第五章循环结构程序设计ppt课件

第5章循环结构程序设计,C语言程序设计,.,2,循环结构的应用场合,循环结构是指根据问题的需要任意次地重复执行一行或多行语句。具体地说就是某些语句在某一条件成立时，需要重复执行，直到条件不成立时才结束重复执行。循环结构的应用场合计算1+2+3+n，属于循环累加问题，总共执行n次。计算n!=123n，属于循环累乘问题，执行n次。计算e的近似值，e=1+1/1!+1/2!+1/3!+1/n!，直到满足精度的要求，即最后一项的绝对值小于10-5时循环停止。循环次数事先未知。以二维形式打印乘法九九表，属于双重循环问题。,.,3,循环结构类型,.,4,本章主要内容,5.1C语言的循环语句5.1.1while语句（当型循环）5.1.2do-while语句（直到型循环）5.1.3for语句5.1.4三种循环语句的比较和使用5.2循环的跳转5.2.1break语句5.2.2continue语句5.3循环嵌套5.4循环结构程序设计举例,.,5,5.1.1while语句,语句一般格式while（表达式）语句,一般为关系表达式或逻辑表达式，也可以是C语言其他类型的合法表达式用来控制循环体是否执行,称为内嵌语句，可以是基本语句、控制语句，也可以是复合语句是循环重复执行的部分,.,6,5.1.1while语句,功能：计算表达式的值，为非0（逻辑真）时，重复执行内嵌语句，每执行一次，就判断一次表达式的值，直到表达式的值为0时结束循环，转去执行while后面的语句。,循环控制条件,循环体,.,7,5.1.1while语句（举例）,【例5.1】编写程序，求100个自然数的和即：s=1+2+3+100,思路：寻找加数与求和的规律,加数i从1变到100，每循环一次，使i增1，直到i的值超过100。i的初值设为1。求和设变量sum存放和，循环求sum=sum+i，直至i超过100。,.,8,算法和程序：,#includemain()inti,sum;i=1;sum=0;while(i=100)sum=sum+i;i+;printf(sum=%dn,sum);,程序输出结果：sum=5050,i:循环控制变量sum:累加器,.,9,注意：,如果while的(表达式)值为0，则循环体一次也不执行(例如当i的初值=101)。在循环体中必须有使循环趋向结束的操作，否则循环将无限进行（死循环）。在循环体中，语句的先后位置必须符合逻辑，否则会影响运算结果。,思考程序段的输出？while(i=100)i+;sum=sum+i;,运行后，输出：sum=5150原因是什么？,.,10,注意（续）：,为了保证循环正常运行，应该特别注意：循环控制条件的描述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,.,11,5.1.1while语句（举例）,【例5.2】编写程序，从键盘输入字符，直到输入的字符为0时停止，统计输入的字符个数。,求累加和：确定变量len，初值为0确定循环条件：输入字符不为0，即getchar()!=0,思路：,程序#includevoidmain()charch;intlen=0;printf(请输入字符:n);while(ch=getchar()!=0)putchar(ch);len+;printf(字符个数为：%dn,len);,自学：P58例4-1；P61例4-2。,.,12,5.1.2do-while语句,语句一般格式do语句while（表达式）；功能：先执行内嵌语句（循环体），之后计算表达式的值，不为0（逻辑真）时，再执行循环体并判断条件，直到表达式的值为0结束循环，转去执行while下面的语句。,.,13,do-while循环的算法,N-S结构图,main()inti=1,sum=0;dosum=sum+i;i+;while(i=100);printf(%dn,sum);,例：用do-while语句求100个自然数的和,.,14,5.1.2do-while语句（说明：）,while和do-while都能实现循环控制，while结构程序通常都可以转换成do-while结构。,区别：do-while语句先执行循环体再判断条件，循环体至少执行一次；while语句先判断条件再执行循环体，循环体有可能一次也不执行。dowhile循环体中一定要有能使表达式值趋于0的操作(如i+)，否则会出现死循环。,.,15,while和do-while的用法比较,输入一些数，求和，直到输入负数为止。#includevoidmain()intx,sum=0;doscanf(%d,#includevoidmain()intx,sum=0;scanf(%d,输入125-10,输入-10125,sum-x,.,16,5.1.2do-while语句（简单应用）,【例5.3】用辗转相除法求m和n的最大公约数。,所谓辗转相除法，即用两数中较大数m除较小数n求余数r，然后再用较小数（赋给m）除余数（赋给n）求余数r，依次类推，当所得余数为0时停止，最后的较大数m就是最大公约数。,程序#includevoidmain()intm,n,r;scanf(%d,%d,自学：P62例4-3。,.,17,5.1.3for语句,语句一般格式for(表达式1;表达式2;表达式3)语句,功能：计算表达式1的值，再判断表达式2，如果其值为非0（逻辑真），则执行内嵌语句（循环体），并计算表达式3；之后再去判断表达式2，一直到其值为0时结束循环，执行后续语句。,循环初始条件,循环控制条件,循环体,.,18,for语句的算法,例如：求100个自然数的和main()inti,sum;sum=0;for(i=1;i=100;i+)sum=sum+i;printf(sum=%dn,sum);,可部分或全部省略，但“;”不可省略,.,19,5.1.3for语句（省略表达式的for语句）,省略表达式1，即：for(;表达式2;表达式3)此时应在for语句之前给循环变量赋初值。例如：,i=1;for(;i100),.,20,5.1.3for语句（省略表达式的for语句）,省略表达式3，即：for(表达式1;表达式2;)等同于：表达式1;while(表达式2)（死循环）此时应在循环体中设置变量的增值。例如：,for(i=1;i100)i+;,总结：在省略某个表达式时，应在适当位置进行循环控制的必要操作，以保证循环的正确执行。,.,21,5.1.3for语句（说明：）,所有用while语句实现的循环都可以用for语句实现。,等价于：,for(表达式1；表达式2；表达式3)语句；,表达式1；while（表达式2）语句；表达式3；,for语句中的表达式1和表达式3，既可以是一个简单表达式，也可以由逗号运算符将多个表达式连接起来。,例如：,for(i=0，sum=0;i=100;i+,i+)sum+=i;,for(i=0，sum=0;i5)for(n=0;n26;n+)printf(%c,n+A);作用是输出26个大写字母for(sum=0,i=1;i=100;sum=sum+i,i+=2);作用是计算100以内的奇数和,.,25,5.1.43种循环语句的比较和使用,while和do-while语句的表达式只有一个，for语句有三个。while和for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语句多用于循环次数不定的情况do-while语句多用于至少要运行一次的情况for语句多用于要赋初值或循环次数固定的情况,.,26,5.1.43种循环语句的比较和使用,循环语句的选择if（循环次数已知）使用for语句else/*循环次数未知*/if(循环条件在进入循环时明确)使用while语句else/*循环条件需要在循环体中明确*/使用do-while语句,.,27,5.1.43种循环语句使用（课堂练习）,K1：求1+2+3+4+nK2：求1+1/2+1/3+1/4+1/nK3：求1-1/2+1/3-1/4+1/nK4：求1-1/3+1/5-1/7+前n项之和K5：输入100个整数，求其中正数之和K6：输入一个正整数n,再输入n个数，输出最大值（P71例4-7）,.,28,5.1.43种循环语句使用（课堂练习）,K1：求1+2+3+4+n,算法：i=1tons=s+ii+,程序段：s=0;for(i=1;i=n;i+)s=s+i;,.,29,5.1.43种循环语句使用（课堂练习）,K2：求1+1/2+1/3+1/4+1/n,算法：i=1tons=s+tt=1.0/ii+,程序段：s=0;for(i=1;i=n;i+)s=s+1.0/i;,.,30,5.1.43种循环语句使用（课堂练习）,K3：求1-1/2+1/3-1/4+1/n,算法：i=1tons=s+tt=1.0/i*flagflag=-flagi+,程序段：s=0;flag=1;for(i=1;i=n;i+)s=s+1.0/i*flag;flag=-flag;,.,31,5.1.43种循环语句使用（课堂练习）,K4：求1-1/3+1/5-1/7+前n项之和,算法：i=1tons=s+tt=1.0/i*flagflag=-flagtt=tt+2i+,程序段：s=0;flag=1;tt=1for(i=1;i0sum=sum+xi+,.,33,5.1.43种循环语句使用（课堂练习）,K6：输入一个正整数n,再输入n个数，输出最大值（P71例4-7）,思路：,voidmain()inti,max,n,x;scanf(%d,max,x,循环,.,34,5.2循环的跳转,有如下两种语句实现跳转：break语句continue语句在循环语句的循环体中使用，可以进行循环的流程控制,.,35,5.2.1break语句,功能：利用break语句能够强迫终止本层循环，转到后续语句执行。,while语句,do-while语句,for语句,.,36,5.2.1break语句,intx,n=0,s=0;while(n10)scanf(%d,intx,n=0,s=0;doscanf(%d,for(n=0,s=0;n10;n+)scanf(%d,程序功能：从键盘输入不超过10个数，求和，一旦输入负数立即停止输入。,.,37,5.2.1break语句（举例）,算法：除了1和m，不能被其它数整除。设i取值2,m-1如果m不能被该区间上的任何一个数整除，即对每个i，m%i都不为0，则m是素数只要找到一个i，使m%i为0，则m肯定不是素数m%2%3%4%5%(m-1)不是素数|=0=0是素数im/2)printf(yesn)elseprintf(non”);,【例5.5】输入一个正整数m，判断它是否为素数。,.,38,#includeintmain(void)inti,m;printf(“Enteranumber:);scanf(%d,5.2.1break语句（举例）,问题：能否改写为：for(i=2;i=1;i-)if(m%i=0,.,40,5.2.2continue语句,功能：中断循环体的本次执行（即跳过循环体中尚未执行的语句），立即开始执行下一次循环。,while语句,do-while语句,for语句,.,41,5.2.2continue语句（与break区别）,intx,n=0,s=0;while(n10)scanf(%d,intx,n=0,s=0;doscanf(%d,for(n=0,s=0;n10;n+)scanf(%d,程序功能：从键盘输入10个数，统计其中的正数和。,.,42,5.2.2continue语句（举例）,【例5.6】把100200之间能被7整除的数，以十个数为一行的形式输出，最后输出一共有多少个这样的数。,算法：,.,43,5.2.2continue语句（举例）,#includemain()intn,j=0;for(n=100;n=200;n+)if(n%7!=0)continue;printf(%6d,n);j+;if(j%10=0)printf(n);printf(nj=%dn,j);,.,44,5.3循环的嵌套,如果循环语句的循环体内又包含了另一条循环语句，则称为循环的嵌套。典型形式：,(1)while()while().,(2)dodowhile();.while();,(3)while()dowhile();.,(4)for(;)dowhile();while().,.,45,5.3循环的嵌套（注意：）,while、do-while、for循环语句可以并列，也可以相互嵌套，但要层次清楚，不能出现交叉。多重循环程序执行时，外层循环每执行一次，内层循环都需要循环执行多次。例如：,for(a=1;a=10;a+)for(b=0;b=5;b+),外循环执行了10次，内循环执行6次循环正常结束时，内循环执行了106=60次,.,46,5.3循环的嵌套（举例）,【例5.7】P67例4-5：求1!+2!+n!（n由输入决定）,分析：这是一个累加求和问题，共循环n次，每次累加1项，循环算式：sum=sum+第i项（i!）,因此累加求和的for语句为：for(i=1;i=n;i+)item=i!;sum=sum+item;,进一步改写为：for(i=1;i=n;i+)item=1;for(j=1;j=i;j+)item=item*j;sum=sum+item;,.,47,5.3循环的嵌套（举例）,【例5.7】求1!+2!+n!（n由输入决定）,程序：#includeintmain(void)inti,j,n;doubleitem,sum;sum=0;scanf(“%d“,item=1;for(i=1;i=n;i+)for(j=1;j=i;j+)item=item*j;sum=sum+item;,问题：内层循环的初始化能否改为：,.,48,5.3循环的嵌套（举例）,【例5.7】求1!+2!+n!（n由输入决定）,for(i=1;i=n;i+)item=1;for(j=1;j=i;j+)item=item*j;sum=sum+item;,分析嵌套循环的执行过程：,外层循环变量i的每个值内层循环变量j变化一个轮次；内外层循环变量不能相同分别用i和j,.,49,5.3循环的嵌套（举例）,【例5.7】求1!+2!+n!（n由输入决定）,如果理解了阶乘的含义，该题实际也可用单循环来编程，程序如何写？,累加求和的for语句为：sum=0;for(i=1;i=n;i+)item=i!;sum=sum+item;,改写为：item=1;for(i=1;i=n;i+)item=item*i;sum=sum+item;,.,50,5.3循环的嵌套（举例）,【例5.8】编写程序，输出如下九九乘法表。,12436948121651015202561218243036714212835424981624324048566491827364554637281,分析：这是一个典型的双重循环问题。需要两个循环变量i、j。,i,j,外循环变量i用于控制输出行数，因此初值为1，终值为9。,内循环变量j用于控制输出列数，因此初值为1，终值为当前外循环的i值（为什么？）。,.,51,5.3循环的嵌套（举例）,【例5.8】编写程序，输出九九乘法表。,程序：,#includemain()inti,j;for(i=1;i10;i+)for(j=1;j=i;j+)printf(j=i)?%4dn:%4d,i*j);,通过条件表达式判断当输出一行（一个内循环结束）后实现换行输出。,.,52,5.4循环结构程序设计,循环程序的实现要点：归纳出哪些操作需要反复执行？循环体这些操作在什么情况下重复执行？循环条件选用合适的循环语句forwhiledo-while循环具体实现时考虑（循环条件）：事先给定循环次数，首选for通过其他条件控制循环，考虑while或do-while,.,53,确定：循环条件和循环不变体,123455432112345%10=512345/10=12341234%10=41234/10=123123%10=3123/10=1212%10=212/10=11%10=11/10=0结束,循环不变式x%10 x=x/10循环条件x=0,scanf(“%d”,5.4循环结构程序设计（举例）,【例5.9】P72例4-8：将一个正整数逆序输出。,思考：用do-while实现？,.,54,5.4循环结构程序设计（举例）,【例5.10】按每行输出5个数的形式输出Fibonacci数列的前20项。,思路：Fibonacci数列的前几项是：1、1、2、3、5、8、13、21、34、。此数列的变化规律是：,设变量f1、f2和f3，并为f1和f2赋初值1，令f3=f1+f2得到第3项；将f1f2，f2f3，再求f3=f1+f2得到第4项；依此类推求第5项、第6项,这是一种递推算法应采用循环实现,.,55,【例5.10】：算法和程序,#includemain()inti,f1,f2,f3;f1=f2=1;printf(n%8d%8d,f1,f2);for(i=3;i=20;i+)f3=f1+f2;f1=f2;f2=f3;printf(%8d,f3);if(i%5=0)printf(n);,.,56,5.4循环结构程序设计（举例）,【例5.11】编程序求21000以内的完数。,完数：一个数的因子（除了这个数本身）之和等于该数本身。,思路：设定i从2变到10000，对每个i找到其因子和s；判定is？若相等，则i为完数，否则不是。,例如：6的因子是1、2、3，因子和1+2+36因此6是完数。,使用穷举算法用双层循环实现,.,57,【例5.11】：算法和程序,#includemain()inti,j,