第5章 循环结构程序设计(第7,8,9次课)

第5章循环结构程序设计5.1为什么需要循环控制5.2用while语句实现循环5.3用do…while语句实现循环5.4用for语句实现循环5.5循环的嵌套5.6几种循环的比较5.7break语句和continue语句5.8程序举例【例】

求1+2+3+4+5。最直观的方法：步骤1：先求1+2，得到结果3。步骤2：将步骤1得到的和3加上3，得到结果6。步骤3：将6再加上4，得10。步骤4：将10再加上5，得15。——简单算法举例这样的算法虽然正确，但太繁，数目太大时也不现实，无法用程序实现。5.1概述【观察】

求1+2+3+4+5。被加数加数初始值：1以后：上一次的和初始值：有规律地递增，即+12以后：规律：pip=p+i;i++;【例】

求1+2+3+4+5S1:使p=1S2:使i=2S3:

使p+i,和仍然放在在变量p中，即：p=p+iS4:

使i的值+1，即i=i+1或i++S5:

判断i≤5,若成立，返回重新执行步骤S3以及其后的S4和S5（循环操作）；若不成立，算法结束。此时的p值为值。改进的方法：5.2用while语句实现循环一般形式：while(表达式){

循环体语句组；

}执行流程：表达式循环体语句组假(0)真(非0)#include<stdio.h>intmain(){int

i,s;i=1;s=0;

while(i<=5){s=s+i;i++;}

printf("result=%d",s);return0;}【例】用while结构实现求1+2+3+4+5/*循环变量初始化值*//*循环条件*//*循环体语句组*/#include<stdio.h>intmain(){int

i,p;i=2;p=1;

while(i<=5)

{p=p*i;i=i+1;}

printf("result=%d",p);return0;}【练习】仿照上例写出求1×2×…5的值马上巩固例5.1

用while循环求1～100的和练习一下例5.1

用while循环求1～100的和#include<stdio.h>intmain(){

int

i,sum;

printf("sum=%d,i=%d\n",sum,i);return0;}程序运行结果：sum=,i=sum=0;i=;

while(){sum+=i;i++;}1i<=100sum=5050,i=101思考：（1）循环次数？（2）若i=0,会不会影响最后的运行结果？100次不会求阶乘n!求1~n的累加和求p=1×2×3×4×……×n（n≤10）即：s=1+2+3+4+……+n初始值：p=1;i=1;s=s+i;i++;p=p*i;i++;初始值：s=0;i=1;思考即：s=1+3+5+……+n求1~n的奇数累加和s=s+i;i=i+2;s=0;i=1;初始值：思考即：s=2+4+6+……+n求1~n的偶数累加和s=s+i;i=i+2;s=0;i=2;初始值：思考求1~n的阶乘的和即：s=1!+2!+…n!（1）做法1：s=1!+2!+…n!=1!+1!*2+2!*3+…(n-1)!*n初始值：s=0;i=1;每一项=上一项*i（i=2~n）#include<stdio.h>voidmain(){

inti=1,s=0,p=1;

while(i<=5)//求1!+2!+3!+4!+5!{}

printf("sum=%d,i=%d\n",sum,i);}p=p*i;s=s+p;i++;思考求1~n的阶乘的和即：s=1!+2!+…n!（1）做法2：——双重循环s=1!+2!+…n!=1!+1!*2+2!*3+…(n-1)!*n初始值：s=0;i=1;每一项=上一项*i（i=2~n）#include<stdio.h>voidmain(){

inti=1,s=0,p,j;

while(i<=5)//求1!+2!+3!+4!+5!{j=1;p=1;

while(j<=i)//求i!{p=p*j;j++;}s=s+p;}

printf("sum=%d,i=%d\n",sum,i);}j=1;p=1;

while(j<=i){p=p*j;j++;}#include<stdio.h>voidmain(){

inti=1,s=0,p,j;

while(i<=5)//求1!+2!+3!+4!+5!{j=1;p=1;

while(j<=i)//求i!{p=p*j;j++;}s=s+p;i++;}

printf("sum=%d,i=%d\n",sum,i);}5.3用do…while语句实现循环一般形式：do{

循环体语句组；

}while(表达式);

执行流程：循环体语句组;表达式假(0)真(非0)有分号例5.2

用do…while循环求1～100的和#include<stdio.h>voidmain(){

int

i,sum;i=1;sum=0;

do{sum=sum+i;i++;}while(i<=100)

printf("sum=%d,i=%d",sum,i);}程序运行结果：sum=,i=;sum=5050,i=101例

用do…while循环求1～5的乘积练习一下【例】用do…while结构实现求1×2×3×4×5/*循环变量初始化值*/#include<stdio.h>voidmain(){int

i,p;i=2;p=1;

while(i<=5)

{p=p*i;i=i+1;}

printf("result=%d",p);}//while结构/*循环条件*//*循环体语句组*/#include<stdio.h>voidmain(){int

i,p;i=2;p=1;

do{p=p*i;i=i+1;}while(i<=5)

printf("result=%d",p);}//do…while结构;while和do~while比较#include<stdio.h>voidmain(){inti,sum=0;

i=1;

do{sum+=i; i++;}while(i<=100);

printf("%d",sum);}#include<stdio.h>voidmain(){int

i,sum=0;

i=1;

while(i<=100){sum+=i; i++;}

printf("%d",sum);}#include<stdio.h>voidmain(){inti,sum=0;

scanf("%d",&i);

do{sum+=i; i++;}while(i<=10);

printf("%d",sum);}#include<stdio.h>voidmain(){inti,sum=0;

scanf("%d",&i);

while(i<=10){sum+=i; i++;}

printf("%d",sum);}继续比较转下页两个程序先后两次分别输入1和11，查看结果。第一次运行：1↙再运行一次：11↙sum=55sum=11第一次运行：1↙再运行一次：11↙sum=55sum=0While结构运行情况：do~while结构运行情况：上一页结论：while和do…while结构何时相同？何时不同？P119

循环结构的三个基本要素循环变量初始化，如：i=1;s=0;循环条件，如：i<=100循环趋向结束语句，如：i++;一般形式：5.4用for语句实现循环for(expr1;expr2;expr3){

循环体语句组；

}//endoffor假(0)expr2循环体语句组;真(非0)expr1expr3expr1:在循环体外先执行(作用:循环变量赋初值,只执行1次)expr2:作为循环条件表达式expr3:作为整个循环过程的最后一条语句自动运行。(作用:修改循环变量的值)执行流程：for(expr1;expr2;expr3){

循环体语句组；

}图6-6while(){

循环体语句；

}for(expr1;

expr2;expr3){

循环体语句；

}do{

循环体语句；

}while();expr1;expr2expr3;expr1;expr2expr3;#include<stdio.h>voidmain(){inti,sum=0;i=1;

while(i<=100){sum+=i; i++;}

printf("%d",sum);}已知用while结构求“1～100的和”请改为for结构实现tostudent#include<stdio.h>voidmain(){int

i,s=0;

printf("%d\n",s);}#include<stdio.h>voidmain(){int

i,s=0;i=1;

while(i<=100){s+=i; i++;}

printf("%d\n",s);}对比用while结构和for结构求“1～100的和”for(;;){}i=1i<=100i++s+=i;#include<stdio.h>voidmain(){int

i,s=0;

printf("%d\n",s);}#include<stdio.h>voidmain(){int

i,s=0;i=1;

while(i<=100){s+=i; i++;}

printf("%d\n",s);}对比用while结构和for结构求“1～100的和”for(;;)

i=1i<=100i++s+=i;练习：for循环求表达式的值f=1+1/3+1/5+…1/9tostudent练习：for循环求表达式的值f=1+1/3+1/5+…1/9#include<stdio.h>voidmain()//for循环{inti;floatf=0;

for(;;);

printf("%f\n",f);}i=1i<=9i=i+2f=f+1.0/i练习：用for循环在屏幕上输出显示一行星号。**********...*通过调试判断：一行屏幕可以输出多少个星号*？tostudent关于for循环的说明：P121(1)expr1可以省略，但是其后的分号不能省略。如：for(i=1;i<=100;i++)sum+=i;i=1;for(;i<=100;i++)sum+=i;等价于关于for循环的说明：(2)若expr2省略，会导致死循环。如：for(i=1;;i++)sum+=i;等价于i=1;while(1){sum+=i;i++;}所以，从功能上讲：expr2不能省略(3)expr3可以省略，但是其前的分号不能省略。如：for(i=1;i<=100;){sum+=i;

i++;}关于for循环的说明：for(i=1;i<=100;i++)sum+=i;等价于(4)

可以同时省略expr1和expr3。如：求1~100的和i=1;for(;i<=100;){sum+=i;

i++;}关于for循环的说明：for(i=1;i<=100;i++)sum+=i;等价于(4)

可以同时省略expr1,expr2和expr3。如：while(1)printf(“%d\n”,i);关于for循环的说明：for(;;)

printf(“%d\n”,i);等价于(5)expr1,expr2,expr3也可以包含其他功能的表达式。关于for循环的说明：//求1~100的和s=0;for(i=1;i<=100;i++)s=s+i;//求1~100的和for(s=0,i=1;i<=100;s=s+i,i++);(6)expr1和expr3可以是一个简单的表达式，也可以是逗号表达式。(7)

C99允许在for语句的expr1中定义变量并赋初值。关于for循环的说明：//求1~100的和s=0;for(inti=1;i<=100;i++)s=s+i;expr2一般是循环条件表达式，也可以包含其他功能的表达式。#include<stdio.h>voidmain(){char

ch;

printf("输入一串字符，回车键结束：");

ch=getchar();

for(;ch!='\n';){printf("%c\n",ch);

ch=getchar();}}在获取值的同时进行判断for(;(ch=getchar())!='\n';)

printf("%c\n",ch);while的循环条件中也可以包含其他表达式#include<stdio.h>voidmain(){char

ch;

printf("输入一串字符，回车键结束：");

for(;(ch=getchar())!='\n';)

printf("%c\n",ch);}在获取值的同时进行判断while((ch=getchar())!='\n')#include<stdio.h>//4.6——elseif结构voidmain(){floatscore;

printf("输入学生成绩：");

scanf("%f",&score);while(score>100||score<0){printf("输入有误，重新输入：");

scanf("%f",&score);}

if(score>=90)printf("A\n");

elseif(score>=80)printf("B\n");

elseif(score>=70)printf("C\n");

elseif(score>=60)printf("D\n");

elseprintf("E\n");}#include<stdio.h>//5.6——elseif结构voidmain(){floatscore;

printf("输入学生成绩：");

while(scanf("%f",&score),score>100||score<0)

printf("输入有误，重新输入：");

if(score>=90)printf("A\n");

elseif(score>=80)printf("B\n");

elseif(score>=70)printf("C\n");

elseif(score>=60)printf("D\n");

elseprintf("E\n");}while(){

循环体语句；

}for(expr1;

expr2;expr3){

循环体语句；

}do{

循环体语句；

}while();expr1;expr2expr3;expr1;expr2expr3;三种循环结构三要素：循环变量初始化；循环条件；循环变量修改语句；程序填空：用for循环求“1～100的和”#include<stdio.h>voidmain(){int

i,sum;

for(;i<=100;i++)

sum+=i;

printf("%d\n",sum);}sum=0i=1,——for循环格式的灵活运用#include<stdio.h>voidmain(){

int

i,sum;

for(sum=0,i=1;i<=100;)

printf("%d\n",sum);}程序填空：用for循环求“1～100的和”;屏幕输出结果：sum+=i,i++——for循环格式的灵活运用#include<stdio.h>voidmain(){

int

i,sum;

for(sum=0,i=1;i<=100;)

printf("%d\n",sum);}i++程序填空：用for循环求“1～100的和”;sum+=i,

屏幕输出结果：——for循环格式的灵活运用5.5循环的嵌套定义：一个循环体内又包含另一个完整的循环结构。一般形式:…while(条件表达式){

循环体语句组；

}……do{

循环体语句组；

}while(条件表达式)；…外层内层…for(expr1;expr2;expr3){

循环体语句组；

}……while(条件表达式){

循环体语句组；

}…执行过程:执行一次外层循环时：内层循环要执行到条件不满足时(内层循环是多个小循环，外层循环是一个大循环)基本原则：1、外层循环的“变量初始化”在外层循环之前；2、内层循环的“变量初始化”在外层循环之内（适当位置）——内层循环之前；内层循环可以尽量使用for结构外层：for循环内层：while循环用双重循环编程实现：求1~10的阶乘和。#include<stdio.h>voidmain(){int

i,j;longs,p;//s存放和值，p存放阶乘

//i外层循环变量，j内层循环变量

for(s=0,i=1;i<=10;i++)

{

j=1;p=1;

while(j<=i){p=p*j;j++;}

s=s+p;

}

printf("result=%ld",s);}tostudent#include<stdio.h>voidmain(){int

i,j;longs,p;//s存放和值，p存放阶乘

//i外层循环变量，j内层循环变量

for(s=0,i=1;i<=10;i++)

{

for(j=1,p=1;j<=i;j++)p=p*j;

s=s+p;

}

printf("result=%ld",s);}tostudent练习：输出以下内容用双重循环输出10行星号，每行20个星号****************************************......********************tostudent#include<stdio.h>voidmain(){

int

i,j;//i外层循环控制行数；j内层循环控制个数

for(;;)for(;;)

printf("*");

}//外层i循环结束}//该语句的位置i=1i<=10i++j=1j<=20j++printf("\n");——外层循环{练习：输出以下内容***************tostudent#include<stdio.h>voidmain(){

int

i,j;//i外层循环控制行数；j内层循环控制个数

for(;;)

{

for(;;)

printf("*");

}//外层i循环结束}//该语句的位置i=1i<=5i++j=1j<=ij++printf("\n");——外层循环练习：百钱买百鸡问题。百钱百鸡问题中国古代数学家张丘建在他的《算经》中提出了著名的“百钱买百鸡问题”：鸡翁一，值钱五，鸡母一，值钱三，鸡雏三，值钱一，百钱买百鸡，问翁、母、雏各几何？假设：鸡翁：cocks鸡母：hens鸡雏：chicks0~20=100-cocks-hens0~33#include<stdio.h>voidmain(){int

cocks,hens,chicks;

for(cocks=0;cocks<=20;cocks++)

for(hens=0;hens<=33;hens++){chicks=100-cocks-hens;

if(5.0*cocks+3.0*hens+chicks/3.0==100.0)

printf("%d%d%d\n",cocks,hens,chicks);}}进入下一个环节的学习break;continue;5.7

break语句和continue语句作用：从循环体内跳出循环体外，强制性提前结束循环。break语句一般形式：break；特点：①通常与if语句搭配使用；②只能用于循环结构和switch结构。不能用于其他语句中while(循环条件表达式){……

if(表达式x)

break；

……}break执行示意for(表达式1;表达式2;表达式3){……

if(表达式x)

break；

……}作用：提前结束本次循环，再判断<循环条件表达式>是否成立。continue语句一般形式：continue；特点：①通常与if语句搭配使用；②与break的区别：不是终止整个循环的执行，只是提前结束本次循环；while(循环条件表达式){……

if(表达式y)

continue；

……}continue执行示意for(表达式1;表达式2;表达式3){……

if(表达式y)

continue；

……}m%i输入一个任意整数m，判断m是否素数#include<stdio.h>voidmain(){int

m,i;

printf("输入一个任意整数:");scanf("%d",&m);

if()printf("%disaprimenumber\n",m);

else

printf("%disnotaprimenumber\n",m);}for(i=2;i<=m-1;i++)i>m-1

if(m%i==0)break;for循环结束有两种可能：(1)i>m-1(2)m%i==0(i<=m-1)输入一个任意整数m，判断m是否素数#include<stdio.h>voidmain(){int

m,i;

printf("输入一个任意整数:");scanf("%d",&m);

if()printf("%disaprimenumber\n",m);

else

printf("%disnotaprimenumber\n",m);}for(i=2;i<=sqrt(m);i++)

if(m%i==0)break;i>sqrt(m)#include<math.h>break举例(例5.6)输入一个任意整数m，判断m是否素数#include<stdio.h>voidmain(){int

m,i;

printf("输入一个任意整数:");scanf("%d",&m);

if()printf("%disaprimenumber\n",m);

else

printf("%disnotaprimenumber\n",m);}for(i=2;i<=sqrt(m);i++)

if(m%i!=0)i>sqrt(m)#include<math.h>break;continue;{}本节内容：break语句和continue语句双重循环学习与循环有关的算法掌握循环程序的编写和应用5.8

循环程序举例例5.7

求的近似值：#include<stdio.h>#include<math.h>voidmain(){ints;

//s代表每项的符号

float

n,t,pi;//t:每一项的值;pi累加;n每项分母

t=1;pi=0;n=1.0;s=1;

while(fabs(t)>1e-6){pi=pi+t;n=n+2;//求下一项的分母

s=-s;//求下一项的符号

t=s/n;}//求下一项pi=pi*4;printf("pi=%10.6f\n",pi);}/4=1-1/3+1/5-1/7+……直到某一项的绝对值小于10-6为止。例5.8

求Fibonacci数列的前40个数。该数列有如下特点：第1、2两个数为1、1。从第3个数开始，该数是其前面两个数之和。即：F1=1（n=1）F2=1（n=2）Fn=Fn-1+Fn-2（n>=3）古典数学问题：有一对兔子，从出生后第3个月起每个月都生一对兔子。小兔子长到第3个月后每个月又生一对兔子。假设所有兔子都不死，问每个月兔子总数为多少对？#include<stdio.h>voidmain(){long

intf1,f2，f3;//f1和f2存放数列两项的值

inti;//i是循环控制变量

f1=1;f2=1;printf("%12ld%12ld",f1,f2);

for(i=1;i<=40;i++){f3=f1+f2;printf("%12ld",f3);f1=f2;f2=f3;}}另解#include<stdio.h>voidmain(){long

intf1,f2;//f1和f2存放数列两项的值

inti;//i是循环控制变量

f1=1;f2=1;

for(i=1;i<=20;i++){printf("%12ld%12ld",f1,f2);

if(i%2==0)printf("\n");//每行输出4项

f1=f1+f2;f2=f2+f1;}}例5.9求100~200之间的所有素数。#include<stdio.h>#include<math.h>voidmain(){int

m,k,i,n=0;

//n是计数器;m和i分别是外、内层循环控制变量

for(m=101;m<=200;m=m+2){k=sqrt(m);

for(i=2;i<=k;i++)//for循环—判定当前m是否素数

if(m%i==0)break;

if(i>=k+1){printf("%d",m); n=n+1;if(n%10==0)printf("\n");}//换行

}printf("\n");}例5.10

译密码。为使电文保密，往往按一定规律将其转换成密码，收报人再按约定的规律将其译回原文。例如，本题按以下规律将电文变成密码：（1）将字母A变成字母E，a变成e，即：变成其后的第4个字母；（2）W变成A，X变成B，Y变成C，Z变成D；（3）w变成a，x变成b，y变成c，z变成d；（4）电文中若出现非字母字符则不变。假设：c=getchar();if((c>='a'&&c<='v')||(c>='A'&&c<='V'))c=c+4;if((c>='w'&&c<='z')||(c>='W'&&c<='Z'))c=c-22;putchar(c);#include<stdio.h>voidmain(){charc;

while((c=getchar())!='\n')

//循环输入一串字符，回车符结束

{if((c>='a'&&c<='v')||(c>='A'&&c<='V'))c=c+4;

if((c>='w'&&c<='z')||(c>='W'&&c<='Z'))c=c-22;

printf("%c",c);//或putchar(c);}

printf("\n");}#include<stdio.h>voidmain(){charc;

while((c=getchar())!='\n'){if((c>='a'&&c<='z')||(c>='A'&&c<='Z')){c=c+4;

if(c>'Z'&&c<='Z'+4||c>'z')c=c-26;}

printf("%c",c);}

printf("\n");}c<='Z'+4why?