第4章c语言的三种基本结构

1、第四章 c程序的三种基本结构,1. 理解程序控制的方法和作用,2. 学会制定简单程序的算法,3. 掌握选择结构的使用方法,4. 掌握实现循环的各种方法,5. 掌握break，continue的用法,本章目标,4.1 C程序三种基本结构,从结构化程序设计角度出发，程序只有三种结构,顺序结构,选择结构,循环结构,1. 顺序结构,表示,先执行A, 再执行B,2. 选择结构,表示为,存在某条件P, 若P为真,则执行A, 否则执行B,另一种选择结构多分支结构,3. 循环结构,表示为,1) 当型结构 当P条件成立时(T),反复执行A,直到P为“ 假”时才停止循环,有两种结构:当型和直到型,2) 直到型,先

2、执行A, 再判断P,若为F,再执行A,如此反复,直到P为F,已证明: 上述三种结构组成的程序可以解决全部的问题,所以任何一种高级语言都具备上述三种结构,函数调用语句,如： printf (,1. 表达式语句,赋值语句: 如： i=i+1; i+; x+y,空语句: 任何事情都不做,C程序语句可分为五大类,如：,4.2 C 语句,2. 控制语句改变语句的执行顺序,if ( ) else (条件,for ( ) (循环,while ( ) (循环,do while (循环,switch (多分支选择,)表示条件, 表示语句,continue (结束本次循环,break (中止整个循环,return

3、 ( 函数返回,3. 限定转向(无条件转向)语句,5. 终止程序运行语句,4.无条件转移语句,goto,exit,6. 复合语句(语句体,用 括起来的一系列语句。 如: z=x+y; t=z/100; printf (%f, t)；,1. if (表达式) 语句,一、if 语句的三种形式,执行过程： 当表达式的值为“真” （非零）时，执行语句， 否则，不执行语句,如: if ( x y ) z = x,4.3 选择结构程序设计,2. if (表达式) 语句1 else 语句2,执行过程： 当表达式的值为“真” （非零）时，执行语句1， 否则，执行语句2,如: if (xy) z=x ; els

4、e z=y,3. if (表达式1) 语句1 else if(表达式2) 语句2 else if(表达式3) 语句3 : else if(表达式m) 语句m else 语句n,如：if (grade=85) level=A; else if (grade=70) level=B; else if (grade=60) level=C; else level=D,if 语句说明,if后面的表达式一般为逻辑表达式或关系表 达式，也可以是任意数值类型表达式,该语句是合法的：if(3) printf(“ok!”,if 语句中的“语句”为一个简单语句或复合语句,如：下面程序段是否有错,if (x=0)

5、printf(“X is positive.”); x+; else printf(“X is negative.”,if (x=0) printf(“X is positive.”); x+; else printf(“X is negative.”,二、if 语句的嵌套,在 if 语句中又包含一个或多个if 语句称为 if 语句的嵌套,一般形式,if (条件1） if (条件2)语句1 else 语句2 else if (条件3)语句3 else 语句4,内嵌if,内嵌if,如： if(x0) if(y0) printf(x0,y0); else printf(“x0，y0) printf

6、(“x0); else printf(“x=0, y=0”,说明,else与if的匹配原则是：一个else应与其之前距离最近且没有与其它else配对的if 配对,if (n6) if (n12) printf(“6n12”); else printf(“n=6”,if (n6) if (n12) printf(“6n12”); else printf(“n=6”,三、用if 语句实现选择结构举例,main( ) int x,y; scanf(%d,main() float a,b,c; scanf(“%f%f%f”,程序2：将程序1的if语句改为： /*exp52.c*/#include ma

7、in ( ) int x, y; scanf(“%d,程序1： /*exp51.c*/#include main ( ) int x, y; scanf(“%d,程序4：将程序1的if语句改为： /*exp54.c*/ #include main() int x,y; scanf(“%d,程序3：将程序1的if语句改为： /*exp53.c*/ #include main() int x,y; scanf(“%d,1. 程序1 和程序2 是正确的。 它们代表的函数为,2. 程序3 和程序4 是错误的。 它们代表的函数为,结论,四 switch 多分支选择语句,用if或if/else或它们的嵌套

8、也可使程序实现多路分支，但容易出现下面的问题,可读性差,破坏结构,解决问题的方法：采用switch语句,switch(变量) case 常量表达式1: 语句体1 case 常量表达式2: 语句体2 case 常量表达式n: 语句体n default : 语句体(n+1),一般形式,根据表达式的取值, 判断其与哪一个常量表达式相等。如=表达式i,则自语句i开始执行,直到语句n+1止,若与所有常量表达式值不相等,则从default后的语句开始执行,功能,注：default 可有可无,例: 根据成绩等级打印百分数段,switch (grade,case A: printf (85100n,case

9、B: printf (7084n,case C: printf (6069n,case D: printf (60n,default: printf (errorn,程序如下,*exp55.c*/ #include main() char grade; scanf(%c,运行结果为,A,程序运行结果不在预料之中,产生错误的原因: 没有完全起到分支作用,85-100 70-84 60-69 60 Error,switch (表达式) case 常表1: 语句1; break; case 常表2 : 语句2; break; case 常表n : 语句n； break; default: 语句n+1

10、;,一般形式为,解决办法: 增加break语句, 使之跳出switch结构,修改程序为,*exp56.c*/ #include main() char grade; scanf(%c,1. 常量表达式的值必须互不相等,否则会有二异性,2. case顺序无关紧要,3. 不一定非用break不可,有时几种情况合并执行一组语句,注意,switch (grade) case A : case B: case C: printf(60n); break; case D: printf(60n); break;,例如,4.4 循环结构,循环结构的特点是： 程序的流程是在给定条件时，反复执行，某个程序段,语

11、言中可以用以下语句来实现循环： 用goto语句和 if 语句构成循环； 用while语句； 用do_while语句; 用for语句,4.4.1 goto语句和goto语句构成的循环,一、 goto 语句,goto 语句为无条件转向语句，其作用为：使程序的执行无条件地转移到指定处,如： goto label_1; goto 123,执行过程：执行语句时，程序转移到以标号 为前缀的语句处继续执行,如： p1: x+; . . . goto p1,说明,goto语句是一种非结构化语句，结构化程序设计方法不提倡使用goto语句，因为滥用goto语句将使程序流程无规律，可读性差。但也不是绝对禁止使用，只

12、有在能够大大提高程序效率时才使用,且记：不要从循环体外跳到循环体内,二、用goto语句和 if 语句构成循环,例：计算10！并输出结果,main() int i=1, sum=1; loop: if (i=10) sum=sum*i; i+; goto loop; printf(“10!=%dn”,sum);,运行结果：10!=24320,本应是：10!=3628800,main() int i=1; long sum=1; loop: if (i=10) sum=sum*i; i+; goto loop; printf(“10!=%ldn”,sum);,4.4.2 while 语句,例：将上

13、面计算10！并输出结果的程序用 while语句写出,main() int i=1; long int sum=1; while (i=10) sum=sum*i; i+; printf(“10!=%ldn”,sum);,main() int i=1; long int sum=1; loop: if (i=10) sum=sum*i; i+; goto loop; printf(“10!=%ldn”,sum);,循环结构的术语,1. 循环条件: 是循环结构中的测试表达式,如：while(i=10,2. 循环体:是在每个循环周期均要执行一次的语 句。语句可以是任何语句，简单语、 复合语句、空语句

14、均可以,如：上例while语句中用花括号括起来的复合语句,3. 循环控制变量:是在循环条件中控制条件是真 是假的变量,如：上例while语句中使用的变量 i,注意： 循环条件中的表达式一般是逻辑表达式和关系表达式，也可以是算数表达式（非0为真，0为假）。一般表达式中应含有循环控制变量。 while (3)和while (0)虽然从程序设计的角度上说是不合理的，但是合法的,while (3) 语句 表示无限循环 while (0) 语句 表示不进入循环体,要写出一个正确的循环结构，对控制变量要做三方面工作：控制变量赋初值; 把控制变量写入正确的循环条件；控制变量的更新、调整,4.4.3 do-w

15、hile 语句,分号不能少,例：将上面计算10！并输出结果的程序用 do-while语句写出,main() int i=1; long int sum=1; while (i=10) sum=sum*i; i+; printf(“10!=%ldn”,sum);,main() int i=1; long int sum=1; do sum=sum*i; i+; while (i=10); printf(“10!=%ldn”,sum);,我们将while和do-while循环做一下比较,main() int i; long sum=1; scanf(“%d”,main() int i; long

16、sum=1; scanf(“%d”,输入：9 输出：90,输入：11 输出：1,输入：9 输出：90,输入：11 输出：11,比较上面两个程序，虽然结构是相同的，在输入值为有效值时结果相同，但当输入无效值时输出结果是不同的。为什么,while与do-while的主要区别,4.4.4 for语 句,表达式1：一组初始化表达式。 表达式2：循环控制条件。 表达式3：在执行完循环体语句之后执行的表达式,我们前面已经说明，要正确表达循环结构应注意三方面的问题：控制变量的初始化，循环的条件和控制变量的更新。 for语句在书写形式上正好体现了这种紧密的逻辑关系,执行过程,例：将上面计算10！的程序用 fo

17、r语句写出,main() int i; long sum; for(i=1,sum=1; i=10; i+) sum=sum*i; printf(“10!=%ldn”,sum);,main() int i; long sum; for(i=1,sum=1; i=10; sum=sum*i, i+) ; printf(“10!=%ldn”,sum);,空语句,说明,表达式1：用于进入循环体之前给某些变量赋初值。 若省略，可在for语句前给变量赋初值,main() int i=1; long sum=1; for( ; i=10; i+) sum=sum*i; printf(“10!=%ldn”,

18、sum);,for 循环的三个表达式起着不同的作用， 根据需要可以省略,表达式2：决定循环的条件，若省略，则为无限 循环,表达式3：用于循环一次后对某些变量进行修改。 若省略，可在循环体内对变量进行修改,main() int i; long sum=1; for(i=1 ; i=10 ; ) sum=sum*i; i+; printf(“10!=%ldn”,sum);,for 语句最为灵活，它完全可以代替的while语句,如：i=1; while(i=10) sum=sum*i; i+;,等效于,for(i=1;i=10;i+) sum=sum*i,for语句功能很强，其中表达式1和表达式3可

19、以是逗号表达式，但为增强程序的可读性，一般不要把与循环无关的东西放到for语句中,如：sum=1; for(i=1 ; i=10 ; i+) sum=sum*i,三种循环语句的总结,三种循环语句共同的特点是：当循环控制条件非零时，执行循环体语句，否则终止循环,循环语句可以是任何语句，简单语句、复合语句、空语句均可以,while和for语句先判断循环控制条件，do-while语句后判断循环控制条件，所以，while和for语句的循环体可能一次也不执行，而do-while语句的循环体至少也要执行一次,在循环体内或循环条件中必须有使循环趋于结束的语句，否则会出现死循环等异常情况,三种循环可以处理同一

20、问题，一般情况可以互相代替。但在实际应用中，我们要根据具体情况来选用不同的循环语句。选用的一般原则如下,如果循环次数在执行循环体之前就已确定，一般用for语句；如果循环次数是根据循环体的执行情况确定的，一般用while语句或者do-while语句,循环次数确定例） int i; long sum=1; for(i=1;i=10;i+) sum=sum*i,循环次数不确定例） char c do c=getchar(); printf(“%c”,c); while(c!=q|c!=Q,当循环体至少执行一次时，用do-while语句；反之，如果循环体可能一次也不执行时，用while语句,循环体至少

21、执行一次） /*只有当用户键入q或Q,才结束循环*/ char c do c=getchar(); printf(“%c”,c); while(c!=q|c!=Q,循环体可能一次不执行） /*只有不是q或Q的字符才被打印*/ char c; c=getchar(); while (c!=q|c!=Q); printf(“%c”,c); c=getchar();,4.4.5 循环的嵌套,例：在屏幕上打印一个8行7列的星号矩阵,include main() int i; for( i=0; i7; i+ ) printf(*); /*打印第1行星号*/ printf(n); for( i=0; i

22、7; i+ ) printf(*); /*打印第2行星号*/ printf(n); for( i=0; i7; i+ ) printf(“*”);/*打印第8行星号*/,什么叫循环嵌套,一个循环的循环体中套有另一个循环叫循环嵌套。这种嵌套过程可以一直重复下去,一个循环外面包围一层循环称为二重循环。 一个循环外面包围二层循环称为三重循环。 一个循环外面包围多层循环称为多重循环,while、do-while、for可以互相嵌套自由组合,例：将上例（打印8行7列的星号矩形）用二重循环实现,include main() int i , k; for( i=0; i8; i+ ) for( k=0; k

23、7; k+ ) printf(*); printf(n);,4.4.6 break 和continue语句,一、break 语句,功能：结束当前的一层循环,解释：break 语句只能用于循环语句和Switch语句,例：打印半径为110的圆的面积，如果面积超过100，则不再打印,include #define PI 3.14159 main() int r; float area; for(r=1; r100.0) break; printf(area=%fn,area); printf(now, r=%dn,r);,注意：在嵌套循环中使用break语句，它只影响包含它的最内层循环，即程序仅跳出

24、包围该break的那层循环,例：编写程序，输出三角乘法表。 main( ) int i, j; for( i=1; ii ) break; printf(“%3d”, i*j ); printf(“n”);,运行结果： 1 2 4 3 6 9 4 8 12 16 5 10 15 20 25 6 12 18 24 30 36 7 14 21 28 35 42 49 8 16 24 32 40 48 56 64 9 18 27 36 45 54 63 72 81,功能：结束循环体，进入下一个循环周期,解释：一旦执行了continue语句，程序就跳 过循环体中位于该语句后的所有语句， 提前结束本次循

25、环周期并开始下一个 循环周期,二、continue语句,6.9 程序举例,例6.6 用/41-1/ 3+1/5-1/7+1/9 求近似的值。 直到最后一项的绝对值小于10-6为止,include math.h main() int s; float n , t , sum, pi; t=1; sum=0 ; n=1 ; s=1; while(fabs(t)=.000001) sum=sum+t; n=n+2; s= -s; t=s/n; pi=sum*4; printf(pi=%fn,pi);,运行结果： =3.141594,第几个月 小兔子对数 中兔子对数 老兔子对数 总数 1 1 0 0

26、1 2 0 1 0 1 3 1 0 1 2 4 1 1 1 3 5 2 1 2 5,例6.7 斐波纳契数列：1，1，2，3，5，8,例6.7 求斐波纳契数列：1，1，2，3，5，8 的前20个数,该数列特点：第1、2两个数是1、1，从第3个数 开始，该数是其前两个数之和。,main() int f1=1, f2=1, i; for(i=1;i=10;i+) printf(%6d%6dn,f1,f2); f1=f1+f2; f2=f1+f2;,运行结果： 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765,例6.7

27、 求斐波纳契数列：1，1，2，3，5，8 的前40个数,main() long int f1=1, f2=1, i; for(i=1;i=20;i+) printf(%12ld %12ld,f1,f2); if(i%2= =0) printf(“n”); f1=f1+f2; f2=f1+f2;,运行结果： 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 2584 4181 6765,例6.8 判断M是否为素数,include main() int m, i ,k; scanf(%d,素数的定义：只能被1和它他本身整除的正整数,例6.9 求出100200以内的所有素数,main() int m , k,i ,n=0; for(m=101;m=k+1) printf( %d,m); n=n+1; if( n%10= =0) printf(n); printf(“n”);,例6.10 译密码。密码规律为每个字母用其后 第四个字母代替，26个字母循环排列,include stdio.h