循环结构与数组PPT课件

循环结构与数组 循环结构 循环控制结构为计算机程序描述重复计算提供控制手段 一个循环控制结构需指明以下三件事情中的两件 被循环执行的语句 是否循环的条件 详细指明循环方式 在PASCAL语言 用while repeat和for三种语句描述循环控制结构 例 求S 1 2 3 100的值 分析 用S统计所有的和 如果每次加一个数值 需要做100次赋值 从上面的语句可以看出 上述这100个赋值语句有一个共同的特点 都可以抽象成S S i的形式 其中i从1变化到100 为了简化程序设计 因此有必要采用可以用来重复运行某些语句段的程序结构 这就是循环结构 计数循环 For语句 For语句有两种形式 它们的格式分别是 1 递增循环 for控制变量 todo 2 递减循环 for控制变量 downtodo For循环语句使用说明 1 我们一般把表达式1称为记数循环的初值 表达式2称为记数循环的终值 2 for语句中的初值 终值 控制变量的数据都必须是顺序类型 且类型赋值相容 3 当初值和终值确定后 循环的次数就确定不变了 并且在重复语句内不能对控制变量施加任何赋值操作 4 Do后面的语句可以是任何一种语句 我们一般称其为循环体 例 求S 1 2 3 100的值 程序代码段 Vari s integer beginS 0 Fori 1to100dos s i Writeln s s End 分析 用S统计所有的和 如果每次加一个数值 需要做100次赋值 从上面的语句可以看出 上述这100个赋值语句有一个共同的特点 都可以抽象成S S i的形式 其中i从1变化到100 为了简化程序设计 因此有必要采用可以用来重复运行某些语句段的程序结构 这就是循环结构 例 按正 反两种顺序输出26个大写英文字母 varch char beginforch A to Z dowrite ch writeln forch Z downto A dowrite ch end 例 Nocomachns定理 任何一个n3一定可以表示成n个连续的奇数和 输入n n 100 输出n3对应的表达式 vari n a longint 循环变量 连续的奇数个数 当前项 类型为长整型 beginreadln n 输入连续的奇数个数 a n n 1 1 计算最小奇数 fori 1ton 1do 输出表达式的前n 1项 beginwrite a a a 2 end writeln a 输出第n项 readln end main 例 百鸡问题 一只公鸡值5钱 一只母鸡值3钱 而1钱可买3只小鸡 现有100钱 想买100只鸡 问可买公鸡 母鸡 小鸡各几只 我们通过两重for循环枚举出公鸡和母鸡的所有可能只数 在确定当前公鸡只数为i 母鸡只数为j的情况下 计算小鸡只数k 100 i j 然后通过下述布尔表达式i 5 j 3 k 3 100判断当前100只鸡的总价值是否为100钱 如果是 则输出i j和k vari j k integer beginfori 1to20doforj 1to33dobegink 100 i j ifi 5 j 3 k 3 100thenwriteln i 5 j 5 k 5 end for readln end main FOR循环上机练习题 1 求N 1 2 3 N N 7 2 找出100以内所有被2 3 5除余数均为1的数3 求100 999之间的所有水仙花数 所谓水仙花数 是该数等于它各位数字的立方和 例如 153 13 53 33 习题一参考程序vari n integer sum integer beginwrite inputn readln n sum 1 fori 1tondosum sum i writeln n sum end 习题2参考程序vari n s integer beginfori 1to100doif imod2 1 and imod3 1 and imod5 1 thenwriteln i end varm a b c integer beginform 100to999dobegina mdiv100 b m a 100 div10 c mmod10 ifa a a b b b c c c mthenwriteln m endend 条件循环 For循环语句适用于已知次数的循环结构 但有时我们判断是否结束循环的依据是某个条件是否满足 比如 当 时就做 或者是 一直做到 时为止 这种循环我们称之为条件循环 在Pascal中条件循环语句有两种 分别是While循环语句和Repeat循环语句 接下来我们就分别介绍这两种语句的使用方法 while语句 while语句用于 当满足某一条件时进行循环 的情况 因此它也被称为 当型循环 while语句的语法格式如下 whiledowhile循环语句的执行流程如图 While语句使用说明 1 当布尔表达式为true则执行循环体 若为false 则根本不进入循环体 2 如果一开始布尔表达式的值就为假时 while循环就会一次循环体都不执行 3 相反的 如果布尔表达式永远是真的 那么循环就无法结束 从而成为 死循环 为了避免这种情况的发生 在循环体中就一定要有能改变布尔表达式结果的操作 repeat语句 Repeat语句用于 重复执行循环体 一直到指定的条件为真时为止 的循环结构 它又被称为 直到型循环 Repeat语句的语法格式为 repeat循环体语句until布尔表达式repeat循环语句的执行流程见图 Repeat语句使用说明 1 先执行循环体 然后判断当布尔表达式的值 为false 则继续循环 为true则终止循环 2 为了能使repeat循环重复能终止 与while循环一样 循环体中一定要有影响布尔表达式的操作 否则该循就是一个死循环 3 与while循环不一样的是 repeat循环不管布尔表达式是否成立 都会至少执行一次循环体 另外需要说明的是 由于while循环与repeat语句都属于条件循环语句 因此一般可以将这两种语句互相转换 而具体使用哪条语句时要看实际情况决定 例 求某年后的第n n 1 个闰年 输入y和n输出y年后第n个闰年的年号 题解若y能被4整除但不能被100整除或y能被400整除 则y是闰年 由此得出判断y是闰年的布尔表达式 ymod4 0 and ymod1000 or rmod400 0 开始时逐年判断 一旦确定y年为闰年的话 则下一个闰年为y 4 s s 1 即每相隔4年后才可能有一个闰年 因此设步长变量s 初值为1 当找到第一个闰年后 s改为4 vary n s integer 年号 间隔的闰年数 布长值 beginwrite beginingyearandnumbers readln y n 输入年号和间隔的闰年数 s 1 步长值初始化 repeatif ymod4 0 and ymod1000 or ymod400 0 thenbegin 若y是闰年 则输出年号 writeln y year s 4 步长值设为4 end then Until end main vary n s integer beginwrite beginingyearandnumbers readln y n s 1 whilen 0dobeginif ymod4 0 and ymod1000 or ymod400 0 thenbeginwriteln y year n n 1 s 4 end then y y s endEnd n n 1 间隔的闰年数 1 y y s 移至s年后 n 0 直至输出了n个闰年为止 例 计算Sum 1 3 5 n n为大于1的奇数 求当Sum 10000时 n的最大值 Varn sum integer beginwrite inputaodddata sum 0 n 1 writeln sum end whilesum 10000dobeginsum sum n n n 2end repeatsum sum n n n 2untilsum 10000 拓展 若求当SUM M时 n的最大取值呢 输入设定的M 讲循环条件中的固定值10000 更改成M 循环使用的一些说明 循环的强制终止一般来说 只要循环的条件及循环体描述得当 循环都能顺利结束 不会产生死循环的 有时在程序运行中会有一些特殊的情况 需要终止当前循环的执行 如果将这个条件写到循环体外有不太方便 这时可以使用break来强制终止当前循环的执行 While与Repeat语句对比while和repeat语句一般情况下可以相互替换 它们的主要区别是 while是先判断后执行 而repeat是先执行后判断 因此while语句的循环体有可能一次也不执行 而repeat语句至少执行一次 前者是当条件满足时执行 而后者是当条件不满足时执行 前者的循环体是复合语句时要用begin end 而后者却不一定要用 条件控制循环练习 1 输入一串字符 以 结束 输出其中小写字母个数与数字个数 2 从2开始 输出50个素数3 利用泰勒公式求e的值 直到最后一项小于10 7为止 泰勒公式如下e 1 1 1 1 2 1 3 1 n varch char n1 n2 integer beginn1 0 n2 0 read ch whilech dobeginif ch a and ch 0 and ch 9 thenn2 n2 1 read ch end writeln numberofletter n1 writeln numberofdigit n2 end Varn I j integer flag boolean Beginn 2 i 1 whilei 50dobeginflag false j 2 whilej trunc sqrt n dobeginend ifnmodj 0thenbeginflag true break j j 1 end ifflag falsethenbeginwrite n 4 if Imod10 0 thenwriteln i i 1 end n n 1 end End vare p real i integer begine 1 p 1 i 1 repeatp p i e e p i i 1untilp 1e 7 writeln e e end 利用循环输出各种规则图形 任意输入一个大写的英文字母 按菱形的方式输出 图为输入D时的显示结果 AABAABCBAABCDCBAABCBAABAA varpos integer ch chi chj char beginwriteln Pleaseinputaletter read ch pos 26 forchi A tochdobeginwrite pos forchj A tochidowrite chj forchj pred chi downto A dowrite chj pos pos 1 writeln end pos pos 1 forchi pred ch downto A dobeginpos pos 1 write pos forchj A tochidowrite chj forchj pred chi downto A dowrite chj writeln endend 利用循环输出各种规则图形 对于平面规则图案的输出 一般用一个两重循环来实现 在实现时我们主要从以下几个方面来考虑 有多少行 一般用外循环来控制 1 每一行的起始位置跟行有什么关系 通常是用write 有关行的表达式 的形式来控制输出的空格数 2 每一行有多少个输出项 列 用内循环来控制输出 3 具体一个输出项跟行 列有什么关系 直接输出相关输出项有关行和列的表达式 数组 在代数上我们常常这样写 a1 a2 ai a100 0 i 101 通过i来指明具体的ai 如i 10时代表a10 在pascal语言里我们也希望能够类似地描述 从前面的变量名里我们已经知道 a1 a2 ai彼此之间是相互独立的 并没有必然的联系 如要象代数上那样 可以使用数组 数组其实是一组相同值类型的变量的集合 这些变量共用一个名 彼此之间通过下标来区别 如定义了数组a 它的下标可以从1到100 那么就可以直接通过a i 来指明第i个量 如i 10 a i 指的是a 10 数组的说明可以先通过type标识符 array 下标范围 of值类型 然后再在变量说明里引用 如 typearray1 array 1 100 ofinteger vara b array1 也可以直接在变量说明里说明 变量名 array 下标范围 of值类型 如 vara b array 1 100 ofinteger 描述下标范围一般通过离散 有序 类型 如从一个整数到另一个整数 或者从一个字符到另一个字符等 如 vara array 5 5 ofinteger c array 1 20 ofchar d array a z ofinteger 数组元素值类型本身也可以是复杂的自定义类型 如子界类型 数组类型 记录等 例 用筛法求100以内的素数 分析 素数是除了1和它本身以外没有其它约数的数 用筛法求素数的方法是 用质数筛去合数 从第一个素数2开始 把它的倍数去掉 这样2以后的第一个非0数就一定也是素数 把它的倍数也删了 重复这个删数过程 直到在所找到的素数后再也找不到一个非0数 把所有非0数输出 vara array 1 100 ofinteger i j k integer beginfori 1to100doa i i a 1 0 i 2 whilei 100dobegink i whilek 100do begink k i a k 0 end 上面将所有a i 的倍数清0 i i 1 whilea i 0doi i 1 查找接下来的第一个非0数 end fori 1to100doifa i 0thenwrite a i end 例 计算灯的开关状态 有N个灯放在一排 从1到N依次顺序编号 有N个人也从1到N依次编号 1号将灯全部关闭 2将凡是2的倍数的灯打开 3号将凡是3的倍数的灯作相反处理 该灯如为打开的 则将它关闭 如关闭的 则将它打开 以后的人都和3号一样 将凡是自己编号倍数的灯作相反处理 试计算第N个操作后 哪几盏灯是点亮的 0 表示灯打开 1 表示灯关闭 题解设布尔数组a为n盏灯的状态 初始时 所有的灯打开 即a数组的每一个元素设为false 然后依次将每盏灯序号的倍数作取反处理 由此得出的a数组元素的序数值即为最后的灯状态 vark n i j integer a array 1 100 ofboolean N盏灯的状态 beginreadln n 读入灯的数目 fori 1tondoa i false 初始时所有灯打开 fori 1tondo 依次进行n次操作 beginj i 从第i号队员出发进行第i次操作 whilej n