第六章循环结构

第六章循环结构第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期五6.1概述在实际问题中,我们常常遇到需要重复处理的工作例如:求1—100的和,或求一个班英语成绩的平均分一般来说循环控制方法分两种:(1)条件循环(while循环和do–while循环)

条件满足时执行循环,条件不满足时结束循环(2)计数循环(for循环)

先确定循环次数,然后执行循环,完成循环次数后结束第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期五6.3while语句2.执行过程:（先判断后执行）先计算表达式的值,

值为真(非零)时执行循环体,

值为假时结束循环格式:while(表达式)

循环体语句3.注意:(1)表达式必须用()括起来(2)循环体语句为多条语句时,必须用{}把它们括起来(3)循环体语句中必须有使循环趋向结束的语句

A当P成立AP成立不成立第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例：在屏幕上打印7行星花

（此问题是简单重复7次格式输出操作）main({inti;i=1;

whlie(i<=7){printf(“\n********”);i++;}}运行结果为：********************************************************第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:求1—100的和1+2+3+…+99+100=∑i(1<=i<=100)#include<stdio.h>voidmain(){inti,sum;sum=0;i=1;

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

i++;}printf(“sum=%d\n”,sum);}分析:需要几个变量?

输入,输出分别是什么?

程序大体可分为几个步骤?sum=0i=1i<=100?sum=sum+ii=i+1输出sum的值第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:求1—n的和,n为任意正整数∑i(1<=i<=n)sum=0i=1i<=n?sum=sum+ii=i+1输出sum的值输入n#include<stdio.h>voidmain(){inti,sum,n;sum=0;i=1;

scanf(“%d”,&n);

while(i<=n){sum=sum+i;

i++;}printf(“sum=%d\n”,sum);}第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例：计算x=1+3+5+7+9…+n#include<stdio.h>main(){ints;intn,i,x;scanf(“%d”,&n);i=1;x=0;while(i<=n){x=x+i;i=i+2;}printf(“x=%d\n”,x);}分析:题目是累加求和，只不过其累加项为等差递增的奇数序列。第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:求某个班英语成绩的平均分,该班学生人数和每个学生的成绩由键盘输入sum=0i=1i<=n?sum=sum+si=i+1输出ave的值输入n(n表示学生人数)输入s(s表示成绩)ave=sum/n#include<stdio.h>voidmain(){inti,n;

floats,sum,ave;

sum=0;i=1;scanf(“%d”,&n);while(i<=n){scanf(“%f”,&s);sum=sum+s;i++;}

ave=sum/n;

printf(“ave=%6.2f\n”,ave);}思路：先求所有学生的总成绩，再除以学生个数n，得学生的平均成绩。第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例：计算x=1+1/3+1/5+1/7+1/9…当相加项的绝对值小于0.000001(即10–6)时停止计算#include<stdio.h>main(){ints;floatn,t,x;n=1;t=1;x=0;while(t>=1e-6){x=x+t;n=n+2;t=1/n;}printf(“x=%10.6f\n”,x);}分析:题目仍可以看成是累加求和，只不过其累加项为分母等差递增的分数。第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:编程求π的近似值,公式π/4≈1-1/3+1/5-1/7+1/9-…分析:题目仍可以看成是累加求和不同的是,相加的每一项正负相间,公式是无穷的,所以我们规定当相加项的绝对值小于0.000001(即10–6)时停止计算#include<stdio.h>#include<math.h>voidmain(){ints;floatn,t,pi;s=1;n=1;t=1;pi=0;while(fabs(t)>=1e-6){pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;}

pi=4*pi;

printf(“pi=%10.6f\n”,pi);}tpins11-13-1/31010.671/551第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期五6.4do-while语句不成立AP成立

当P成立

A1.格式:do

循环体语句

while(表达式);2.执行过程:(先执行后判断）先执行循环体,然后计算表达式的值,若值为真则重复执行循环体,若值为假则结束循环3.注意:(1)表达式必须用()括起来(2)循环体语句为多条语句时,必须用{}把它们括起来(3)循环体语句中必须有使循环趋向结束的语句第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:求1—100的和#include<stdio.h>voidmain(){inti,sum;sum=0;i=1;

do{sum=sum+i;i++;}while(i<=100);printf(“sum=%d\n”,sum);}sum=0i=1i<=100?sum=sum+ii=i+1输出sum的值第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期五4.while循环和do-while循环的比较

whiledo-while(1)先判断条件再执行循环体先执行循环体再判断条件(2)循环体可能一次也不执行至少执行一次循环体#include<stdio.h>voidmian(){int

sum=0,i;

scanf(“%d”,&i);

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

printf(”%d\n”,sum);}#include<stdio.h>voidmian(){int

sum=0,i;

scanf(“%d”,&i);

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

printf(”%d\n”,sum);}若输入的i小于等于10，则两种循环的次数和结果一样。若输入的i大于10，则第一种情况一次循环也不执行，但是第二种情况会执行一次循环。第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期五6.5for语句1.格式:for(表达式1;表达式2;表达式3)循环体语句2.执行过程:(1)计算表达式1(2)计算表达式2,若值为真则执行循环体,

再执行第(3)步;若值为假则结束循环

(3)计算表达式3,再重复执行第(2)步sum=0;i=1;while(i<=100){sum=sum+i;

i++;}sum=0;for(

i=1;i<=100;i++)

sum=sum+i;例:将1—100求和的while循环转换为用for循环实现第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期五3.说明(1)可以省略表达式1

sum=0;

for(i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;i=1;(2)可以省略表达式3

sum=0;for(i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;i++;{}(3)同时省略表达式1和表达式3sum=0;

i=1;for(;i<=100;)

{sum=sum+i;

i++;

}第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期五(4)表达式1,表达式3还可以是逗号表达式

for(sum=0,i=1;i<=100;sum=sum+i,i++);(5)表达式1,表达式3可以是与循环控制无关的其他表达式

i=1;for(sum=0;i<=100;sum=sum+i)i++;空语句(6)表达式2一般不会省略,若省略表达式2循环将不能停止，产生死循环。sum=0;for(i=1;;i++)

sum=sum+i;sum=0;i=1;for(;;){sum=sum+i;

i++;}i=1;while(1){sum=sum+i;i++;}第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:求某个班英语成绩的平均分#include<stdio.h>voidmain(){inti,n;floats,sum,ave;sum=0;

i=1;scanf(“%d”,&n);while(i<=n){scanf(“%d”,&s);sum=sum+s;

i++;

}ave=sum/n;printf(“%6.2f\n”,ave);}#include<stdio.h>voidmain(){inti,n;floats,sum,ave;sum=0;scanf(“%d”,&n);

for(i=1;i<=n;i++){scanf(“%d”,&s);sum=sum+s;}ave=sum/n;printf(“%6.2f\n”,ave);}第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例：设有一对新生的兔子，从第三个月开始它们每个月都生一对兔子。按此规律，并假设没有兔子死亡，一年后共有多少对兔子？人们发现每月的兔子数形成如下数列：

1，1，2，3，5，8，13，21，34，……并称其为Fibonacci数列。观察一下Fibonacci数列可以发现这样一个规律：从第3个数开始，每一个数都是其前面两个相邻数之和。这是因为，在没有兔子死亡的情况下，每个月的兔子数由两部分组成：上个月的兔子数+这个月新生的兔子数。上个月的兔子数=其前一个数；这个月新生的兔子数=上上月的兔子数，即上上个数。因为上个月的兔子中还有一部分到这个月还不能生小兔子，只有上上月已有的兔子才能每对生一对小兔子。第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期五上面问题的算法描述为：

fib1=fib2=1fibn=fibn-1+fibn-2 (n>=3) 迭代公式用C语言来描述为：

fib1=fib2=1；/*初始化fib1，fib2的值*/

i=3;fib

=fib1+fib2

；/*当3<=i<=12时循环执行*/fib1=fib2

；

fib2=fib；i++;第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:求Fibonacci数列的前12个数

Fibonacci数列:1,1,2,3,5,8,13……#include<stdio.h>voidmain(){inti,f1,f2,f3;

f1=1;f2=1;printf(“%8d%8d”,f1,f2);

for(i=3;i<=12;i++){f3=f1+f2;f1=f2;f2=f3;printf(“%8d”,f3);if(i%4==0)putchar(‘\n’);}

}分析数列的规律:从第3个数开始,每个数是其前两个数之和f1f2f3112231235+第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期五6.6循环的嵌套1.循环的嵌套:一个循环体内包含另一个完整的循环结构2.按循环嵌套的层数分别称为二重循环,三重循环…3.C语言中while,do—while,for循环可以互相嵌套例:输出由*组成的如图所示的矩形************#include<stdio.h>voidmain(){printf(“***\n”);printf(“***\n”);printf(“***\n”);printf(“***\n”);}第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期五#include<stdio.h>voidmain(){inti,j;i=1;while(i<=4){j=1;

while(j<=3){putchar(‘*’);j++;}putchar(‘\n’);i++;}}#include<stdio.h>voidmain(){inti,j;i=1;while(i<=4){for(j=1;j<=3;j++)putchar(‘*’);putchar(‘\n’);i++;}}注意:内外层循环的控制变量不能重名,

但并列循环的控制变量无此限制第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期五#include<stdio.h>voidmain(){inti,j;for(i=1;i<=4;i++){for(j=1;j<=3;j++)putchar(‘*’);putchar(‘\n’);}}例:输出如图所示的直角三角形**********特点:第i行有i个星号（左对齐）#include<stdio.h>voidmain(){inti,j;for(i=1;i<=4;i++){for(j=1;j<=i;j++)putchar(‘*’);putchar(‘\n’);}}第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:输出如图所示的直角三角形**********特点:第i行有5-i个星号（左对齐）#include<stdio.h>voidmain(){inti,j;for(i=1;i<=4;i++){for(j=1;j<=5-i;j++)putchar(‘*’);putchar(‘\n’);}}第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:输出如图所示的直角三角形**********

特点:第i行有i个星号（右对齐）#include<stdio.h>voidmain(){inti,j;for(i=1;i<=4;i++){ for(j=1;j<=4-i;j++)putchar(‘’);

for(j=1;j<=i;j++)putchar(‘*’);putchar(‘\n’);}}第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:输出如图所示的直角三角形**********特点:第i行有5-i个星号（右对齐）#include<stdio.h>voidmain(){inti,j;for(i=1;i<=4;i++){ for(j=1;j<=i-1;j++)putchar(‘’);

for(j=1;j<=5-i;j++)putchar(‘*’);putchar(‘\n’);}}第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:输出如图所示的等腰三角形

特点:第i行有2*i-1个星号#include<stdio.h>voidmain(){inti,j,k;for(i=1;i<=4;i++){ for(j=1;j<=i-1;j++)putchar(‘’);

for(k=1;k<=5-i;k++)putchar(‘*’);putchar(‘\n’);}}****************第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例:输出如图所示的菱形

*************************分析:将图形分为上下两个部分分别输出上半部分(前4行)每行的星号个数是1,3,5,7,每行的空格个数是3,2,1,0下半部分（后四行））每行的星号个数是5,3,1每行的空格个数是1,2,3#include<stdio.h>voidmain(){inti,j,k;for(i=1;i<=4;i++){for(j=1;j<=4-i;j++)putchar(‘’);

for(k=1;k<=2*i-1;k++)putchar(‘*’);putchar(‘\n’);}for(i=3;i>=1;i--){for(j=1;j<=4-i;j++)putchar(‘’);

for(k=1;k<=2*i-1;k++)putchar(‘*’);putchar(‘\n’);}}第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例：白钱买白鸡一只公鸡值五钱，一只母鸡值三钱，三只小鸡值一钱。问一百钱买一百只鸡，其中公鸡、母鸡以及小鸡各多少只？定义变量公鸡为cocks，母鸡为hens，小鸡为chicks，有下面公式成立:cocks+hens+chicks=100;5*cocks+3*hens+chicks/3=100由于100只鸡共花去100钱，所以公鸡的个数不会超过19只，母鸡的个数不会超过33只，小鸡的个数不会超过100只。第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期五main(){intcocks,hens,chicks;

cocks=0;while(cocks<=19){hens=0;while(hens<=33){chicks=100–cocks–hens;if(5.0*cocks+3.0*hens+chicks/3==100.0)printf(“%d%d%d\n”,cocks,hens,chicks);

hens++;}

cocks++;}}第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期五main(){intcocks,hens,chicks;for(cocks=0;cocks<=19;cocks++){for(hens=0;hens<=33;hens++){chicks=100–cocks–hens;if(5.0*cocks+3.0*hens+chicks/3==100.0)printf(“%d%d%d\n”,cocks,hens,chicks);}}}第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例：判断一个数m是否为素数。解题思路：让m被2到√m之间的任一整数除，如果m能被2~√m之中的任何一个整数整除，则m不是素数，提前结束循环，此时i必然小于或等于√m；如果m不能被2~√m之间的任一整数整除，则完成最后一次循环，此时i=√m+1。在循环之后判别i的值是否大于或等于√m+1，若是，则表明未曾被2~√m之间的任一整数整除过，因此是素数，输出结果。例如m=17，让i=2开始，被m除，若能整除，则m一定不是素数；否则i加1,再被m除，若能整除，则m一定不是素数；否则再i加1,直到i=√17=4为止，若都不能被m整除，则m是素数，否则m不是素数。第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期五#include<math.h>/*程序实现*/main(){intm,i,k;printf("\ninputanumber:");scanf("%d",&m);k=sqrt(m);

i=2;while((i<=k)&&(m%i!=0))i++;if(i>=k+1)printf("%disaprimenumber",m);elseprintf("%disnotaprimenumber",m);}第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期五例：求100~200之间的全部素数。在上面例题的基础上，加一个for循环即可。#include<math.h>main(){intm,i,k,n=0;

for(m=100;m<=200;m++){k=sqrt(m);i=2;while((i<=k)&&(m%i!=0)) i++;

第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期五if(i>=k+1) {printf("%d",m); n++; } if(n%10==0)/*输出十个数换行*/ printf("\n");}}第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期五6.8break语句和continue语句1.break语句:中止循环或switch结构2.continue语句:结束本次循环,然后再根据是否满足条件来决定是否执行下次循环P1真假语句1语句2P2真break;假P1真假语句1语句2P2真continue;假第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期五for(r=1;r<=10;r++){s=3.14*r*r;if(s>100&&s<200)

break;printf(“s=%6.2f\n”,s);}

for(r=1;r<=10;r++){s=3.14*r*r;if(s>100&&s<200)

continue;printf(“s=%6.2f\n”,s);}s=3.14s=12.56s=28.26s=50.24s=78.50输出:s=3.14s=12.56s=28.26s=50.24s=78.50s=200.96s=254.34s=314.00输出:例：求半径r从1到10的圆的面积，但不显示面积值在100~200之间的数。第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期五#include<math.h>/*循环中用break语句判断m是否是素数*/main(){intm,i,k;printf(“\ninputanumber:”);scanf(“%d”,&m);

k=sqrt(m);

for(i=2;i<=k;i++)if(m%i==0)break;if(i>=k+1)printf(“%disaprimenumber”,m);elseprintf(“%disnotaprimenumber”,m);}第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期五作业：P120习题6.46.66.86.10思考题：1、若一头小母牛，从第四个年头开始每年生一头母牛。按此规律，第n年时总共有多少头母牛？2、有100匹马，驮100担货，大马驮3担，中马驮2担，两匹小马驮1担，问有大、中、小马各多少匹？第三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期五思考题1：人们发现每年牛的个数形成如下数列：1，1，1，2，3，4，6，9，13，19，28，42，……观察一下数列可以发现这样一个规律：从第4个数开始，每一个数都是其上个数和上上上个数之和。1+1=2;1+2=3;1+3=4;2+4=6;3+6=9;…….这是因为，在没有死亡的情况下，每年牛的个数由两部分组成：去年的牛数+今年新生的牛数。去年的牛数=其前一个数；今年新生的牛数=大前年的牛数，即上上上个数。因为去年的母牛中有一部分到今年还不能生小牛，只有大前年已有的牛才能生小牛。第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期五C语言描述为：n1=n2=n3=1;

从第四年开始重复执行下面语句：

n4=n3+n1;

今年的牛数=去年的牛数+大前年的牛数

n3=n4;n2=n3;n1=n2;1，1，1，2，3，4，6，9，13，19，28，42，……

n1n2n3n4

n1n2n3n4

n1n2n3n4

n1n2n3n4

n1n2n3n4

n1n2n3n4

n1n2n3n4i=4时，n4=n1+n3=1+1=2;i=5时，n4=n1+n3=1+2=3;i=6时，n4=n1+n3=1+3=4;i=7时，n4=n1+n3=2+4=6;……第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期五

main()

{

intn1,n2,n3,n4,i,n;/*定义变量*/

n1=1;n2=1;n3=1;/*给变量赋初值*/

printf(“\ninputn”);/*显示提示语句*/

scanf(“%d”,&n);/*从键盘读入所求年数*/

printf(“%8d”,n1);/*将第一、二、三年的牛的

printf(“%8d”,n2);个数显示在屏幕上*/

printf("%8d",n3);

程序实现：第四十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期五for(i=4;i<=n;i++)/*从第四年开始循环计算

{

n4=n1+n3;每年牛的个数*/

printf(“%8d”,n4);

if(i%4==0)/*四年为一行显示*/

printf(“\n”);

n3=n4;/*将n1,n2,n3的值改变*/

n2=n3;

n1=n2;

}

}第四十三页，共四十八