课课通C语言（计算机类）（第2版）课件 第4章 循环结构程序设计

课课通C语言（第2版）TALK第4章循环结构程序设计考纲要求★理解while和do/while循环结构。★掌握for循环结构。★掌握continue语句和break语句。★理解循环的嵌套。★掌握程序设计中几种常用算法的基本思想（如穷举法、递推法和文本作图等）。★运用循环结构进行程序设计。考纲要求LEARNINGOBJECTIVES循环结构理解深入理解while和do/while两种循环结构的执行逻辑，辨析其语法差异与适用场景。核心循环掌握熟练掌握for循环的标准语法结构，能够灵活运用其进行数组遍历与计数控制操作。流程控制语句掌握continue跳过本次循环与break终止循环的核心用法，理解其在循环中的跳转逻辑。循环嵌套机制理解多层循环嵌套的执行顺序与逻辑关系，能够分析并编写简单的双重循环结构代码。经典算法思想掌握穷举法、递推法等常用算法逻辑，建立初步的算法设计思维，解决基础数学与逻辑问题。综合程序设计综合运用各类循环结构与算法思想，能够根据实际需求，独立完成完整的程序设计与代码编写。本章目录CONTENTS014.1while和do/while理解并掌握while和do/while两种循环结构，重点体会“先判断后执行”与“先执行后判断”的逻辑区别。024.2for循环语句掌握功能最强大的for循环及其核心应用场景，熟悉循环变量“初始化、条件判断、更新”的标准范式。034.3break和continue学习使用跳转语句精细控制循环流程，深入理解break“强制终止循环”与continue“跳过本次迭代”的区别。044.4循环嵌套掌握多重循环的逻辑设计与执行过程，学会分析内层循环与外层循环的执行时序关系，构建复杂的循环逻辑。054.5循环结构应用结合穷举、递推等经典算法思想，通过实际编程案例练习，掌握循环结构在解决数学计算与逻辑问题中的技巧。算法思维进阶通过本章系统学习，建立结构化的程序设计思维，为后续复杂算法打下坚实基础。4.1while和do/whileBASICLOOPSTRUCTURES4.1.1循环结构概述循环结构的特点：在给定条件成立时，反复执行某一操作，直到条件不成立为止。这是程序设计中处理重复问题的核心机制。while循环先判断条件，后执行循环体。适合未知次数的场景。do/while循环先执行循环体，后判断条件。确保循环至少执行一次。for循环将初始化、条件、更新写在一起。结构紧凑，逻辑清晰。场景A：条件明确，次数未知优先选择while或do/while，逻辑更符合“满足条件则继续”的直觉。场景B：循环次数已知三种循环均可实现，但for循环将控制变量集中管理，代码更加简洁易读。4.1.2while循环语句📝语法格式定义while(表达式){循环体语句;//重复执行的代码块⚙️核心执行三部曲判断：计算表达式值，非0为真(Ture)，0为假(False)执行：条件为真时，执行循环体，执行后自动回到“判断”退出：条件为假时，立即跳出循环，执行后续代码先判断，后执行循环体可能一次都不执行警惕死循环必须有修改条件的语句📊执行流程可视化程序开始表达式为真？真(T)执行循环体假(F)循环结束4.1.3do/while循环语句📝一般格式(Syntax)do{循环体语句;//可包含多条语句}while(循环条件表达式);//注意末尾的分号;⚡️核心特点(Features)“先执行循环体，后进行条件判断”💬结论：无论条件是否成立，循环体至少会执行一次🚶执行四步走(ExecutionSteps)1.执行：先运行一次循环体代码2.判断：计算表达式的布尔值3.循环：值为真(非0)返回执行4.退出：值为假(0)跳出循环🔄流程可视化(Flowchart)Start执行体条件真?✅是→回滚❌否→结束重点提示：while(表达式)末尾的分号(;)是do-while语句的必要组成部分，在书写代码时切勿遗漏！例题解析【例4-1-1】：求最大公约数💡核心解题思路01.数值交换预处理若输入n1<n2，先交换两者数值，确保n1始终大于等于n2，为后续计算打好基础。02.辗转相除法核心循环循环执行t=a%b;a=b;b=t;直到b=0。此时的a即为两个数的最大公约数。03.最小公倍数公式推导利用公式：最小公倍数=(原始n1×原始n2)÷最大公约数，快速计算出最终结果。📝程序填空参考答案①循环条件判断：应填入代码：n1=n2②变量赋值操作：应填入代码：n2③取余运算逻辑：应填入代码：a%b④最终结果：n1*n2/a巩固练习4.1-程序阅读题02/程序运行结果推演#include<stdio.h>

main(){inti=1,s=0;

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

printf("i=%d,s=%d\n",i,s);

}输出结果：i=______,s=______💡提示：手动模拟循环变量i的递增过程，重点关注循环终止时的条件值。03/循环结构差异对比程序A·while(先判断，后执行)inti=4,a=1;while(i<=3){a*=2;i++;}程序B·do/while(先执行，后判断)inti=4,a=1;do{a*=2;i++;}while(i<=3);核心差异：当条件不满足时，______循环至少执行一次。巩固练习4.1-编程题04求1+2+3+…+n的和。

考察点：基础累加循环结构的应用05求s=1×2×3×…×10的值。

考察点：基础累乘循环与变量初始化06求[5，55]内能被2整除的数，每行输出5个，并统计总和。

考察点：条件筛选、格式化输出与计数07求100到200能同时被3和5整除的数，并统计个数。

考察点：逻辑与运算符(&&)的应用08求s=1/2+1/3+…+1/10的和。

考察点：浮点型数据运算与循环精度控制09求s=1-1/3+1/5-1/7+1/9-1/10的值。

考察点：循环中交替变更符号的技巧10输入一行字符，分别统计其中字母、数字和其他字符的个数。

考察点：字符的ASCII码判断与多条件分支4.2for循环语句CLANGUAGECORESYNTAX4.2.1for循环语句的格式与执行语法格式解析for(表达式1;表达式2;表达式3)循环体语句;[初始化]表达式1仅在循环开始时执行一次，设置循环变量初值。[判断条件]表达式2每次循环前判断真假，决定是否继续循环。[更新变量]表达式3每次循环体执行完毕后执行，改变循环变量。标准执行流程STEP01:执行表达式1(初始化)STEP02:判断表达式2。

真→继续;假→退出循环。STEP03:执行循环体语句块STEP04:执行表达式3，返回STEP02核心逻辑特点先判断·后执行执行逻辑与while循环完全一致，属于“当型”循环结构。⚠️循环体可能一次都不执行4.2.2for循环的灵活性省略表达式1：前置初始化将变量的初始化操作移至循环结构外部进行，循环头部仅保留判断与更新。inti=0;

for(;i<5;i++){...}省略表达式2：构造死循环循环条件永远为真，需在循环体内部通过break语句主动控制循环的退出。for(inti=0;;i++){

if(i>5)break;...}省略表达式3：体内更新将循环变量的更新操作（如自增）写入循环体内部，适用于复杂的迭代逻辑。for(inti=0;i<5;){

...i++;}使用逗号表达式：并行操作在一个表达式中使用逗号分隔，实现多个变量的同时初始化或同步更新操作。for(inti=0,j=10;i<j;

i++,j--){...}例题解析【例4-2-2】：递推法求数列和📝题目描述编程计算数列和：S=1+1/2+1/3+1/5+1/8+1/13+1/21。观察分母规律，尝试使用递推法高效求解。💡解题思路：递推法核心观察规律：从第3项开始，每个分母=前两个分母之和（斐波那契规律）。变量定义：用fm1、fm2分别保存前两项分母，t保存新分母。循环递推：利用for循环迭代5次。每次计算新分母t，累加1.0/t，并更新fm1和fm2。💻C语言核心实现floats=1.5;//初始值(1+1/2)intfm1=1,fm2=2,t;//定义分母变量for(inti=1;i<=5;i++){//循环计算后5项t=fm1+fm2;s+=1.0/t;//计算新项并累加fm1=fm2;fm2=t;//更新前两项}💡核心思想：递推法=找到规律+迭代计算，利用已知的“前项”推导出未知的“后项”巩固练习4.2-编程题03范围统计与求和找出[10，99]范围内十位数是偶数的所有整数，统计符合条件的数的个数并计算它们的总和。04阶乘累加计算计算公式s=1+(1×2)+(2×3)+(3×4)+…+(20×21)的最终结果，体会递推的规律。05寻找阿姆斯特朗数输出1～2000中的所有阿姆斯特朗数（即n位数的各位n次方之和等于该数本身）。06累加和的嵌套计算求s=1+(1+2)+(1+2+3)+…+(1+2+…+n)的值。这是一个典型的双重循环应用场景。07交替级数求和计算s=1-1/2+1/4-1/6+…-1/20的值。注意观察符号的交替变化规律与分母的步长。08斐波那契数列变形求数列1/2,2/3,3/5,5/8…的前10项及总和。分子分母分别遵循斐波那契数列的规律。4.3break和continueLOOPCONTROLSTATEMENTS在循环执行过程中，用于改变流程走向的两个核心关键字，

让程序逻辑控制更加灵活与精细。4.3.1break语句核心功能定义强制跳出并终止当前所在的循环结构(for/while/do-while)或switch分支结构，程序执行流将立即跳转到该结构之后的第一条语句。💻循环中使用示例(C语言)for(inti=1;i<=10;i++){

if(i==5){break;}//触发后立即退出循环

printf("%d",i);

}📌实际输出结果：1234

循环在i=5时被break强制终止，后续迭代不再执行。📎核心规则：作用范围break语句具有“就近原则”，它的作用范围被严格限制：

仅能跳出离它最近的那一层循环或switch结构。嵌套循环注意：

break不会跨层影响外层循环的执行状态。4.3.2continue语句核心功能：当程序执行到continue时，会跳过本次循环中continue之后的所有剩余语句，直接跳转至循环条件判断，开始下一次循环。▍代码演示(C语言)for(inti=1;i<=5;i++){if(i==3){continue;//触发时跳过下方printf}printf("%d",i);}执行结果：1245(数字3被跳过)break语句直接终止整个循环，程序流程完全跳出循环体，后续循环不再执行。continue语句仅终止本次循环，跳过本轮剩余代码，立即进入下一次循环的条件判断。💡记忆口诀：break=彻底“中断”，continue=本次“重来”。例题解析【例4-3-1】▍题目：核心代码逻辑inti=15;do{switch(i%2){case1:i--;break;case0:i--;continue;}i-=2;printf("i=%3d\n",i);}while(i>0);💡关键点：break仅跳出当前switch，而continue会直接跳过本次do-while循环剩余语句。▍推演：变量变化过程1.i=15(奇)→case1→i=14→break→i=12→打印122.i=12(偶)→case0→i=11→continue→跳过打印3.i=11(奇)→case1→i=10→break→i=8→打印84.i=8(偶)→case0→i=7→continue→跳过打印5.以此类推...直到i递减至0。规律：每次有效打印，i减少4▍结果：程序运行输出i=12i=8i=4i=0当变量i最终递减至0时，循环条件i>0不再成立，程序循环终止。4.4循环嵌套LOOPNESTING当一个循环的循环体内部包含另一个完整的循环时，即构成“循环嵌套”。它是解决矩阵运算、图形打印等复杂逻辑问题的核心编程结构。4.4.1循环嵌套的执行过程核心规则：外层循环每执行一次，内层循环必须完整地执行一轮（所有次数）。for(inti=1;i<=2;i++){//外循环(执行2次)for(intj=1;j<=3;j++){//内循环(每次跟随外循环执行3次)printf("i=%d,j=%d\\n",i,j);//输出组合结果}PHASE01·外层循环i=1•内循环启动(j从1开始):①j=1→输出:i=1,j=1②j=2→输出:i=1,j=2③j=3→输出:i=1,j=3(本轮结束)PHASE02·外层循环i=2•内循环重启(j重置为1):①j=1→输出:i=2,j=1②j=2→输出:i=2,j=2③j=3→输出:i=2,j=3(程序结束)例题解析【例4-4-2】：文本作图📝题目要求编写程序，在控制台中打印出右侧所示的金字塔图形。*********💡解题核心：双层循环嵌套外循环(i)

控制行数，共执行4次内循环(j)

控制空格:4-i个内循环(k)

控制星号:2i-1个换行操作

每行结束后打印\n🔑核心代码实现(C语言)for(inti=1;i<=4;i++){for(intj=1;j<=4-i;j++)printf("");//打印空格for(intk=1;k<=2*i-1;k++)printf("*");//打印星号printf("\n");//换行}💡关键点：找到空格数与星号数随行数变化的数学规律。4.5LOOPSTRUCTUREAPPLICATION循环结构程序设计应用4.5.1常用算法：穷举法核心思想对问题的所有**可能情况**进行逐一检查与验证，筛选并找出完全符合条件的最优解或全部解。适用场景•问题的解空间范围**有限且明确**，易于枚举。•