C++程序设计-大模型思维与实践课件 第06章 循环结构-进阶内容

第六章循环结构程序设计进阶内容C++程序设计——大模型思维与实践空循环体理解循环程序的执行6-3-26-4-1实践探究6-7-16-3-16-8-16-9-1for语句的表达式大模型实践大模型探究3for语句的基本语法结构for(表达式1;表达式2;表达式3){

//循环体语句}表达式1可省略：此时应在for语句之前给循环变量赋初值。

i=1;

for(;i<=100;i++)sum=sum+i;表达式2可省略：认为表达式2的循环条件始终为真。

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

相当于：

for(i=1;true;i++)sum=sum+i;

需要在循环体内适时break退出循环，否则将是死循环。6-3-1for语句的表达式4表达式3可省略：相应的功能可置于循环体内。for(i=1;i<=100;){

sum=sum+i;

i++;}注意：i++放置于圆括号内还是循环体内，在有continue语句时，结果有差别。for(i=1;i<=100;){

if(i%3==0)

continue;//将直接跳转到i<=100处进行条件判断，不会跳转到i++

sum=sum+i;

i++;}for语句的continue语句，将使得执行流程转到表达式3，此时的表达式3为空，不进行任何操作，之后执行i<=100处的判断。由于不会递增计数器i，导致形成死循环。for语句的表达式5如果同时省略表达式1和表达式3，只给出循环条件。

i=1;

i=1;

for(;i<=100;)

相当于

while(i<=100)

{sum=sum+i;i++;}

{sum=sum+i;i++;}

这种情况下的for语句完全等同于while语句，推荐使用while语句。3个表达式都可省略。

for(;;)语句

相当于

while(true)语句需要在循环体内适时break退出循环，否则将是死循环。for语句的表达式6表达式1可以是设置循环变量初值的赋值表达式，也可以是与循环变量无关的其他表达式。i=1;for(sum=0;i<=100;i++)sum=sum+i;表达式3也可以是与循环控制无关的任意表达式。表达式1和表达式3中可以使用逗号隔开多个表达式，例如求1到100的和：inti,j,sum;for(sum=0,i=1,j=100;i<j;i++,j--){sum+=i+j;}for语句的表达式7for循环语句的第三个表达式（“迭代表达式”）不限于仅仅更新循环计数器。这个表达式实际上可以包含任意数量的语句，只要这些语句以逗号分隔。这些语句可以是与循环计数器直接相关的，也可以是无关的。因此可以将原本应该在循环体中执行的语句移动到迭代表达式中，从而创建一个看似循环体为空的for循环。6-3-2空循环体8循环体为空，在每次迭代中不执行任何操作。intmain(){inti,sum=0;//循环体为空，但迭代表达式中包含了累加操作

for(i=1;i<=100;sum+=i,i++){}//循环体为空

cout<<sum;}空循环体通常在循环的迭代表达式（表达式3）中执行操作，如累加、计数等。空循环体9尽管循环体为空，花括号仍然不能省略。C++的语法要求循环体必须存在，即使它为空。花括号{}表示一个空的语句块，明确地告诉编译器循环体为空。如果省略，编译器会将下一行代码视为循环体的一部分，从而导致逻辑错误：inti,sum=0;for(i=1;i<=100;sum+=i,i++)cout<<sum;

这段代码将输出100次sum的值空循环体10将循环体修改成如下形式，可以省略花括号。inti,sum=0;for(i=1;i<=100;sum+=i,i++){;//空语句}

此时循环体仅包含一个语句“空语句”，符合省略花括号的情况。inti,sum=0;for(i=1;i<=100;sum+=i,i++);空循环体11常犯的错误：写完一行代码后随手添加分号inti,sum=0;for(i=1;i<=100;i++);sum+=i;cout<<sum;循环体为空，输出的sum值为101对于while语句，“while(条件);”同样也为空循环体：inti=1,sum=0;while(i<=100);//将导致死循环……空循环体12【例6-18】：编写程序从键盘接收用户输入的一行字符，并将所有字符对应的ASCII码值累加到一个名为sum的变量中。intmain(){intsum=0;charc;for(;(c=cin.get())!='\n';sum+=c);cout<<"累加和为："<<sum<<endl;return0;}初始化部分为空。循环条件部分(c=cin.get())!='\n'从标准输入中读取一个字符并赋值给变量c，然后检查读取的字符是否为换行符。如果不是换行符，则继续循环。循环的迭代部分sum+=c在每次循环结束时，将当前读取的字符的ASCII码值累加到变量sum中。空循环体直接跟分号建议修改成：for(;(c=cin.get())!='\n';sum+=c){;}13阅读复杂的程序时，应对每个变量的当前值有清晰的认识：（1）逐一记录每个变量的初始值，并逐句阅读程序代码。（2）模拟执行（阅读）一个语句后，立即更新并记录各变量的最新值。（3）如果执行的语句为判断条件，需要根据变量的当前值，计算出条件为真或假，从而判断出跳转到的下一个语句。6-4-1理解循环程序的执行14【例19】阅读以下程序，得出程序的输出结果。理解循环程序的执行15【例19】阅读以下程序，得出程序的输出结果。理解循环程序的执行行号当前执行语句变量a变量b5a=1,b=1;随机值

1随机值

15a<=100;117if(b>=20)119if(b%3==1)1111b+=3;11

412continue;145a++1

245a<=100;247if(b>=20)249if(b%3==1)2411b+=3;24

712continue;275a++2

375a<=100;3716【例19】阅读以下程序，得出程序的输出结果。理解循环程序的执行经过两次循环迭代后，即将进入第三轮循环。根据前两轮循环的观测结果，可以推断出在第三轮循环中，变量b的值将增加3，变量a的值将增加1。因此，在第四轮循环开始前进行条件判断（a<=100）时，a和b的值将分别达到4和10，使得循环条件依然为真，从而继续进入第四轮循环。完成第四轮循环后，a和b的值将更新为5和13；第五轮循环结束后，a和b的值变为6和16；第六轮循环完成后，a和b的值增加至7和19；第七轮循环执行完毕，a和b的值达到8和22。下面是第8轮循环：5a<=100;8227if(b>=20)8228break;82216cout<<a;822176-7-1实践探究18【提问1】实践探究背景:学生在学习C++时，需要理解水仙花数算法的原理和实现。特色:你是一位经验丰富的计算机科学教师，专注于算法和数据结构的教学。技能:你具备深入的算法知识，能够清晰地解释复杂的算法概念。流程:1.介绍算法的基本概念和适用场景。 2.详细解释算法的工作原理和逻辑流程。 3.提供C++代码示例，演示如何实现。 4.讨论实现时的注意事项和常见错误。19【回复1】1.介绍算法的基本概念水仙花数（Narcissisticnumber）也被称为自恋数、自幂数等，是指一个n位数，其每个位上的数字的n次方之和等于它本身。例如，153是一个3位数，且满足1^3+5^3+3^3=153。2.详细解释算法的工作原理和逻辑流程工作原理：（1）对于给定的n位数，将其每一位数字提取出来。（2）计算每一位数字的n次方。（3）将这些n次方相加。（4）如果和等于原数，则该数是水仙花数。逻辑流程：（1）输入一个整数num。（2）确定num的位数n。（3）初始化一个sum变量为0。（4）通过循环或递归，提取num的每一位数字digit，计算digit的n次方，并累加到sum中。（5）比较sum和num，如果相等，则num是水仙花数；否则，不是。实践探究203.C++代码示例以下是一个简单的C++程序，用于找出并打印所有三位数的水仙花数：intmain(){intnumber,digit,sum,temp;cout<<"三位数的水仙花数有："<<endl;for(number=100;number<1000;++number){temp=number;sum=0;//计算各个位上的数字的3次幂之和

while(temp!=0){digit=temp%10;sum+=pow(digit,3);temp/=10;}//检查是否为水仙花数

if(sum==number){cout<<number<<"";}}return0;}实践探究214.讨论实现时的注意事项和常见错误注意事项：pow函数返回的是浮点数，可能会因为精度问题导致比较时出错。可以用整数算法替代或设置合适的精度容差。【说明】：注意事项中说明了pow函数返回浮点数，存在精度问题，但是大模型未提供符合要求的代码。应该在以上代码的基础上稍作修改，将以下代码替换掉：

sum+=pow(digit,3);替换成：

sum+=digit*digit*digit;实践探究22【提问2】实践探究背景:学生在学习C++时，需要理解打印九九乘法表上半部分的原理和实现。这个上半部分指的是只打印当列数大于或等于行数时的乘积，形成一个直角三角形的形状。特色:你是一位经验丰富的计算机科学教师，专注于算法和数据结构的教学。你希望学生能够深入理解如何通过编程实现这种格式化输出。技能:你具备深入的算法知识，能够清晰地解释复杂的算法概念，特别是如何通过打印空格来保持输出的对齐。流程:1.详细解释算法的工作原理和逻辑流程。2.提供C++代码示例，演示如何实现。 3.给出九九乘法表上半部分的打印结果。23【回复2】1.工作原理和逻辑流程该代码的目标是打印九九乘法表的上半部分，即形成一个直角三角形的形状，其中只有当列数（j）大于或等于行数（i）时才打印乘积。同时，通过打印适当数量的空格来保持乘积的对齐，使得输出看起来整洁。其流程描述为：（1）遍历行数：外层循环for(inti=1;i<=9;++i)用于遍历每一行，从1到9。（2）遍历列数：内层循环for(intj=1;j<=9;++j)用于遍历每一列，同样从1到9。（3）判断打印内容：在内层循环中，首先判断当前列数j是否大于或等于当前行数i。如果j>=i，则计算乘积product=i*j。否则，打印三个空格以保持列对齐（这些空格在最终输出中形成一个直角三角形的左边框）。（4）格式化输出：如果需要打印乘积，接下来根据乘积的位数确定需要打印的空格数量。如果乘积小于10（单位数），前面加两个空格。如果乘积小于100但大于等于10（十位数），前面加一个空格。如果乘积大于等于100（百位数），不加空格。使用cout打印格式化后的乘积。（5）换行：内层循环结束后，使用cout<<endl;打印换行符，以便开始下一行的输出。（6）程序结束：当外层循环也结束时，程序执行完毕，返回0表示成功。 实践探究242.C++代码示例intmain(){for(inti=1;i<=9;++i){//遍历每一行

for(intj=1;j<=9;++j){//遍历每一列

if(j>=i){//只有当j>=i时打印乘积

intproduct=i*j;if(product<10){//单位数前面加两个空格

cout<<"";}elseif(product<100){cout<<"";//十位数前面加一个空格

}

cout<<product;//打印乘积

}

else{//当j<i时打印相应数量的空格代替制表符，以保持列对齐

cout<<"";}}cout<<endl;//每行结束后打印换行符

}

return0;}实践探究25实践探究26【例20】需要为食堂开发一个消费情况查询系统，简化的系统需求如下：6-8-1大模型实践进入系统时，首先输出选择菜单：---------------------------------输入相应数字，选择对应功能：

1：输入学生所有菜品金额。2：查看当前消费总额。3：查看所有顾客消费平均金额。0：退出系统---------------------------------选择1后，提示：请输入菜品金额，以0结束，例如（3570）输入完成后，显示该学生消费的金额。选择2后，显示格式为：当前消费总额为：7896元选择3后，显示格式为：消费平均金额为：368元大模型实践27大模型实践28大模型实践29大模型实践3031【提问】以下代码的功能是输入一个字符即输出该字符，但是我在运行程序时，输入了abcdefg之后，程序将abcdefg一起输出，而不是在我输入a之后马上输出a，这是为什么？#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){charc;for(;(c=cin.get())!='\n';)cout<<c;return0;}6-9-1大模型探究32【回复】这是因为标准输入流（cin）是行缓冲的。这意味着输入的数据在按下回车键之前不会被发送到程序。因此，当你输入abcdefg并按下回车键时，整个字符串才会被读取并处理。行缓冲意味着输入的数据会暂时存储在缓冲区中，直到遇到换行符（即按下回车键）时，缓冲区中的数据才会被发送到程序。这就是为什么你输入abcdefg后，程序会在你按下回车键时一次性输出整个字符串。如果你希望在每次输入一个字符后立即输出该字符，可以使用无缓冲输入。以下是一个使用cin.get()的示例，它可以实现你想要的效果：（接下页）#include<iostream>usingnamespacestd;大模型探究33intmain(){charc;while(true){c=cin.get();//读取一个字符

if(c=='\n')//如果是换行符，退出循环

break;cout<<c;//输出字符

}

return0;}代码讲解：1.读取字符：使用cin.get()逐个读取字符，而不是等待整行输入。2.检查换行符：如果读取到换行符（即用户按下回车键），则退出循环。3.输出字符：每次读取一个字符后立即输出该字符。总结：通过使用cin.get()逐个读取字符并立即输出，可以实现每输入一个字符就立即输出该字符的效果。这种方法避免了行缓冲带来的延迟。大模型探究34【说明】以上代码经过测试，并不能实现“每次读取一个字符后立即输出该字符”