第5章循环结构程序设计

第5章循环结构程序设计5.1循环结构的控制语句5.2循环的嵌套5.3break语句和continue语句5.4应用举例5.1循环结构的控制语句5.1.1while循环语句1.什么是while循环while即当……的时候，也就是当满足条件时就循环执行指定的代码。2．while语句的形式：while(表达式）

循环体；

计算机首先判断表达式中的值，若值非0，则执行循环体中的语句，一旦语句执行完毕，表达式中的值将会被重新计算，如果还是为非0，语句将会再次执行，这样一直重复下去，直至表达式中的值为0为止。其具体执行流程如图5-1所示。表达式非00语句3．说明1）while循环的特点是：先判断表达式，后执行语句。2）表达式同if语句后的表达式一样，可以是任何类型的表达式。3）while循环常用于循环次数不固定，根据是否满足某个条件决定循环与否的情况。4．循环体中的语句多于一句时，用一对{}括起。【例5-1】用while循环语句求100以内所有奇数的累计和。分析：此题可以用“1+3+……+99”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，反复利用sum=sum+i来计算（i依次取1、3、……、99），编程只要采取以下3个步骤即可：（1）将i的初值置为1；（2）每执行1次“sum=sum+i”后，i增2；（3）当i增到大于99时，停止计算。此时sum的值就是100以内所有奇数的累计和。#include<stdio.h>main(){inti=1,sum=0;

while(i<=99){sum=sum+i;i=i+2;}printf("sum=%d\n",sum);}运行结果：sum=2500不能少复合语句5.1.2do…while循环语句1.什么是do…while循环do--while语句常称为“直到型”循环语句，其特点是先执行一次循环体的操作，然后再判断条件是否满足。2．do…while语句的形式：do

循环体；while(表达式);计算机首先执行循环体中的语句，然后判断表达式中的值，若值非0，则语句将会再次执行，这样一直重复下去，直至表达式中的值为0为止。其具体执行流程如图5-2所示。表达式非00循环体语句源程序：#include<stdio.h>main(){inti=1;longm=1;do{m=m*i;i++;}while(i<=10);printf("%ld\n",m);}运行结果：3628800必须赋值为1后面的分号不可少5.1.3for循环语句1.什么是for循环for循环也是C语言中一种处理循环的编程结构，for语句使用最为灵活，它完全可以取代while语句，应用在循环次数已知的场合尤为方便。2．for语句的形式：

for(表达式1；表达式2；表达式3）循环体;具体来说，for语句的执行过程如下：（1）先求解表达式1；（2）求解表达式2，若为0（假），则结束循环，并转到（5）；（3）若表达式2为非0（真），则执行循环体，然后求解循环表达式3；（4）转回（2）；（5）执行for语句下面的一个语句。其具体执行流程如图5-3所示：3．说明1）for语句最简单的应用形式也是最容易理解的形式如下：for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增量)循环体;2）三个表达式都允许省略，但要注意省略表达式后，分号间隔符不能省略。例如：for（；；）表示不设初值，不判断条件（始终认为表达式2为真），循环变量不变化，无终止执行循环体的语句。

3）while、do…while和for语句可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替。【例5-3】用for语句求1-3+5-7+……-99。分析：原题就是计算1+(-3)+5+(-7)+……+(-99)的累计和，还是一个连加问题。加数符号的交叉变化，可在程序中增加一个符号控制变量j，j的初值设置为1，并在每次循环中对j都乘以负1，用j改变相加项的正、负。源程序：

#include<stdio.h>main(){inti,j,sum=0;j=1;for(i=1;i<=99;i+=2){sum=sum+i*j;j=j*-1;}printf("1-3+5-7+……-99=%d\n",sum);}运行结果：1-3+5-7+……-99=-50由此例可见，在循环次数已知的场合下，for语句将循环体所用的控制都放在循环顶部统一表示，显得更简洁和直观。j的初值设置为1在每次循环中对j都乘以负15.2循环的嵌套1.什么是循环的嵌套一个循环体内又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是多重循环。上述三种循环（while循环,do-while循环和for循环）语句之间可以相互嵌套使用。2．循环嵌套的形式：例如，下面几种都是合法的嵌套形式：(2)while(){

……do{…}while();}

(3)do{

……while(){…}}while();3．说明在循环嵌套时，外循环必须完全包含内循环，即不允许循环的交叉嵌套。【例5-4】百钱买百鸡，公鸡5元一只，母鸡3元一只，小鸡1元三只；一百元钱买一百只鸡，且公鸡、母鸡、小鸡都要有，编程求解所有购鸡方案。分析：设公鸡、母鸡、小鸡各为i、j、k，列出方程为：

i+j+k=100 3i+2j+1/3*k=100三个未知数，两个方程，此题有若干个组解。计算机求解此类问题，采用试凑法(也称枚举法)来实现，即将可能出现的各种情况一一罗列测试，判断是否是问题真正的解。此题可以采用二重循环，列举出该问题所有可能的解进行筛选。源程序：#include<stdio.h>voidmain(){inti,j,k,n=0;for(i=1;i<=20;i++)for(j=1;j<=33;j++){k=100-i-j;if(5*i+3*j+k*1/3==100){n++;printf("i=%d,j=%d,k=%d\n",i,j,k);}}printf("\n共有%d种购鸡方案",n);}运行结果：i=3,j=20,k=77i=4,j=18,k=78i=7,j=13,k=80i=8,j=11,k=81i=11,j=6,k=83i=12,j=4,k=84共有6种购鸡方案公鸡的个数不会超过20个母鸡的个数不会超过33个5.3break语句和continue语句5.3.1break语句1.什么是break语句break语句是改变程序控制流的语句，通常用在循环语句和开关语句中。当break语句用于do-while、for、while循环语句中时，可使程序提前终止循环而执行循环后面的语句。此时通常break语句总是与if语句联在一起。即满足条件时便跳出循环。2．break语句的形式：break；例如：while(表达式1){语句Aif(表达式2)break;

语句B}其执行过程如图5-4所示：3．说明1）break语句不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句中。2）在多重循环中,一个break语句只向外跳一层。【例5-5】求100以内能被7整除的最大的数。分析：首先设置变量x，设置其初值为100，利用循环，从100开始对依此递减1的每一个数进行测试，一旦该数能被7整除（x%7==0）就强制结束循环，此时的x就是所要求的数。源程序：#include"stdio.h"main(){intx;for(x=100;x>=1;x--)if(x%7==0)break;printf("x=%d\n",x);}运行结果：x=98若能被7整除，提前结束循环5.3.2continue语句1.什么是continue语句continue语句也是改变程序控制流的语句，其作用是：结束当前正在执行的这一次循环（for、while、do…while），接着执行下一次循环。即跳过循环体中尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定。2．continue语句的形式：continue；例如：while(表达式1){语句Aif(表达式2)continue;

语句B}其执行过程如图5-5所示：3．说明1）continue语句只用在for、while、do-while等循环语句中,常与if条件语句一起使用。

2)continue语句和break语句的区别是：continue语句只结束本次的循环，并不跳出循环，转而去判断是否执行下一次循环；而break语句则是终止整个循环的执行，不再进行条件判断。【例5-6】使用continue语句，输出100以内能被7整除的所有整数。分析：首先设置变量x，其初值为1，利用循环对1～100的每一个数进行测试，如该数不能被7整除（x%7!=0），则由continue语句转去下一次循环。只有当该数能被7整除（x%7==0），才能执行后面的printf语句，输出能被7整除的数。源程序：#include<stdio.h>main(){intx;for(x=1;x<=100;x++){if(x%7!=0)continue;printf("%d",x);}}运行结果：714212835424956637077849198若能被7整除，结束本次循环，转而判断是否执行下一次循环5.4应用举例【例5-7】编程计算级数

的和,当最后一项小于10-5时结束。分析：本例涉及到程序设计中两个重要运算累加和连乘，其程序设计方法已在前面做过介绍。此题可以先使用连乘的方法求i!，再将(i+i)/i!进行累加，循环次数未知，可用while循环来实现。源程序：#include<stdio.h>main(){inti=1;longn=1;floats=0,t=1;while(t>=1e-5){ n=n*i; t=(float)(i+i)/n;s=s+t;i++;}printf("s=%f\n",s);}运行结果：s=5.436563当(i+i)/i!小于10-5时退出循环求i!将(i+i)/i!进行累加【例5-8】编程输出下面的数字金字塔(1到9)112112321.…..12345678987654321分析：可采用双重循环，用外循环控制行数，逐行输出。每一行输出步骤一般3步：

1）光标定位；2）输出图形；例如本题：共9行,若行号用i表示，则每行前半部分输出数字1到i，后半部分输出数字（i-1）到1。3）每输完一行光标换行(\n)。源程序：#include<stdio.h>main(){inti,j,k;for(i=1;i<=9;i++){for(j=0;j<=9-i;j++)printf("");

for(k=1;k<=i;k++)printf("%d",k);

for(k=i-1;k>=1;k--)printf("%d",k);printf("\n");}}外循环控制行数内循环用空格光标定位内循环输出每行前半部分数字1到i内循环输出每行后半部分数字（i-1）到1每输完一行光标换行【例5-9】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。分析：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。判断某数n是否是素数可用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。而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。源程序：#include<stdio.h>main(){inti,j,counter=0;for(i=11;i<=100;i+=2) {for(j=2;j<=i-1;j++) if(i%j==0) break; if(j>=i) {printf("%d",i);counter++; if(counter%10==0) printf("\n");}}} 运行结果：111317192329313741434753596167717379838997外循环：为内循环提供一个整数i内循环：判断整数i是否是素数若i不是素数强行结束内循环，执行下面的if语句