循环结构程序设计(第一次课)

,第五章,循环结构程序设计,5.1程序中需要用循环结构5.2用while语句和do-while语句实现循环5.3用for语句实现循环5.4循环的嵌套5.5用break语句和continue语句改变循环状态5.6几种循环的比较5.7程序举例,主要内容,5.1程序中需要用循环结构,什么是循环？为什么要使用循环？,问题1：,问题2:求学生平均成绩分数相加后除以学生数,在许多问题中需要用到循环控制。循环结构就是用来处理需要重复处理的问题的，所以又称重复结构。它和顺序结构、选择结构共同作为各种复杂程序的基本构造单元。循环分为两种：无休止循环和有终止循环构成有效循环的条件：循环体和循环结束条件,5.2用while语句和do-while语句实现循环5.2.1用while语句实现循环,while语句用来实现“当型”循环结构一般形式：while(表达式)语句当表达式为非0值时，执行while语句中的内嵌语句。其特点是:先判断表达式，后执行循环体。,例题5.1,求1+2+3+100的和,解题思路,(1)开始时使sum的值为0，被加数i第一次取值为1。开始进入循环结构。(2)判别“i100”条件是否满足，由于i小于100，因此“i100”的值为真。所以应当执行其下面矩形框中的操作。(3)执行sum=sum+i，此时sum的值变为1了，然后使i的值加1，i的值变为2了，这是为下一次加2作准备。流程返回菱形框。(4)再次检查“i100”条件是否满足，由于i的值为2，小于100，因此“i100”的值仍为真，所以应执行其下面矩形框中的操作。(5)执行sum=sum+i，由于sum的值已变为1,i的值已变为2，因此执行sum=sum+i后sum的值变为3。再使i的值加1，i的值变为3。流程再返回菱形框。(6)再次检查“i100”条件是否满足，如此反复执行矩形框中的操作，直到i的值变成了100，把i加到sum中，然后i又加1变成101了。当再次返回菱形框检查“i100”条件时，由于I已是101，大于100，“i100”的值为假，不再执行矩形框中的操作，循环结构结束。,5.2.1用while语句实现循环,#includevoidmain()inti，sum=0;i=1;while(i=100)sum=sum+i;i+;printf(%dn，sum);,说明：(1)循环体如果包含一个以上的语句，应该用花括号括起来，以复合语句形式出现.(2)在循环体中应有使循环趋向于结束的语句。,运行结果：5050,5.2.1用while语句实现循环,5.2.2用do-while语句实现循环,do-while语句的特点:先执行循环体，然后判断循环条件是否成立。,执行过程：先执行一次指定的循环体语句，然后判别“表达式”，当表达式的值为非0(“真”)时，返回重新执行循环体语句，如此反复，直到表达式的值等于0(“假”)为止，此时循环结束。while语句和do-while语句的关系：同一个问题既可以用while循环处理，也可以用do-while循环来处理。二者是可以互相转换的。,一般形式:do循环体语句while(表达式)；,5.2.2用do-while语句实现循环,一般形式:do循环体语句while(表达式)；,#includevoidmain()inti，sum=0;i=1;while(i=100)sum=sum+i;i+;printf(%dn，sum);,用while语句实现,例题5.2求1+2+3+100的和。#includevoidmain()inti，sum=0;i=1;dosum=sum+i;i+;while(i=100);printf(%dn，sum)；,运行结果：5050,说明：可以看到，结果和例5.1完全相同。,5.2.2用do-while语句实现循环,补充例题：求1+3+5+99的和。,#includevoidmain()inti，sum=0;i=1;dosum=sum+i;i=i+2;while(i=100);printf(%dn，sum)；,思考题：求2+6+8+100的和。,讨论题：编写程序求100以内5的倍数的和。,例题5.11程序2#includevoidmain()intsum=0,i;scanf(“%d”,printf(sum=%dn，sum)；,while和do-while循环的比较,例题5.11程序1#includevoidmain()intsum=0,i;scanf(“%d”,printf(sum=%dn，sum)；,运行结果：1sum=55再运行一次：11sum=0,运行结果：1sum=55再运行一次：11sum=11,说明：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，二者结果不相同。,while和do-while循环的比较,例题5.3,募集慈善基金10000元，有若干人捐款，每输入一个人的捐款数后，计算机就输出当时的捐款总和。当某一次输入捐款数后，总和达到或超过10000元时，即宣告结束，输出最后的累加值。,解题思路,解此题的思路是设计一个循环结构，在其中输入捐款数，求出累加值，然后检查此时的累加值是否达到或超过预定值，如果达到了，就结束循环操作。,5.2用while语句和do-while语句实现循环,#includevoidmain()floatamount,sum=0;doscanf(%f,运行结果：1000(输入捐款额)18501500260025001200sun=10650.00,说明：设计循环结构，要考虑两个问题：一是循环体，二是循环结束条件。注意while循环中判断的条件是循环继续的条件，而不是结束条件。,5.2用while语句和do-while语句实现循环,5.3用for语句实现循环5.3.1for语句的一般形式和执行过程,C语言中的for语句使用最为灵活，不仅可以用于循环次数已经确定的情况，而且可以用于循环次数不确定而只给出循环结束条件的情况。一般形式:for(表达式1；表达式2；表达式3)语句,5.3.1for语句的一般形式和执行过程,for语句的执行过程：(1)先求解表达式1。(2)求解表达式2，若其值为真(值为非0)，则执行for语句中指定的内嵌语句，然后执行下面第(3)步。若为假(值为0)，则结束循环，转到第(5)步。(3)求解表达式3。(4)转回上面第(2)步骤继续执行。(5)循环结束，执行for语句下面的一个语句。,#includevoidmain()inti，sum=0;for(i=1;i=100;i+)sum=sum+i;printf(%dn，sum);,用FOR语句实现S=1+2+3+4+100,相当于：i=1;while(i=100)sum=sum+i;i+;,5.3.2for循环程序举例,国王的小麦。相传古代印度国王舍罕要褒赏他的聪明能干的宰相达依尔(国际象棋的发明者)，国王问他要什么？达依尔回答说：“国王只要在国际象棋的棋盘第1个格子中放1粒麦子，第2个格子中放2粒麦子，第3个格子中放4粒麦子，以后按此比例每一格加一倍，一直放到第64格(国际象棋的棋盘8*8=64格)，我感恩不尽，其他什么都不要了。”国王想，这有多少！还不容易！让人扛来一袋小麦，但不到一会儿全用没了，再来一袋很快又用完了。结果全印度的粮食全部用完还不够。国王纳闷，怎样也算不清这笔账。现在我们用计算机来算一下。,例题5.4,解题思路,麦子的总粒数是：分别计算出每一格的麦子粒数，把它们加起来，就得到总粒数。据估算，1小麦约有1.42粒，可以计算出小麦的体积。可以用for语句实现循环。,5.3.2for循环程序举例,#includevoidmain()doublep=1,t=1,v;inti;for(i=1;i64;i+)p=p*2;t=t+p;v=t/1.42e8;printf(“麦子总粒数=%en”,t);printf(“麦子总体积=%en,v);,运行结果：麦子总粒数=1.844674e+019麦子总体积=1.299066e+011,5.3.2for循环程序举例,1立方米小麦约有1.42*108,5.3.2for循环程序举例,例题5.4说明：变量i用来控制循环的次数，开始时i=1，在完成第1次循环后，i的值加1变为2，由于264，所以执行第2次循环，依此类推，当i变到63时，执行最后一次循环，i再变为64，由于i不再小于64了，不再执行循环。接着计算体积，输出结果。,5.3.2for循环程序举例,人口增长预测。据2005年末统计，我国人口为130756万人，如果人口的年增长率为1%，请计算到哪一年中国总人口超过15亿。,例题5.5,解题思路,计算人口增长和计算存款利息的公式是相同的。假设原来人口为p0，则一年后的人口：其中r是年增长率。用此公式依次计算出每年的人口，每算出一年的人口后就检查一下是否达到或超过15亿？如果未达到或超过15亿，就再计算下一年的人口，直到某一年的人口达到或超过15亿为止。,5.3.2for循环程序举例,#includevoidmain()doublep=1.30756e9,r=0.01;inty;for(y=2006;p1.5e9;y+)p=p*(1+r);printf(“年份=%d,人口总数=%en,y-1,p);,运行结果：年份=2019,人口总数=1.503007e+009,由于在结束循环前y又加了1，因此在输出年份时应输出y-1的值。,5.3.2for循环程序举例,例题5.5说明：注意区分变量p在不同阶段中的不同含义。y代表年份。循环体中只有一个语句，用来计算从2006年开始的各年的人口数。在for语句中设定的循环条件是p15亿，当某一年的p达到或超过15亿，就停止循环，输出年份和当年的人口数。由于在最后结束循环前y又加了1，因此在输出年份时应输出y-1的值而不是y的值。,5.3.2for循环程序举例,总结：一个变量开始时有一初值，通过一定的运算，可以推算出一个新的值，再从这个新值又推出下一个新值，即不断用计算出的新值去取代原有的值，这种方法称为迭代。上面的计算公式p*(1+r)称为迭代公式。迭代算法一般是用循环来实现的。迭代是一种常用的算法，用人工实现很麻烦，而用计算机实现却十分方便。,5.5提前结束循环5.5.1用break语句提前退出循环,break语句可以用来从循环体内跳出循环体，即提前结束循环，接着执行循环下面的语句。一般形式：break;说明:break语句不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句中。,统计各班级的学生的平均成绩。已知各班人数不等，但都不超过30人。编一个程序能处理人数不等的各班学生的平均成绩。,例题5.6,解题思路,如果各班人数相同，问题比较简单，只需用一个for语句控制即可：for(i=1;i31;i+)但是现在有的班不足30人，应当设法告诉计算机本班的人数，使程序也能统计出该班的平均成绩。可以约定，当输入的成绩是负数时，就表示本班数据已结束(一般情况下成绩不会是负数)。在程序接收到一个负的分数时就提前结束循环，计算出本班平均成绩。break语句可以用来实现提前结束循环。,5.5.1用break语句提前退出循环,5.5.1用break语句提前退出循环,#includevoidmain()floatscore,sum=0,average;inti,n;for(i=1;i31;i+)scanf(%f,运行结果：100(输入一个学生成绩)8070-1(输入负数，表示本班数据结束)n=3,average=83.33,5.5.1用break语句提前退出循环,说明：如果一个班有30人，则输入完30人的成绩后累计总分后自动结束循环，不必再输入负数作为结束标志。在结束循环后i的值等于31(因为执行完30次循环后，i再加1，变成31，此时才终止循环)，因此学生数n应该等于i-1。如果一个班人数少于30人，则在输入完全班学生的成绩后，输入一个负数，此时程序就跳过循环体其余的语句，也不再继续执行其余的几次循环。直接跳到循环下面的语句(n=i-1;)继续执行。刚输入的数不进行累加(不执行sum=sum+score;)。注意此时i的值，假如已输入了25个有效分数，在第26次循环时输入一个负数，此时i的值是26，而学生数n应是i-1。,5.5提前结束循环5.5.2用continue语句提前结束本次循环,continue语句作用为结束本次循环，即跳过循环体中下面尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定.一般形式：continue;,continue语句和break语句的区别：continue语句只结束本次循环，而不是终止整个循环的执行。break语句则是结束整个循环过程，不再判断执行循环的条件是否成立。,while(表达式1)if(表达式2)continue;,while(表达式1)if(表达式2)break;,continue语句,break语句,输入一个班全体学生的成绩，把不及格的学生成绩输出，并求及格学生的平均成绩。,例题5.7,解题思路,在进行循环中，检查学生的成绩，把其中不及格的成绩输出，然后跳过后面总成绩的累加和求平均成绩的语句。用continue语句即可处理此问题。,5.5提前结束循环,#includevoidmain()floatscore,sum=0,average;inti,n=0;for(i=1;i6;i+)/*假设有5个学生*/printf(“请输入一个成绩:”);scanf(“%f”,prin