第4章 循环结构

第4章=循环结构

4.1=知识要点回顾

循环结构是程序中一种很重要的结构，其特点是：在给定条件成立时，反曳

执行某程序段，直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的程

序段称为循环体。在C语言中有三种可以构成循环结构的循环语句：while,

do-while和for。

本章主要掌握的知识要点：

（1）while循环结构。

⑵do-while循环结构。

（3）for循环结构。

4.1.1Zwhile语句

表4-1列出了while语句的语句形式以及对应的逻辑流程图。

表4-i=while语句的语句形式

语句形式流程图

while（表达式）|

(<$>n

=语句段

）

其中，表达式是循环条件，语句为循环体。while语句的执行过程是：首先

计算表达式的值，当值为真（非0）时，执行循环体语句：然后再判断表达式是否

为真，如果为真，再执行循环体语句，如此循环直到表达式的值为假为止。

由以上执行过程可知，while后面括号中表达式的值决定了循次体是否将被

执行。因此，进入while循环后，一定要有能使此表达式的值变为。的操作，否

则循环将会无限制地进行下去，成为无限循环（死循环）。若此表达式的值不变，

则循环体内应有在装种条件下强行终止循环的语句（如break等）。

说明：

（1）while语句的循环体可能一次都不执行，因为while后面括号中的表达式

可能一开始就为0»

(2)不要把由if语句构成的分支结构与由while语句构成的循以结构混同起

来。若if后条件表达式的值为非0,其后的if子句只可能执行一次：而while后

条件表达式的值为非0时，其后的循环体语句可能重复执行。在设计循环时，通

常应在循环体内找亚茶件袤达式中有关逆量的作，便条件耒达式的俏曲终观成

0.以便能结束循环。下面的while语句便是死循环：

x=2：

while(x<10)

(

=sum+=x;〃死般坏，因为x的值没有变化，永远小于10

}

printf("%d",sum);

(3)当循环体需要无条件循环，条件表达式可以设为1(恒为真)，但在循环

体内要有带条件的非正常出口(break等)。例如，1+2+3+…+100的程序可以这

样设计：

i=1；

sum=0;

while(1)

(

=if(i>100)break;

^■sum+=i;

—1++;

}

(4)如果在执行循环体的过程中，遇见了continue语句，则循环体重

continue语句后面的其他语句将被跳过，而直接进入下一轮循环。将上例中的批注[fenl]:语句不通!

1+2+3+…+100的程序改写成：

1=1；

sum=0;

while(1)

(

=sum+=i;

—I++;

if(i<=100)continue;

break;

}

(5)在循环体中，语句的先后位置必须符合逻辑，否则将会影响运算结果。

例如，将上例中的1+2+3+…+100的程序改写成:

i=1;

sum=0;

while(i<=100)

(

=i++;〃县计算i++,再计算sum值

=sum+=i;

}

while语句执行结束以后，sum=5C49,因为在执行的过程中少加了第一项的值1。

4.1.2Zdo-while语句

表4-2列出了do-while语句的语句形式以及对应的逻辑流程图。

表4-2=do-while语句的语句形式

语句形式流程图

do

简坏】语句|

(

=语句段

}while(表达式);

do-while语句的执行过程是：先执行循环中的语句，然后再判断表达式是否

为其，如果为真则继续循环；如果为假，则终止循环。因此，do-while循环至少

要执行一次循环语句。

说明：

(1)do是C语言的关键字，必须和while联合使用。

(2)do-while循环由do开始，至while结束。必须注意的是：在while(表达

式)后的不可丢，它表示do-while语句的结束。

(3)while后一对括号中的表达式，可以是C语言中任意合法的表达式，由

它控制循环是否执行。

说明：

(1)表达式1、表达式2、表达式3可以是任何类型的表达式。

(2)表达式1、表达式2、表达式3之间必须用分号隔开，表达式1只被执

行1次，通常用于初始化不循环控制变量。表达式2通常是循环的条

件。而表达式3通常用于改变循环控制变量的值。

(3)表达式2可以为空，相当于表达式2的值是真。因此，下面的循环是死

循环：

for(a=0;;a++)

=printf("%d",a);

(4)既可以在for语句的前面单独初始化循环控制变量，也可以利用for语句

的表达式1初始化循环控制变量。下而两个程序是等价的:

a=1；

for(a=1;a<=10;a++)

for(;a<=10;a++)

=printf(H%3d",a);

=printf("%3d”,a);

(5)既可以在循环体内改变循环控制变量的值，也可以利用for语句的表达

式3改变循环控制变量的值。下面两个程序是等价的：

a=1；

for(;a<=10:)

for(a=1;a<=10;a++)(

=printf("%3dn,a);=printf("%3d,',a);

^■a++;

)

(6)表达式1和表达式3可以是一个简单表达式，也可以是逗号表达式:

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

二sum=sum+i;

或：for(i=0,j=lOO;i<=j;i++,j-)

=k=i+j;

(7)如果在执行循环体的过程中遇见了break,则跳出for循环。

(8)如果在执行循环体的过程中，遇见了continue语句，则循环体重continue

语句后面的其他语句将被跳过，而直接进入下一轮循环。批注lfen3J:??

三种循环语句有以下异同点：

(1)在使用while和do-while语句时，必须在while和do-while语句前初始

化循环控制变量，但在for语句中却可以利用表达式1来初始化循环控制变量。

(2)在使用while和do-while语句时，循环控制变量的变化必须放在循环体

中，而for语句却可以利用表达式3来改变循环控制变量的值。

(3)do-while语句的循环体至少被执行1次，但while和for语句的循环体可

能1次都不执行。

(4)while和do-while语句中不能省略循环条件，但for语句却可以省略。

(5)break和continue语句在这三种循环语句中的作用是相同的,

(6)凡是用while语句能实现的循环，必然能用for语句实现，反之亦然。

4.1.4=break语句

break语句通常用在循环语句和开关语句中。当break用于开关语句switch

中时，可使程序跳出switch而执行switch以后的语句：如果没有break语句，

则将成为一个死循环而无法退出。

当break语句用于do-while,for、while循环语句中时，可使程序终止循环

而执行循环后面的语句，通常break语句总是与if语句联在一起，即满足条件时

便跳出循环。

感：(1)break语句对if-eIse的条件语句不起作用。

(2)在多层循环中，一个break语句只向外跳一层。

4.1.5=continue语句

continue语句的作用是跳过循环本中轲余的语句而强制执行下一次循环。

continue语句只用在for、while、do-while等循环体中，常与if条件语句一起使

用，用来加速循环。

ik.itcontinue语句并没终止球个循3不《

4.1.6=常见错误举例

1.用“，”代替for语句中的“；”

C语言规定，for语句中的三个表达式可以为空，但分号不能省略，如果用

逗号代替分号，编译器将由于找不到分号而报错。下面的程序是错误的：

for(a=1,a<=10,a++)〃应该为for(a=1：a<=10：a++)

-sum+=a,

2.do-while语句漏掉了“：

正确错误

dodo

{|

=sum+=a++:=sum+=a++;

}while(a<=100);}while(a<=100)

3.循环语句中楣环控制变量无变化而造成无循环

仔细观察下面的程序，因为漏掉了a++,而造成死循环。

do

(

=sum+=a;

}while(a<=100);

4.不初始化循环控制变量就进入循环体

下面的程序由于没有对a初始化就进入循环体，执行结果是不可预知。

main()

(

=inta;

=longsum=0;

=do

={

==sum+=a;

Z}while(a<=100);

=printf("sum=%ld",sum);

}

4.2=实训内容

实验一=验证性实验

一、实验目的

(1)脸证教材中的典型例题。

(2)理解和掌握循环结构程序设计的方法。

(3)理解和掌握while、do-while,for语句的执行流程。

(4)掌握循环语句嵌套。

(5)堂握break和continue的使用方法。

二、实验设备和仪器

(1)IBMPC或兼容计算机。

(2)Windows9x/2000/XP操作系统。

(3)VisualC++6.0。

三、实验内容

(一)调试程序1

1.实验要求

11

求数列1+—+—+…+的和。

6IIl+5n1+500

2.程序代码progl.c

#include<stdio.h>

main()

(

Zinti;

=floatsum=l;

Zfor(i=l;i<=100;i++)

==sum=sum+l.0/(l+i*5);

=printf("数列的和的结果为％f\n"，sum);

)

3.实验步骤

步骤一：

在D盘的根目录中创建一个以你的学号命名的文件夹，如D：\200710003o

步骤二：

打开“MicrosoftVisualC++”软件，新建progl.c文件，并榆入程序代码,

如图4-1所示。

图4-1=新建文件并输入程序代码

步骤三：

选择“编译”菜单命令对程序进行编译，如图4-2所示。

jxogl-创天中文VCH-[progl.(・l口第

图文件后丹查看痛入工程强法工具定口殳助x

国6ma电P*-▼口园老聃

合幽!51

J(Globals)▼||(Allglobalmember^||>main

，句21ttinclude<stdio.h>

proglclreain()

inti;

floatsum-1;

for(i-1;i<-10O;i**)

sura-sum*1.0/(1♦inS);

printf("数列的和的桀果为之f\n”,sun);

HI

Xprogl.obj-0error(s)»1warning(s)

Jj

F\娘译《调试〉查找文件查找文件25司・|，卜

ReadyLn7,Col1

图4・2=编译程序

步腺四：

若编译有错误需要重新检查；若编译没有错误，可以执行程序，此时输出

结果如图4-3所示。

:XDocumentsandSettings...|-|u~

数列的和的结果为1.980238

Pressanykeytocontinue1

图4-3=程序运行结果

按任意就关闭当前窗口，保存后关闭progl.c文件。

（二）调试程序2

1.实验要求

求开的近似值，精确到-^<10-1。。

Tt1111

——=>*t--r+…+^r+

6I222n2

2.程序prog2.c

#includc<s(dio.h>

#include<math.h>

main()

(

Zinli;

"doubles=0,pi;

=for(i=l;1.0/(i*i)>=le-l0;i++)

==s=s+1.0/(i*i);

Zpi=sqrt(s*6);

=printf("pi=%f\n",pi);

)

3.实验步骤

步骤一：

打开“MicrosoftVisualC++”软件，新建prog2.c文件，并输人程序代码,

如E14-4所示。

中文VC++-[proc2.c]□X

步骤二:

选择“编译”菜单命令对程年进行编译，如图4-5所示。

二proz2-tl天中文VCi-(proe2.c]□X

图文件玄看独人工援困谚工风匿口史助.1(9|X

悔d11印£盯国宙聃广

▼||伍11globalmemberT.main

二ttinclude<stdio.h>

llinclu(le<nath.h>八

reain()

<

int1;

doubles・9,pi;

for(i«1;1.O/(i»i)>«1e-10;i**)

pi-sqrt(s«6);

printFC'pi母\n“，pi);

」;「

^J(prog2.obj-0error(s)»GMrning(s)-

-pN编译人/谣试(查找文件1、杳找文件|《>r

Ready

图4-5=编译程序

步骤三：

若编译有错误需要重新检查；若编译没有错误，可以执行程序，此时榆出行

果如图4-6所示。

按任意键关闭当前窗口，保存后关闭prog2.c文件。

(三)调试程序3

1.实验要求

计算数列s=1!+2!+...+n!的值。

2.程序代码prog3.c

源代码如下：

#include<s(dio.h>

main()

(

Zinti*n,t=l,s=0;

=printf("pleaseinputn：");

=scanf("%d",&n);

=for(i=l;i<=n;i++)

={

==t=t*i;

==s=s+i;

=}

Zprin(f("l!+2!+......+%d!=%d\n",n,s);

)

3.实验步骤

步骤一：

打开“MicrosoftVisualC++”软件，新建prog3.c文件，并榆入程序代码,

如图4-7所示。

图4-7=新建文件并输入程序代码

步骤二：

选择“编译”菜单命令对程用进行编译，如图4-8所示。

图4.8=编译程序

步骤三：

若编译有错误需要重新检查。若编译没有错误，可以执行程序。输入4,输

出结果如图4-9所示。

:\Docu*entsand-Idxl

pleaseinputn：4▲

♦.M1-33

Fr«8Canykeytocontinue

________IL%

图4-9=程序运行结果I

步骤四：

按任意犍关闭当前窗口。再次输入5,输出结果如图470所示

图4-10=程序运行结果2

按任意键关闭当前窗口，保存后关闭pro3.c文件。

（四）调试程序4

1.实脸要求

输出n行以下图形：

2.程序代码prog4.c

#include<stdio.h>

main()

{

=inlii।i9j;

=prin(f("Inputn-');

=scanf("%d",&n);

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

SSfor(j=l;j<=n-i;j++)

===printfC");〃双引号里面有一个空格字符

==for(j=l;j<=i;j++)

===printf("*");

==printf("\n");

=}

}

3.实验步骤

步骤一：

打开"MicrosoftVisualC++”软件，新建prog4.c文件，并输入程序代码,

如图4-11所示。

图411=新建文件并输入程序代码

步骤二：

选择“编译”菜单命令对程序进行编译，如图472所示。

怪4-12=编译程序

步照三：

若编译有错误需要重新检查；若编译没有错误，可以执行程序。此时，揄入

5,输出结果如图4-13所示。

图4-13=程序运行结果1

步骤四：

拄任意键关闭当前窗口-再次输入8,榆出结果如图4-14所示,

图4-14=程序运行结果2

按任意健关闭当前窗口，保存后关闭pro4.c文件。

四、实验报告要求

(1)写出程序一的实脸原理与考查知识点。

(2)写出程序二的实脸原理与考查知识点。

(3)写出程序三的实验原理与考查知识点。

(4)写出程序四的实脸原理与考查知识点。

实验二=启发性实验

一、实验目的

(1)掌握程序设计与调试的方法。

(2)学,握循环结构程序填空的方法。

(3)掌握循环结构程序改错技巧。

(4)掌握循环结构程序编程能力

二'实验设备和仪器

(1)IBMPC或兼容计算机。

(2)Windows9x/2000/XP操作系统。

(3)VisuaIC++6.0。

三'实验内容

1.填空题

下面程序是求n以内(包括n)能被3或7整除的所有自然数的例数之和。

运行结果如下：

Entern:(输入提示)

3(XCR>(从键盘输入30,<CR>代表Enter键)

s=1.226323

请在程序的下划线处填入正确的内容并把下划线删除，使程序得出正确的结

果。注意：不得增行或删行，也不得更改程序的结构！

程序如下：

#includc<stdio.h>

main()

(

=intn,i;

Zdoubles=0.0;

=printf("Entern:\n");

=scanf("%d",&n);

=for(i=l;_l_:i++)

==if(_2_)

===s+=_3_/i:

：printf("s=%f\n",s);

2.改错题

下面给定的程序功能是：求〃的近似值，直到最后一项的绝对值小于指定的

数为止。

11

+-----

57

运行结果如下:

Enterafloatnumber：（输入提示）

().(X)()I<CR>（从键盘输入0.0001,<CR>代表Enter键）

3.1414

请改正程序中的两处错误，使程序能输出正确的结果。注意：程序中

产***********於1md************/表示错误就在下面一■行。不得增行或删行，也

不得更改程序的结构！

程序如下：

#include<math.h>

#include<stdio.h>

main()

=floatnum,pi

=pi=0;

=prinlf("Enterafloatnumber:\n");

=scanf("%f,&nurn);

=/********佑und********/

Zwhilc((>=num)

={

==pi=pi+t;

Z=n=n+2;

：l=s%n;

=pi=pi*4;

=printf(M%6.4f\n",pi);

)

3.编程题

w是一个大于10的无符号整数，若w是n(nN2)位的整数，求出w后n-I

位的数。部分源代码已经给出。例如，输入5923,则输出923。

程序如下:

#include<stdio.h>

main()

=/*将下面的代码补充完整可

实验三=启发性实验

一、实验目的

(1)进一步掌握C程序的编辑、编译、连接和运行的过程。

(2)熟悉循环结构的程序设计方法。

(3)熟练使用循环嵌套的使用。

二、实验设备和仪器

(1)IBMPC或兼容计算机。

(2)Windows9x/2000/XP操作系就。

(3)VisualC++6.0。

三、实验内容

1.填空题

统计所有小于等于20的素数的个数。

运行结果如下：

Theprimenumberbetween3to20：

35711131719

Tlienumberofprimeis：7

请在程序的下划线处填入正确的内容并把下划线删除，使程序得出正确的结

果。注意：程序中〃是对问题的提示。不得增行或删行，也不得更改程序的结构！

程序如下：

#include<sldio.h>

main()

(

=intn=20,count=0;

Zinti,j;

=printf("\nThcprimenumberbetween3to%d：\n">n);

=for(i=3;i<=n;i++)

={

==for(_1—;j<i;j++)

===if(_2_)〃判断是否整除

====break;

==if(_3_)〃判断上面循环结束时，循环变量j的值

=={

ZZZcounl++；

===printf(count%15"%5d"：M\n%5d".i)；

==}

=printf("\nThenumbe