第三章算法和控制结构

1、2任务q工作任务q任务一 画程序流程图q任务二 带简单登录功能的控制台运算器q任务三 可重复登录和计算的控制台运算器3任务一画画程序流程程序流程图图4一个程序应该包括：q 对数据的描述。称为数据结构（data structure）。q 对操作的描述。即操作步骤操作步骤，也就是算法（algorithm）。 1.程序设计的灵魂算法简单算法举例：案例【3-1】求12345。最原始方法：Step 1：先求 12，得到结果2。Step 2：将步骤1得到的乘积2乘以3，得到结果6。Step 3：将6再乘以4，得24。Step 4：将24再乘以5，得120。 51.程序设计的灵魂算法q 上述算法正确但太繁琐

2、，若计算1X2XX1000，要999步。改进：S1: 使 t=1S2: 使 i=2S3: 使 ti, 乘积仍然放在在变量 t 中，可表示为 titS4: 使 i 的值+1，即 i+1iS5: 如果 i5, 返回重新执行步骤 S3 以及其后的 S4 和 S5；否则，算法结束。t = 1 i = 2t = tii = i+1i 561.程序设计的灵魂算法q 求1357911 S1: 1tS2: 3iS3: titS4: i+2iS5: 若 i11, 返回S3，否则，结束。t = 1 i = 3t = tii = i+2i 1171.程序设计的灵魂算法81.程序设计的灵魂算法q案例【3-3】判定20

3、002500年中的每一年是否闰年，将结果输出。闰年的条件（满足其中之一）：能被4整除，但不能被 100 整除的年份；能被100整除，又能被 400 整除的年份。2008 2300 200091.程序设计的灵魂算法设 y 为被检测的年份，则算法可表示如下：S1: 2000yS2: 若y不能被4整除，则输出y“不是闰年”，然后转到 S5S3: 若y 能被4整除，不能被 100 整除，则输出 y“是闰年”，然后转到 S5S4: 若y能被100整除，又能被400整除，输出y“是闰年” 否则输出 y“不是闰年”，然后转到 S5S5: y+1yS6: 当 y2500 时, 返回 S2 继续执行，否则，结束

4、。101.程序设计的灵魂算法y = 2000y 不是闰年不是闰年y 是闰年是闰年y不能被不能被4整除整除若若y 能被能被4整除，整除，不能被不能被 100 整除整除 若若y能被能被100整除，整除，不能被不能被400整除整除若若y能被能被100整除，整除，又能被又能被400整除整除y=y+1y2500y2500结束结束算法采用了多次判断算法采用了多次判断112.流程图q用程序流程图表示算法 流程图过大在一页无法全部画出时，将其切断为几部分，断点 用连接点表示。即这一部分与另一部分断点位置用相同的连接点122.流程图q任何复杂的算法，都可以由顺序结构顺序结构、选择（分选择（分支）结构支）结构和循

5、环结构循环结构这三种基本结构组成 一、顺序结构一、顺序结构132.流程图案例案例142.流程图二、选择结构二、选择结构判断有一个入口，两个出口其中一个出口可以不做任何操作152.流程图案例：求案例：求x的绝对值的绝对值162.流程图三、循环结构三、循环结构图图3-7 当型循环当型循环 图图3-8 直到型循环直到型循环当当p1成立时执行成立时执行A执行执行A直到直到p2不成立时不成立时172.流程图案例：打印三次案例：打印三次“Hello”字符串字符串182.流程图分析q 把之前的案例画成流程图：有50个学生，要求将他们之中考试及格的成绩打印出来。 S1: 1iS2: 如果如果60，则打印，否则

6、不打印，则打印，否则不打印S3: i+1iS4: i50,返回返回S2，否则，结束。，否则，结束。 194.典型算法分析问题一： 已知i=10，j=20，现在要将i和j的值交换，请编程实现。要实现交换两个变量的值，需要借助第三个变量。变量像一个水杯，数据就是杯中的水ABC1.将将A中的咖啡倒入中的咖啡倒入C2.将将B中的茶倒入中的茶倒入A3.将将C中的咖啡倒入中的咖啡倒入B204.典型算法分析问题一： 已知i=10，j=20，现在要将i和j的值交换，请编程实现。 int i, j, k; i = 10; j = 20; k = 0; k = j; /将将j的值放入的值放入k中中 j = i;

7、/将将i的值放入的值放入j中中 i = k; /将将k的值放入的值放入i中中 System.out.println(i= +i+j= +j);214.典型算法分析问题二：依次输入4个数，将其中最大的数输出。输入：4 2 9 3 输出：9算法思想：定义一个max变量，总是存放当前最大的值输入：第一次 第二次 第三次 第四次 input=4 input=2 input=9 input=3 max=4 max=4 max=9 max=922任务二带简单带简单登登录录功能的控制台功能的控制台运运算器算器 23形式一语法：形式一语法： if( 表达式表达式 ) 语句语句1； 语句语句2； 语句语句n；

8、1.if语句的三种形式if语句体语句体可能包含一条或多条；当有多条时必须用大括号有多条时必须用大括号表达式的值为bool值，判断表达式之后(大括号之前)不能有分号！如果if结构之后还有其他语句，则继续顺序往下执行继续顺序往下执行241.if语句的三种形式q求绝对值 public public static void main(String args) /输入输入 if (x 0) x = -x; System.out.println(绝对值是：绝对值是： + x); 25 两个整数分别存放在变量x和y中，要求x存放较大的数，y存放较小的数。 1.if语句的三种形式public static v

9、oid main(String args) int x, y, t; /输入输入x、y if (x 98 & score2 80 | score1 = 100 & score2 70 q当运算符比较多，无法确定运算符执行顺序时，可以使用小括号控制一下顺序q运算符的优先级q 最高的优先级：小括号，即( )q 最低的优先级：赋值运算符，即=q 优先级顺序：！算术运算符比较运算符&|( score1 98& score2 80 ) | ( score1 = 100 & score2 70 )q上述问题的条件28public public static void

10、 main(String args) int score1 = 100; / 张浩的张浩的C#成绩成绩 int score2 = 72; / 张浩的音乐成绩张浩的音乐成绩 if ( ( score1 98& score2 80 )| ( score1 = 100 & score2 70 ) ) System.out.println(老师说老师说:不错，奖励一个不错，奖励一个MP4！); 29形式二：形式二：q 语法：语法：if( 表达式表达式 ) if语句体语句体 /和形式一相同，可能有多条 else 语句语句1； 语句语句2； 语句语句n； 1.if语句的三种形式else语句

11、体语句体可能包含一条或多条；当有多条时必须用大括号有多条时必须用大括号如果ifelse结构之后还有其他语句，则继续顺序往下执行继续顺序往下执行301.if语句的三种形式q判断奇数或偶数public static void main(String args) System.out.print(请输入一个整数：请输入一个整数：); /输入输入x的值的值 if (x % 2 = 0) System.out.println(x是偶数是偶数); else System.out.println(x是奇数是奇数);31练习练习1q用户输入两个数a、b。如果a能被b整除或a加b大于1000，则输出a；否则输出

12、b32练习练习2q判断输入的会员号是否合法。会员号必须是四位整数，如果输入正确则显示录入的会员信息，如果不正确则显示失败提示。33练习3q出租车起步价8元(3公里)，超过3公里收费为1.8远/公里，超过部分不满1公里的按1公里算。根据输入的里程计算出租车费。提示：提示： Math.ceil()用于小数向上取整。例用于小数向上取整。例如如Math.ceil(4.2)的结果是的结果是5练习4q输入三角形的三条边长，计算三角形的面积，通过分支结构判断三边长是否满足两边之和大于第三边的条件，若满足则输出面积，不满足则输出错误提示3435形式三：多重形式三：多重if选择结构选择结构q语法：语法：if(表

13、达式1) 语句体； else if(表达式2) 语句体； else if(表达式 m) 语句体； else 语句体； 1.if语句的三种形式该分支结构可以有该分支结构可以有任意数量的任意数量的else if语句，可以有语句，可以有0个或个或1个个else语句语句361.if语句的三种形式将百分制分数转换为五级制。成绩=90 为A；80=成绩90为B；60=成绩= 90) System.out.println(优秀优秀); else if (score = 80) System.out.println(良好良好); else if (score = 60) System.out.println(

14、中等中等); else System.out.println(差差); 程序自上而下对表达式进行程序自上而下对表达式进行判断，当表达式为真时，则判断，当表达式为真时，则执行相应的语句，其余部分执行相应的语句，其余部分跳过。如果所有的测试表达跳过。如果所有的测试表达式均为假，则执行最后的式均为假，则执行最后的else语句。语句。 各个条件的顺序可以任各个条件的顺序可以任意排列吗？意排列吗？注意：多重注意：多重if选择中所有条件如果存在连续区选择中所有条件如果存在连续区间关系，必须按顺序判断；如果只是简单等间关系，必须按顺序判断；如果只是简单等值判断，例如判断一个人的国籍是中、美、值判断，例如判断

15、一个人的国籍是中、美、英、法，则条件没有顺序要求英、法，则条件没有顺序要求37 已知某系统设置的用户名为admin，密码123，判断用户输入的用户名和密码是否匹配。若匹配则显示登录成功，否则有针对的提示输入信息错误 1.if语句的三种形式if (!user.equals(admin) & !pwd.equals(123) System.out.println(用户名和密码均错误！退出程序“else if (!user.equals(admin) System.out.println(用户名错误！退出程序);else if (!pwd.equals(123) System.out.pri

16、ntln(密码错误！退出程序);else System.out.println(登录成功！欢迎您+user);字符串的字符串的equals方法，用方法，用于判断于判断字符串内容字符串内容是否相等，是否相等，相等则返回相等则返回true382. if语句的嵌套 if 语句的嵌套语句的嵌套定义：在if 语句中包含一个或多个 if 语句建议：为避免出现错误，建议每个if 语句和else 语句都加上 嵌套部分可以是嵌套部分可以是if结构，结构，ifelse结构，也可以结构，也可以是嵌套是嵌套if结构结构392. if语句的嵌套q注意if与else的配对关系if(ab) if(bc) c=a;else

17、c=b;if(ab) if(b 0) if (y 0) System.out.println(该坐标在第一象限该坐标在第一象限); else System.out.println(该坐标在第四象限该坐标在第四象限); else if (y 0) System.out.println(该坐标在第二象限该坐标在第二象限); else System.out.println(该坐标在第三象限该坐标在第三象限); 423. switch语句三、三、switch语句（多分支条件语句）语句（多分支条件语句）q语法switch (表达式) case 常量 1:语句1;break; case 常量 2:语句2;

18、break;default:语句;break;计算表达式的值如果等于常量1如果等于常量2如果没有找到匹配的值表达式的类型：整数、字符、字符串每个分支中的语句可以有多条；break语句的作用在于退出switch结构，可省略default部分可以省略多分支条件也可以用多多分支条件也可以用多重重if实现。实现。433. switch语句q 输入一个给定1-7范围内的整数，显示该整数对应的星期的英文单词。 public static void main(String args) /省略输入过程省略输入过程 switch (choice) case 1: System.out.println(Monda

19、y); break; case 2: System.out.println(Tuesday); break; case 3: System.out.println(Wednesday); break;case 4: System.out.println(Thursday); break;case 5: System.out.println(Friday); break;case 6: System.out.println(Saturday); break;case 7: System.out.println(Sunday); break; default : System.out.printl

20、n(not in 1-7); break; 44q输入112范围内的月份，显示该月份所在的季节q分析：和判断星期几不同，三个月份同属一个季节，使用“贯通swith”让代码变得简洁q贯通swith：某些case分支里不存在任何语句453. switch语句 String month = Console.ReadLine(); switch (month) case 3: System.out.println(春季春季); break; case 4: System.out.println(春季春季); break; case 5: System.out.println(春季春季); break;

21、 case 6: System.out.println(夏季夏季); break; case 7: System.out.println(夏季夏季); break; case 8: System.out.println(夏季夏季); break; public static void main(String args) String month = Console.ReadLine(); switch (month) case 3: case 4: case 5: System.out.println(春季春季); break; case 6: case 7: case 8: System.o

22、ut.println(夏季夏季); break;一般一般switch贯通贯通swith,几个几个case都都做相同的事，只在最后做相同的事，只在最后一个一个case中写代码中写代码46练习5q超市购物优惠：消费低于100元，九折付款；超过100(包含100)低于500，八折付款；高于500(含500)一律七折付款。使用多重if结构完成自动计费功能。47练习6q输入你的身高h和体重w，根据公式计算体重指数，判断你的体型，使用多重if结构完成q体重指数t=w/h2 (w单位公斤，h单位米) t18,输出“体重偏轻” 18=t25，输出“体重正常” 25=t28，输出“肥胖”48练习7q制作猜拳游戏

23、，用户输入剪刀石头布，判断输赢。使用多重if+嵌套if结构完成49 练习练习8使用swith结构，根据比赛结果输出奖项：q如果获得第一名，将参加麻省理工大学组织的1个月夏令营q如果获得第二名，将奖励惠普笔记本电脑一部q如果获得第三名，将奖励移动硬盘一个q否则，不给任何奖励50带登录功能的控制台运算器 需求：首先当用户登录成功后，显示控制台欢迎信息，并显示操作菜单。菜单一共有以下五个功能。加法运算减法运算乘法运算除法运算退出4. 控制台运算器的实现51带登录功能的控制台运算器 5. 程序运行结果52任务三可重可重复复登登录录和和计计算的控制台算的控制台运运算器算器 53q 计算器应该能够重复计算

24、，而不是计算一次就退出q 生活中的循环q 循环结构的特点 打印打印50份试卷份试卷10000米赛跑米赛跑旋转的车轮旋转的车轮循环结构循环结构 循环条件循环条件循环操作循环操作什么是循环什么是循环为什么需要循环？54q特点：先判断，再执行while ( 循环条件循环条件 ) 循环操作循环操作符合条件，循环继续执符合条件，循环继续执行；否则，循环退出行；否则，循环退出循环中被重复循环中被重复执行的操作执行的操作编码规范：编码规范：缩进、换行缩进、换行什么是什么是while循环循环1. while循环55求自然数1到100的和 int i=1, sum = 0; while (i = 100) su

25、m = sum + i; i+; System.out.println(sum);如何计算如何计算1100的奇数和，偶数和？的奇数和，偶数和？1. while循环 i=i+2;循环中必须包含能改变循环中必须包含能改变循环条件，使循环能够循环条件，使循环能够结束的语句结束的语句56 一个班有10个学生进行了一次测验。通过输入这10个学生的成绩（0-100之间的整数），求班级平均分。 解题思路：先通过循环求出总分再计算平均分1. while循环public static void main(String args)Scanner input=new Scanner(System.in);int s

26、um = 0, avg = 0, score=0; int counter = 1; while (counter = 0.000001) e = e + t; t = t / n; n+; System.out.println(e=+e); 标记控制循环标记控制循环分析：无法知道分析：无法知道n为为多少时终止循环，不多少时终止循环，不能使用计数循环，只能使用计数循环，只能使用能使用标记控制循环标记控制循环Math.Abs():取绝对值取绝对值581. do-while循环do 循环操作循环操作 while ( 循环条件循环条件 );先执行一遍循环操作先执行一遍循环操作符合条件，循环继续执行；

27、否符合条件，循环继续执行；否则，循环退出则，循环退出循环操作循环操作 循环条件循环条件 真真假假q 特点：先执行，再判断分号不可少分号不可少59求自然数1到100的和 int i = 1, sum = 0; do sum=sum+i; i+; while (i0); System.out.println(全部士兵过河完毕！全部士兵过河完毕！);631. for循环for( ; ; ) ; 条件为条件为true 循环体被执行循环体被执行 for ( int i = 0 ; i 100 ; i+ ) System.out.println(好好学习！好好学习！); 代码规范：代码规范：格式对齐、代码

28、的缩进格式对齐、代码的缩进 表达式表达式1 表达式表达式2 表达式表达式3 循环操作循环操作 参数初始化参数初始化条件判断条件判断更新循环变量更新循环变量1243qfor循环：步长型循环，使用最灵活q语法和执行顺序641. for循环for( ; ; ) ; 条件为条件为true 循环体被执行循环体被执行 for ( int i =1 ; i = 100 ; i+ ) sum=sum+i; 表达式表达式1 表达式表达式2 表达式表达式3 循环操作循环操作 参数初始化参数初始化条件判断条件判断更新循环变量更新循环变量1243求自然数1到100的和 i=100写成i 0; i-) sum = su

29、m + i; 将下面这段代码变成将下面这段代码变成while形式形式661. for循环q 计算100之内自然数的偶数之和 public static void main(String args) int sum = 0, m; for (m = 1; m = 100; m+) if (m % 2 = 0) sum += m; System.out.println(sum); public static void Main(String args) int sum = 0, m; for (m = 0; m = 100; m+=2) sum += m; System.out.println(s

30、um); 还有其他写法吗？还有其他写法吗？671. for循环q分析：q三位整数的范围100999，循环从100开始至999结束q将循环变量n的值分解为个、十、百位，计算立方和与n的大小，相等则打印n为水仙花数68public static void main(String args) int i, j, k, n; for (n = 100; n 1000; n+) i = n / 100; /百位数百位数 j = n / 10 - i * 10;/十位数十位数 k = n % 10; /个位数个位数 if (n = i * i * i + j * j * j + k * k * k) Sy

31、stem.out.println(n+”是水仙花数是水仙花数”); 69练习练习9q 使用while循环实现：2006年培养学员8万人，每年增长25%，请问按此增长速度，到哪一年培训学员人数将达到20万人？提示：提示：1、循环条件和循环操作分别是什么？、循环条件和循环操作分别是什么？2、int year = 2006; double students = 80000; while 3、2007年培训学员数量年培训学员数量 = 80000 * (1 + 0.25 ) 70练习练习10q 使用do-while实现：输出摄氏温度与华氏温度的对照表，要求它从摄氏温度0度到250度，每隔20度为一项，对

32、照表中的条目不超过10条。 转换关系：华氏温度 = 摄氏温度 * 9 / 5.0 + 32提示：提示：1、循环操作：计算摄氏温度，并输出对照条目、循环操作：计算摄氏温度，并输出对照条目2、循环条件：条目、循环条件：条目=10 & 摄氏温度摄氏温度 = 25071练习练习11q使用for循环实现：求1100之间不能被3整除的数之和72练习练习12q使用for循环：商场统计30岁以上顾客和30岁以下顾客的比例，要求输入10个顾客的年龄进行统计73练习练习13q使用while或dowhile循环：查询商品价格。输入商品编号，显示对应的商品价格，输入“n”结束查询 q提示：q循环体内可使用sw

33、itch判断显示哪个商品的价格742. 多重循环q 计算机学院11级软件开发三个班举行程序设计大赛，每个班级有4名学生参赛。输入每个同学的成绩，计算每个班级参赛学生的平均分。 for(int i=1;i3个班个班;i+) for(int j=1;j4个人个人;j+) 二二重重循循环环外层循环变量变化一次，内外层循环变量变化一次，内层循环完整一遍层循环完整一遍752.多重循环二重循环一个循环中套了另一个循环。循环的形式可以不同。762.多重循环案例代码： public static void main(String args)Scanner input=new Scanner(System.in

34、);int i, j; /循环变量循环变量 int sum = 0; /总分总分 int average = 0; /平均分平均分 int score; /输入的分数输入的分数 /外层循环控制逐个计算每个班级外层循环控制逐个计算每个班级 for (i = 0; i 3; i+) sum = 0;/总分清总分清0，重新计算，重新计算 System.out.println(请输入第请输入第+(i+1)+个班级的成绩个班级的成绩); /内层循环计算每个班级的总分内层循环计算每个班级的总分 for (j = 0; j 4; j+) System.out.print(第第+(j+1)+个学生的成绩：个学

35、生的成绩：); score = input.nextInt(); sum = sum + score; average = sum / 4;/计算平均分计算平均分 System.out.println(第第+(i+1)+个班级的平均分为个班级的平均分为:+average+分分); System.out.println(); 772.多重循环案例【3-20】百钱买百鸡问题。我国古代科学家在算经中出了一道题：公鸡每只5元，母鸡每只3元，小鸡3只1元，100元刚好买100只鸡，公鸡、母鸡、小鸡各多少只？分析：设公鸡、母鸡、小鸡的数量为变量a、b和c，则有：(1)a+b+c=100(2)5a+3b+c

36、/3=100有多组解。使用穷举算法实现。例有多组解。使用穷举算法实现。例如如a=1,b=1,则则c=100-a-b，代入，代入(2)式，满足就将这一组式，满足就将这一组a,b,c值输出；值输出；用循环产生用循环产生a，b即可即可78 public static void main(String args) int a, b, c ; /外层循环控制公鸡的个数外层循环控制公鸡的个数 for (a = 0; a = 20 ; a+) /内存循环控制母鸡的个数内存循环控制母鸡的个数 for (b = 0; b = 33; b+) c = 100 - a - b; /求得小鸡的个数求得小鸡的个数 /如

37、果小鸡个数是如果小鸡个数是3的倍数，且三种鸡钱数加起来为的倍数，且三种鸡钱数加起来为100 if (c % 3 = 0 & 5 * a + 3 * b + c / 3 = 100) System.out.println(公鸡公鸡=0 母鸡母鸡=1 小鸡小鸡=2, a, b, c); 公鸡公鸡5元一只，最多元一只，最多20只；只；母鸡母鸡3元一只，最多元一只，最多33只只79多重循环多重循环q用*打印直角三角形图案，每行*的数目是1,2,3，不能用若干行System.out.println()q用二重循环实现q外层循环控制行数q内层循环控制每行的*号数循环条件是难点循环条件是难点80pu

38、blic static void main(String args) int rows = 3; /三角形行数三角形行数System.out.println(打印直角三角形打印直角三角形);for(int i = 1; i = rows; i+) /打印第打印第i行行for(int j = 1; j = i; j+) /打印打印i个个*号号System.out.print(*);System.out.print(n); /换行换行外层循环控制行数外层循环控制行数多重循环多重循环内层循环控制打印内层循环控制打印*数目数目812.多重循环打印菱形图案 分析行数、空格数、星号数的关系分析行数、空格数

39、、星号数的关系只需打印星号左边的空格只需打印星号左边的空格分上下两部分打印分上下两部分打印822.多重循环打印菱形图案 在第一步，用i（from 1 to 5）控制行，j（from 4 to 0）控制空格，k（from 1 to 9）控制星号。ij=5-ik=2i-1141233325417509832.多重循环打印菱形图案 在第二步，用i（from 1 to 4）控制行，j（from 1 to 4）控制空格，k（from 7 to 1）控制星号。 ij=ik=9-2i11722533344184public static void main(String args) int i, j, k;

40、 for (i = 1; i = 5; i+) for (j = 1; j = 5 - i; j+) System.out.print( ); for (k = 1; k = 2 * i - 1; k+) System.out.print(*); System.out.println(); for (i = 1; i = 4; i+) for (j = 1; j = i; j+) System.out.print( ); for (k = 1; k = 9 - 2 * i; k+) System.out.print(*); System.out.println(); 打印上半部分，外层控制行数

41、打印上半部分，外层控制行数打印下半部分，外层控制行数打印下半部分，外层控制行数内层打印当前第内层打印当前第i行的空格行的空格打印完当前第打印完当前第i行，换行行，换行内层打印当前第内层打印当前第i行的星号行的星号85练习练习14打印直角三角形打印直角三角形q需求说明：q从控制台输入直角三角形的高度q每行*的数目依次为1、3、5、786练习练习15倒直角三角形倒直角三角形 q需求说明：q从控制台输入直角三角形的高度q每行*的数目从下至上依次为1、2、3、487练习练习16打印等腰三角形打印等腰三角形q需求说明：q从控制台输入等腰三角形的高度q每行*的数目依次为1、3、5、7 88练习练习17打印菱形打印菱形q需求说明：q如果用户输入的行数为奇数，则打印出菱形；否则提示用户输入奇数89q用多重循环输出九九乘法表 练习练习18903. 转移控制语句转移控制语句的作用是控制程序流程的走向代表语句：1. break2. continue 91qbreak：改变程序控制流qbreak跳出switch结构q用于do-while