第5章-循环结构程序设计

第5章循环结构程序设计,掌握循环结构的基本特点掌握3种循环语句：for语句、while语句和do-while语句学会利用for语句、while语句和do-while语句设计简单的循环程序了解goto语句构成的循环,学习目标,5.1案例：一次有趣的投币游戏,5.1.1游戏规则,5.1.2问题的解决,游戏的开始首先游戏中的投币数和投币箱我们分别用变量i和s来存储。游戏之前，执行以下两条语句：s=0;/*投币箱开始必须是空的*/i=1;/*投币数开始是1*/游戏的进行每次的投币操作都可以看成以下两条语句的执行：s=s+i;/*第i个人投币i枚*/i=i+1;/*第i+1个人准备投币*/将以上两条语句运行100次就完成了任务，就相当于投币100次。游戏的结束还有个重要的问题就是，游戏什么时候结束？很显然，当第100个人投币结束，游戏结束，即只要i=100，游戏继续进行，否则结束。,5.1.2问题的解决,s=0;/*盒子开始为空*/i=1;/*第1次投币*/while(i=100)/*100次投币*/s=s+i;/*投入i枚硬币到s中*/i=i+1;/*计算下次投币数*/,循环结构语句,for循环while循环do-while循环,5.2while循环,while循环通过while语句实现。while循环又称为“当型”循环。一般格式为：while(表达式)语句其中，括号后面的语句可以是一条语句，也可以是复合语句。它们都称为循环体。while语句的执行过程为：(1)计算并判断表达式的值。若值为0，则结束循环，退出while语句；若值为非0，则执行循环体(2)转步骤(1),5.2while循环,流程图,【例5-1】计算s=1+2+3+100。,#includevoidmain()inti,s;i=1;s=0;while(i=100)/*循环控制*/s=s+i;i=i+1;printf(s=%dn,s);,注意:,循环体包括一条或多条语句，多条语句必须用一对花括号“”括起来。合理的循环是有限次循环。如果循环不能退出，则称为“死循环”，在程序设计中应该避免出现。控制循环执行的次数因素包括循环中的循环条件、控制循环的主要变量的初值和终值以及每次变化的幅度等。例如，上例中i有效地控制了循环的运行，i从1循环到100，每次加1，循环运行了100次，i也可以称为循环变量。,注意:,如果只有一个循环变量，而且循环变量每次有固定的增加和减少，则循环的次数可以用以下公式计算：循环次数=(终值-初值)/步长+1步长为循环变量每次增加或减少的值，例如，上例循环次数为：(1001)/1+1，即100次。步长可以为负数。,【例5-2】计算1到100之间所有3的倍数的和。,#includevoidmain()inti,s;i=3;s=0;while(i=99)s=s+i;i=i+3;printf(s=%dn,s);,5.3do-while循环,do-while循环，又称为“直到型”循环,用do-while语句来实现，其一般格式为：do语句while(表达式);do-while语句的执行过程为：先执行循环体语句再判断表达式的值。若值为0，则结束循环，退出do-while语句；若值为非0，则继续执行循环体。,5.3do-while循环,流程图,【例5-3】计算s=1+2+3+100。,#includevoidmain()inti,s;i=1;s=0;dos=s+i;i=i+1;while(i=100);printf(s=%dn,s);,do-while循环和while循环可以完成相同的任务。例如上面的程序都可以计算出1到100的数的和。do-while循环的循环条件的判断在循环体的后面，所以和while循环有区别，例如下面的两个程序：inti=1;s=0;inti=1,s=0;while（i1）dos=s+i;s=s+i;i=i+1;i=i+1;while(i1);printf（s=%dn,s）;printf(s=%dn,s);左边的程序运行结果为:s=0右边的程序运行结果为:s=1。,5.4for循环,for循环是循环的一种标准形式，通过for语句实现，其语法如下：for（;）表达式，通常用于循环的初始化。包括循环变量的赋初值、其他变量的准备等；表达式，循环的条件判断式，如果为空则相当于真值；表达式，通常设计为循环的调整部分，主要是循环变量的变化部分；循环体，由一条或多条语句构成，多条语句需要用一对花括号括起来。,5.4for循环,【例5-4】计算s=1+2+3+100。,#includevoidmain()inti,s;for(i=1,s=0;i=100;i+)s=s+i;printf(s=%dn,s);,for循环可以用以下while循环代替：;while();表达式可以是多个表达式构成的逗号表达式，例如i=1,s=0;。、构成循环的控制部分，3个表达式之间用分号分隔。表达式可以放在for循环的前面，但后面的分号不能少，例如：;for（;）;,表达式也可以省略，相当于始终为真值，从而构成无条件循环，循环将不能终止，需要采取其他措施。表达式也可以省略，但作为循环变量的调整功能不能缺少，可以在循环体中完成，例如下面的for循环。for(i=1,s=0;i=100;)s=s+i+;如果表达式和都省略的话，相当于while循环，例如下面的程序形式：i=1,s=0;for(;i=100;)/*相当于while(i=100)*/s=s+i+;,、均省略，即：for(;);相当于while(1);。循环的所有控制和计算功能都必须在循环体中完成，这样的循环适合于随机退出循环程序的情况。表达式也可以省略，但必须至少保留一个分号，即：for(;);一个分号即是一条空语句。如果、均省略，即如以下形式：for(;);这将构成一个死循环。,5.5案例：倒数的求和,#includevoidmain()inti;doubles=0;/*s需要定义为double型*/for(i=1;i=99;i=i+2)/*先计算:*/s=s+1.0/i;/*1.0/i不能写成1/i*/for(i=2;i=100;i=i+2)/*再计算:*/s=s1.0/i;printf(s=%fn,s);,#includevoidmain()inti;doubles=0;/*s需要定义为double型*/for(i=1;i=100;i+)if(i%2=1)s=s+1.0/i;/*i是奇数时加1.0/i*/elses=s-1.0/i;/*i是偶数时减1.0/i*/printf(s=%lfn,s);,#includevoidmain()inti;doubles;/*s需要定义为double型*/doubleflag=1;/*double型的flag用于处理符号问题*/for(i=1,s=0;i=100;i+)s=s+flag*1.0/i;/*用flag处理符号问题*/flag=-flag;/*下一次flag由1变成-1，或者由-1变成1*/printf(s=%lfn,s);,5.6循环嵌套,（1）while()while()（2）for(;)for(;)（3）dodowhile();while();,（4）while()for(;)（5）for(;)while(;)（6）dofor(;);while();,【例5-6】计算s=1+(1+2)+(1+2+3)+(1+2+3+4)+(1+2+3+4+5),#includevoidmain()inti,j,s;for(i=1,s=0;i=5;i+)for(j=1;j100时退出循环。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。,5.6break语句、continue语句和goto语句,5.7.2continue语句与break语句退出循环不同的是，continue语句只结束本次循环，接着进行下一次循环的判断，如果满足循环条件，继续循环，否则退出循环。5.7.3goto语句goto语句为无条件转向语句，形式为：goto语句标号语句标号用标识符表示，命名规则同变量名。,【例5.7】阅读下面程序，写出运行结果。,5.8案例：阶乘的计算,【例5-8】计算s=12348。#includevoidmain()inti;longs;for(i=1,s=1;i=8;i+)s=s*i;printf(s=%ldn,s);,计算阶乘的方法与求和差不多，但需要注意以下几点：求和时累加器s初始化为0，求阶乘时累乘器初始化为1。求和时用s=s+i,求阶乘时用s=s*i。由于阶乘的值很容易放大，所以数据类型定义为long型，输出的时候用%ld。,5.9案例：输出星号组成的图形,5.9案例：输出星号组成的图形,回顾：循环变量的功能控制循环作为循环体中算法的引用变量,for(i=0;i100;i+)s=s+i;,for(i=1;i=100;i+)s=s+i;,for(i=1,j=1;i=100;i+)s=s+j;j=j+1;,for(i=0;i100;i+)s=s+i+1;,0+1+2+99,1+2+3+100,1+2+3+100,1+2+3+100,for(i=2,j=1;i=200;i=i+2)s=s+j;j=j+1;,控制,控制+引用,5.9案例：输出星号组成的图形,分析,for(i=1;i=4;i+)/*控制输出4行*/for(j=1;j=i-1;j+)printf();/*输出i-1个空格*/for(j=1;j=2*i-1;j+)printf(*);/*输出2*i-1个星号*/printf(n);/*输出一行后换行*/,5.9案例：输出星号组成的图形,完整的程序#includevoidmain()inti,j;/*行数从1到5*/for(i=1;i=5;i+)for(j=1;j=i-1;j+)printf();/*代表空格*/for(j=1;j=i;j+)printf(*);printf(n);/*每输出一行需要换行*/,j循环从1到i-1，共i-1次循环,每次打印1个空格,共输出i-1个空格,j循环从1到i，共i次循环,每次打印1个星号,共输出i个星号,5.10案例：计算100以内的素数之和,【分析】从定义来判断，除了1和本身之外，没有其他因子，所以程序的任务是依次判断1到100之间所有的数是否为素数，如果是，将其累加。最后输出累加的和。需要嵌套的循环，外循环控制产生1到100的数的循环，循环变量的值也正是内循环需要判断的对象；内循环首先判断当前的循环变量的值是否为素数，是则累加。循环结束后输出累加的和。,5.10案例：计算100以内的素数之和,#includevoidmain()inti,j,s=0;for(i=2;ii-1)/*i是素数，因为2i-1没有i的因子*/s=s+i;printf(%dn,s);以上程序中j=i-1也可以改成j=i/2或j=3）很显然，Fibonacci数列依次为：1,1,2,3,5,8,13,21,34,5.11案例：计算Fibonacci数列前20项的和,#includevoidmain()intf1,f2,f;inti;longs;f1=f2=1;s=f1+f2;for(i=1;i=18;i+)f=f1+f2;/*得到一个新数*/s=s+f;f1=f2;/*重置两个数*/f2=f;printf(%ldn,s);,5.12循环的阅读和技巧,不管是什么循环语句，循环的准备循环条件循环的调整循环体这四个部分通常都存在,5.12循环的阅读和技巧,变量跟踪,5.13案例：日历的打印,【例5-11】输入2012年的某个月份，打印该月份的日历。#includemain()inti;intmonth;intfirst=0;/*2012年的1月1日是星期天*/intdaysmonth;/*用来记录该月有多少天*/printf(Yearis2012,Pleaseinputthemonth:);scanf(%d,5.13案例：日历的打印,for(i=1;i=month;i+)switch(i)case2:daysmonth=29;break;case4:case6:case9:case11:daysmonth=30;break;default:daysmonth=31;break;/*其他月份都是31天*/if(imonth)/*及时调整该月的1号对应的星期,0表示星期天*/first=(first+daysmonth)%7;,5.13案例：日历的打印,printf(Year:2012,Month:%d,First:%dn,month,first);printf(SUMOTUWETHFRSAn);/*每个星期名称占3个字符*/for(i=0;ifirst;i+)/*输出1号前面的空格*/printf();/*每次输出3个空格*/for(i=1;i=daysmonth;i+)printf(%3d,i);if(i+first)%7=0)/*输出每行最后一天后补充输出一个换行符*/printf(n);printf(n);,循环结构是面向过程编程中三种结构中最重要的一种结构，学好它是学好这门课程的关键。本章介绍的内容主要包括：三种循环结构while、do-while和for循环（goto也可以构成循环，通常不用）break语句、continue语句和goto语句while循环和do-while循环的条件判断一个在前，一个在后，为导致循环体执行的次数不同，需要密切注