循环结构程序设计.ppt

5 1while语句5 2do while语句5 3for语句5 4break continue和goto语句5 5循环的嵌套5 6复合结构程序举例 第5章循环结构程序设计 教学目的和基本要求 要求学生了解循环结构程序设计 掌握各种循环语句应用的特点及异同点 掌握循环嵌套及复合结构 教学重点 各种循环语句应用的特点及异同点 scanf f 这样重复一百次 然后输出s的值 这样写显然非常麻烦 我们注意到程序中的scanf f 两句话是一直重复的 如果能用一种语句 使这两句话能自动的重复执行一百次 就可以简化了书写的麻烦 这就是循环语句 编程解决这样的一个问题 从键盘输入一百个学生的成绩 求总成绩 从前面所学 有两种解决方法 1 设一百个变量 分别输入学生的成绩 然后求和 这种方法浪费内存空间 显然不实际 2 设一个变量 每次输入一个学生成绩 累加后再输入下一个学生成绩 如下 C语言有while do while和for语句三种循环结构语句 前两个称为条件循环 即根据条件来决定是否继续循环 后一个称为计数循环 即根据设定的执行次数来执行循环 5 1while语句 一般形式 while 表达式 语句 1 计算表达式 2 如果表达式的值为非零 执行语句 3 返回第一步 重新计算表达式 4 如果表达式的值为零 则结束循环 如果表达式的值一开始就为0 则语句一次也不会被执行 执行流程 例5 1写一个程序 输入一个班学生的成绩 求全班的平均成绩 分析 考虑到成绩没有负数 这就可以把循环条件定为每当输入的分数大于等于0时就继续输入成绩 输入的分数小于0时就停止输入 解题步骤如下 1 输入一个分数 2 当 分数 0 时 做下列工作 累计总分 人数加一 输入下一分数 3 重复第 2 步 直到 分数 0 include stdio h main floatscore average 0 intn 0 scanf f 程序 5 2do while语句 一般形式 do 语句 while 表达式 1 执行语句 3 表达式的值为非零 返回第1步 4 表达式的值为零 结束循环 语句至少被执行一次 2 计算表达式 执行流程 注意 分号不能丢 表达式 include stdio h voidmain floatscore average 0 intn 0 do scanf f 用do while语句编写例5 1的程序 由于do while语句至少要被执行一次 特别要注意n和score的取值问题 想想这样的一段循环语句的执行结果 i 1 while i 100 putchar i 这个循环永远不会结束 因为循环控制变量i没有在循环体内被改变 i 不属于循环体 应该改为 i 1 while i 100 putchar i 循环语句中一定要注意表达式的值是否能在循环执行过程中被改变 以免造成死循环 5 3for语句 for 表达式1 表达式2 表达式3 循环体语句 一般形式 表达式1 通常用于循环开始前设置变量初值 表达式2 控制循环执行的条件 决定循环次数 表达式3 循环控制变量修改表达式 循环体语句 被重复执行的语句 5 3 1for语句的一般形式 5 3 2for语句中的各表达式含义 例5 2写程序计算s 1 2 3 100 include stdio h voidmain ints 0 i for i 1 i 100 i s s i printf s d s 分析 此题可用循环语句来编写程序 循环控制变量i从1增加到100 设s的初值为0 则循环体为 s s i 程序如下 for语句的执行过程 计算表达式1 i 1 得到循环控制变量的初值 求解表达式2 若表达式2的值为0 当i 100 则结束for循环 执行循环体语句 s s i 求解表达式3 i 然后转向步骤 5 3 3for语句与while语句的比较 for语句等价于下列语句序列 表达式1 while 表达式2 语句 表达式3 相比之下 for语句显得结构整齐 紧凑 清晰 例5 3用for循环语句求n 分析 对于i 1 i n i 可以表示成i i i 1 用变量fac存放i 最初fac 1 程序 include stdio h voidmain inti n longfac scanf d printf d ld n fac 1 省略表达式1 includemain inti 1 s 0 for i 99 i s s i printf s d s 2 省略表达式3 includemain inti s 0 for i 1 i 99 s s i i printf s d s 3 同时省略表达式1 3 includemain inti 1 s 0 for i 99 s s i i printf s d s 表达式2也可以省略但在循环体中要借助break 语句来实现循环的结束 我们将在后面介绍 注意 表达式省略 分号不省略 5 3 4for语句的变形 for语句中的表达式可以是一切形式的表达式 逗号运算符参与的表达式也可以运用在for语句中 通常运用于表达式1和表达式3 例如 include stdio h voidmain inti j for i 1 j 10 i j i j printf i d j d n i j 此处 表达式1是逗号表达式 它为两个循环变量赋初值 i 1 j 10 表达式3也是逗号表达式 它们的作用是修正两个循环控制变量的值 i j 2 for语句中的逗号表达式 3 循环体为空语句 循环体为空语句的一般形式为 for 表达式1 表达式2 表达式3 例如 求s 1 2 3 100可以用如下循环语句 for sum 0 i 1 i 100 sum i i 空的循环体在while语句和do while语句中也经常被使用 这是C语言的一个特点 例如 while putchar getchar 5 4break continue和goto语句 此类语句的功能是使程序从其所在的位置转向另一处 goto语句使程序的结构性和可读性都变差 要求尽量避免使用 此处不做介绍 5 4 1break语句 它的作用是把流程转向所在结构之后 在switch分支结构中 使用break语句可以使流程跳出switch分支结构 同样的 在循环结构中 使用break语句使流程跳出当前的循环层 转向执行该循环结构后面的语句 一般形式 break voidmain ints 0 i 1 for s s i i if i 100 break printf s d s 例 本程序中 当i 100时 利用break语句强行终止for循环 继续执行for语句后的下一条语句 分析 多个正数的和用变量sum存放 初始值sum 0 每次输入的数据存入x 如果x 0则sum x 否则终止 例5 4用for循环语句编程 将输入的多个正数累加 当输入的数据为负数时 则程序结束 程序 voidmain longsum 0 intx for scanf d printf sum 10ld sum 5 4 2continue语句 该语句被称为继续语句 在循环结构中执行continue语句 使本次循环提前结束 即跳过循环体中continrue语句下面的尚未执行的循环体语句 但不结束整个循环 继续进行下一次循环的条件判别 条件为真 继续进行执行循环语句 一般形式 continue 例5 5显示输入的字符 如果按的是Esc键 则退出循环 如果按的是Enter键 则不做任何处理 继续输入下一个字符 include conio h voidmain charch for ch getch if ch 27 break if ch 13 continue putch ch getch 说明 getch 和putch 的作用与getchar 和putchar 相似 但也有不同之处 1 getch 不显示键盘输入的字符 2 getchar 输入字符时 要按Enter键 计算机才会响应 而用getch 时 输入字符不需要回车 5 5循环的嵌套 当循环体语句又是一条循环语句 或作为循环体的复合语句中又包含循环语句时称为循环的嵌套 嵌套可以是两层或多层 While do while for三种循环都可以互相嵌套 循环体语句可以是任何形式的语句 简单语句 空语句 复合语句 流程控制语句都可作为循环体语句 例5 6输出n n个字符 分析 1 n行 的输出 可用下列循环控制 for i 1 i n i 2 每行n个 的输出 可用下列循环语句实现 for j 1 j n j putchar putchar n 所以输出n n行 可用双重循环语句实现如下 for i 1 i n i for j 1 j n j putchar putchar n 5 6复合结构程序举例 例5 9找出3 1000中的全部素数 分析 1 素数是除1和它本身之外不能被任何一个整数所整除的自然数 如2 3 5 7是素数 1 4 6 8 10不是素数 2 判断某数i是否为素数的一个简单办法是用2 3 4 i 1这些数据逐个去除i 只要被其中的一个数整除了 则i就不是素数 数学上已证明 对于自然数i只需用2 3 4 i1 2测试 3 外层循环控制 for i 3 i 1000 i 4 用j 2 i1 2测试i 程序 include math h voidmain unsignedinti j count flag count 0 for i 3 i 1000 i flag 0 for j 2 j sqrt i j if i j 0 flag 1 break if flag 0 printf 4d i count if count 8 0 printf n 例5 11电文加密问题 已知电文加密规律为 将字母变成其后面的第4个字母 其他字符保持不变 例如 a e A E W A 编写一个程序 输入一行字符 要求转换成加密电文输出 分析 输入字符ch 如果ch是字母 则进行加密处理ch 4 判断加密后ch是否超出字母的范围 如果超过 则ch 26 循环控制条件用ch n 程序 include stdio h voidmain charch while ch getchar n if ch a includemain longintI s 0 for I 10 I 130 I s s I I printf n d s 注意 i一定要是longint型 编程练习 1 10 130 之间 所有整数的平方和 分析 用变量i从10到130循环 用变量s求和 s初值为0 每次循环 s s i i includemain longintI s 0 for I 10 I 150 I if I 2 0 s s I I printf n ld s 2 10 150 奇数的平方和 分析 用变量s求和 s初值为0 用变量I从10到150循环 如果I是奇数 I 2 0 则s s I I includemain longintI s 0 for I 10 I 150 I if I 3 0 I 7 0 s s I I printf n ld s 3 10 150 之间 能被3或7整除的数的平方和 分析 用变量s求和 s初值为0 用变量I从10到150循环 如果I能被3或7整除 I 3 0 i 7 0 则s s I I includemain intI n 0 for I 1 I 800 I if I 3 0 4 1 800 中能被3和8整除的数的个数 分析 用变量n求个数 n初值为0 用变量I从1到800循环 如果I能被3和8整除 I 3 0 i 8 0 则n includemain intI floats 0 for I 1 I 50 I s s 1 0 I I printf n 4f s 5 s 1 1 2 2 1 3 3 1 m m 求m 50时的s 结果保留4位小数 分析 用变量s求和 s初值为0 用变量I从1到50循环 s s 1 I I includemain intn 1 s 0 do s s n n n n 1 while s 5500 printf nn d n 1 6 求100以内最小的自然数n 使1 1 2 2 3 3 n n 5500 分析 用变量s求和 s初值为0 用变量n从1开始循环 每次I增加1 如果s 5500 循环结束 includemain intI floata 1 for I 2 I 25 I a 1 1 a printf n 10f a 7 a1 1a2 1 1 a1 an 1 1 an 1 求a25 结果保留10位小数 分析 用变量a求项 a初值为1 用变量I从2到25循环 a 1 1 a includemain intI longinta 1 floats 0 for I 1 I 10 I a a I s s 1 0 a printf n 10f s 8 1 1 1 2 1 10 结果保留10位小数 分析 用变量s求和 s初值为0 用变量a求阶乘 a初值为1 用变量I从1到10循环 a a I s s 1 a main floats 1 intn longinta 1 b 1 for n 1 n 40 n a a n b b 2 n 1 s s float a b printf ns 10f s 9 求s 1 1 3 1 2 3 5 1 2 n 3 5 2 n 1 当n 40时的值 结果保留10位小数 分析 用变量s求和 s初值为1 用变量a用来求项的分子 变量b求项的分母 a b初值均为1 用变量n从1到40循环 a a n b b 2 n 1 s s a b includemain longintf1 1 f2 1 f n for n 3 n 40 n f f1 f2 f1 f2 f2 f printf nf ld f 思考 求14万之内的最大的f n 10 数列1 1 2 3 5 8 有f n f n 1 f n 2 f 1 1 f 2 1 求f 40 分析 用变量f1 f2 f作为数列相邻的三项 初值f1 1 f2 1 用变量n从3到40循环 f f1 f2 f1 f2 f2 f includemain intn floats 0 for n 1 n 100 n if n 2 0 s s 1 0 2 n 1 elses s 1 0 2 n 1 printf n 4f s 11 Sn 1 1 3 1 5 1 7 1 2n 1 求s 100 保留4位小数 分析 用变量s求和 s初值为0 用变量n从1到100循环 如果n是奇数 n 2 0 s s 1 2 n 1 否则s s 1 2 n 1 main inta s 0 I 1 j for a 1000 a 1 a for j 2 j20 break printf n d s 12 求1000以内最大的20个素数之和 分析 用变量s求和 s初值为0 用变量I统计以求得素数的个数 I初值为1 用变量a从1000到1循环 如果a是素数 并且I值小于等于20 则s s a I 当i值大于20时 跳出循环 素数求法同上题 用变量j从2到a 1循环 main inta b n 0 I for a 200 a 998 a for I 2 I a I if a I 0 break if a i b a 2 for I 2 I b I if b I 0 break if b i n printf n d n 13 200 1000 的双胞胎数的对数 双胞胎数 两素数差为2称为双胞胎数 分析 用变量n统计以求得双胞胎数的对数 n初值为0 用变量a从200到998循环 如果a是素数 则令变量b a 2 如果b也是素数 则n值增1 素数求法同前 用变量i循环 main inta c n 0 I for a 10 a 200 a c 0 for I 1 I a I if a I 0 c if a c 0 n printf nn d n 14 求 10 200 间可以被其因子的个数整除的整数的个数 分析 用变量n统计所求的整数