C语言循环结构

,第五章,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,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5.8提高部分,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课数,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，即内嵌语句。,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,5.2用while语句和do-while语句实现循环,5.2用while语句和do-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)；,例题5.2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,5.2用while语句和do-while语句实现循环,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;/*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。,5.2用while语句和do-while语句实现循环,编写程序,例：统计从键盘输入一行字符的个数。#includeVoidmain()intn=0;printf(“inputastring:n”);while(getchar()!=n)n+;printf(“%d”,n);,voidmain()inta=0,n=3;while(n-)printf(“%d“,a+);,While和dowhile循环比较(1)voidmain()intsum=0,i;scanf(“%d”,(2)voidmain()intsum=0,i;scanf(“%d”,运行情况如下：运行情况如下：11sum=55sum=55再运行一次：再运行一次：1111sum=0sum=11;,1.求5！voidmain(void)intt=1,n=1;dot=t*n;n+;while(n=5);printf(“t=%dn”,t);,2.x=-1;dox=x*x;while(!x);死循环B)循环执行两次C)循环执行一次D）有语法错误3.voidmain()inty=10;doy-;while(-y);printf(“%dn”,y-);A)-1B)1C)8D)0,4.voidmain(void)inta=1,b=10;dob-=a;a+;while(b-0);printf(“a=%d,b=%dn”,a,b);a=3,b=11B)a=2,b=8C)a=1,b=-1D)a=4,b=9,5.执行下列语句后，a,b,c值分别为_intx=10,y=9,a,b,c;a=(-x=y+)?-x:+y;b=x+;c=y;A)a=9,b=9,c=9B)a=8,b=8,c=10C)a=9,b=10,c=9D)a=1,b=11,c=106.voidmain(void)inta,b,d=241;a=d/100%9;b=(-1)A)6,1B)2,1C)6,0D)2,0,5.3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，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,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,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语句最简单的形式：for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值),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,for(i=1;i=100;i+)sum=sum+i;,例如：,它相当于以下语句：i=1;while(i=100)sum=sum+i;i+;,表达式1；,while（表达式2）,表达式3；,5.3用for语句实现循环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,5.3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。,5.3用for语句实现循环,5.3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，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,5.3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p=1;x-)if(x%17=0)break;printf(x=%dn,x);,找到满足条件的最大数，结束循环,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。用break语句可以用来实现提前结束循环。,5.5提前结束循环,编写程序,5.5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。,5.5提前结束循环,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;,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;,5.5提前结束循环5.5.2用continue语句提前结束本次循环,例求300以内能被17整除的所有整数。,#includestdio.hvoidmain()intx,k;for(x=1;x=300;x+)if(x%17!=0)continue;printf(%dt,x);,输出100到200间不能被3整除的数voidmain(void)intn;for(n=100;n=200;n+)if(n%3=0)continue;printf(“%d“,n);,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continu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(pleaseenterscore:);scanf(%f,/*输出及格学生人数和平均分数*/printf(nn=%d,average=%7.2fn,n,average,运行结果：pleaseenterscore:89pleaseenterscore:56Fail:56pleaseenterscore:76pleaseenterscore:58Fail:58pleaseenterscore:98n=3average=87.67,5.5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。,5.5提前结束循环,#includestdio.hvoidmain()inta,b;for(a=1,b=1;a=10)break;if(b%3=1)b+=3;continue;printf(%dn,a);,【例】分析以下程序的运行结果。,程序运行结果：4,5.6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)。,5.6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。,5.6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5.8,解题思路,5.7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。,5.7程序举例,voidmain()longintf1,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毋都满足“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“cZi=9;i+）printf(%4d,i);,(2)打印隔线。考虑隔线的总宽度与表头同宽，则可以用同样结构写出s2:,for（i=1;i=36;i+）printf(%c,-);,在上述两个程序段中，都使用i作循环变量。在s2中，i只用于控制循环过程，称单纯循环变量。在s1中，i除用于控制循环过程外，还作操作变量使用，即在循环体内还要用到它，对其进行操作，称为操作型循环变量。在使用单纯循环变量时，循环变量本身的具体值并不重要，重要的是通过循环变量控制循环执行的次数。例如，打印一行隔线也可以写为：,for（i=101;i=136;i+）printf(%c,-);,还可以写为,for(i=36;i=1;i-)printf(%c,-);,在众多的书写形式中，当然最易于理解的还是一开始写的那种形式,或,for(i=10;i=360;i+=10)printf(%c,-);,(3)打印表体。表体共九行，所以首先考虑一个打印九行的算法s3:,for（i=1;i=9;i+）打印第i行,下面进一步考虑如何“打印第i行”。因为每行都有九个数字，故“打印第i行”可以写为s3.1:,for（j=1,j=9;j+）打印第j个数,“打印第j个数”即在第i行的第j列上打印一个数，大小为i*j，占4个字宽。故可写为,printf(%4d,i*j);,在写这个语句时，人们自然要考虑写不写换行符。显然不能在每个数字后面都换行，而只能在第9个数字后面写换行。实现只在第9个数字后面换行的办法是，打印完一行，即在j循环后写一个语句使换行：,printf(n);,于是，打印九九表的程序可写为：,/*打印九九乘法表*/#includevoidmain(void)inti,j;for(i=1;i=9;i+)printf(%4d,i);printf(n);for(i=1;i=36;i+)printf(%c,-);printf(n);for(i=1;i=9;i+)for(j=1;j=9;j+)printf(%4d,i*j);printf(n);,程序运行结果如下：,5.8提高部分5.8.1while和do-while循环的比较,凡是能用while循环处理，都能用dowhile循环处理。dowhile循环结构可以转换成while循环结构。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。,例5.11while和do-while循环的比较(1)(2)#include#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。,5.8提高部分,5.8提高部分5.8.2for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+;,5.8提高部分5.8.2for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。,5.8提高部分5.8.2for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。,5.8提高部分5.8.2for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。,5.8提高部分5.8.2for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。,5.8提高部分5.8.2