C语言程序设计第3章.ppt

高级语言程序设计,肖洁大连工业大学管理学院,第三章C语言程序的流程控制,算法,1,关系运算符和关系表达式,2,选择结构程序设计,3,逻辑运算符和逻辑表达式,4,循环结构程序设计,5,3.1算法,一.算法的概念,二.算法的基本性质,三.结构化程序设计,四.算法的描述,一.算法的概念,算法：解决问题确定的方法和有限的步骤称作为算法。,一个程序应包括两个方面的内容:,对数据的描述：数据结构对操作的描述：算法,完整的程序设计应该是:,程序设计数据结构算法方法工具,二.算法的基本性质,有穷性：算法必须在执行有限个操作后终止；确定性：算法中每一步的含义必须是确切的，不可出现任何二义性；有效性：算法中的每一步操作都应该能有效执行，一个不可执行的操作是无效的；有0个或多个输入；有1个或多个输出。,三.结构化程序设计,结构化程序设计方法主要包括：只采用顺序、选择、循环三种基本的程序控制结构来编制程序，从而使程序具有良好的结构；程序设计自顶而下；用结构化程序设计流程图表示算法。,四.算法的描述,1,流程图,2,N-S图,3,伪代码,四.算法的描述,1.流程图,常用的流程图标准化符号,用流程图描述程序的三种基本结构,特点：一个入口，一个出口顺序执行,顺序结构,选择结构(if语句),功能：判断条件为真时执行语句，否则跳过语句,单选择双选择,用流程图描述程序的三种基本结构,循环结构,while循环,do-while型循环,用流程图描述程序的三种基本结构,例：交换两个变量的值,a,t,b,1,2,3,例3.1用流程图描述从三个数中取最大数的算法。,求最大值、最小值问题,常用算法：例如一种打擂台的方法。n个数中，先假设第一个数为最大值，成为擂主，依次同第2，3，n个数据逐一比较，一旦某个数大，马上替换擂主；所有值比较完，最大值也就获得。求最小值问题则先假设为最小值。,四.算法的描述,2.N-S图,N-S图的每一种基本结构都是一个矩形框,（c）当型重复结构,（a）顺序结构,（b）选择结构,四.算法的描述,3.伪代码,四.算法的描述,输入a,b,c；if(a=b)max=a;elsemax=b;if(max=c)输出max;else输出c；,初始化：max=0,i=1;当（i=max)max=n;输出max;,小结,算法概念算法特性结构化程序设计：顺序、选择、循环结构算法的描述：标准流程图、N-S图、伪代码交换两个数算法求一系列数最大值的算法,3.2关系运算符和关系表达式,一、关系运算符关系运算是进行比较大小的运算，并产生运算结果1（真）或0（假）。语言中的关系运算符有种:、!优先次序：前种同级，高于后种（后种同级）关系运算符的结合性为从左到右；,如：322+ac;(自左至右),3.2关系运算符和关系表达式,注意:避免对两个实数表达式作“相等”或“不相等”的判别,1.0/3.0*3.0=1.0,fabs(1.0/3.0*3.0-1.0)1e-5,3.2关系运算符和关系表达式,要表示x在区间a,b中，a=x=b,a=x分析z%2=0的值？如果z为偶数，则z%2=0的值为1；否则z为奇数，则z%2=0的值为0；因此，z%2=0是断言“z是偶数”的c语言判断式。2.x与y的个位数字相同x%10=y%10,如何判断十位数上数字相同?,3.3逻辑运算与逻辑表达式,一、逻辑运算符和表达式C语言提供三种逻辑运算符：例:if(ab)x=a;,1.单选择if语句,条件可以是关系表达式或逻辑表达式,一、if语句,2.双选择if语句,语句格式:if(条件)语句组1;else语句组2;,双选择,功能：当条件为非零时执行语句组1否则执行语句组2。,一、if语句,if(a60)printf(“及格n”)；elseprintf(“不及格n”);,main()inta;scanf(“%d”,输出不及格的成绩,例1,一、if语句,#includemain()inta,b,max;printf(Inputaandb=);scanf(%d%d,求a和b两数中较大的一个,例2,一、if语句,说出下列程序的输出结果：#includemain()inta;scanf(%d,例3,程序运行:输入58，输出?输入30，输出？,一、if语句,3.有关if语句的说明,条件后面不加分号语句之后有分号else不是语句，不能单独使用当if后有多个执行语句时，必须用将多个语句括起来，构成一个复合语句，而之外不必有分号。if后面的表达式一般为逻辑表达式或关系表达式，也可以是任意数值类型表达式。,一、if语句,该语句是合法的：if(3)printf(“ok!”);,4、if语句的嵌套,格式：if（表达式）if(表达式1）语句11;else语句12;elseif(表达式2）语句21;else语句22;,在if语句的“语句1”或“语句2”中又包含着if语句,判断表达式的值，若为非0，再判断表达式1的值，非0执行语句11，否则执行语句12若表达式的值为0，再判断表达式2的值，非0执行语句21，否则执行语句22,功能：,一、if语句,下列程序段表示的数学式?y=-1;if(x!=0)if(x0)y=2*sin(x);elsey=0;,程序段表示的数学式1:0(x0),讨论:给第二个if行加后表示的数学式？,程序段表示的数学式2:-1(x0),数学式1程序可表示为:y=-1;if(x!=0)if(x0)y=2*sin(x);elsey=0;,思考,强调：if和else可成对出现，也可不成对出现，每个else都与距其最近的if配对。,一、if语句,写一程序，判断某一年是否闰年。,其中：leap代表闰年的信息，leap=1闰年，leap=0非闰年main()intyear,leap;scanf(“%d”,例4,输入：1989结果为：1989isnotaleapyear输入：2000结果为：2000isaleapyear,1、if语句的多重选择形式：if(表达式1)语句1elseif(表达式2)语句2elseif(表达式3)语句3elseif(表达式m)语句melse语句n,仅执行表达式为真的后面内嵌语句,若所有的表达式值都为0,则执行最后一个else后的内嵌语句.,二、ifelseif结构,二、ifelseif结构,根据百分制分数决定成绩的等级：80分以上为A级；70分及以上，80分以下，B级；60分及以上，70分以下，C级；60分以下，D级。,二、ifelseif结构,例5,#includeintmain(void)floatscore;printf(Inputascore:);scanf(%f,2、缩排是源程序普遍使用的书写方法，它是语句相对于上一条语句退后若干个字符位置的书写方法。,缩排的目的就是为了使源程序的层次清晰明了，增加源程序的可读性。,#includemain()intx;scanf(“%d”,二、ifelseif结构,main()inti=1,j=1,k=2;if(j+|k+)程序输出结果是：(B)A.2B.3C.4D.编译时有错，无结果,三、switch语句,1、一般格式：,switch（表达式）case常量表达式1：语句序列1break;case常量表达式2：语句序列2break;：case常量表达式n：语句序列nbreak;default：语句序列n+1,表达式,语句序列1,语句序列2,语句序列n,语句序列n+1,常量表达式1,常量表达式2,常量表达式n,default,2、流程图,语句序列1,常量表达式1:,语句序列2,常量表达式2:,语句序列i,常量表达式i:,语句序列n,常量表达式n:,语句序列n+1,default,break;,break;,break;,break;,break;,三、switch语句,3、switch语句说明：,“常量表达式”的值一般是整型、字符型或枚举类型，并且是互不相同的。,default子句是switch中的可选项，其位置不一定要写在最后。,多个case可以共用一组语句。,break语句的作用是结束本层switch语句。,case后的语句序列可以是一条语句，也可以是多条语句，此时多条语句不必用括号括起来。,三、switch语句,switch结构允许嵌套。,#includestdio.hmain()intscore;chargrade;printf(pleaseinputastudentsscore:n);scanf(%d,case6:grade=D;break;case7:grade=C;break;case8:grade=B;break;case9:case10:grade=A;break;default:printf(dataerror!n);grade；printf(“score=%d,grade=%c”,score,grade);,例6,#includemain()intscore;chargrade;printf(pleaseinputastudentsscore:n);scanf(%d,书例3.9联想猜词游戏,例7,三、switch语句,运输公司对用户计算运费。距离(s)越远，每公里运费越低。折扣为d(discount)，每公里每吨货物的基本运费为p(price),货物重w(weight)，总运费f(freight),f=p*w*s*(1-d),标准如下：,例8,s/250后分界值分别为1-2-4-8-12,main()intc,s;floatp,w,d,f;scanf(“%f,%f,%d”,case4:case5:,case6:case7:d=8;break;case8:case9:case10:case11:d=10;break;case12:d=15;f=p*w*s*(1-d/100.0);printf(“freight=%15.4f”,f);运行：100,20,300结果：freight=588000.0000,格式：表达式？表达式：表达式功能：判断表达式的值，该值为“非0”，则取表达式2的值，为“0”时，取表达式3的值。如：max=ab?a:b若a=3,b=2,则max=?说明：(1)条件运算符优于赋值运算符。(2)条件运算符的结合方向为“自右向左”。如：当a=1,b=2,c=3,d=4时，表达式ab?a:cd?c:d,值为：?如：若x=1,y=0,a=3,b=-3表达式(yx?a:b)elsex=y;,(yy成立时条件表达式的值为1.2,否则为实型数据6.0(8bytes)。c=xy?1:s,当xy成立时c=1,否则c=s(4bytes)。,四、条件运算符,将输入的大写字母转换为小写字母。main()charch;scanf(“%c”,输入输出a,例9,四、条件运算符,#includeintmain(void)floata,b;printf(input2relasplease:);scanf(%f%f,书例3.11输入两数，输出大者。,例10,四、条件运算符,小结,if语句实现单分支if-else语句实现两个分支switch-break语句实现多分支嵌套if语句可以实现复杂的分支结构(注意else与哪个if结合)条件表达式,3.5循环结构程序设计,一.迭代与穷举算法,二.while循环结构,三.dowhile结构,四.for结构,五、break与continue,一.迭代与穷举算法,1、迭代：是一个不断用新值取代变量的旧值，或由旧值递推出变量的新值的过程。,例3.12人口增长问题。按年0.2%的增长速度，现有13亿人，10年后将有多少人?设现人口数为m，则第1年后人口变为：m=m*(1+0.2%),迭代与下列因素有关：初值；迭代公式；迭代次数或迭代终止标志。,一.迭代与穷举算法,例3.13兔子繁殖问题。设有一对新生兔子，从第三个月开始它们每个月都生一对兔子。按此规律，并假设没有兔子死亡，一年后共有多少对兔子。人们发现每月的兔子数组成如下数列：1，1，2，3，5，8，13，21，34，并把它称为Fibonacci数列。,从第3个数开始，每一个数都是其前面两个相邻数之和。,一.迭代与穷举算法,一.迭代与穷举算法,幼仔数,成兔数,总数,一.迭代与穷举算法,上述算法可以描述为fib1=fib2=1(1)fibn=fibn-1+fibn-2(n=3)(2),fib=fib1+fib2；fib1=fib2;/*为下一次迭代作准备*/fib2=fib;,赋初值,迭代公式,一.迭代与穷举算法,对问题的所有可能状态一一测试，直到找到解或将全部可能状态都测试过为止。,2、穷举,一.迭代与穷举算法,循环控制有两种办法：计数法与标志法。,一.迭代与穷举算法,例3.15输入10个数，将最大的一个数打印出来。,一.迭代与穷举算法,当不想或无条件使用计数法时，可以使用标志法。,一.迭代与穷举算法,例3.16百钱买百鸡问题。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?(1)基本解题思路,cocks+hens+chicks=1005*cocks+3*hens+chicks/3=100,二.While循环结构,while(表达式)循环体语句,1、语法形式：,例3.17人口问题,#includeintmain(void)doublem=13;inti=1;while(i=10)m=m*(1+0.002);i+;printf(“Populationafter10yersis:%fn”,m);return0;,Populationafter10yersis:13.262353,二.While循环结构,例3.18Fibonacci算法C语言的程序实现。,#includemain()intfib1=1,fib2=1,fib,i=3;while(i=12)fib=fib1+fib2;fib1=fib2;fib2=fib;i+;printf(“TheFibonaccinumberafter1yeris:%dn”,fib);,二.While循环结构,例3.22百钱买百鸡,main()intcocks=0;while(cocks=19)inthens=0;while(hens=33)intchicks;chicks=100-cocks-hens;if(5*cocks+3*hens+chicks/3.0=100)printf(%8d%8d%8dn,cocks,hens,chicks);hens+;cocks+;,三.dowhile结构,do循环体while(表达式)；,1.dowhile循环语句的形式,先执行语句，后判断条件,循环体至少执行一次,例：用do-while型循环求：,main()inti=1,sum=0;dosum=sum+i;i+;while(i=100);printf(%d,sum);,例：输入10个数，将最大的一个数打印出来,#include#defineFLAG-32768main()intmax,n;printf(“Inputanumber:”);scanf(“%d”,四.for结构,1.for循环语句的形式for（表达式1；表达式2；表达式3）语句,2.执行过程,说明,（1）基本的应用形式：for(循环变量赋初值;循环条件;循环变量增值),例：求级数12+22+32+前10项之和。main()inti,sum=0;for(i=1;i=10;i+)sum=sum+i*i;printf(%d,sum);,（2）三个表达式均可缺省，但起分割作用的两个分号不可省略。例如：for(;)相当于while(1)表达式1省略，应在for之前对循环变量赋初值i=1;for(;i=10;i+)sum=sum+i;,说明,例：输出100以内所有偶数的和与所有奇数的和。main()inti,s1=0,s2=0;for(i=1;i100;i+)if(i%2=0)s2=s2+i;elses1=s1+i;printf(“s1=%d,s2=%dn”,s1,s2);,/*计算Fibonacci数*/#includeintmain(void)intfib1=1,fib2=1,fib,i;for(i=3;i=12;i+)fib=fib1+fib2;fib1=fib2;fib2=fib;printf(“TheFibonaccinumberafter1yearis:%dn”,fib);return0;,当使用计数方式控制重复过程时，采用for结构比较方便。,三种循环语句的比较,for语句和while语句先判断条件，后执行语句，故循环体有可能一次也不执行，而dowhile语句的循环体至少执行一次。必须在while语句和dowhile语句之前对循环体变量赋初值，而for语句可在表达式1中对循环变量赋初值。在循环次数已经确定的情况下，习惯用for语句；而对于循环次数不确定只给出循环结束条件的问题，习惯用while语句解决。,循环语句的嵌套,for(i=1;i=2;i+)for(j=1;j=2;j+)printf(“%3d”,i+j);printf(“n”);,for(i=1;i=2;i+)for(j=1;j=2;j+)printf(“%3d”,i+j);printf(“n”);,输出结果:2334,输出结果:2334,五.break与continue,1.break语句语法：break;功能：将流程转到该循环结构的后面（中途退出循环结构）。main()intn;for(n=100;n=200;n+)if(n%3=0)break;printf(“%6d”,n);,2.continue语句语法：continue;功能：结束循环体的本次执行（提前结束一个重复周期）。main()intn;for(n=100;n=200;n+)if(n%3=0)continue;printf(“%6d”,n);,100101,小结,算法：迭代和穷举While、dowhile、for循环循环嵌套循环转向控制break与continue,练习,1、输入一个整数n，判断是否为素数。在2n/2中能否找到一个整数m能将n整除。若m存在，则n不是素数；若找不到m，则n为素数。,for循环结构用下列表达式控制：初值：m=2循环条件：m=n/2修正：m+,设标志flag，初始值为1，默认是素数。,#incl