第6章循环结构程序设计

,#includestdio.hintmain()intscore;printf(请输入成绩);scanf(%d,有一种写法case5|4|3|2|1：printf(“D等n”)；,#includestdio.h#includemath.hintmain()floata,b,c,k,x1,x2,r,i;scanf(%f,%f,%f,第六章,循环结构程序设计,本章要点,循环的基本概念不同形式的循环控制多重循环问题,主要内容,6.1程序中需要用循环结构6.2用while语句和do-while语句实现循环6.3用for语句实现循环6.4循环的嵌套6.5用break语句和continue语句改变循环状态6.6几种循环的比较6.7程序举例6.8提高部分,6.1程序中需要用到循环结构,6.1程序中需要用到循环结构,6.1程序中需要用到循环结构,6.1程序中需要用到循环结构,如何才是个头啊！,6.1程序中需要用到循环结构,6.1程序中需要用到循环结构,令这个数等于x，每次让x=x/10，除一次，记数器count+计算机从右往左数,6.1程序中需要用到循环结构,6.1程序中需要用到循环结构,所以循环结构的引入可以优化程序结构,6.1程序中需要用到循环结构,几种常见的循环结构1.goto2.for(i=0;i100;i+)3.while(i100)i+;4.doi+;while(i100);5.(隐含)递归函数调用(阶乘函数),6.1程序中需要用到循环结构,问题1：,问题2:求学生平均成绩分数相加后除以课数,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,goto语句以及用goto语句构成循环,goto语句为无条件转向语句，它的一般形式为goto语句标号；语句标号用标识符表示，它的定名规则与变量名相同，即由字母、数字和下划线组成，其第一个字符必须为字母或下划线。例如：gotolabel_1;合法;goto123；不合法.早期basic语言,结构化程序设计方法主张限制使用goto语句，因为滥用goto语句将使程序流程无规律、可读性差.一般来说，可以有两种用途：(1)与if语句一起构成循环结构；(2)从循环体中跳转到循环体外。但是这种用法不符合结构化原则，一般不宜采用，只有在不得已时(例如能大大提高效率)才使用.,goto语句以及用goto语句构成循环1,用if语句和goto语句构成循环，求1到100的和#includestdio.hintmain()inti,sum=0;i=1;loop:if(i=100)sum=sum+i;i+;gotoloop;printf(%dn,sum);return0;,说明：这里用的是“当型”循环结构，当满足“i=100”时执行花括弧内的循环体。,运行结果：5050,6.2用while语句和do-while语句实现循环6.2.1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，即内嵌语句。,例题6.1,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。,6.2用while语句和do-while语句实现循环,#includevoidmain()inti，sum=0;/*sum是用来存放累加和的变量*/*初值为0*/i=1;while(i=100)/*当I小于或等于100时*/*执行下面花括号中的复合语句*/sum=sum+i;/*将i的当前值累加到变量sum中*/i+;/*使i的值加1*/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,编写程序,6.2用while语句和do-while语句实现循环,6.2用while语句和do-while语句实现循环6.2.2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)；,例题6.2求1+2+3+100的和#includevoidmain()inti，sum=0;i=1;do/*在循环开始时不检查条件，先执行一次循环体*/sum=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。,编写程序,6.2用while语句和do-while语句实现循环,例题6.3,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。,6.2用while语句和do-while语句实现循环,#includevoidmain()floatamount,sum=0;/*变量sum用来存放累加和*/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。,6.2用while语句和do-while语句实现循环,编写程序,while语句和用do-while语句的比较:在一般情况下，用while语句和用do-while语句处理同一问题时，若二者的循环体部分是一样的，它们的结果也一样。但是如果while后面的表达式一开始就为假(0值)时，两种循环的结果是不同的while()语句后面没有分号dowhile();如果没有会报错,6.2用while语句和do-while语句实现循环,例while和do-while循环的比较(1)#include(2)#includevoidmain()voidmain()intsum=0，i;intsum=0，i;scanf(“%d，,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。,6.3用for语句实现循环6.3.1for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，它完全可以代替while语句。一般形式:for(表达式1；表达式2；表达式3)语句,6.3用for语句实现循环6.3.1for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。,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；,6.3用for语句实现循环,6.3用for语句实现循环,#includestdio.hintmain()inti;for(i=10;i9;i+)printf(循环语句执行);printf(%dn,i);return0;,for语句最简单的形式：for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值),例如:for(i=1;i=100;i+)sum=sum+i;,相当于：i=1;while(i=100)sum=sum+i;i+;,6.3用for语句实现循环6.3.1for语句的一般形式和执行过程,显然，用for语句简单、方便。,6.3用for语句实现循环6.3.2for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6.4,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。,6.3用for语句实现循环,#includevoidmain()doublep=1,t=1,v;inti;for(i=1;i64;i+)/*执行63次循环*/p=p*2;/*p是当前一个格子中的麦子粒数*/t=t+p;/*t是当前麦子总粒数*/v=t/1.42e8;/*v是总体积*/printf(total=%en,t);/*用指数形式输出麦子总粒数*/printf(volume=%en,v);/*用指数形式输出麦子总体积*/,运行结果：total=1.844674e+019volnme=1.299066e+011,编写程序,6.3用for语句实现循环,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。,6.3用for语句实现循环,6.3用for语句实现循环,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6.5,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，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。,编写程序,6.3用for语句实现循环,#includevoidmain()doublep=1.30756e9,r=0.01;inty;for(y=2006;p1.5e9;y+)/*赋值号两侧的变量p代表不同含义*/p=p*(1+r);printf(year=%d,p=%en,y-1,p);,运行结果：year=2019,p=1.503007e+009,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。,6.3用for语句实现循环,6.3用for语句实现循环6.3.2for循环程序举例,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。,6.3用for语句实现循环,输入一个正整数aa为偶数则sum=1+1/2+1/4+.+1/a若为奇数则求sum=1+1/3+1/5+.+1/a,例题6.6,解题思路,先进行奇偶判断，如果为奇数有个a=1的特例，除开a=1以外的情况则套用公式；如果为偶数则直接套用公式。注意i变量每次+2可以保证奇偶性和sum与a的数据类型即可,编写程序,6.3用for语句实现循环,intmain()printf(请输入任意一个数n);floatsum=1.0;inta,i;scanf(%d,6.4循环的嵌套,一个循环体内又包含另一个完整的循环结构称为循环的嵌套。内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是多层循环。三种循环(while循环、do-while循环和for循环)可以互相嵌套。,6.4循环的嵌套,下面几种都是合法的形式：(1)while()(2)do(3)for(;)while()dofor(;)while();while();,6.4循环的嵌套,(4)while()(5)for(;)(6)dodowhile()for(;)while()while(),例输出九九乘法表,解题思路,分行与分列考虑，共9行9列，i控制行，j控制列，所以需要用到两层for循环,外层控制行变化，内层控制j变化，然后遍历输出每一个i*j的结果即可,6.4循环的嵌套,编写程序,6.4循环的嵌套,#includeintmain()inti,j,result;printf(n);for(i=1;i10;i+)/*先遍历行*/for(j=1;jk，同时n能被k整除，则应打印出k的值，并用n除以k的商,作为新的正整数n,重复执行第一步。(3)如果n不能被k整除，则用k+1作为k的值,重复执行第一步。所以n和k都在存放入新值,编写程序,6.4循环的嵌套,#includeintmain()intn,i;printf(npleaseinputanumber:n);scanf(%d,6.5提前结束循环break和continue6.5.1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6.7,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。用break语句可以用来实现提前结束循环。,6.5提前结束循环,编写程序,6.5提前结束循环,#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=90.00,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。,6.5提前结束循环,6.5提前结束循环6.5.2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;,6.5提前结束循环6.5.2用continue语句提前结束本次循环,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。,while(表达式1)if(表达式2)continue;,continue语句和break语句的区别：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)break;,6.5提前结束循环6.5.2用continue语句提前结束本次循环,continue语句和break语句的区别：continue不改变循环次数，break则由可能改变inti=0;inta=2;for(i=0;i10;i+)if(i=a)break;/*continue*/；printf(apple);,6.5提前结束循环6.5.2用continue语句提前结束本次循环,例如：左边的例子中如果是break那么循环语句执行了3次，输出2次apple；如果是continue，循环一共执行了10次，输出10次apple。,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6.8,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continu语句即可处理此问题。,6.5提前结束循环,#includeintmain()floatscore,sum=0,average;inti,n=0;for(i=1;i6;i+)/*假设有5个学生*/printf(pleaseenterscore:);scanf(%f,运行结果：pleaseenterscore:89pleaseenterscore:56Fail:56pleaseenterscore:76pleaseenterscore:58Fail:58pleaseenterscore:98n=3average=87.67,6.5提前结束循环,编写程序,说明：为减少输入量，本程序只按5个学生处理。在输入不及格学生成绩后，输出该成绩，然后跳过循环体中未执行的语句，即不参加累计总分sum，也不累计合格学生数n。但是，继续执行后面的几次循环。,6.5提前结束循环,6.6几种循环的比较,(1)三种循环都可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替。(2)在while循环和do-while循环中，只在while后面的括号内指定循环条件，因此为了使循环能正常结束，应在循环体中包含使循环趋于结束的语句(如i+，或i=i+1等)。,6.6几种循环的比较,for循环可以在表达式3中包含使循环趋于结束的操作，甚至可以将循环体中的操作全部放到表达式3中。因此for语句的功能更强，凡用while循环能完成的，用for循环都能实现。(3)用while和do-while循环时，循环变量初始化的操作应在while和do-while语句之前完成。而for语句可以在表达式1中实现循环变量的初始化。,6.6几种循环的比较,(4)while循环、dowhile循环和for循环，都可以用break语句跳出循环，用continue语句结束本次循环。,有一对兔子，出生后第3个月起每个月都生一对兔子。小兔子长到第3个月后每个月又生一对兔子。假设所有兔子都不死，问40个月的兔子总数为多少？,例题6.9,解题思路,6.7程序举例,可以看到每个月的兔子总数依次为1,1,2,3,5,8,13这就是有名的费波那西(Fibonacci)数列。,6.7程序举例,编写程序,6.7程序举例,#includevoidmain()intf1,f2;inti;f1=1;f2=1;for(i=1;iZ|cz)/*请和程序笫7行比较*/c=c-26;因为如果所有小写字母都满足“cZ”的条件，从而也都执行“c=c-26;”语句，这就会出错。因此必须限制其范围为“cZintsum=0，i;scanf(“%d，,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。,6.8提高部分,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,for语句相当灵活，形式变化多样：(1)for语句的一般形式中的“表达式1”可以省略，此时应在for语句之前给循环变量赋初值。注意省略表达式1时，其后的分号不能省略。如：for(；i=100;i+)sum=sum+i;执行时，跳过“求解表达式1”这一步，其他不变。,(2)如果表达式2省略，即不判断循环条件，循环无终止地进行下去。也就是认为表达式2始终为真。如：for(i=1;i+)sum=sum+i;表达式1是一个赋值表达式，表达式2空缺。它相当于：i=1;while(1)sum=sum+1;i+;,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,(3)表达式3也可以省略，但此时程序设计者应另外设法保证循环能正常结束。如：for(i=1;i=100;)sum=sum+i;i+;在上面的for语句中只有表达式1和表达式2，而没有表达式3。i+的操作不放在for语句的表达式3的位置处，而作为循环体的一部分，效果是一样的，都能使循环正常结束。,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,(4)可以省略表达式1和表达式3，只有表达式2，即只给循环条件。如：for(;i=100;)while(i=100)sum=sum+i;相当于sum=sum+i;i+;i+;在这种情况下，完全等同于while语句。可见for语句比while语句功能强，除了可以给出循环条件外，还可以赋初值，使循环变量自动增值等。,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,(5)3个表达式都可省略，如：for(;)语句相当于while(1)语句即不设初值，不判断条件(认为表达式2为真值)，循环变量不增值。无终止地执行循环体。,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,(6)表达式1可以是设置循环变量初值的赋值表达式，也可以是与循环变量无关的其他表达式。如:for(sum=0;i=100;i+)sum=sum+i;表达式3也可以是与循环控制无关的任意表达式。,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,表达式1和表达式3可以是一个简单的表达式，也可以是逗号表达式，即包含一个以上的简单表达式，中间用逗号间隔。如：for(sum=0，i=1;i=100;i+)sum=sum+i;或for(i=0，j=100;i=j;i+，j-)k=i+j；表达式1和表达式3都是逗号表达式，各包含两个赋值表达式，即同时设两个初值，使两个变量增值。,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,在逗号表达式内按自左至右顺序求解，整个逗号表达式的值为其中最右边的表达式的值。如:for(i=1;i=100;i+，i+)sum=sum+i;相当于for(i=1;i=100;i=i+2)sum=sum+i;,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,(7)表达式一般是关系表达式(如i=100)或逻辑表达式(如ab(c=getchar()!=n;i+=c);在表达式2中先从终端接收一个字符赋给c，然后判断此赋值表达式的值是否不等于n(换行符)，如果不等于n，就执行循环体。注意：此for语句的循环体为空语句，把本来要在循环体内处理的内容放在表达式3中，作用是一样的。可见for语句功能强，可以在表达式中完成本来应在循环体内完成的操作。,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,for(;(c=getchar()!=n;)printf(%c，c);for语句中只有表达式2，而无表达式1和表达式3。其作用是每读入一个字符后立即输出该字符，直到输入一个“换行”为止。请注意，从终端键盘向计算机输入时，是在按Enter键以后才将一批数据一起送到内存缓冲区中去的。,运行情况：Computer(输入)Computer(输出)而不是Ccoommppuutteerr,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,注意:C语言中的for语句比其他语言(如BASIC，PASCAL)中的FOR语句功能强得多。可以把循环体和一些与循环控制无关的操作也作为表达式1或表达式3出现，这样程序可以短小简洁。但过分地利用这一特点会使for语句显得杂乱，可读性降低，最好不要把与循环控制无关的内容放到for语句中。,6.8提高部分6.8.2for语句的各种形式,Exercise,输入找出1100之间的整数中，是3的倍数或5的倍数这样的数的个数,intmain（）intcount=0,n=1;doif（n%3=0|n%5=0）count+;n+;while（n=100）;printf（“Thetotalnumberis:%d”,count）;return0;,循环计数,计算机械学院某班30名学生的c语言课程的平均成绩,#includeintmain（）floataver，sum；intcount，score；sum=0；for(count=1;count=30;count+)scanf（“%d”，,求和,.（不确定人数）.,main（）floataver，sum=0；intcount=0，score；printf（“Enterscore-1toend：”）；scanf（“%d”，longy=0;for(i=1;i=50;i+)for(j=1;j=i;j+)x=x+j;y=y+x;x=0;printf(nvalueis%d,y);,求和,#includestdio.hvoidmain()inti,a=1;floatsum=0;for(i=1;i=100;i+)