第5章-循环结构.ppt

1、第5章 循环结构程序设计,C 语言程序设计,2020/8/3,2,本章主要内容,while循环控制 do-while循环控制 for循环控制 用goto语句实现循环控制（略） 循环结构中的跳转语句 循环的嵌套 循环结构程序设计举例,2020/8/3,3,5.1 while循环控制,语句一般格式 while （表达式） 语句,一般为关系表达式或逻辑表达式，也可以是C语言其他类型的合法表达式 用来控制循环体是否执行,称为内嵌语句，可以是基本语句、控制语句，也可以是复合语句 是循环重复执行的部分,2020/8/3,4,功能：,计算表达式的值，为非0（逻辑真）时，重复执行内嵌语句，每执行一次，就判断一

2、次表达式的值，直到表达式的值为0 时结束循环，转去执行while后面的语句。,循环控制条件,循环体,2020/8/3,5,例如：,【例5.1】编写程序，求100个自然数的和 即： s=1+2+3+ +100,思路：寻找加数与求和的规律,加数i从1变到100，每循环一次，使i增1，直到i的值超过100。i的初值设为1。 求和设变量 sum 存放和，循环求sum=sum+i，直至i超过100。,2020/8/3,6,算法和程序：,main( ) int i,sum; i=1; sum=0; while (i=100) sum=sum+i; i+; printf(sum=%dn,sum); ,程序输

3、出结果： sum=5050,i: 循环控制变量 sum: 累加器,2020/8/3,7,注意：,如果while的 (表达式) 值为0，则循环体一次也不执行 (例如当i的初值=101) 。 在循环体中必须有使循环趋向结束的操作，否则循环将无限进行（死循环）。 循环体如果包含一个以上语句，可以用，否则，只到while后面第一个分号处。 在循环体中，语句的先后位置必须符合逻辑，否则会影响运算结果。,8,2020/8/3,思考程序段的输出？ while (i=100) i+; sum=sum+i; ,运行后，输出： sum=5150 原因是什么？,2020/8/3,9,注意（续）：,为了保证循环正常运

4、行，应该特别注意： 循环控制条件的描述 控制条件的初始状态（初始值） 循环体内部对控制条件的影响,10,2020/8/3,注意：循环控制变量值在循环体内必须有所改变。,例如: i=1; while (i=100) putchar(*); i+;,这个循环永远不会结束,因为循环控制变量i没有在循环体内被改变，i+; 不属于循环语句。,i+应该在循环体内改变:,i=1; while (i=100) putchar(*); i+; ,11,2020/8/3,分析程序的运行结果 #include main() int num=0; while(num=2) num+; printf(“%dn”,num

5、+); ,2020/8/3,12,5.2 do-while语句,语句一般格式 do 语句 while （表达式）； 功能： 先执行内嵌语句（循环体），之后计算表达式的值，不为0（逻辑真）时，再执行循环体并判断条件，直到表达式的值为 0 结束循环，转去执行while下面的语句。,2020/8/3,13,do-while循环的算法,N-S结构图,main( ) int i=1,sum=0; do sum=sum+i; i+; while (i=100); printf(%dn,sum); ,用do-while语句 求100个自然数的和,2020/8/3,14,说明：,while和do-while都

6、能实现循环控制，while结构程序通常都可以转换成do-while结构,区别： do- while 语句先执行循环体再判断条件，循环体至少执行一次； while 语句先判断条件再执行循环体，循环体有可能一次也不执行 dowhile循环体中一定要有能使表达式值趋于0的操作(如i+)，否则会出现死循环。,2020/8/3,15,算法和程序：1+2+100,main( ) int i,sum; i=1; sum=0; do sum=sum+i; i+; while (i=100); printf(sum=%dn,sum); ,程序输出结果： sum=5050,16,2020/8/3,以下程序的执行结

7、果是_ #include main() int x; x=-1; do x=x*x; while(!x); ,2020/8/3,17,5.3 for语句,语句一般格式 for (表达式1;表达式2;表达式3) 语句,功能： 计算表达式1的值，再判断表达式2，如果其值为非0（逻辑真），则执行内嵌语句(循环体)，并计算表达式3；之后再去判断表达式2，一直到其值为0时结束循环，执行后续语句。,循环初始条件,循环控制条件,循环体,2020/8/3,18,for语句的算法,例如： main( ) int i,sum; sum=0; for ( i=1; i=100; i+) sum=sum+i; pri

8、ntf(sum=%dn,sum); ,可部分或全部省略，但“;”不可省略,2020/8/3,19,省略for语句的表达式, 表达式1、2、3全省略，即： for ( ; ; ) 就等同于：while (1)，会无限循环（死循环）,注意：在省略某个表达式时，应在适当位置进行循环控制的必要操作，以保证循环的正确执行, 省略表达式1和表达式3，即： for（；表达式2；） 就等同于：while（ 表达式2 ） 省略表达式2，即： for（表达式1； ；表达式3） 就等同于：表达式1; while(1)表达式3;,2020/8/3,20,例如：, i=1; for ( ; i100) for (i=1

9、; i100) i+; ,2020/8/3,21,说明：,所有用 while 语句实现的循环都可以用for 语句实现。,等价于：,for(表达式1；表达式2 ；表达式3) 语句；,表达式1； while （表达式2） 语句； 表达式3； ,22,2020/8/3,例: 求 1+2 +100,#includemain()int i,s=0; / *s清0 */ for(i=1;i=100;i+) s=s+i; printf(“s=%d”,i;),2020/8/3,23,for语句的简单应用,【例】求n! ，即计算p=123n的值。,思路：求阶乘与求累加的运算处理过程类似，只要将“+”变为“*”。

10、,设置： 乘数i ，初值为1，终值为n（n是循环控制终值，需要从键盘输入） 累乘器 p ，每次循环令p = p*i,2020/8/3,24,程序：,#include stdio.h main( ) int i, n; float p; p=1; printf(Enter n:); scanf(%d, ,思考： 如何输出1!, 2!, , n! ？ 如何求s =1!+ 2!+ + n! ？,2020/8/3,25,熟悉几个循环语句,while (!x) x+; 当 x=0 时，执行循环体x+;,while (c=getchar( ) != n) n=n+1; n 称为计数器，作用是统计输入字符的

11、个数 while (num+5); 先执行循环体x*=-3，再判断条件(x5) for (n=0; n26; n+) printf(%c , n+A); 作用是输出26个大写字母 for (sum=0, i=1; i=100; sum=sum+i, i+=2) ; 作用是计算100以内的奇数和,2020/8/3,26,几种循环语句的比较,while和do-while语句的表达式只有一个，for语句有三个。 while 和for先判断循环条件后执行循环体，do-while语句先执行循环体后判断循环条件。,while语句多用于循环次数不定的情况 do-while语句多用于至少要运行一次的情况 fo

12、r语句多用于要赋初值或循环次数固定的情况,2020/8/3,27,5.4 用goto语句实现循环,有兴趣的同学自学 不提倡使用goto语句,注意： goto语句能实现程序无条件转移，为编程提供了便利。但是无限制地使用，会破坏程序的结构化程度。因此应限制使用。,2020/8/3,28,5.5 循环结构中的跳转语句,有如下三种语句实现跳转： continue语句 break语句 goto语句 在循环语句的循环体中使用，可以进行循环的流程控制,2020/8/3,29,5.5.1 continue语句及应用,功能： 中断循环体的本次执行（即跳过循环体中尚未执行的语句），立即开始执行下一次循环。,whi

13、le语句,do-while语句,for语句,2020/8/3,30,例如：, int x,n=0,s=0; while (n10) scanf(%d, int x,n=0,s=0; do scanf(%d, for (n=0,s=0; n10; n+) scanf(%d, ,2020/8/3,31,应用举例,【例】把100200之间能被7整除的数，以十个数为一行的形式输出，最后输出一共有多少个这样的数。,2020/8/3,32,算法和程序,main( ) int n,j=0; for(n=100;n=200;n+) if (n%7!=0) continue; printf(%6d,n); j+

14、; if (j%10=0) printf(“n”); /*每输出十个数换行*/ printf( n j=%dn,j); ,2020/8/3,33,5.5.2 循环中break的应用,功能： 利用break语句能够强迫终止本层循环，转到后续语句执行。,while语句,do-while语句,for语句,2020/8/3,34,例如：, int x,n=0,s=0; while (n10) scanf(%d, int x,n=0,s=0; do scanf(%d, for (n=0,s=0; n10; n+ ) scanf(%d, ,2020/8/3,35,5.6 循环的嵌套,如果循环语句的循环体内

15、又包含了另一条循环语句，则称为循环的嵌套 例如： #include main( ) int i, j; for ( i=1; i10; i+ ) for ( j=1; j=i; j+ ) printf (j=i)?%4dn:%4d,i*j); ,外循环语句,内循环语句,2020/8/3,36,注意：,while、do-while、for循环语句可以并列，也可以相互嵌套，但要层次清楚，不能出现交叉。 多重循环程序执行时，外层循环每执行一次，内层循环都需要循环执行多次。 例如：,for(a=1;a=10;a+) for (b=0;b=5;b+) ,外循环执行了10次，内循环执行6次 循环正常结束时

16、，内循环共执行了106=60次,37,2020/8/3,00 01 02 03 04 05 10 11 12 13 14 15 20 21 22 23 24 25 30 31 32 33 34 35 40 41 42 43 44 45 50 51 52 53 54 55,输出结果：,执行语句段： for(i=0;i6;i+) for(j=0;j6;j+) printf(“%3d %3d”,i,j); putchar(n);,38,2020/8/3,循环嵌套举例,问题:输出图形 * * * * * *,39,2020/8/3,分析: 一共6行, 每行的 *数目与行号相同 算法: 行用 i 表示

17、, 当 i = 6 do 输出 i 个 * 换行 ,int i,j; for ( i=1; i7; i+) printf(n); for (j=1; j=i; j+ ) putchar(*); ,40,2020/8/3,循环嵌套举例,问题:输出图形 * * * *,41,2020/8/3,循环嵌套,分析: 一共4行， 第i行输出的空格数为: (7-i+1)/2 第i行输出 i*2-1个*， 算法: 当 i = 7 do 输出 (7-i+1)/2个空格 ; 输出i 个 * 换行 ; i+=2 ; ,42,2020/8/3,main() int i,j; for ( i=1; i=7; i+=2)

18、 printf(“n”); for (j=1;j=(7-i+1)/2 ; j+) putchar( ); /*输出 (7-i+1)/2个空格*/ for (j=1;j=i;j+ ) putchar(*); /* 输出i 个 * */ ,43,2020/8/3,以下程序执行后的输出结果是_ #include main() int i,j,k; for(i=1;i=6;i+) for(j=1;j=20-2*i;j+) printf(“ ”); for(k=1;k=i;k+) printf(“%4d”,i); printf(“n”); ,2020/8/3,44,5.7 循环结构综合举例,【例】按每行

19、输出5个数的形式输出Fibonacci数列的前20项 。,思路：Fibonacci数列的前几项是：1、1、2、3、5、8、13、21、34、。此数列的变化规律是：,设变量f1、f2和f3，并为f1和f2赋初值1，令f3=f1+f2得到第3项； 将f1f2， f2f3，再求f3=f1+f2得到第4项； 依此类推求第5项、第6项,这是一种递推算法 应采用循环实现,2020/8/3,45,算法和程序,#define N 20 main( ) int i,f1,f2,f3; f1=f2=1; printf(n%8d%8d,f1,f2); for (i=3; i=N; i+) f3=f1+f2; f1=

20、f2; f2=f3; printf(%8d,f3); if (i%5=0) printf(n); ,2020/8/3,46,举例2,【例】判断输入的某个数m是否为素数。若是素数，输出“YES”，若不是，输出“NO”。,思路：素数是指只能被1和它本身整除的数，如5、7、11、17、等。,分别用2、3、，m-1尝试能否整除整数m。如果m能被某个数整除，则m就不是素数。,这是一种穷举算法 设除数为j，从2循环到m-1,2020/8/3,47,算法和程序：,#include math.h main( ) int j,m,k; printf(Enter an integer number: ); sca

21、nf(%d, ,2020/8/3,48,程序的优化,对于穷举法来说，为了提高程序的效率，就要减少尝试次数。,#include math.h main( ) int j,m,k; printf(Enter an integer number: ); scanf(%d, ,思考：如何输出100200中所有的素数,2020/8/3,49,举例3,【例】输入一个正整数n，计算并输出1+1/2+1/3+.+1/n的值。,#include main( ) int n, i; float t, s; scanf(“%d”, ,2020/8/3,50,举例4,【例】编程序求210000以内的完全数。,完全数：

22、一个数的因子（除了这个数本身）之和等于该数本身。,思路： 设定i从2变到10000，对每个i找到其因子和s； 判定 is？若相等，则i为完全数，否则不是。,例如：6的因子是1、2、3，因子和 1+2+36 因此 6 是完全数,使用穷举算法 用双层循环实现,2020/8/3,51,算法和程序：,main( ) int i,j,s; for (i=2; i=10000; i+) s=0; for (j=1; ji; j+) if (i%j=0) s+=j; if (i=s) printf(%6dn,s); ,2020/8/3,52,举例5,【例】编程序，输出以下图形。,* * * *,一共有4 行

23、，每行由空格和星号组成：空格数按行增加，星号按行减少 变量 i 控制输出行数， 从1变化到4 变量 j 控制输出每行的空格： j 从1变化到 i，每次输出一个空格 变量 k控制输出每行的星号： k从1变化到 8-2*i1，每次输出一个星号,使用双重循环实现,思路：,2020/8/3,53,算法和程序：,main( ) int i,j; for (i=1; i=4; i+) for (j=1; j=i; j+) printf( ); for (j=1;j=8-(2*i-1);j+) printf(*); printf(n); ,思考： 如何输出10行图形？ 输出图形向右平移20个字符位置，应如何

24、修改程序？,2020/8/3,54,【例】用辗转相除法求m和n的最大公约数,2020/8/3,55,算法和程序：,main( ) int m,n,r; scanf(%d, %d, ,程序运行情况如下： 24, 60 12,56,2020/8/3,综合练习： 1、求水仙花数：如：153=1*1*1+5*5*5+3*3*3,57,2020/8/3,#include main()int i,a,b,c; for(i=100;i=999;i+) a=i/100;b=i/10-a*10;c=i-b*10-a*100; if(i=a*a*a+b*b*b+c*c*c)printf(“%d=%d*%d*%d+

25、%d*%d*%d+%d*%d*%dn”, i,a,a,a,b,b,b,c,c,c); ,解答：,58,2020/8/3,2、已知四位数a2b3能被23整除，求此四位数。,59,2020/8/3,#includemain()int a,b,n; for (a=1;a=9;a+) for(b=0;b=9;b+) n=a*1000+200+b*10+3; if(n%23=0)printf(“n=%d2%d3n”,a,b); ,解答：,60,2020/8/3,3、将正偶数n分解为两个素数之和。,61,2020/8/3,#include #includemain()int a,b,c,d;scanf(“

26、%d”, ,解答：,62,2020/8/3,4、将输入的数字字串（回车结束）转换为对应的整数。,63,2020/8/3,#include #includemain()char c=getchar();int n,s=0; while(c!=n) if(isdigit(c)n=c-0;s=10*s+n; /*高位应*10*/ c=getchar(); printf(“s=%dn”,s); ,解答：,64,2020/8/3,写程序：输出10以内的加法表；(s4-4.c),65,2020/8/3,编写程序：求的值。(s4-5.c),66,2020/8/3,鸡兔共有30只，脚90只，编程计算鸡兔各有多

27、少只。(s4-7.c) 提示：设有鸡x只，则兔只有30-x只，循环0-15次，即可求得。,67,2020/8/3,计算e=1+1/1!+1/2!+1/3!+1/N！(s4-8.c) 精度为1E-6（即1/N！1 E-6 就停止循环）,68,2020/8/3,编写程序，输出以下图形：(s4-9.c) 提示：在图形的上半部，每行中输出的空格数和字符数随着行的下移而减少和增加，故可通过两个for循环控制每行输出的空格数和字符数。用一个大循环（包含上面的两个循环）控制不同行的输出。 For (.) /*从第一行到最后一行*/ for () printf(); /*输出若干空格*/ for () pri

28、ntf(); /*输出若干字符*/ printf(); /*换行*/,循环结构,C 语言程序设计,课堂练习,70,选择题：,1. 语句while (!E); 括号中的表达式!E等价于_ 。 A）E=0 B）E!=1 C）E!=0 D）E=1 2. 执行语句for (i=1;i+4;) ; 后变量i的值是_。 A）3 B）4 C）5 D）不确定 3. 以下程序段的循环次数是_ 。 for (i=2; i=0; ) printf(“%d” , i-) ; A）无限次 B）0次 C）1次 D）2次,71,4. 有程序段 int k=2; while (k=0) printf(“%d”,k);k-;

29、则下面描述中正确的是_ 。 A）while循环执行10次 B）循环是无限循环 C）循环题语句一次也不执行 D）循环体语句执行一次,72,5.下面程序的输出结果是_。 main ( ) int x=9; for (; x0; x-) if (x%3=0) printf(“%d”,-x); continue ; A）741 B）852 C）963 D）875421,73,6.下述程序段的运行结果是_。 int a=1,b=2, c=3, t; while (abc) t=a; a=b; b=t; c-; printf(“%d,%d,%d”,a,b,c); A）1,2,0 B）2,1,0 C）1,2,1 D）2,1,1,74,7. 下面程序的输出结果是_ 。 main ( ) int k=0,m=0,i,j; for (i=0; i2; i+) for (j=0; j3; j+) k+ ; k-=j ; m = i+j ; printf(“k=%d,m=%d”,k,m) ; A）k=0,m=3 B）k=0,m=5 C）k=1,m=3 D）k=1,m=5,75,8. 以下for循环的执行次数是_。 for (x=0,y=0; (y=123) A）无限循环 B）循