程序设计基础（C语言版）课件 第5章 循环结构程序设计

第5章循环结构程序设计5.2自增和自减运算符5.3while语句5.4for语句5.5do-while语句本章主要内容5.7多层循环5.6循环跳转语句5.8循环结构程序设计示例5.1循环结构概述5.1循环结构概述引例：怎么样可以输出5行的“开心快乐每一天！”？按之前的顺序结构的方法，需要输出下面5行代码：printf("开心快乐每一天！\n");printf("开心快乐每一天！\n");printf("开心快乐每一天！\n");printf("开心快乐每一天！\n");printf("开心快乐每一天！\n");如果输出100行呢？缺点：太复杂，代码重复。5.1循环结构概述可以利用循环结构。定义一个计数变量count，初值为1，如果count<=5条件成立，则重复执行下面两行代码：printf("开心快乐每一天！\n");count++;

否则，结束循环。流程图如右图：

printf（“开心快乐每一天！\n”）；count++;假真count<=5count=15.1循环结构概述循环语句的三个要素循环控制变量、循环体和循环条件。在上例中，循环控制变量：count；

循环条件：count<=5；

循环体

：

printf("开心快乐每一天！\n")

count++;5.2自增和自减运算符C语言有两个特殊运算符“++”和“--”。它们分别被称为自增和自减运算符，为单目运算符，是算术运算符的一种。根据自增自减运算符在变量的前面还是后面，将其分为前置运算和后置运算。如：i++、i--、++i、--i。1．前置运算：先增减，后自增；如：i=1;j=++i;//结果为i=2,j=22．后置运算：先赋值，后增减；如：i=1;j=i--;

//结果为i=0,j=15.3while语句5.3.1while语句的格式while语句的一般格式为：while(表达式)循环体语句;其中：（1）“表达式”是循环条件，可以为任何类型表达式，表达式必须用()括起来。（2）“循环体语句”可以为C语言中的任何一种语句（包括复合语句、if语句、case语句）。5.3while语句5.3.2while语句的执行过程while语句的执行过程如下：（1）计算表达式的值，并判断其为“真”（非0）或“假”（0）。（2）若表达式的值为“真”，则执行循环体语句，然后返回到while语句重复第（1）步；若表达式的值为“假”，则结束循环，执行while语句的下一条语句。流程图：

语句假真表达式5.3while语句5.3.3while语句的用法【例5-1】用while语句编写输出5行“开心快乐每一天！”。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){intcount=1;while(count<=5){printf（"开心快乐每一天！\n"）；count++;}return0;}【例5-2】编程计算数列1+2+3+…+100的值，用while语句实现。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){inti,sum=0;i

=1;while(i

<=100){sum+=i;i++;}printf("1+2+3+…+100=%d\n",sum);return0;}【例5-3】输入一行字符并将其输出到屏幕上，直到输入换行符结束。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){charc;printf("输入一行文本：\n");c=getchar();while(c!='\n'){putchar(c);c=getchar();}printf("\n");return0;}【例5-4】输入一行字符，分别统计出其中英文字母、空格、数字的个数。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){charc;intt1=0,t2=0,t3=0;/*t1、t2、t3分别用于统计字母、数字和空格的个数*/printf("输入一行字符：\n");while((c=getchar())!='\n'){if(c>='A'&&c<='Z'||c>='a'&&c<='z')t1++;elseif(c>='0'&&c<='9')t2++;elseif(c=='')t3++;}printf("字母%d个，数字%d个，空格%d个\n",t1,t2,t3);return0;}5.4

for语句5.4.1for语句的格式for语句的一般格式为：for(表达式1;表达式2;表达式3)

循环体语句;其中：（1）表达式1为循环变量赋初值，表达式2为循环继续的条件，表达式3为循环变量的增值。（2）循环体语句是当表达式2为真（非0）时要重复执行的语句，可以由一条语句或复合语句组成。5.4

for语句5.4.2

for语句的执行过程for语句的执行过程如下：（1）计算表达式1的值，给循环变量赋初值，表达式1仅在进入for语句时执行一次。（2）判断表达式2的值，若其为“真”（非0），则执行循环体语句，然后转到第（3）步；若其为“假”（0），则结束循环，执行for语句后面的语句。（3）计算表达式3的值。表达式3改变循环变量的值，它在每次执行完循环体语句之后，都要被执行一次。然后返回第（2）步继续执行。5.4

for语句5.4.2

for语句的执行过程for语句的执行过程的流程图如下：表达式1

循环体语句表达式3真假表达式2

5.4

for语句5.4.3for语句的用法（1）for语句的使用非常灵活，它的三个表达式可以省略1个或2个，也可以3个都省略，但间隔符“;”必须保留。例如：下列程序段把i=1提到for语句之前，省略了表达式1。又例如，下面程序段为死循环，因为表达式2省略，其值永远为真。inti=1;s=0;for(;i<=100;i++)s=s+i;ints

=0;for(;;)s

=s+i;5.4

for语句5.4.3for语句的用法（2）循环体为空语句，意味着并没有需要多次重复执行的程序段，通常这种循环的目的是为了实现延时。例如：（3）在for语句中，表达式1和表达式3都可以是一项或多项，多于一项时，各项之间用“,”分隔，形成逗号表达式。例如for(i=1;i<10000;i++);for(i=1，sum=0;i<100;i++)

sum+=i;【例5-5】用for语句实现改写例5-1，即编程计算数列1+2+3+…+100的值。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){inti,sum=0;for(i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;printf("1+2+3+…+100=%d\n",sum);return0;}【例5-6】编程求n!（n<10）。分析：n!=1×2×3×…×n。求阶乘时需要赋初值为1，不能是0，因为0乘任何数都是0。如果n值较大，n!可能溢出，应将结果变量声明为float或double类型。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){inti,n,t;printf("求几的阶乘？");scanf("%d",&n);t

=1;for(i

=1;i

<=n;i++)t

=t

*i;printf("%d

!=%d\n",n,t);}【例5-7】把100～200之间能被7整除的数输出。分析：能被7整除的数的条件是：x%7==0。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){inti;for(i=100;i<=200;i++){if(i%7==0)printf("%5d",i);}return0;}【例5-8】输入5名学生的成绩，求其最高分和平均分，结果保留1位小数。分析：设置三个变量max和sum分别存储最高分和总分，初值为0。这是一个计数循环，需要执行5次循环体，每执行一次循环体，都要输入一个成绩score，先用sum计算累加和，后和max进行比较，如果score>max成立，则将该成绩赋值给max。经过5次循环后，sum中存储的是这5个成绩的总分，max中存储的是这5个成绩中的最大值。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){

inti;

floatscore,sum=0,max=0;

for(i=1;i<=5;i++)

{

scanf("%f",&score);

sum+=score;

if(score>max)

max=score;

}

printf("最高分为%.1f,平均分为%.1f",max,sum/5);

return0;}5.5do-while语句5.5.1do-while语句的格式do循环体语句;while(表达式);其中：（1）循环体语句部分可以是简单语句或复合语句。（2）表达式是循环条件，可以是任何类型表达式，表达式必须用()括起来。（3）为了和while循环区分，while(表达式）后一定要有“;”。5.5do-while语句5.5.2

do-while语句的执行过程do-while语句的执行过程如下：（1）执行循环体语句。（2）计算表达式的值，判断其为“真”（非0）或“假”（0）。若为“真”，继续执行循环体；若为“假”，则结束循环，执行do-while语句后面的语句。do-while语句的执行过程的流程图如右图：循环体语句表达式真假5.5do-while语句【例5-9】用do-while语句改写例5-1。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){inti,sum=0;i

=0;do{i++;sum+=i;}while(i

<100);printf("1+2+3+…+100=%d\n",sum);return0;}【例5-10】某部门发起捐款活动，每人捐款的金额不等，但总捐款金额达到1000元活动就截止。编写程序输出捐款人数和总金额。分析：根据题意，该循环次数不确定，为条件循环，需要在循环体内输入每个人的捐款金额，用sum进行累加和，如果总金额超过2000元，循环就结束，否则，继续执行循环体。程序如下：#include<stdio.h>intmain(){ inti=0,m,sum=0; do{ printf("请输入本次捐款金额："); scanf("%d",&m); sum=sum+m; i++; }while(sum<1000); printf("捐款人数：%d，总金额：%d",i,sum); return0;}5.5.4三种循环语句比较当程序中需要用到循环语句时，选择哪个循环语句和个人使用习惯有关，但一般来说有以下一些流行的风格。（1）while语句和for语句都可以用于计数循环和条件循环，但for语句更适合循环次数已知的计数循环。大多数情况下二者可以互相替换使用。（2）do-while语句与while语句可以互通使用，但do-while更适合于至少循环一次的情况。5.6循环跳转语句break和continue语句可以改变循环语句的程序流程。break语句用于强行结束循环；continue语句用于结束本次循环，转到条件表达式的判定语句上继续执行。有了这两个语句，循环的控制可以变得更加灵活。5.6.1break语句

break语句只能用在循环结构和switch语句中，在循环结构中的用法。break语句的一般形式如下：

break;break语句的功能为：在循环体中，当循环条件还未变为假时提前结束循环语句的执行，即强行退出循环，执行循环语句的下一条语句。通常break语句总是和if语句一起配合使用，即满足条件时便跳出循环。5.6.1break语句【例5-11】编写程序，多次循环计算圆面积，如果输入非数字半径则结束循环。#include<stdio.h>intmain(){floatr,s;while(1){

printf("输入半径（q退出）：");if(scanf("%f",&r)

!=1)

break;s

=3.14

*r

*r;

printf("圆面积：%.2f\n",s);}return0;}5.6.1break语句【例5-12】编写程序，输入一个正整数，判断其是否是一个素数。分析：素数又叫质数，是指只能被1和自己整除的大于1的正自然数。根据题意，判断一个大于1的正整数n是否为素数，需要将n循环除以从2到n-1的各个整数，如果有一个能整除，则不是素数，这时就不需要继续循环下去，用break跳出循环，如果整个循环结束全部都不能整除，则为素数。#include<stdio.h>intmain(void){ inti,flag=1,n; printf("请输入一个正整数："); scanf("%d",&n); for(i=2;i<=n-1;i++) {

if(n%i==0)

{flag=0;break;} } if(flag==0||n==1) printf("%d不是素数\n",n); else printf("%d是素数\n",n); return0;}5.6循环跳转语句5.6.2continue语句continue语句的作用是跳过循环体中continue后面的语句，继续下一次循环。continue语句只能出现在循环语句的循环体中。它的一般形式如下：continue;例如，右侧程序段的含义为：读入10个字符，换行符除外，其余显示出来。i=0;while(i<10){ch=getchar();if(ch=='\n')continue;putchar();i++;}5.6循环跳转语句【例5-13】编写程序，输出1~20以内的整数，逢3的倍数跳过。#include<stdio.h>intmain(){

inti;

for(i=1;i<=20;i++)

{

if(i%3==0)

continue;

printf("%-4d",i);

}

return0;}5.6循环跳转语句5.6.3goto语句goto语句的一般形式如下：goto语句标号;语句标号是一个有效的标识符，使用时在语句标号的后面跟一个“：”出现在函数中某语句的前面。它和goto语句必须在同一个函数内，当程序执行到goto语句时，就会跳转到该语句标号处，达到控制循环的目的。5.6循环跳转语句【例5-14】编程计算数列1+2+3+…+100的值，用goto语句实现。#include<stdio.h>intmain(){

inti=1,sum=0;

loop:if(i<=100){sum+=i;i++;gotoloop;}

printf("1+2+3+…+100=%d\n",sum);

return0;

}5.7多层循环在一个循环结构当中包含另一个循环结构，成为循环的嵌套，内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是多层循环。5.7.1多层循环的格式while(表达式){…for(表达式1;表达式2;表达式3){…}…}5.7多层循环三种循环语句（for、while、do-while）均可以互相嵌套形成多层循环结构。需要注意，内外层循环是完整的，相互之间不允许交叉。5.7.2多层循环的执行过程每执行一次外层循环，都要执行完内层循环体。以一个双层循环的程序为例，说明多层循环的执行过程。#include<stdio.h>intmain(){inti,j;for(i

=1;i

<=3;i++){for(j

=1;j

<=4;j++)printf("A");printf("\n");}return0;}5.7多层循环程序运行结果：本例中，i循环称为外层循环，j循环称为内层循环，因为它位于i循环的内部。外层循环控制输出几行，内层循环控制一行输出几列。本例输出3行4列。说明：如果break语句位于嵌套循环中，它只使程序跳出其所在的那一层循环；如果continue语句位于嵌套循环中，它只影响包含它的那一层循环。AAAAAAAAAAAA5.7多层循环5.7.3多层循环的使用【例5-16】根据输入的正整数n，在屏幕上输出n行如下的星型图形。分析：本例中需要循环输出n行，每一行输出的星型个数和行数i有关，如第3行输出3个，因此内层循环的条件是j<=i。程序如下：**********5.7多层循环5.7.3多层循环的使用【例5-16】根据输入的正整数n，在屏幕上输出n行如下的星型图形。分析：本例中需要循环输出n行，每一行输出的星型个数和行数i有关，如第3行输出3个，因此内层循环的条件是j<=i。程序如下：**********#include<stdio.h>intmain(void){

inti,j,n;

printf("请输入星星的行数:");

scanf("%d",&n);

for(i=1;i<=n;i++)

{

for(j=1;j<=i;j++)

printf("*");

printf("\n");

}

return0;}5.7.3多层循环的使用【例5-17】编程解决“百钱买百鸡”问题。我国古代数学家张丘建《算经》提过一个问题：“鸡翁一，值钱五；鸡母一，值钱三；鸡雏三，值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、雏各几只”。分析：（1）假设公鸡、母鸡和小鸡分别为变量a,b,c，三者满足如下关系：a+b+c=100a*5+b*3+c/3=100c%3==0。（2）本题可以使用双层循环，并且每一层都使用穷举法。第一层为穷举公鸡数量，第二层穷举母鸡数量，小鸡数量为100-a-b。（3）内层循环体内判断买三种鸡需要的钱数是否为100，即判断表达式a*5+b*3+c/3==100&&c%3==0是否成立，如果成立，则输出a,b,c的值。#include<stdio.h>intmain(){ inta,b,c,n; for(a=0;a<=100/5;a++) for(b=0;b<=100/3;b++) { c=100-a-b; if(a*5+b*3+c/3==100&&c%3==0) printf("公鸡%-3d母鸡%-3d小鸡%-3d\n",a,b,c); } return0;}5.8循环结构程序设计示例【例5-18】任意输入10个数，求正数的个数及正数和。#include<stdio.h>intmain(){inti,t

=0;floatx,s

=0;

printf("输入10个数：\n");for(i

=0;i<10;i++){scanf("%f",&x);if(x

>0){t++;s

=s+x;}}

printf("共有%d个正数，其和为%.2f\n",t,s);return0;}【例5-19】输出1900年到2000年的闰年，每5个换行（每个数字的宽度为6）。#include<stdio.h>intmain(){

inti;

intn=0;

for(i=1900;i<=2000;i++)

{

if((i%4==0&&i%100!=0)||(i%400==0))

{

printf("%-6d",i);

n++;

if(n%10==0)

printf