流程控制与基本算法.ppt

第四章顺序结构的程序设计 1 一 数据输出 C中没有专门的输入输出语句 输入输出操作是通过输入 输出函数实现 两个基本的输出函数 字符输出函数putchar格式输出函数printf 2 4 3数据输出 字符输出函数格式 putchar 字符变量 功能 在标准输出设备上输出指定字符说明 一次调用只能输出一个字符加上分号成为字符输出语句使用时在程序开头用预编译指令 include 3 4 3数据输出 格式输出函数格式 printf 格式字符串 输出项表 功能 从标准输出设备上 按指定的格式输出对应的输出项 d 按十进制整数形式输出 u 按无符号十进制整数形式输出 o 按无符号八进制整数形式输出 x 按无符号十六进制整数形式输出 格式控制串 printf Outputx d n x 4 4 3数据输出 f 输出实数 6位小数 e 按指数形式输出实数 c 输出单个字符 s 输出一个字符串 ld 按十进制整数形式输出长整型 格式控制串 注意区分 输出位数浮点数实际能表达的有效数字 5 4 3数据输出 对格式的修饰 md输出整型数据至少占m个字符位 右对齐 md输出整型数据至少占m个字符位 左对齐 m nf输出实型数据至少占m个字符位 小数点后留n位 对字符串 输出前n个字符 右对齐 m nf同上 左对齐 修饰符与数据实际宽度不符时如何处理 6 4 3数据输出 例 inta 1234 printf 5d a printf 3d a floatb 123 45 printf 8 3f b printf 6 3f b 123 450 7 4 3数据输出 几点说明 格式控制串的控制符号与变量表要一一对应 即 类型相同 个数相等格式控制符号之外的符号均照原样显示若需显示百分号 格式为 如果实际数据所占字符位大于指定的域宽 按实际输出 但小数不会妥协 8 二 数据输入 字符输入函数 功能 从标准输入设备上读一个字符 getchar 9 4 4数据输入 格式输入函数格式 scanf 格式字符串 输入项地址表 功能 按照格式要求 从终端上把数据送到地址参数所指定的内存空间中格式控制符号同printf 要求 类型相同 个数相等 inta b scanf d d b a 输入 5 8 5 8 10 4 4数据输入 练习inta b doublec scanf f f f 11 4 4数据输入 输入时不允许规定精度 可以指定域宽 inta scanf 3d floatx scanf 8 2f 12 4 4数据输入 遇下列3种情况结束当前数据的输入 1 换行 Tab 空格2 宽度结束3 非法输入 inta b scanf d d 输入 1234a为12 b为34 13 4 4数据输入 例 main inta floatb c scanf 2d 3f 4f 输入 12345678987654321 输出 a 12 b 345 000000 c 6789 000000 14 注意 scanf printf设置的格式要与变量类型一致 输入 输出longint要用 ld 输入double要用 lf或 le 输出可以用 f 可以用 d输出char型 用 c输出int型 但输入 只能 c对char d对int 选择结构的程序设计 16 第5章选择结构的程序设计 用if语句设计选择结构程序用switch语句设计多分支结构程序应用举例 17 5 1用if语句设计选择结构程序 if语句的两种基本形式单选择if语句 功能 判断条件为真时执行语句 否则跳过语句 语句格式 if 条件 语句组 条件可以是关系表达式或逻辑表达式 例 if a b x a 单选择 18 5 1用if语句设计选择结构程序 双选择if语句 语句格式 if 条件 语句组1 else 语句组2 功能 判断条件为真时执行语句组1 否则执行语句组2 双选择 19 例 求a和b两数中较大的一个 main inta b max printf Inputaandb scanf d d 20 例 求a和b两数中较大的一个只用单选择 main inta b max printf Inputaandb scanf d d 21 5 1用if语句设计选择结构程序 if a b x a elsex b 复合语句的表示 if a b x a printf a d n x else x b printf b d n x if或else只能管辖 一条 语句 复合语句被视为 一条 语句 22 5 1用if语句设计选择结构程序 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 是一条语句 if if 23 if else 24 else 25 5 1用if语句设计选择结构程序 例 从键盘输入被除数a和除数b 求商 intmain inta b printf Entertwonumbers scanf d d 26 5 1用if语句设计选择结构程序 多选择的if结构 功能 从多组语句中选择满足条件的语句组执行 用elseif实现多选择 语句格式 if 条件1 语句1 elseif 条件2 语句2 elseif 条件3 语句3 elseif 条件m 语句m else语句n 语句1 N 条件1 Y 条件2 条件n Y Y 语句2 语句3 语句n N N 多选择 27 例 按分数统计学分 将分数分为五个分数段 分别是 90 80 90 70 80 60 70 60 对应的学分系数分别是 1 3 1 2 1 1 1 0 程序段如下 if fs 90 xf kc 1 3 elseif fs 80 xf kc 1 2 elseif fs 70 xf kc 1 1 elseif fs 60 xf kc elsexf 0 0 printf xf f n xf 只做其一 28 5 1用if语句设计选择结构程序 说明在if else语句中 一般采用 缩进 的书写形式来表示 语句1 或 语句2 所属的层次 注意 缩进仅是一种书写形式 不具有逻辑意义 例 银行存款本金计算 期满总金额 本钱 本钱 月息 月数 29 intmain intyear floatmoney rate total 本金月利率本利合计 printf Inputmoneyandyear scanf f d 30 if year 1 rate 0 0063 elseif year 2 rate 0 0066 elseif year 3 rate 0 0069 elseif year 5 rate 0 0075 elseif year 8 rate 0 0084 elserate 0 0 31 5 1用if语句设计选择结构程序 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 功能 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 32 例 下列程序段表示的数学式 y 1 if x 0 if x 0 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 x 0 y 2 sin x elsey 0 33 例 比较两个整数之间的关系 大小 相等 intmain intx y printf EnterintegerXandY scanf d d 34 5 1用if语句设计选择结构程序 嵌套if else语句的配对关系例 if a b 1 if a c 2 if a d flag 1 3 elseflag 2 4 elseflag 3 5 匹配规则 在嵌套的if else语句中 else子句总是与上面的 离它最近的 且在同一复合语句中还没有配对的if子句配对 35 例 a 3 b 2 c 4 d 1 flag if a b if a c if a d flag 1 elseflag 2 elseflag 3 当a b时 flag 3 if a b if a c if a d flag 1 elseflag 2 elseflag 3 当c a b时flag 3 36 5 1用if语句设计选择结构程序 if y 0 x y elsex y y 0 x y x y 等价 等价 x y 0 y y 说明 ifelse可以完成与条件运算符 完全相同的任务 并且可以进行相应的转换 37 5 1用if语句设计选择结构程序 if语句与条件运算的区别例 if s 100 printf Perfect elseprintf Justsoso 条件运算符的形式比较简单 有较强的灵活性 可以替代部分if语句 转换 s 100 printf Perfect printf Justsoso 转换 printf s 100 Perfect Justsoso 38 第5章选择结构的程序设计 用if语句设计选择结构程序用switch语句设计多分支结构程序应用举例 39 switch语句格式 switch 表达式 case常量1 语句序列1break case常量2 语句序列2break default 语句序列n 1 5 2用switch语句设计多分支结构程序 40 switch number case1 statement1 break case2 statement2 break case3 statement3 break default statement4 statement5 当number的值为2时 5 2用switch语句设计多分支结构程序 41 几点说明括号内可以是任何表达式 但 取整 case后的每个常量表达式必须各不相同 而且必须是整型 字符型或枚举型 每个case之后的执行语句可多于一个 不必加 每一个case之后应有一个break 间断语句 以跳出switch 结构 default和case的相对位置是任意的 default子句可以省略 5 2用switch语句设计多分支结构程序 42 intmain intn0 0 n6 0 n7 0 n8 0 n9 0 floatfs scanf f 例 统计成绩分布 60分以下 60 70 70 80 80 89 90 100 43 intmain intn0 0 n6 0 n7 0 n8 0 n9 0 floatfs scanf f 例 统计成绩分布 60分以下 60以上 70以上 80以上 90以上 44 intmain intn0 0 n6 0 n7 0 n8 0 n9 0 floatfs scanf f 例 统计成绩分布 60分以下 60以上 70以上 80以上 90以上 45 例 编写一个程序分别完成任意两个数的加减乘除运算 即求 d1opd2的值 main floatd1 d2 charop 定义操作数 操作符变量 scanf f c f 46 第5章选择结构的程序设计 用if语句设计选择结构程序用switch语句设计多分支结构程序应用举例 47 例 输入年月 计算该月有多少天 闰年 能够被4整除且不能被100整除的年份或能够被400整除的年份例如 1996年是闰年1900年是平年2000年是闰年判断闰年的C语言公式year 4 0 year 100 0 year 400 0当year 1996时 结果为1当year 1997时 结果为0当year 1900时 结果为0当year 2000时 结果为1 若为闰年 结果为1若为平年 结果为0 分析 48 5 5应用举例 intmain intyear month days printf Enteryear 处理小月 49 5 5应用举例 case2 处理平月 if year 4 0 if days 0 printf d n days 第六章循环结构的程序设计 51 6 1循环的基本概念 循环反复执行同一段程序 直到满足一定的条件后才停止执行该段程序 C语言中控制循环的语句 whilefordo while 52 6 2while语句 while语句格式while 表达式 语句 说明 语句可是简单语句 也可是复合语句 while语句的执行流程 53 6 2while语句 执行语句 成立 不成立 执行while循环之后的语句 while 表达式 语句 54 例 从键盘输入10个整数 求这10个整数之和程序主体 输入num 成立 不成立 输出结果total 计数器count 0 累加器total 0 total num count 开始 结束 while count 10 count scanf d total num 55 includeintmain intcount num total count 计数器 num 输入的整数 count 0 total 0 total 存放累加和 while count 10 循环控制条件 printf EntertheNo d count 循环体 scanf d printf Total d n total 56 例 求n的阶乘n 1 n 10 程序主体 while i n s i i s i 成立 不成立 输出结果 计数器i 1 累积器s 1 i 开始 结束 递推公式 f n 1当n 1时f n f n 1 n当n 1时 57 6 2while语句 includeintmain longs 1 s 存放累积结果 inti 1 i 计数器 同时是累积的对象 while i 10 循环控制条件 循环体 s i 计算累积和 i printf 10 d n s 以求10 为例 58 6 2while语句 比较total 0 count 0 while count 10 total num count s 1 i 1 while i 10 s i i 10个数相加 10个数相乘 59 例 分析程序运行结果 includeintmain intn 0 while n 3 printf nis d n n n 结果 程序将不停的打印 nis0 直至终止程序无法正常终止的程序 称为 死循环 结论 while语句循环体中 一定要有能够对循环控制条件产生影响的语句 避免出现 死循环 现象 60 6 2while语句 循环嵌套在循环体中 又包含有循环语句 while while 61 例 输出下三角形乘法九九表 123456789 12436948121651015202561218243036714212835424981624324048566491827364554637281假设 行号为i 列号为j则第i行中一共要输出i个乘积 每一项为i j 1 i 9 1 j i i 6j 5i j 屏幕上的字符只能从上到下逐行显示 同一行内 只能从左到右逐字显示 61 62 显示要求屏幕上的字符只能从上到下逐行显示 同一行内 只能从左到右逐字显示 伪代码 Pseudocode while 控制显示n行 while 控制显示一行中的m个字符 输出一个需要的字符 列计数器j 行数计数器i 63 includeintmain inti 1 j i 行计数器j 列计数器 while i 9 控制打印表头 printf 4d i printf n n i 1 while i 9 j 1 列计数器置1 while j i 嵌套的二重循环 输出第i行 printf 4d i j j 列计数器 1 printf n 一行输出结束后 输出 n i 行计数器 1 外层循环体执行1次 内层循环要完整执行i次 64 第6章循环结构的程序设计 循环的基本概念while语句for语句do while语句转移语句循环应用 65 6 3for语句 for语句格式for 表达式1 表达式2 表达式3 语句 说明 语句可是简单语句 也可是复合语句 for语句的执行流程 66 循环初始条件 循环控制条件 执行语句 成立 不成立 执行for循环之后的语句 执行表达式3 执行表达式1 循环体 for 表达式1 表达式2 表达式3 语句 for语句等价于下列语句 表达式1 while 表达式2 语句 表达式3 67 6 3for语句 includeintmain longn 1 inti i 1 while i 10 n i i printf 10 d n n for i 1 i 10 i n i for语句最常用的形式 for 初值 控制条件 增量 语句 68 例 用for语句实现打印乘法九九表 includeintmain inti j for i 1 i 9 i printf 4d i printf n n for i 1 i 9 i for j 1 j i j printf j i 4d n 4d i j 输出函数printf中使用了 操作 含义相当于 if j i printf 4d n i j elseprintf 4d i j 69 for语句的变化形式for语句中的三个表达式中的任意一个都是可以省略的 但是分号不能省略 省略表达式2 则 for 表达式1 表达式3 省略表达式1和表达式3 则 for 表达式2 据此可得结论 所有用while语句实现的循环都可以用for语句实现 表达式1 2 3全省略 则 for 等同于 while 表达式 构成一个死循环 等同于 while 1 70 语句中的逗号 运算逗号 运算常见的三种用途是 在变量说明表中用来分隔变量 起分隔符的作用 如 inti j k m 3 p 在函数的参数表中分隔参数 如 printf n d x d n n x 在语句中使用 其形式是 表达式n1 表达式n2 用逗号分隔开的表达式从左到右进行计算 结果的类型和值是最右边表达式的类型和值 71 6 3for语句 例 输出下列字符串 azbycxdwevfugthsirjqkplomn分析 奇数位上的字符从 a 开始逐次递增 偶数位上的字符从 z 开始逐次递减 includeintmain chari j i 奇位字符j 偶位字符 for i a j z i j i j printf c c i j 输出两个字符 printf n azbycxdwevfugthsirjqkplomn 72 6 4do while语句 do while语句格式do 语句 while 表达式 do while语句的执行流程 73 6 4do while语句 执行语句 成立 不成立 执行while子句之后的语句 循环控制条件 循环体 后判断 do 语句 while 表达式 74 6 4do while语句 do while语句的特点与while和for的区别 do while语句先执行循环体然后再判断循环控制条件 使用do while构成的循环 循环体部分至少要执行一次 使用while和for构成的循环 循环体部分有可能一次也不会执行 do while语句条件表达式后面的分号不是空语句 75 6 4do while语句 includeintmain longn 1 inti i 1 while i 10 n i i printf 10 d n n for i 1 i 10 i n i i 1 do n i i while i 10 76 6 4do while语句 例 输入一个 0的整数 要求以相反的顺序输出 例如 输入12345 则输出为54321 思路 可以从个位开始 按位输出整数的每一位intmain unsignedintnum printf Inputthenumber scanf d 简单转变为while语句 程序将不能处理数字0 77 循环语句小结 C语言提供三种循环 for while do whilefor和while先判断循环条件后执行循环体 do while语句先执行循环体后判断循环条件 while和do while语句的条件表达式只有1个 for语句有3个表达式 表达式2是条件表达式 while do while for可以相互替换使用 while语句多用于不需要赋初值的或循环次数不定的情况 for语句多用于要赋初值或循环次数固定的情况 do while语句多用于至少要运行一次的循环 78 循环语句小结 为了保证循环正常运行 应该特别注意 循环控制条件控制条件的初始状态 初始值 循环体内部对控制条件的影响以上三个方面相互配合 相互影响 共同完成循环控制 79 第6章循环结构的程序设计 循环的基本概念while语句for语句do while语句转移语句循环应用 80 6 5转移语句 转移语句的作用改变程序的运行流程C语言转移语句breakcontinuegotoreturn 81 6 5 1break语句 格式break 功能在switch语句中结束case子句 使控制转到switch语句之外 在循环语句的循环体中使用 结束循环过程 使控制转移到整个循环语句之外的下一条语句处 82 break语句的执行流程 break break break while语句 for语句 do while语句 83 6 5 1break语句 例 求n的约数中最大的三位数intmain intj longn printf Pleaseinputnumber scanf ld 控制退出循环 84 6 5 1break语句 break语句使用注意在嵌套循环中 break语句仅能退出一层 当前层 循环 若在循环语句中包含了switch语句 那么switch语句中的break语句仅能使控制退出switch语句 break语句并不是程序设计中必不可少的语句 可以通过改变程序的结构去掉 85 6 5 2continue语句 格式continue 功能continue语句仅能在循环语句中使用 它的作用不是结束循环 而是开始一次新的循环 对于for语句 将控制转到执行表达式3和条件测试部分 对于while和do while语句 将控制转到条件测试部分 从逻辑上讲 适当改变程序的结构就可以不需要使用continue语句 86 continue语句的执行流程 continue continue continue while语句 for语句 do while语句 87 例 输入10个整数 求其中正数的个数及平均值 精确到小数点后两位 intmain inti count 0 j sum 0 for i 1 i0 printf Plusnumber d averagevalue 2f count 1 0 sum count elseprintf Plusnumber 0 averagevalue 0 88 goto语句格式 goto语句标号 语句标号 功能 无条件转向语句标号所标识的语句执行 inta p scanf d 不提倡使用GOTO语句 必须在一个函数内部 6 5 3goto语句 89 6 5 3goto语句 例 已知一首项大于0的等差递增数列的前四项和为26 前四项的积为880 求这数列 设数列的第一项为a a 0 公差为d d 0 则该数列满足条件 a a d a 2 d a 3 d 4 a 6 d 26a a d a 2 d a 3 d 880可以推出 首项a和公差d的取值范围为 1 a 51 d 3可以使用穷举的方法 在首项a和公差d的取值范围内进行判断 90 6 5 3goto语句 intmain inta x y d i for a 1 a 5 a 在a的范围内穷举 for d 1 d 3 d 在d的范围内穷举 x a a d a 2 d a 3 d 前四项的和 y a a d a 2 d a 3 d 前四项的积 if x 26 91 6 5 3goto语句 intmain inta x y d i flag 1 flag 标志变量 for a 1 a 5 控制退出二重循环 通过增加标志变量可以有效地控制循环 92 6 5 4return语句 格式格式1 return 格式2 return 表达式 功能return语句使程序从被调用函数中返回到调用函数的调用处继续运行 如果return后跟一表达式 则该表达式的值会从被调用函数中带回到调用它的函数 称为返回值 93 第6章循环结构的程序设计 循环的基本概念while语句for语句do while语句转移语句循环应用 94 6 6循环应用 一 递推法 95 草原上有一对小兔子 它们刚出生后的第1个月就会逐步长大 到了第2个月末就生出一对小兔子 第3个月大兔子会继续生一对小兔子 而第2个月出生的小兔子会逐步长大 第4个月时 第1月出生的兔子继续生育 第2月出生的小兔子也可以生育一对小兔子了 第3月出生的小兔子则逐步长大 假设这些草原的兔子非常长寿 可以认为它们不会死亡 请建立数学模型 计算第N个月时 草原上将会有多少对兔子 96 例 数列1 1 2 3 5 8 13 21 是著名的菲波那契数列 其递推通项公式为 F1 F2 1Fn Fn 1 Fn 2 n 3 为求出第N项的值 请编写程序 根据递推通项公式 可用递推法编写程序 计算第N项的值 97 递推法由初始的已知条件开始 先计算出第 N 1 步的结果 再利用已知的前 N 1 项结果 按递推公式 或遵照递推规则 推出第N步结果 递推法是程序设计中最常用的方法之一 使用递推法必须有明确的递推初始值和递推规则 递推公式 98 程序主体f f2 1 for i 3 i n i f1 f2 f2 f f f1 f2 向前传递前两项f1 f2f2 f 成立 不成立 初始化 f f2 1 计算f f1 f2 递推项 i 3 i 数列对应关系 f1 f2 f 递推计算 f1 f2 1 for i 3 i n i f f1 f2 f1 f2 f2 f 99 includeintmain longf1 f2 f inti for printf Inputn scanf d 100 6 6循环应用 二 穷举法 101 例 百钱百鸡问题中国古代数学家张丘建在他的 算经 中提出了著名的 百钱百鸡问题 鸡翁一 值钱五 鸡母一 值钱三 鸡雏三 值钱一 百钱买百鸡 翁 母 雏各几何 问题分析与算法设计设 要买x只公鸡 y只母鸡 z只小鸡 可得到方程 x y z 100 5x 3y z 3 100 取值范围 0 x y z 100 可以采用穷举法求解 将变量x y z的所有取值可能代入方程进行计算 102 intmain intx y z j 0 for x 0 x 100 x for y 0 y 100 y for z 0 z 100 z if x y z 100 运行结果 1 cock 0hen 25chicken 752 cock 3hen 20chicken 77 7 cock 12hen 4chicken 84 103 丢失重要条件 z应该能够被3整除 intmain intx y z j 0 for x 0 x 20 x for y 0 y 33 y for z 0 z 100 z if z 3 0 运行程序 正确的结果 1 cock 0hen 25chicken 752 cock 4hen 18chicken 783 cock 8hen 11chicken 814 cock 12hen 4chicken 84 z 3 104 优化程序 for x 0 x 20 x for y 0 y 33 y for z 0 z 100 z if z 3 0 105 例 新娘和新郎问题 三对情侣参加婚礼 三个新郎为A B C 三个新娘为X Y Z 有人不知道谁和谁结婚 于是询问了其中的三位 听到的回答是这样的 说他将和 结婚 说她的未婚夫是 说他将和 结婚 这人听后知道他们在开玩笑 全是假话 请编程找出谁将和谁结婚 问题分析与算法设计 设 A B C三人用1 2 3表示 将X和A结婚表示为x 1 将Y不与A结婚表示为y 1 则 x 1A不与X结婚x 3X的未婚夫不是Cz 3C不与Z结婚题意还隐含 x y且x z且y z 106 intmain intx y z for x 1 x 3 x 穷举X的全部可能配偶 for y 1 y 3 y 穷举Y的全部可能配偶 for z 1 z 3 z 穷举Z的全部可能配偶 if x 1 107 6 6循环应用 穷举法的关键判断问题是否适合使用穷举法明确穷举的终止条件穷举的对象 变量 的范围注意效率 减少尝试次数 108 求555555的约数中最大的三位数求不超过n的最大素数求首项大于0的等差数列 前四项和为26 前四项的积为880从键盘上任意输入一个正整数 要求判断该正整数是否是另一个整数的平方 百钱百鸡新娘和新郎其它排列组合问题 109 6 6循环应用 三 图形问题 110 例 在一行中输出n个 号 例如 输入n 4 输出的图形如下 基本语句 输出一个 号 printf 或putchar 基本算法 1 输入n2 重复输出n个 3 输出一个 n scanf d 111 例 输出边长为n的正方型例如 输入n 4 输出如下图形 算法分析与设计 1 输入n 2 重复输出n行 每行输出n个 加细一 1 输入n 2 for i 1 i n i 输出一行中的n个 112 加细二 1 输入n 2 for i 1 i n i 输出n个 换新行 加细三 1 输入n 2 for i 1 i n i for j 1 j n j printf printf n 113 整理 得到程序如下 intmain intm i j scanf d j 输出一行中的n个 号 printf printf n 分析方法 逐步求精法对于比较复杂问题 不可能一下得到程序 可以先将简单的部分明确出来 再逐步对复杂部分进行细化 一步一步推出完整程序