/1= 5 5%1=5,(1)开始如何得到10000 找输入数据的位数 d=1; for ( i=10; x/i0 ; i=i*10) d+ ; (2) 每次循环缩小10倍 (3) 缩小到 0 结束,例：输入一个正整数，将其顺序输出。例如，输入12345，输出1 2 3 4 5。,从高位开始分割,#include void main( ) int x,d,n,i,j; scanf(“%d“,for (i=1; i=d; i+) n=x/j; printf(“%d, “,n); x=x%j; j=j/10; printf(“n“); ,例：求500以内的全部素数，每行输出10个。,分析：在499次循环中，对2到500之间的每个数进行判断，若是素数，则输出该数。 for (m = 2; m = 500; m+) if (m是素数) printf( “%d“, m); /* 输出素数*/,判断素数的方法：判断数m能否被2 m-1之间的数整除。,实现：使用嵌套循环（二重循环） 外层循环针对2到500之间的所有数， 而内层循环对其中的每一个数判断其是否为素数。,#include #include void main( ) int count, i, m, n; count = 0; for(m = 2; m =m) /* 如果m是素数 */ printf(“%6d“, m); count+; if (count %10 = 0) printf(“n”); ,for (m = 2; m n) printf(“%d“, m); ,源程序：,#include #include int prime(int x); void main( ) int m, n; for(m = 2; m = 500; m+) if(prime(m) printf(“%6d“, m); ,用函数实现判断素数,prime(m)函数判断素数 if m是素数,返回1 否则，返回0,int prime(int m) int i, n, res=1; n = sqrt(m); for( i = 2; i = n; i+) if (m % i = 0) res = 0; break; return res; ,int prime(int m) int i, n； n = sqrt(m); for( i = 2; i n) return 1; else return 0; ,用这个prime(m)函数能正确判断m=1时的情况吗？,例：求菲波那契(Fibonacci)序列：1，1，2，3，5，8，。请输出前10项。,分析：菲波那契(Fibonacci)序列的头两项均为1，后面任一项都是其前两项之和。程序在计算中需