pascal循环结构的程序设计PPT

第四章循环结构,第一节循环语句（FOR语句）第二节当语句（WHILE语句）第三节直到循环（REPEAT语句）第四节多重循环结构,1,在实际应用中，会经常遇到许多有规律性的重复运算，这就需要掌握本章所介绍的循环结构程序设计。在Pascal语言中，循环结构程序通常由三种的循环语句来实现。它们分别为FOR循环、当循环和直到循环。通常将一组重复执行的语句称为循环体，而控制重复执行或终止执行由重复终止条件决定。重复语句是由循环体及重复终止条件两部分组成。,2,第一节循环语句（FOR语句）,3,for语句的一般格式,for:=todo;/递增型循环for:=downtodo;/递减型循环其中for、to、downto和do是Pascal保留字。表达式1与表达式2的值称为初值和终值。循环的语句格式：FOR变量名:=初值TO终值DO语句；求1+2+3+N的和。如何编程呢？【例】S：=0；FORI：=1TO10DOS：=S+I；Writeln（S=，S）；,4,For语句执行过程,先将初值赋给左边的变量（称为循环变量）；判断循环变量的值是否“等于”终值，如已等于终值，则下次不再执行（本次是最后一次执行，循环变量的值也不更改），则跳到步骤；如果小于等于终值，则执行do后面的那个语句（称为循环体）；循环变量递增（对to）或递减（对downto)；返回步骤；循环结束，执行for循环下面的一个语句。,5,说明,循环变量必须是顺序类型。可以是整型、字符型、枚举型等，但不能为实型。循环变量的值递增或递减的规律是：选用to则为递增；选用downto则递减。循环体可以是一个基本语句，也可以是一个复合语句。循环变量的初值和终值一经确定，循环次数就确定了。但是在循环体内对循环变量的值进行修改，常常会使得循环提前结束或进入死环。所以禁止在循环体中随意修改控制变量的值。如：fori:=1to10dobegini:=2*i+1;/禁止类似的修改，FreePascal中会提示语法错误writeln(i);end;以上for循环是一个死循环，i永远等于2，不可能达到终止值10。for语句中的初值、终值都可以是顺序类型的常量、变量、表达式。,6,应用举例,例4.1输出1100之间的所有偶数。程序如下：Programex4_1;vari:integer;beginfori:=1to100doifimod2=0thenwrite(i:5);end.,7,例4.2编程计算1到100的累加和：s=1+2+3+100。【分析】设i为循环控制变量，累加和放在s中，利用循环变量i的值从1变化到100的规律，不需要另外引进从1变化到100的其它变量，程序的流程图如4-2所示。程序如下：Programex4_2;vars,i:integer;begins:=0;fori:=1to100dos:=s+i;writeln(s);end.运行结果：5050只要对程序稍加修改就可以计算出以下算式的值：s=1+1/2+1/3+1/100s=12+22+32+1002s=2+4+6+100等等。,8,例4.3将顺序打印出26个小写英文字母:abczzcba。程序如下：Programex4_3;vark:char;beginfork:=atozdowrite(k);fork:=zdowntoadowrite(k);writeln;end.,9,例4.4N的阶乘是指1到N的累乘，即N！=1*2*3*N，输入一个数，求这个数的阶乘？程序如下：Programex4_4;varn,i:integer；/i为循环变量s:longint;/s存放阶乘的结果，类型为长整型，防止结果太大beginreadln(n);s:=1;/这条语句少了，选手们思考一下，会出现什么现象?fori:=2tondo/从2到n累乘到s中s:=s*i;writeln(s);/输出n!的值end.虽然s定义成longint，但输入12以上的数时，还是会出现错误的结果，说明结果超出了longint能够储存的范围，这时需要定义更大的类型，如int64，或干脆定义成实型变量用科学计数法来近似表示这个数，如real、extended。,10,上例中用到了“递推”算法。所谓递推算法是指在一个数的序列值中，下一项的值在前一项的值的基础上推算出来的，即下一项对前一项有某种依赖关系。例如，为求5!，应先知道4!的值，然后再乘以5；为求6!必先求出5！。也就是说，从1！可以推出2！，从2！可以推出3！，从3！可以推出4！，以此类推。求n!的递推公式为：a1=1(n=1)an=n*an-1(n1)a1=1是“初始条件”或“边界条件”。只要找出递推关系，就可以由循环来处理，一项一项地推算出来以后各项。在程序中用同一个变量s来存储每一次推出来的值，由前一个s推出后一个s是递推。,11,例4.5已知一对兔子，每个月可以生一对小兔，而小兔经过一个月生长后也可每月生一对小兔。即兔子的对数是：第一个月1对，第二个月2对，第三个月3对，第四个月5对，假设兔子的生育期是12个月，并且不死，问一年后，这对兔子有多少对活着的后代？【分析】根据题目给出的条件，得到算法：设当前月兔子有x对，它的前一个月有lastx对，前二个月有prevx对，明显存在一个递推关系，即x=lastx+prevx。Programex4_5;Vari,lastx,prevx,x:integer;beginprevx:=1;lastx:=2;fori:=3to12dobeginx:=lastx+prevx;prevx:=lastx;lastx:=x;end;writeln(x);end.,运行结果：233,12,例4.6一个两位数x，将它的个位数字与十位数字对调后得到一个新数y，此时y恰好比x大36，请编程求出所有这样的两位数。【分析】用for循环列举出所有的两位数，x为循环变量；用公式a:=xdiv10分离出x的十位数字；用公式b:=xmod10分离出x的个位数字；用公式y:=b*10+a合成新数y；用式子y-x=36筛选出符合条件的数x并输出。Programex4_6;vara,b,x,y:integer;beginforx:=10to99dobegina:=xdiv10;b:=xmod10;y:=b*10+a;ify-x=36thenwriteln(x);end;readln;end.,13,例4.7把整数3025从中剪开分为30和25两个数，此时再将这两数之和平方，(30+25)2=3025计算结果又等于原数。求所有符合这样条件的四位数。【分析】设符合条件的四位数为N，它应当是一个完全平方数，用(a*a)表示。为了确保N=(a*a)在四位数（10009999）范围内，可确定a在3299循环；计算N=a*a；将四位数N拆分为两个数n1和n2；若满足条件(n1+n2)*(n1+n2)N就输出N。Programex4_8；Varn,a,x,n1,n2:integer；beginfora:=32to99dobeginn:=a*a；n1:=ndiv100；/拆取四位数的前两位数n2:=n-n1*100；/拆取四位数的后两位数x:=n1+n2；ifx*x=Nthenwriteln(N)；end；readlnend.,14,例4.9根据公式2/6=1+1/22+1/32+1/n2，计算圆周率的pai值。【分析】此题是上例的一个变例，关键在于求出右边的累加和，变量n由键盘输入，n越大，圆周率的pai值就越精确。但是，i作为循环控制变量参加循环体的运算，它是整型数，那么当i=182时，i*i已经超过了正整数32767的范围，在Pascal系统里就把它变为-65536+i*i的整型数进行处理，当i=256时，-65536+i*i正好等于零，从面产生以零作除数的编译错误，所以我们在程序里应该把i定义为长整型，这样可以输入更大的n(不能大于46341，等于65536时，也会同样出现被0除的溢出错误)。Programex4_9;vari,n:integer;/应该为longint(长整型)pai,s:real;beginreadln(n);s:=0;fori:=1tondos:=s+1/(i*i)pai:=sqrt(6*s);writeln(pai:8:6);end.,运行结果：输入：1000输出：3.132077输入：10000输出：3.141497,15,【上机练习4.1】,1、求12+22+32+10022、求s=1+1/2+1/3+1/1003、计算100之内所有的奇数之和。4、计算n！，其中n由键盘输入。5、求10个数中的最大值和最小值。6、按字母表的顺序，从字母A到Z顺序打印输出。7、求菲波拉契数列a0,a1,a2,a20。a0=0，a1=1，a2=a1+a0，a3=a2+a1，an=an-1+an-2；如0,1,1,2,3,5,8,13,21,16,第二节当语句（WHILE语句）,17,WHILE循环,对于for循环有时也称为计数循环，当循环次数未知，只能根据某一条件来决定是否进行循环时，用while语句或repeat语句实现循环要更方便。while语句的形式为：whiledo；其意义为：当布尔表达式的值为true时，执行do后面的语句。,18,while语句的执行过程为：判断布尔表达式的值,如果其值为真,执行步骤2,否则执行步骤4;执行循环体语句(do后面的语句);返回步骤1;结束循环,执行while的下一个语句。说明：这里while和do为保留字。当布尔表达式成立时，执行do后面的语句(循环体)，当布尔表达式的值为false时，才结束循环，转去执行while语句的下一条语句，故又称此语句为“当”语句或“当型循环”。while语句的特点是：先判断，后执行。,19,例4.10求恰好使s=1+1/2+1/3+1/n的值大于10时n的值。【分析】恰好使s的值大于10意思是当表达式s的前n-1项的和小于或等于10，而加上了第n项后s的值大于10。从数学角度，我们很难计算这个n的值。故从第一项开始，当s的值小于或等于10时，就继续将下一项值累加起来。当s的值超过10时，最后一项的项数即为要求的n。程序如下：Programex4_10；Vars:real;n:integer;/n表示项数begins:=0.0;n:=0;whiles=1e-6dobeginpai:=pai+t;n:=n+2;f:=-f;t:=f/n;end;pai:=pai*4;writeln(pai:10:8);end.,运行程序会发现没有结果，为什么？因为布尔表达式abs(t)=1e-6，即1/n=1e-6，而程序的说明部分n是整型数，它的范围是-3276832767，条件永远成立，所以形成死循环，从而没有运行结果。while循环不需要用顺序型数据来控制循环的次数，改程序的说明部分中的n为实型数或说明为长整型即可，请同学们自己修正，以后要对变量的取值范围引起重视。,22,【上机练习4.2】,1、用WHILE循环完成如下3题：求s=1+2+3+4+10求s=1+1/2+1/3+1/100计算n！，其中n由键盘输入。2、输入任一的自然数A,B,求A,B的最小公倍数。3、小球从100高处自由落下,着地后又弹回高度的一半再落下。求第20次着地时,小球共通过多少路程?4、Faibonacci数列前几项为:0,1,1,2,3,5,8,其规律是从第三项起,每项均等于前两项之和。求前30项,并以每行5个数的格式输出。5、鸡兔同笼,头30,脚90,求鸡兔各几只？,23,第三节直到循环（REPEAT语句）,用while语句可以实现“当型循环”，用repeat-until语句可以实现“直到型循环”。repeat-until语句的含义是：“重复执行循环，直到指定的条件为真时为止”。直到循环语句的一般形式:Repeat;:;until;其中Repeat、until是Pascal保留字，repeat与until之间的所有语句称为循环体。,24,说明：repeat语句的特点是：先执行循环，后判断结束条件，因而至少要执行一次循环体。repeat-until是一个整体，它是一个（构造型）语句，不要误认为repeat是一个语句，until是另一个语句。repeat语句在布尔表达式的值为真时不再执行循环体，且循环体可以是若干个语句，不需用begin和end把它们包起来，repeat和until已经起了begin和end的作用。while循环和repeat循环是可以相互转化的。,25,例4.13求两个正整数m和n的最大公约数。程序采用repeat-until循环实现。Programex4_13;varm,n,r:integer;beginreadln(m,n);repeat/辗转相除法r:=mmodn;m:=n;n:=r;untilr=0;writeln(m);end.,26,例4.14校体操队到操场集合,排成每行2人,最后多出1人;排成每行3人,也多出1人;分别按每行排4,5,6人,都多出1人;当排成每行7人时,正好不多。求校体操队至少是多少人?【分析】设校体操队为X人,根据题意X应是7的倍数,因此X的初值为7,以后用inc(x,7)改变X值；为了控制循环,用逻辑变量yes为真(True)使循环结束；如果诸条件中有一个不满足,yes的值就会为假(false)，就继续循环。Programex4_14;varx:integer;yes:boolean;beginx:=0;repeatyes:=true;inc(x,7);ifxmod21thenyes:=false;ifxmod31thenyes:=false;ifxmod41thenyes:=false;ifxmod51thenyes:=false;ifxmod61thenyes:=false;untilyes;/直到yes的值为真writeln(All=,x);readlnend.程序中对每个X值，都先给Yes赋真值，只有在循环体各句对X进行判断时，都得到“通过”（此处不赋假值）才能保持真值。,27,例4.15求1992个1992的乘积的末两位数是多少？【分析】积的个位与十位数只与被乘数与乘数的个位与十位数字有关，所以本题相当于求1992个92相乘，而且本次的乘积主下一次相乘的被乘数，因此也只需取末两位参与运算就可以了。Programex4_15;vara,t:integer;Begina:=1;t:=0;repeatt:=t+1;a:=(a*92)mod100;untilt=1992;writeln(a);Readln;End.,28,例4.16利用格里高公式求。/4=1-1/3+1/5-1/7+，直到最后一项的值小于10-6为止.【分析】解本题的关键就是求右边数值序列的和，序列有明显的特点：分母是从1开始的奇数，加、减号轮流出现，因此，我们可以用m=n+2表示序列数值的变化，用f=-f来设置它们知项的符号位。Programex4_16;varf:integer;n,t,pai:real;beginpai:=0;t:=1;n:=1;f:=1;repeatpai:=pai+t;n:=n+2;f:=-f;t:=f/n;untilabs(t)trunc(sqrt(i)thenwrite(i:8);end;end.,38,例4.21试编写能够打印输出如下图形的程序：#程序如下：Programex4_21;vari,j,k:integer;beginfori:=8downto1do/总共要输出8行内容beginforj:=1to8-idowrite();/控制每行空格数目,这个循环可以写成：write(:8-i);fork:=2*i-1downto1dowrite(#);/控制每行中的个数writeln;end;end.此程序的设计是由两个并列循环加一个嵌套循环构成的。各环的作用如下：（1）外层环控制打印的行数，此倒三角形共8行，故外环的设置为递减型循环。（2）嵌套在外环中的第一个并列循环为空格输出，根据图形变化控制输出不同数量的空格。（3）外环内第二个并列循环为控制三角形每行中#号的个数。,39,例4.22验证哥德巴赫猜想：任一个充分大的偶数N（N=4），可以用两个素数之和表示。例如：4=2+26=3+38=3+598=17+79输入一个数，不是偶数则输出：“isnoteven.”，否则输出表示它的二个素数。【分析】哥德巴赫猜想是一个古老而著名的数学难题，它的理论证明很麻烦，迄今未得出最后证明。在这方面我国数学家陈景润的研究成果处于世界领先地位。这里只对有限范围内的数用计算机加以验证，不算严格的证明。充分大的偶数用N表示，将它分成P和Q，使NP+Q。P从1开始（每次加1），QN-P。若P、Q均为素数，则输出结果，否则以P+1再试。,40,Programex4_22;varn,p,q,j:integer;flagp,flagq:boolean;beginreadln(n);ifnmod2=0then/输入的是偶数beginp:=1;/p从1开始枚举repeatp:=p+1;q:=n-p;/n=p+qflagp:=true;/查看当前的p是不是素数forj:=2totrunc(sqrt(p)doif(pmodj)=0thenflagp=false;flagq:=true;/查看当前的q是不是素数forj:=2totrunc(sqrt(q)doifqmodj=0thenflagq:=false;untilflag