循环结构程序设计C语言程序.ppt

While do while for语句循环嵌套Break continue goto语句exit 函数循环结构类型的选择及转换循环结构程序设计举例本章小结 学习目标 理解循环结构的含义 掌握C语言三种循环结构的特点 掌握while do while for goto break continue语句的使用方法 掌握不同循环结构的选择及其转换方法 掌握混合控制结构程序设计的方法 学习内容 5 1循环结构的程序设计 1 while语句 一般形式 while 表达式 循环体语句 执行流程 其中 while后面的括号 不能省 while后面的表达式可以是任意类型的表达式 但一般是条件表达式或逻辑表达式 表达式的值是是循环的控制条件 语句部分称为循环体 当需要执行多条语句时 应使用复合语句 特点 先判断表达式 再执行循环体 说明 循环体有可能一次也不执行循环体如包括有一个以上的语句 则必须用 括起来 组成复合语句 下列情况 退出while循环条件表达式不成立 为零 循环体内遇break return goto无限循环 while 1 循环体 例5 1 用while语句求1 100的累计和 includevoidmain inti 1 sum 0 while i 100 sum i i printf sum d n sum 循环初值 循环终值 循环条件 循环体 循环变量增值 运行结果 sum 5050 注意 循环要赋初值 初值要放在循环体外 例6 1p 显示1 10的平方 includevoidmain inti 1 while i 10 printf d d d n i i i i i 运行结果 1 1 12 2 43 3 94 4 165 5 256 6 367 7 498 8 649 9 8110 10 100 1 如果while后的表达式的值一开始就为假 循环体将一次也不执行 2 循环体中的语句可为任意类型的C语句 3 遇到下列情况 退出while循环 表达式为假 为0 循环体内遇到break return或goto语句 break和goto语句将在随后介绍 while语句注意事项 inta 0 b 0 while a 0 a 0为假 b 不可能执行b 4 在执行while语句之前 循环控制变量必须初始化 否则执行的结果将是不可预知的 5 要在while语句的某处 表达式或循环体内 改变循环控制变量 否则极易构成死循环 6 允许while语句的循环体又是while语句 从而形成双重循环 while语句注意事项 例 计算10 includevoidmain inti i应赋初始值10longs 1 while i 1 s i printf 10 ld n s i 1 while i 100 死循环 因为i的值没变化 永远小于100sum i printf sum d n sum i 1 while i 9 j 1 while j 9 printf d d d n i j i j j i while 1 循环体 例6 2 求两个正整数的最大公因子 我们采用Euclid 欧几里德 算法来求最大公因子 其算法是 1 输入两个正整数m和n 2 用m除以n 余数为r 如果r等于0 则n是最大公因子 算法结束 否则 3 3 把n赋给m 把r赋给n 转 2 includevoidmain intm n r printf Pleaseinputtwopositiveinteger scanf d d 运行结果 Pleaseinputtwopositiveinteger 2456 Theirgreatestcommondivisoris8 main inta 1 n printf ninputn scanf d 输入 n 2 n 2a a 1a 2输出 2n 1a 2 n 1a 2a a 2a 2输出 4n 0a 3 2 do while语句 一般形式 do循环体语句 while 表达式 执行流程 其中 while后面的括号 不能省 while最后面的分号 不能省 while后面的表达式可以是任意类型的表达式 但一般是条件表达式或逻辑表达式 表达式的值是是循环的控制条件 语句部分称为循环体 当需要执行多条语句时 应使用复合语句 特点 先执行循环体 再判断表达式 例5 2 用do while语句求1 100的累计和 includevoidmain inti 1 sum 0 do sum i i while i 100 printf sum d n sum 运行结果 sum 5050 空复合词句作为循环体do while 空语句作为循环体do while 死循环do while 1 do while语句注意事项 inta 0 b 0 dob while a 0 1 如果do while后的表达式的值一开始就为假 循环体还是要执行一次 2 在if语句 while语句中 表达式后面都不能加分号 而在do while语句的表达式后面则必须加分号 否则将产生语法错误 3 循环体中的语句可为任意类型的C语句 4 和while语句一样 在使用do while语句时 不要忘记初始化循环控制变量 否则执行的结果将是不可预知的 5 要在do while语句的某处 表达式或循环体内 改变循环控制变量的值 否则极易构成死循环 6 do while语句也可以组成多重循环 而且也可以和while语句相互嵌套 例5 3while和do while比较 includemain inti sum 0 scanf d main inti sum 0 scanf d 输入 1 输出 55 输出 55 输入 11 输出 11 输出 0 Dowhile语句先执行循环体i sum 0 11 再判断表达式i 10 不满足 退出 While语句先判断表达式i 10 不满足 退出 不执行循环体 当while后面的表达式的第一次的值为 真 时 两种循环得到的结果相同 否则不相同 3 for语句 一般形式 for 表达式1 表达式2 表达式3 循环体语句 执行流程 其中 for后面的括号 不能省 表达式1 一般为赋值表达式 给控制变量赋初值 表达式2 关系表达式或逻辑表达式 循环控制条件 表达式3 一般为赋值表达式 给控制变量增量或减量 表达式之间用分号分隔 语句部分称为循环体 当需要执行多条语句时 应使用复合语句 for语句很好地体现了正确表达循环结构应注意的三个问题 控制变量的初始化 循环的条件 循环控制变量的更新 例5 4 用for语句求1 100的累计和 includevoidmain inti sum 0 for i 1 i 100 i sum i printf sum d n sum 运行结果 sum 5050 for语句注意事项 例 计算1 2 3 4 5 6 99 100 inti j longsum 0 for i 1 j 2 i 99 i i 2 j j 2 sum i j printf sum ld n sum 1 表达式1 表达式2 和表达式3可以是任何类型的表达式 比方说 这三个表达式都可以是逗号表达式 即每个表达式都可由多个表达式组成 逗号表达式 逗号表达式 includevoidmain inti sum 0 i 1 for i 100 i sum i printf sum d n sum includevoidmain inti sum 0 i 1 for i 100 sum i printf sum d n sum for语句注意事项 省掉表达式1 3 省掉表达式1 2 表达式1 表达式2 和表达式3都是任选项 可以省掉其中的一个 两个或全部 但其用于间隔的分号是一个也不能省的 includevoidmain inti sum 0 i 1 for if i 100 break sum i printf sum d n sum 省掉表达式1 2 3 不能省 main inti j k for i 0 j 10 i j i j k i j printf d d d n i j k 表达式1和表达式3可以是逗号表达式 逗号表达式按从左到右原则 取最右边表达式的值 0 10 101 9 102 8 103 7 104 6 105 5 10 注意 i 0 j 10表达式值 10但i 0j 10依然被赋值 for语句注意事项 for a 1 a printf 3 表达式2如果为空则相当于表达式2的值是真 死循环 4 循环体中的语句可为任意类型的C语句 5 for语句也可以组成多重循环 而且也可以和while语句和do while语句相互嵌套 6 循环体可以是空语句 例 计算用户输入的字符数 当输入是回车符时统计结束 includevoidmain intn 0 printf inputastring n for getchar n n printf d n 表示循环体为空语句 并非表示for语句结束 7 无限循环 for 相当于 while 1 语句 8 for语句可以转换成while结构 expr1 while expr2 循环体语句 expr3 例用for循环求 includemain inti sum 0 for i 1 i 100 i sum i printf d sum for i 1 i 100 i sum sum i 等同于i 1 while i 100 sum sum i i 例1 用for循环实现 计算s 1 2 3 n n 1 例2 说明以下循环语句的循环次数 for i 0 i 0 i 答 3 i 1 while ij i j 答 n 1次 n 1次 n 1次 1次 0次 0次 for k 1 k n k s k 练习 x 3 do x printf d x while x 0 答 2 s 0 for i 0 j 100 i j i j s i j printf d s 答 2 1 0 1 5100 显然 i j 100 i从0到50 共循环51次 例3 分析以下程序的输出结果 练习 例1 计算s 1 2 3 n n 1 include stdio h main ints k n printf Inputn scanf d 则可省去复合词句 练习 问题与思考 L1 行中 若令k的初值为0 请填空 s 0 k 0 while s k 答 2 将 L2 行进行如下改动 请填空 s 0 k while k s k 答 s 0 k 1 L1 while k n s k k L2 练习 应填入k n或k n 1 第一空应填入0 或 1第二空应填入k n或k n 1 s 1 2 n s 0 1 2 n k 0k 1k 1k 0 三种循环可互相嵌套 层数不限外层循环可包含两个以上内循环 但不能相互交叉嵌套循环的执行流程 1 while while 2 do do while while 3 while do while 嵌套循环的跳转禁止 从外层跳入内层跳入同层的另一循环向上跳转 4 循环嵌套 例循环嵌套 输出九九表 includemain inti j for i 1 i 10 i printf 4d i printf n n for i 1 i 10 i for j 1 j 10 j printf j 9 4d n 4d i j 1 i 1 j 1i j 1 1 1 2 i 1j 2i j 1 2 2 3 i 1j 9i j 9换行 4 i 1 j 10内循环结束i 2 j 1 外循环赋初值 先做内循环 内循环结束 跳转到外循环 外循环改变初值 再做内循环 依次类推 直到外循环也不被满足 则跳出整个循环 for i 1 i 10 i for j 1 j 10 j printf j 9 4d n 4d i j 1 i 1 j 1i j 1 1 1 2 i 1j 2i j 1 2 2 3 i 1j 9i j 9换行 4 i 1 j 10内循环结束i 2 j 1 几种循环的比较 四种循环都可以用来处理同一个问题 一般可以互相代替 但一般不提倡用goto型循环 while和do while循环 循环体中应包括使循环趋于结束的语句 for语句功能最强 用while和do while循环时 循环变量初始化的操作应在while和do while语句之前完成 而for语句可以在表达式1中实现循环变量的初始化 5 break与continue语句 break语句功能 在循环语句和switch语句中 终止并跳出循环体或开关体说明 1 break不能用于循环语句和switch语句之外的任何其它语句之中 2 break只能终止并跳出最近一层的结构 3 break语句对if else的条件语句不起作用 while 表达式1 if 表达式2 break 语句 do if 表达式2 break while 表达式1 语句 for 表达式1 if 表达式2 break 语句 5 7 1用break语句提前终止循环 例5 4在全系1000学生中 征集慈善募捐 当总数达到10万元时就结束 统计此时捐款的人数 以及平均每人捐款的数目 5 7 1用break语句提前终止循环 编程思路 循环次数不确定 但最多循环1000次在循环体中累计捐款总数用if语句检查是否达到10万元如果达到就不再继续执行循环 终止累加计算人均捐款数 5 7 1用break语句提前终止循环 编程思路 变量amount 用来存放捐款数变量total 用来存放累加后的总捐款数变量aver 用来存放人均捐款数定义符号常量SUM代表100000 include defineSUM100000intmain floatamount aver total inti for i 1 total 0 i SUM break aver total i printf num d naver 10 2f n i aver return0 指定符号常量SUM代表100000 include defineSUM100000intmain floatamount aver total inti for i 1 total 0 i SUM break aver total i printf num d naver 10 2f n i aver return0 应该执行1000次 include defineSUM100000intmain floatamount aver total inti for i 1 total 0 i SUM break aver total i printf num d naver 10 2f n i aver return0 达到10万 提前结束循环 include defineSUM100000intmain floatamount aver total inti for i 1 total 0 i SUM break aver total i printf num d naver 10 2f n i aver return0 实际捐款人数 方法 通过设置一标志变量tag 然后在每层循环后加上一条语句 if tag break 其值为1表示跳出循环体 为0则不跳出 for while if break while循环后的第一条语句 inttag 0 for while if tag 1 break if tag break for循环后的第一条语句 多重循环中 break的使用 问 在嵌套循环的情况下 如何让break语句跳出最外层的的循环体 continue语句功能 结束本次循环 跳过循环体中尚未执行的语句 进行下一次是否执行循环体的判断 说明 1 仅用于循环语句中 2 在嵌套循环的情况下 continue语句只对包含它的最内层的循环体语句起作用 for while if continue while循环后的第一条语句 break和continue的区别 1 break能用于循环语句和switch语句中 continue只能用于循环语句中 2 continue语句的作用是跳过循环本中剩余的语句而强行执行下一次循环 break结束整个循环 不再判定循环条件是否满足 3 循环嵌套时 break和continue只影响包含它们的最内层循环 与外层循环无关 N 表达式1 Y 表达式2 N Y N 表达式1 Y 表达式2 N Y break语句 continue语句 强行退出循环 只结束本次循环 5 7 2用continue语句提前结束本次循环 例5 5要求输出100 200之间的不能被3整除的数 编程思路 对100到200之间的每一个整数进行检查如果不能被3整除 输出 否则不输出无论是否输出此数 都要接着检查下一个数 直到200为止 N n 100 n 200 Y n能被3整除 N n n 1 输出n Y for n 100 n 200 n if n 3 0 continue printf d n 例5 6输出以下4 5的矩阵 12345246810369121548121620 解题思路 可以用循环的嵌套来处理此问题用外循环来输出一行数据用内循环来输出一列数据按矩阵的格式 每行5个数据 输出 includeintmain inti j n 0 for i 1 i 4 i for j 1 j 5 j n if n 5 0 printf n printf d t i j printf n return0 累计输出数据的个数 控制一行内输出5个数据 includeintmain inti j n 0 for i 1 i 4 i for j 1 j 5 j n if n 5 0 printf n printf d t i j printf n return0 双重循环 includeintmain inti j n 0 for i 1 i 4 i for j 1 j 5 j n if n 5 0 printf n printf d t i j printf n return0 控制输出4行 includeintmain inti j n 0 for i 1 i 4 i for j 1 j 5 j n if n 5 0 printf n printf d t i j printf n return0 控制每行中输出5个数据 includeintmain inti j n 0 for i 1 i 4 i for j 1 j 5 j n if n 5 0 printf n printf d t i j printf n return0 i 1时 j由1变到5i j的值是1 2 3 4 5 includeintmain inti j n 0 for i 1 i 4 i for j 1 j 5 j n if n 5 0 printf n printf d t i j printf n return0 i 2时 j也由1变到5i j的值是2 4 6 8 10 如何修改程序 不输出第一行的空行 includeintmain inti j n 0 for i 1 i 4 i for j 1 j 5 j n if n 5 0 printf n printf d t i j printf n return0 if i 3 遇到第3行第1列 终止内循环 includeintmain inti j n 0 for i 1 i 4 i for j 1 j 5 j n if n 5 0 printf n printf d t i j printf n return0 if i 3 原来第3行第1个数据3没有输出 5 8循环程序举例 例5 7用公式求的近似值 直到发现某一项的绝对值小于10 6为止 该项不累计加 5 8循环程序举例 解题思路 求近似值的方法很多 本题是一种其他方法 5 8循环程序举例 每项的分子都是1后一项的分母是前一项的分母加2第1项的符号为正 从第2项起 每一项的符号与前一项的符号相反 5 8循环程序举例 include includeintmain intsign 1 doublepi 0 n 1 term 1 while fabs term 1e 6 pi pi term n n 2 sign sign term sign n pi pi 4 printf pi 10 8f n pi return0 求绝对值的函数 只保证前5位小数是准确的 include includeintmain intsign 1 doublepi 0 n 1 term 1 while fabs term 1e 6 pi pi term n n 2 sign sign term sign n pi pi 4 printf pi 10 8f n pi return0 改为1e 8 例5 8求费波那西 Fibonacci 数列的前40个数 这个数列有如下特点 第1 2两个数为1 1 从第3个数开始 该数是其前面两个数之和 即 这是一个有趣的古典数学问题 有一对兔子 从出生后第3个月起每个月都生一对兔子 小兔子长到第3个月后每个月又生一对兔子 假设所有兔子都不死 问每个月的兔子总数为多少 includeintmain intf1 1 f2 1 f3 inti printf 12d n 12d n f1 f2 for i 1 i 38 i f3 f1 f2 printf 12d n f3 f1 f2 f2 f3 return0 代码可改进 includeintmain intf1 1 f2 1 inti for i 1 i 20 i printf 12d 12d f1 f2 if i 2 0 printf n f1 f1 f2 f2 f2 f1 return0 例5 9输入一个大于3的整数n 判定它是否素数 prime 又称质数 解题思路 让n被i整除 i的值从2变到n 1 如果n能被2 n 1 之中任何一个整数整除 则表示n肯定不是素数 不必再继续被后面的整数除 因此 可以提前结束循环注意 此时i的值必然小于n N N Y n i 1 输入n i 2 i n 1 Y n被i整除 i a 输出不是素数 Y 输出是素数 N includeintmain intn i printf n scanf d includeintmain intn i printf n scanf d k sqrt n includeintmain intn i k printf n scanf d k sqrt n include includeintmain intn i k printf n scanf d k sqrt n include 例5 10求100 200间的全部素数 解题思路 使用例5 9的算法在例5 9程序中只要增加一个外循环 先后对100 200间的全部整数一一进行判定即可 for n 101 n k 1 printf d n m m 1 if m 10 0 printf n 只对奇数进行检查 控制每行输出10个数据 例5 11译密码 为使电文保密 往往按一定规律将其转换成密码 收报人再按约定的规律将其译回原文 ABCDEFG WXYZ非字母字符保持原状不变输入一行字符 要求输出其相应的密码 解题思路 问题的关键有两个 1 决定哪些字符不需要改变 哪些字符需要改变 如果需要改变 应改为哪个字符处理的方法是 输入一个字符给字符变量c 先判定它是否字母 包括大小写 若不是字母 不改变c的值 若是字母 则还要检查它是否 W 到 Z 的范围内 包括大小写字母 如不在此范围内 则使变量c的值改变为其后第4个字母 如果在 W 到 Z 的范围内 则应将它转换为A D 或a d 之一的字母 c getchar 解题思路 问题的关键有两个 1 决定哪些字符不需要改变 哪些字符需要改变 如果需要改变 应改为哪个字符处理的方法是 输入一个字符给字符变量c 先判定它是否字母 包括大小写 若不是字母 不改变c的值 若是字母 则还要检查它是否 W 到 Z 的范围内 包括大小写字母 如不在此范围内 则使变量c的值改变为其后第4个字母 如果在 W 到 Z 的范围内 则应将它转换为A D 或a d 之一的字母 if c a c A c Z 解题思路 问题的关键有两个 1 决定哪些字符不需要改变 哪些字符需要改变 如果需要改变 应改为哪个字符处理的方法是 输入一个字符给字符变量c 先判定它是否字母 包括大小写 若不是字母 不改变c的值 若是字母 则还要检查它是否 W 到 Z 的范围内 包括大小写字母 如不在此范围内 则使变量c的值改变为其后第4个字母 如果在 W 到 Z 的范围内 则应将它转换为A D 或a d 之一的字母 if c W 解题思路 问题的关键有两个 2 怎样使c改变为所指定的字母 办法是改变它的ASCII值例如字符变量c的原值是大写字母 A 想使c的值改变为 E 只需执行 c c 4 即可 因为 A 的ASCII值为65 而 E 的ASCII值为69 二者相差4 charc c getchar while c n if c a 可以改进程序 charc while c getchar n if c A 不能少 基本程序设计类型一 统计 计数 问题二 数列求和 求积 累加 累乘 递推法三 字符图形四 搜索 穷举 求解五 数论有关问题六 查找 排序 求最大值 最小值 数组七 字符串处理八 链表九 文件处理 一 统计与计数问题方法 计数变量c的初值为0 每输入一个数据 进行必要判断后 若输入的数据满足统计条件 则计数变量c自加1