C语言基础及教程 6

学习目标掌握while，do-while和for三种循环语句及区别。学会使用continue、break及goto语句。掌握循环的嵌套使用。能够使用循环语句进行程序设计。坚持民族自尊、文化自信，激发爱国热情，弘扬中华民族精神。案例导入案例5裁纸奔月【问题描述】“嫦娥奔月”的幻想孕育了现代航天技术的萌芽。

2021年6月17日，3名中国航天员升空并成功进入“天宫号”空间站，向太空迈出了新的里程碑，使中国跻身于世界航天大国之列。地球离月球的距离是386000公里，有人说：“将一张纸裁成两等份，把裁好的两张纸摞起来，再裁成两等份。如此重复下去，第43次后纸的高度就是地球离月球的距离”。一张纸的厚度是0.006cm，你相信吗？知识学习【知识准备】

裁纸奔月的算法要点：有规律地重复叠折和计算。在日常生活中常常会遇到许多有一定规律的重复性操作，解决这类问题需要用到循环语句。C语言中有3种循环语句：while、do-while和for循环语句。本章学习内容如下：5.1while语句5.2do-while循环语句5.3for循环语句5.4循环的嵌套5.5三种循环语句的比较5.7循环控制5.8综合应用第二知识空间：逻辑推理*5.1while循环语句假真表达式图5-1while语句的流程图循环体语句while循环又称当型循环。格式： while（表达式） {

循环体语句； }功能：先计算表达式的值，再进行判断，当表达式的值为真（非0）时，执行循环体语句，如此反复，直到表达式的值为假（0）时结束循环。5.1while循环语句【例5.1】用while语句计算1+2+…+36的值。可看作数列{ak=k|k=1，2，…，36}的求和，累加求和的通项为：iSum+k—>iSum，伪语言描述如下：Begin1=>i，0=>iSumwhilei≤36 {iSum+i=>iSumi+1=>i}printiSumEnd5.1while循环语句【例5.1】用while语句计算1+2+…+36的值。

#include<stdio.h>

intmain()

{ inti,iSum; i=1;

//初始化循环变量 iSum=0;

//累加器清零 while(i<=36)

//循环条件

{ iSum+=i; //累加求和 i++;

//修正循环变量

} printf("sum=%d",iSum);

//输出结果return0；

}运行结果如下:sum=6665.2do-while语句do-while循环又称直到型循环。格式：do{循环体语句；}while(表达式)；功能：先执行循环体语句，再求表达式，若表达式的值为非0（真），则再次执行循环体语句，如此反复，直到表达式的值为0（假）结束循环，并继续执行do-while循环后面的语句，如图5-3所示。5.2do-while语句【例5.2】用do-while语句模仿珠算666，即计算1+2+……+36的值。#include<stdio.h>intmain(){inti,iSum;i=1;iSum=0;do{ iSum+=i;//累加求和 i++;//修正循环变量}while(i<=36);//循环判断，若结果为“真”则继续循环printf("sum=%d",iSum);return0;}运行结果如下:sum=6665.3for循环语句for循环语句又称计数循环，其一般格式为：for（初始表达式；循环条件表达式；变量增值表达式）{循环体语句;}功能说明:(1)先执行初始表达式;(2)计算循环条件表达式，若为非0(真)，执行循环体；若为0(假)，则结束循环。(3)计算变量增值表达式,然后重复执行第二步。5.3for循环语句【例5.3】用for语句计算1+2+•••+36的值。在for循环中：初始表达式：i=1，sum=0循环条件表达式：i<=36变量增值表达式：i++#include<stdio.h>intmain(){ inti,sum; for(i=1,sum=0;i<=36;i++){ sum=sum+i; } printf("sum=%d\n",sum);return0;}运行结果如下:sum=6665.4循环的嵌套循环体内包含另外一个循环语句称为循环的嵌套。循环嵌套时，外层循环执行一次，内层循环从头到尾执行一遍。3种循环不仅可以自身嵌套，而且还可以互相嵌套。5.4循环的嵌套【例5.4】打印九九乘法表。5.4循环的嵌套【例5.4】打印九九乘法表。算法设计：(1)从上往下，简化为打印第1行乘积、...、第k行乘积、...、第9行乘积，用for语句实现。for(k=1;k<=9;k++){

打印第k行乘积;printf("\n");}(2)观察第k行(k=1,2,3,…,9)：k*1k*2k*3k*4......k*i……k*9(i=1,2,3,…,9)从左往右，通项为：ai=k*i的数列{ai|i=1,2,...,9}，用循环实现。for(i=1;i<=9;i++)printf("%4d",k*i);第k行是另起以行，必须换行printf("\n")。5.4循环的嵌套【例5.4】打印九九乘法表。#include<stdio.h>intmain(){intk,i;for(k=1;k<=9;k++)/*外循环*/{ for(i=1;i<=9;i++)/*内循环*/ printf("%4d",k*i);/*右对齐，隔开*/ printf("\n");/*换行*/

}}5.5三种循环语句的比较(1)三种循环都可以处理同一类问题，且可以互相替代。(2)三种循环都能用break结束循环，用continue开始下一次循环。(3)while和do-while只判断循环条件。循环变量的初值化要放在循环语句之前（如i=0,s=1等），在循环体中还应包含修改循环条件的语句（如i++,j++等）。(4)for语句本身除了包含循环条件之外还可以给循环变量赋初值。当然也允许省略其中某些部分。如果省略前后两项成为for（；循环条件；）时，完全与while（循环条件）等效。(5)while和for都是先判断后循环，而do-while是先循环后判断。案例5裁纸奔月【问题分析】把厚度为0.006cm的纸不断地裁剪、摞折，经过43次操作后，如果摞好的纸当作梯子，你就可以沿着纸梯子直奔月球。本案例的任务就是利用C语言提供的循环语句，求解纸的厚度。演示经过43次操作后纸的高度足以奔月。

【算法设计】(1)准备工作：定义两个变量paper和n，分别存储纸的厚度与裁摞次数，并把paper初值设为0.006cm,n的初始值设为0。(2)如果纸的厚度小于地月之距离时，即paper<38500000000cm时，重复做以下工作：裁纸摞起来，即纸的厚度变成2倍，次数加1,即n+1。(3)如果paper>=38500000000cm时,结束裁纸摞叠，并完成如下工作：①输出纸的厚度，即打印变量paper。②输出最后摞纸次数，即打印变量n。案例5裁纸奔月参考代码如下：#include<stdio.h>voidmain(){doublepaper=0.006;intn=0;while(paper<38500000000.0)/*纸厚小于地球与月球之距离时，重复做*/{paper=paper*2;/*摞起来，即纸的厚度*2*/n=n+1; /*记录摞纸的次数*/}printf("纸的厚度:%f\n",paper);printf("摞纸次数:%d\n",n);}运行结果如下：纸的厚度:52776558133.248001摞纸次数：435.7循环控制5.7.1break与continue语句一般格式:break;continue;功能说明:（1）break:强行结束循环，转向执行循环语句的下一条语句。（2）continue:结束本次循环。对于while和do-while循环，跳过循环体其余语句，转向循环终止条件的判断；而对for循环，跳过循环体其余语句，转向循环变量增值量表达式的计算，如图5-11所示。5.6break、continue和goto语句5.7.1break与continue语句5.7循环控制5.7.2goto语句和标号语句goto语句的格式：goto<语句标号>；功能说明：(1)goto语句是无条件转移语句，程序执行到goto语句时，无条件地转移到<语句标号>所指定的语句并执行。(2)<语句标号>是一个标识符，应按标识符的命名规则来命名。(3)标号语句则是由语句标号和其后的冒号构成的，即：语句标号：是goto语句的转移目标。5.8综合应用案例5-1趣味古典数学问题

【问题描述】有一对兔子，从出生后第3个月起每个月都生一对兔子。小兔子长大到第3个月后每个月又生一对兔子。假设所有的兔子都不死亡，问每个月的兔子总对数为多少？程序运行效果如图5-12所示。

图5-12趣味古典数学问题运行效果案例5-1趣味古典数学问题【算法分析】把每个月的兔子总对数组成的数列记为{fn|n=1,2,3...},把不满一个月的兔子称小兔子，满一个月而不满二个月的兔子称中兔子，满三个月及以上的兔子称老兔子，根据题意有：每对老兔子每月都生一对小兔子。于是每月的小、中、老兔子，以及兔子总数见下表。

表5-1月份-兔子明细表案例5-1趣味古典数学问题【算法设计】数列{fn}有如下关系：f1=1f2=1fn=fn-1+fn-2(n

3)这就是fibonacci数列。因此，打印数列前21项可用下算法描述：Begin（算法开始）1=>f1，1=>f2printf1,f2for(n=3;n<=21;n++){fn-1+fn-2=>fn

，printfn//由前两项的fn-1、fn-2求得fn,并输出fn

fn-1

=>fn-2，fn=>fn-1//修改fn-1

，fn-2

的值，被下次循环递推}End（算法结束）

案例5-1趣味古典数学问题#include<stdio.h>intmain(){inti;longf1=1L,f2=1L,f;printf("%6ld%6ld",f1,f2);for(i=3;i<=21;i++){f=f1+f2;//由前两项的f1,f2求得当前项fprintf("%6ld",f);//输出fif(i%7==0)printf("\n");//每行限输出7个fibonacci数

f1=f2; //修改f1的值，被下次循环递推

f2=f;//修改f2的值，被下次循环递推}return0;}案例5-2文字游戏【问题描述】下列乘法算式中：每个汉字代表1个数字（0～9）。相同的汉字代表相同的数字，不同的汉字代表不同的数字。

赛软件*比赛=软件比拼试编程确定使得整个算式成立的数字组合，如有多种情况，请给出所有可能的答案。案例5-2