C语言程序设计教程电子教案-第05章课件

第5章循环结构程序设计5.1循环语句概述

5.2for语句和while语句

5.3直到型循环do-while语句

5.4break语句与continue语句5.5应用举例良好的源程序书写习惯──注释（续）[Return]第5章循环结构程序设计5.1循环语句概述

5.215.1循环语句概述求1～100的累计和。根据已有的知识，可以用“1+2+……+100”来求解，但显然很繁琐。现在换个思路来考虑：首先设置一个累计器sum，其初值为0，利用sum+=n来计算（n依次取1、2、……、100），只要解决以下3个问题即可：

（1）将n的初值置为1；

（2）每执行1次“sum+=n”后，n增1；

（3）当n增到101时，停止计算。此时，sum的值就是1～100的累计和。

根据已有的知识，单独实现每一步都不难。但是，由于需要经常使用这种重复计算结构（称为循环结构），C语言提供了3条循环语句来实现，以简化、并规范循环结构程序设计。在Ｃ语言中，可用以下语句实现循环：（1）用for语句。（2）用do-while语句。（3）用while语句。5.1循环语句概述求1～100的累计和。2（4）用goto语句和if语句构成循环。使用goto语句实现求解1～100累计和的程序可以如下：main(){intn=1,sum=0;loop:sum+=n;n++;if(n<=100)gotoloop;printf(“sum=%d\n”,sum);}其中“loop:”为语句标号（格式：标号:语句行），其命名遵循标识符命名规则。goto语句格式：goto标号，功能为：使系统转向标号所在的语句行执行。注意：结构化程序设计方法，主张限制使用goto语句。因为滥用goto语句，将会导致程序结构无规律、可读性差。

另外，从功能上说，for语句可完全代替当型循环语句while，所以该语句也不是必需的。[Return]

（4）用goto语句和if语句构成循环。使用goto语句实现35.1.1while语句（1）一般格式

while(循环继续条件)

{ 循环体语句组； }（2）执行过程1.求解“循环继续条件”表达式。如果其值为非0，转2；否则转3。2.执行循环体语句组，然后转1）。3.执行while语句的下一条。显然，while循环是for循环的一种简化形式（缺省“变量赋初值”和“循环变量增值”表达式）。

5.1while语句和用while语句构成的循环结构5.1while语句和用while语句构成的循环结构4[案例5.3]用while语句求1～100的累计和。

/*案例代码文件名：AL5_3.C*/

/*程序功能：求1～100的累计和*/

main()

{inti=1,sum=0; /*初始化循环控制变量i和累计器sum*/

while(i<=100)

{sum+=i; /*实现累加*/

i++; /*循环控制变量i增1*/

}

printf(“sum=%d\n”,sum);

} [程序演示]程序运行情况如下：

sum=5050

[案例5.3]用while语句求1～100的累计和。

/*55．循环嵌套（1）循环语句的循环体内，又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。循环嵌套的概念，对所有高级语言都是一样的。（2）for语句和while语句允许嵌套，do-while语句也不例外。[Return]5．循环嵌套65.2直到型循环do-while语句1．一般格式do{循环体语句组;}while(循环继续条件); /*本行的分号不能缺省*/当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形式。2．执行过程执行过程如图5-3所示。（1）执行循环体语句组。（2）计算“循环继续条件”表达式。如果“循环继续条件”表达式的值为非0（真），则转向（1）继续执行；否则，转向（3）。（3）执行do-while的下一条语句。do-while循环语句的特点是：先执行循环体语句组，然后再判断循环条件。5.2直到型循环do-while语句1．一般格式7[案例5.4]用do-while语句求解1～100的累计和。

/*案例代码文件名：AL5_4.C*/

/*程序功能：求1～100的累计和*/

main()

{inti=1,sum=0; /*定义并初始化循环控制变量，以及累计器*/

do

{sum+=i; /*累加*/

i++;

}

while(i<=100); /*循环继续条件：i<=100*/

printf(“sum=%d\n”,sum);

} [程序演示]do-while语句比较适用于处理：不论条件是否成立，先执行1次循环体语句组的情况。除此之外，do-while语句能实现的，for语句也能实现，而且更简洁。[Return][案例5.4]用do-while语句求解1～100的累计和81．for语句的一般格式

for([变量赋初值]；[循环继续条件]；[循环变量增值])

{循环体语句组；}2．for语句的执行过程执行过程如图5-1所示。（1）求解“变量赋初值”表达式。（2）求解“循环继续条件”表达式。如果其值非0，执行（3）；否则，转至（4）。（3）执行循环体语句组，并求解“循环变量增值”表达式，然后转向（2）。（4）执行for语句的下一条语句。3．说明（1）“变量赋初值”、“循环继续条件”和“循环变量增值”部分均可缺省，甚至全部缺省，但其间的分号不能省略。1．for语句的一般格式

for([变量赋初值9（2）当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形式，如上例所示。（3）“循环变量赋初值”表达式，既可以是给循环变量赋初值的赋值表达式，也可以是与此无关的其它表达式（如逗号表达式）。例如，for(sum=0;i<=100;i++)sum+=i;for(sum=0,i=1;i<=100;i++)sum+=i; （4）“循环继续条件”部分是一个逻辑量，除一般的关系（或逻辑）表达式外，也允许是数值（或字符）表达式。

（2）当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形10在3条循环语句中，for语句最为灵活，不仅可用于循环次数已经确定的情况，也可用于循环次数虽不确定、但给出了循环继续条件的情况。

[案例5.1]求1～100的累计和。

/*案例代码文件名：AL5_1.C*/

/*程序功能：求1～100的累计和*/

main()

{inti,sum=0; /*将累加器sum初始化为0*/

for(i=1;i<=100;i++)sum+=i; /*实现累加*/

printf("sum=%d\n",sum);

} [程序演示]程序运行情况如下：sum=5050在3条循环语句中，for语句最为灵活，不仅可11[案例5.2]求n的阶乘n!（n!=1*2*……*n）。

/*案例代码文件名：AL5_2.C*/

/*程序功能：求n！*/

main()

{inti,n;

longfact=1; /*将累乘器fact初始化为1*/

printf(“Inputn:”);scanf(“%d”,&n);

for(i=1;i<=n;i++)fact*=i; /*实现累乘*/

printf("%d!=%ld\n",n,fact);

} [程序演示]程序运行情况如下：

Inputn:5↙

5!=120[案例5.2]求n的阶乘n!（n!=1*2*……*n）。

125.4break语句与continue语句为了使循环控制更加灵活，Ｃ语言提供了break语句和continue语句。1．一般格式：break；continue；2．功能（1）break：强行结束循环，转向执行循环语句的下一条语句。（2）continue：对于for循环，跳过循环体其余语句，转向循环变量增量表达式的计算；对于while和do-while循环，跳过循环体其余语句，但转向循环继续条件的判定。3．break和continue语句对循环控制的影响如图5-4所示。4．说明（1）break能用于循环语句和switch语句中，continue只能用于循环语句中。（2）循环嵌套时，break和continue只影响包含它们的最内层循环，与外层循环无关。[Return]5.4break语句与continue语句为了使循环控135.5应用举例[例5.5]求Fibonacci数列的前40个数。该数列的生成方法为：F1=1，F2=1，Fn=Fn-1+Fn-2（n>=3），即从第3个数开始，每个数等于前2个数之和。算法设计，请参见第2章第1节（2.1）。参考源程序如下：

/*案例代码文件名：AL5_5.C*/

main()

{longintf1=1,f2=1; /*定义并初始化数列的头2个数*/

inti=1; /*定义并初始化循环控制变量i*/

for(;i<=20;i++) /*1组2个，20组40个数*/

{printf(“%15ld%15ld”,f1,f2); /*输出当前的2个数*/

if(i%2==0)printf(“\n”); /*输出2次（4个数），换行*/

f1+=f2;f2+=f1; /*计算下2个数*/

}

} [程序演示]5.5应用举例[例5.5]求Fibonacci数列的14[例5.6]输出10～100之间的全部素数。所谓素数n是指，除1和n之外，不能被2～（n-1）之间的任何整数整除。算法设计要点：（1）显然，只要设计出判断某数n是否是素数的算法，外面再套一个for循环即可。（2）判断某数n是否是素数的算法：根据素数的定义，用2～（n-1）之间的每一个数去整除n，如果都不能被整除，则表示该数是一个素数。判断一个数是否能被另一个数整除，可通过判断它们整除的余数是否为0来实现。参考源程序如下：main()

{inti=11,j,counter=0;

for(;i<=100;i+=2) /*外循环：为内循环提供一个整数i*/

[例5.6]输出10～100之间的全部素15{for(j=2;j<=i-1;j++) /*内循环：判断整数i是否是素数*/

if(i%j==0) /*i不是素数*/

break; /*强行结束内循环，执行下面的if语句*/

if(counter%10==0) /*每输出10个数换一行*/

printf(“\n”);

if(j>=i) /*整数i是素数：输出，计数器加1*/

{printf(“%6d”,i);

counter++;

}

}

} [程序演示]

思考题：外循环控制变量i的初值从11开始、增量为2的作法有什么好处？为提高运行速度，如何优化内循环？（提示：从减少计算次数角度来考虑）

[Return]{for(j=2;j<=i-1;j++)16良好的源程序书写习惯──注释（续）（3）循环结构在C语言中，循环结构由循环语句for、while和do...while来实现。作为注释，应在它们的前面说明其功能，在循环条件判断语句行的后面，说明循环继续条件的含义，如下所示。

1）for语句/*功能*/for(变量初始化;循环条件;变量增值)/*循环继续条件的含义*/{……}良好的源程序书写习惯──注释（续）（3）循环结构172）while语句/*功能说明*/while(循环条件) /*循环继续条件的含义*/{……}3）do...while语句/*功能说明*/do{……}while(循环条件)； /*循环继续条件的含义*/如果循环嵌套，还应说明每层循环各控制什么。

[Return]

2）while语句18第5章循环结构程序设计5.1循环语句概述

5.2for语句和while语句

5.3直到型循环do-while语句

5.4break语句与continue语句5.5应用举例良好的源程序书写习惯──注释（续）[Return]第5章循环结构程序设计5.1循环语句概述

5.2195.1循环语句概述求1～100的累计和。根据已有的知识，可以用“1+2+……+100”来求解，但显然很繁琐。现在换个思路来考虑：首先设置一个累计器sum，其初值为0，利用sum+=n来计算（n依次取1、2、……、100），只要解决以下3个问题即可：

（1）将n的初值置为1；

（2）每执行1次“sum+=n”后，n增1；

（3）当n增到101时，停止计算。此时，sum的值就是1～100的累计和。

根据已有的知识，单独实现每一步都不难。但是，由于需要经常使用这种重复计算结构（称为循环结构），C语言提供了3条循环语句来实现，以简化、并规范循环结构程序设计。在Ｃ语言中，可用以下语句实现循环：（1）用for语句。（2）用do-while语句。（3）用while语句。5.1循环语句概述求1～100的累计和。20（4）用goto语句和if语句构成循环。使用goto语句实现求解1～100累计和的程序可以如下：main(){intn=1,sum=0;loop:sum+=n;n++;if(n<=100)gotoloop;printf(“sum=%d\n”,sum);}其中“loop:”为语句标号（格式：标号:语句行），其命名遵循标识符命名规则。goto语句格式：goto标号，功能为：使系统转向标号所在的语句行执行。注意：结构化程序设计方法，主张限制使用goto语句。因为滥用goto语句，将会导致程序结构无规律、可读性差。

另外，从功能上说，for语句可完全代替当型循环语句while，所以该语句也不是必需的。[Return]

（4）用goto语句和if语句构成循环。使用goto语句实现215.1.1while语句（1）一般格式

while(循环继续条件)

{ 循环体语句组； }（2）执行过程1.求解“循环继续条件”表达式。如果其值为非0，转2；否则转3。2.执行循环体语句组，然后转1）。3.执行while语句的下一条。显然，while循环是for循环的一种简化形式（缺省“变量赋初值”和“循环变量增值”表达式）。

5.1while语句和用while语句构成的循环结构5.1while语句和用while语句构成的循环结构22[案例5.3]用while语句求1～100的累计和。

/*案例代码文件名：AL5_3.C*/

/*程序功能：求1～100的累计和*/

main()

{inti=1,sum=0; /*初始化循环控制变量i和累计器sum*/

while(i<=100)

{sum+=i; /*实现累加*/

i++; /*循环控制变量i增1*/

}

printf(“sum=%d\n”,sum);

} [程序演示]程序运行情况如下：

sum=5050

[案例5.3]用while语句求1～100的累计和。

/*235．循环嵌套（1）循环语句的循环体内，又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。循环嵌套的概念，对所有高级语言都是一样的。（2）for语句和while语句允许嵌套，do-while语句也不例外。[Return]5．循环嵌套245.2直到型循环do-while语句1．一般格式do{循环体语句组;}while(循环继续条件); /*本行的分号不能缺省*/当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形式。2．执行过程执行过程如图5-3所示。（1）执行循环体语句组。（2）计算“循环继续条件”表达式。如果“循环继续条件”表达式的值为非0（真），则转向（1）继续执行；否则，转向（3）。（3）执行do-while的下一条语句。do-while循环语句的特点是：先执行循环体语句组，然后再判断循环条件。5.2直到型循环do-while语句1．一般格式25[案例5.4]用do-while语句求解1～100的累计和。

/*案例代码文件名：AL5_4.C*/

/*程序功能：求1～100的累计和*/

main()

{inti=1,sum=0; /*定义并初始化循环控制变量，以及累计器*/

do

{sum+=i; /*累加*/

i++;

}

while(i<=100); /*循环继续条件：i<=100*/

printf(“sum=%d\n”,sum);

} [程序演示]do-while语句比较适用于处理：不论条件是否成立，先执行1次循环体语句组的情况。除此之外，do-while语句能实现的，for语句也能实现，而且更简洁。[Return][案例5.4]用do-while语句求解1～100的累计和261．for语句的一般格式

for([变量赋初值]；[循环继续条件]；[循环变量增值])

{循环体语句组；}2．for语句的执行过程执行过程如图5-1所示。（1）求解“变量赋初值”表达式。（2）求解“循环继续条件”表达式。如果其值非0，执行（3）；否则，转至（4）。（3）执行循环体语句组，并求解“循环变量增值”表达式，然后转向（2）。（4）执行for语句的下一条语句。3．说明（1）“变量赋初值”、“循环继续条件”和“循环变量增值”部分均可缺省，甚至全部缺省，但其间的分号不能省略。1．for语句的一般格式

for([变量赋初值27（2）当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形式，如上例所示。（3）“循环变量赋初值”表达式，既可以是给循环变量赋初值的赋值表达式，也可以是与此无关的其它表达式（如逗号表达式）。例如，for(sum=0;i<=100;i++)sum+=i;for(sum=0,i=1;i<=100;i++)sum+=i; （4）“循环继续条件”部分是一个逻辑量，除一般的关系（或逻辑）表达式外，也允许是数值（或字符）表达式。

（2）当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形28在3条循环语句中，for语句最为灵活，不仅可用于循环次数已经确定的情况，也可用于循环次数虽不确定、但给出了循环继续条件的情况。

[案例5.1]求1～100的累计和。

/*案例代码文件名：AL5_1.C*/

/*程序功能：求1～100的累计和*/

main()

{inti,sum=0; /*将累加器sum初始化为0*/

for(i=1;i<=100;i++)sum+=i; /*实现累加*/

printf("sum=%d\n",sum);

} [程序演示]程序运行情况如下：sum=5050在3条循环语句中，for语句最为灵活，不仅可29[案例5.2]求n的阶乘n!（n!=1*2*……*n）。

/*案例代码文件名：AL5_2.C*/

/*程序功能：求n！*/

main()

{inti,n;

longfact=1; /*将累乘器fact初始化为1*/

printf(“Inputn:”);scanf(“%d”,&n);

for(i=1;i<=n;i++)fact*=i; /*实现累乘*/

printf("%d!=%ld\n",n,fact);

} [程序演示]程序运行情况如下：

Inputn:5↙

5!=120[案例5.2]求n的阶乘n!（n!=1*2*……*n）。

305.4break语句与continue语句为了使循环控制更加灵活，Ｃ语言提供了break语句和continue语句。1．一般格式：break；continue；2．功能（1）break：强行结束循环，转向执行循环语句的下一条语句。（2）continue：对于for循环，跳过循环体其余语句，转向循环变量增量表达式的计算；对于while和do-while循环，跳过循环体其余语句，但转向循环继续条件的判定。3．break和continue语句对循环控制的影响如图5-4所示。4．说明（1）break能用于循环语句和switch语句中，continue只能用于循环语句中。（2）循环嵌套时，break和continue只影响包含它们的最内层循环，与外层循环无关。[Return]5.4break语句与continue语句为了使循环控315.5应用举例[例5.5]求Fibonacci数列的前40个数。该数列的生成方法为：F1=1，F2=1，Fn=Fn-1+Fn-2（n>=3），即从第3个数开始，每个数等于前2个数之和。算法设计，请参见第2章第1节（2.1）。参考源程序如下：

/*案例代码文件名：AL5_5.C*/

main()

{longintf1=1,f2=1; /*定义并初始化数列的头2个数*/

inti=1; /*定义并初始化循环控制变量i*/

for(;i<=20;i++) /*1组2个，20组40个数*/

{printf(“%15ld%15ld”,f1,f2); /*输出当前的2个数*/

if(i%2==0)printf(“\n”); /*输出2次（4个数），换行*/

f1+=f2;f2+=f1; /*计算下2个数*/

}

} [程序演示]5.5应用举例[例5.5]求Fibonacci数列的32[例5.6]输出10～100之间的全部素数。所谓素数n是指，除1和n之外，不能被2～（n-1）之间的任何整数整除。算法设计要点：