信息技术全国联赛C语言教学课件之循环结构.ppt

第6章循环结构程序设计,主要内容:1、循环结构2、while语句3、do_while语句4、for语句5、循环的嵌套6、goto、break、continue语句重点掌握：循环结构的分析，循环语句的执行过程。,6.1循环结构的组成,循环结构：描述有规律的重复操作问题。组成：要重复执行的操作，重复执行所需的条件。例6.1：求10!.分析：计算1*2*3*10;需重复执行“乘”的操作:用循环结构描述:设k为每次要乘的乘数，p为部分积，则循环执行的条件为：k=10;循环重复执行的操作为：k*p送给p,k加1。,流程图：,一个完整的循环结构一般由四部分组成：循环体、循环控制条件、循环变量的初始化、循环变量的增值其中，循环体是需要重复执行的操作序列；循环控制条件是重复执行循环体所需的条件，即当条件成立时执行循环体，否则结束循环；循环变量是决定循环条件是否成立的变量；循环变量的增值反映了循环变量的改变规律，它使循环变量的值向着使循环结束的方向改变；循环变量的初始化是指在进入循环前，给循环变量赋初值，否则首次进入循环时，无法确定循环控制条件是否成立。,如在本例中，循环体：P=P*K;K=K+1;循环条件：K=10循环变量：K进入循环前给K赋初值：1改变循环变量的值：K+,例6.2从键盘输入20个试验数据（整型），统计正数、负数的个数。分析：重复执行20次，每次对一个数进行处理：输入，判断正、负。设j为已处理实验数据的个数，a,b分别保存正数、负数的个数，则：循环体：输入第j个数,并处理数据(用选择结构),j增1循环条件：j20循环变量的初值：0循环变量增值：1,流程图：,start,j=0,j20,j=j+1,输出a,b,end,a=0;b=0,Y,N,输入x,处理x,循环有两类：1.当型循环：先判断后执行，即以上两例均为当型循环结构。（常用）2.直到型循环：先执行后判断，即（c语言中无直接描述直到型循环的语句，使用时需先转换成当型循环结构，因此不常用，一般在编写菜单程序时使用。本长只作简要介绍）。：,6.2while语句,用于描述“当型”循环结构。例6.3用while语句编写例6.1的程序。main()/*求10！*/intk；longp;p=1;k=1;/*给循环变量赋初值*/while(k=10)/*循环条件放在while语句的括号中*/p=p*k;/*循环体是一个复合语句*/k+;/*循环变量增值语句*/printf(n10!is:%ld,p);思考：若n由键盘输入，如何实现n!？,6.2while语句,While语句的一般格式：while(表达式）/*表达式为循环条件*/循环体语句其中，循环体语句可以是简单语句、复合语句或空语句。如本例中循环体为复合语句p=p*k;k+;分析例6.3,可得while语句的执行过程为：计算while后条件表达式的值。若表达式的值为真，则执行循环体语句，然后转；否则，退出循环，即结束while语句。流程图（见下页）,While语句的执行流程图：,Y,N,例6.4用while语句编写例6.2的程序。main()inta,b,j,x;a=b=0;j=0;/*循环变量赋初值*/printf(nenter20integers:);while(j0)a+;elseif(x0)b+;j+;/*循环变量增值*/printf(npositive:%d,negative:%d,a,b);,例6.5输入某班一门课的成绩并计算其平均成绩。（人数不定，当输入成绩为-1时结束）。分析：本例的特点是“循环次数不确定”，而是已知循环结束的条件。循环的组成：循环体：将有效成绩score加入部分和sum;输入下一个成绩score。循环控制条件：score!=-1循环变量：score循环变量的改变：用户输入循环变量的初值：键盘输入,例6.5程序：main()floatscore,sum=0;intn=0;printf(nenterascore(-1forend):);scanf(%f,特点：当第一次输入-1时，循环体执行次数为0。,Break语句：用于结束循环,main()/*例6.5可改用以下程序实现*/floatscore,sum=0;intn=0;while(1)/*无条件循环：表达式永为“真”*/printf(nenterascore(-1forend):);scanf(%f,本例的特点是：虽然“循环次数事先不确定”，但已知“循环结束的条件”，因此采用“结束标志控制法”来控制循环的进行。程序中用-1作为结束标志，当读取到该数时，循环体中的if语句的条件成立，便结束循环。结论：此处break语句作用是提前结束它所在的循环。即在循环条件成立的情况下跳出循环。通常与if语句连用，即当满足某条件时，结束循环。而且break语句只能用在switch和循环语句（while、do_while、for)中。,6.3do_while语句,do_while语句的特点是“先执行循环体，后判断循环条件”，当条件成立时继续执行循环体，条件不成立时结束循环。因此，do_while循环常用来实现类似“直到型”循环的“当型”循环结构。例6.6求自然数n中各位数字之和（n由用户输入）。问题分析：从n的个位开始，重复求每一位数字，并加入和s，直到最高位数字处理完为止。因此，解决问题的关键是：如何求得n中的每一位数字？n的位数事先不确定，如何控制循环次数？具体方法是：用n%10得n的最低位，加入和s；然后n=n/10，即n始终表示由未处理的数字组成的自然数。重复以上过程，直至n等于0时结束。,由此得循环结构的组成要素为：循环体：计算n的个位并加入和s，即s+=n%10循环控制条件：n大于0循环变量：n循环变量增值规律：n=n/10循环变量初值：用户输入,例6.6程序:用while循环main()ints=0,n;printf(ninputanaturalnumber:);scanf(%d,例6.6程序:用do_while循环main()ints=0,n;printf(ninputanaturalnumber:);scanf(%d,结论：两种语句可通用。,Do_while语句的格式及执行过程,Do_while语句的一般格式:do语句while(表达式);其中，表达式是循环控制条件，语句是循环体，可以是简单语句、复合语句或空语句。通常用复合语句，使得结构更清楚。特别注意：该语句最后的“；”,执行过程：注：循环体最少执行一次。,Y,N,Do_while语句的应用,例6.7编写含菜单的程序。设小学生算术练习系统的菜单项包括1.加法、2.减法、3.乘法、4.除法、5.退出。编程实现：进入系统后显示菜单，等待用户选择，然后执行相应的功能（设每个子功能位一个输出语句）；执行完后返回主菜单，直至选择退出。分析：循环体：显示菜单，选择，执行子功能。循环条件：ch不等于5循环变量：ch循环变量的改变：用户输入特点：先执行循环体，再进行条件判断。,#includestdio.hmain()charch;do/*显示菜单项*/printf(nexerciseforprimarystudent);printf(n1.add);printf(n2.subtraction);printf(n3.multiplicative);printf(n4.divide);printf(n5.exit);/*输出用户操作提示信息*/printf(npleasechoice(15):);/*接收用户输入并读取多余的回车符*/ch=getchar();getchar();,/*根据用户的选择执行相应的功能*/switch(ch)case1:printf(nadd.);break;case2:printf(nsub.);break;case3:printf(nmultiplicative.);break;case4:printf(ndivide.);break;case5:printf(nend.);break;default:printf(nerror.choiceagain.);while(ch!=5);,6.4for语句,For语句较前两种循环语句更简洁、更灵活，特别是处理循环次数确定的问题。例6.8输出100200之间不能被3整除的数。问题分析：用计算机解决此类问题常采用“穷举法”：将100200之间的数逐个处理一遍（即判断其能否被3整除，若不能，则输出；否则，不需处理）。这也是重复操作问题，需用循环结构实现。,设变量n表示每次待处理的数，对n的处理采用选择结构实现，其中n不能被3整除的条件是“n%3!=0”。则循环结构的组成为：循环体：判断n能否被3整除并进行相应的操作。循环条件：n=200（循环变量：n）循环变量的初值：100循环变量的增值：n+,例6.8,/*等价的while循环*/main()intn;n=100;/*初值100*/while(n=200)if(n%3!=0)printf(%5d,n);n+;/*增值1*/,/*用for循环*/main()intn;/*循环变量*/for(n=100;n=200;n+)if(n%3!=0)/*循环体*/printf(%5d,n);,for语句的格式、执行过程,一般格式：for(表达式1；表达式2；表达式3）循环体语句其中，表达式1为赋初值表达式表达式2为条件表达式表达式3为循环变量增值表达式,流程图：,计算表达式1,计算表达式2,循环体语句,计算表达式3,Y,N,关于for语句的几种用法：,例6.9求n!.(n=10）main()intn,t=1;n=10;for(k=1;k=n;k+)t=t*k;printf(nacumulated:%d,t);红色语句段等价于：for(n=10,k=1;k=n;k+)t*=k;*表达式1可以是都号表达式。,也等价于：n=10;k=1;for(;k=1,而不是k1*/,例6.11判断一个整数n是否为素数。#include“math.h“/*分析：*/main()intn,k,j;printf(“nentern:”);/*输入n*/scanf(%d,Continue语句,例6.12求输入的十个整数中正数的平均值。main()intk,n,a=0;floats=0;printf(“nenter10integers:”);for(k=0;k10;k+)scanf(“%d”,continue作用：结束本次循环体的执行，即跳过循环体中continue语句后面尚未执行的语句。,6.5循环的嵌套,例6.13求1!+2!+3!+n!分析:重复求j!并加入和sum。求j!又是一循环结构。main()intn,j,i;longt,sum=0;printf(nentern:);scanf(%d,例6.13求1!+2!+n!.方法2：不用嵌套的循环。main()intn,j;longt,sum=0;printf(nentern:);scanf(%d,类似的，计算e的近似值：e=(n=10),例6.14、某班期末考试有4门课，输入每人每门课的成绩，并计算每门课最高成绩。（设人数为30）定义数据结构：设score表示一个成绩，k表示第几门课，j表示某一门课中的第几个人，max表示某一门课中的最高成绩。算法分析：采用“自顶向下，逐步细化”的模块化方法，该问题的总体思路是：重复处理每一门课的成绩，采用循环结构。这是第一层循环，循环体为“处理一门课的成绩”，循环的条件是“k=4”，k的初值是“1”，增值规律是“k+”。然后分析循环体如何实现，如何处理一门课的成绩：即第二层循环，循环体为“输入第k门课第j个人的成绩，与该门课已输入成绩中的最大值max比较。循环条件是”j=30“，j的初值是”1“，增值规律是”j+“。注意，处理一门课成绩开始前，应给max赋初值。,#defineN30/*定义符号常量N表示人数30*/main()intk,j;floatscore,max;for(k=1;kmax)max=score;printf(nthemaxofcourseno%dis:%f,k,max);,Question;作为最大值变量，其初值如何设？一般有两种方法：（1）取第一个数据作为最大值（或最小值）变量的初值。这种方法是最常用的，对数据范围已知和未知的情况均适合。编程时，需先给最大（或最小）值变量赋初值，再进入循环处理后面的数据。（2）若已知待处理数据的范围，则最大值变量的初值可以取其范围下界，最小值变量的初值则取其范围的上界。如该例可以用语句“max=0;”赋初值，循环变量j的初值改为“1”。2.若人数不定，需根据实际有效成绩计算，如何实现？,不定方程求解问题（穷举问题）,例6.1打印出所有的水仙花数。分析：对所有的3位数逐个判断。（有两种方法）方法1：设a,b,c分别表示一个三位数的百、十、个位，则满足条件a3+b3+c3=100*a+10*b+c的数是水仙花数。该方程的求解方法：首先找出方程中每个变量的取值范围，对所有a,b,c的任意组合都验证一遍，满足上述条件的一组a,b,c即是方程的解。方法2：对每一个三位数n，判断其是否为水仙花数。首先分解出n的三位数字a,b,c，然后判断是否满足条件n=a3+b3+c3，若满足，则n为水仙花数。,main()/*程序（1）*/inta,b,c,n,s;printf(ndaffodilnumber:);for(a=1;a=9;a+)for(b=0;b=9;b+)for(c=0;c=9;c+)n=100*a+10*b+c;s=a*a*a+b*b*b+c*c*c;if(n=s)printf(%d,n);,main()/*程序（2）*/inta,b,c,n,s;printf(ndaffodilnumbe