第5章 循环结构程序设计.ppt

1、第5章 循环结构程序设计,掌握循环结构的基本特点 掌握3种循环语句：for语句、while语句和do-while语句 学会利用for语句、while语句和do-while语句设计简单的循环程序 了解goto语句构成的循环,5.1 案例：一次有趣的投币游戏,5.1.1 游戏规则,5.1.2 问题的解决,游戏的开始首先游戏中的投币数和投币箱我们分别用变量i和s来存储。游戏之前，执行以下两条语句： s = 0;/*投币箱开始必须是空的*/ i = 1;/*投币数开始是1*/ 游戏的进行每次的投币操作都可以看成以下两条语句的执行： s = s + i; /*第i个人投币i 枚*/ i = i + 1;

2、 /*第i+1个人准备投币*/ 将以上两条语句运行100次就完成了任务，就相当于投币100次。 游戏的结束 还有个重要的问题就是，游戏什么时候结束？很显然，当第100个人投币结束，游戏结束，即只要i=100，游戏继续进行，否则结束。,5.1.2 问题的解决,s=0; /* 盒子开始为空*/ i=1; /* 第1次投币*/ while(i=100) /* 100次投币*/ s=s+i; /* 投入i 枚硬币到s中*/ i=i+1; /* 计算下次投币数 */ ,循环结构语句,for 循环 while 循环 do-while 循环,5.2 while循环,while循环通过while语句实现。wh

3、ile循环又称为“当型”循环。 一般格式为： while (表达式) 语句 其中，括号后面的语句可以是一条语句，也可以是复合语句。它们都称为循环体。 while语句的执行过程为： (1) 计算并判断表达式的值。若值为0，则结束循环，退出while语句；若值为非0，则执行循环体 (2) 转步骤(1),5.2 while循环,流程图,【例5-1】计算s=1+2+3+100。,#include void main() int i,s; i=1;s=0; while(i=100) /* 循环控制 */ s=s+i; i=i+1; printf(s=%dn,s); ,注意:,循环体包括一条或多条语句，多

4、条语句必须用一对花括号“”括起来。 合理的循环是有限次循环。如果循环不能退出，则称为“死循环”，在程序设计中应该避免出现。 控制循环执行的次数因素包括循环中的循环条件、控制循环的主要变量的初值和终值以及每次变化的幅度等。 例如，上例中i有效地控制了循环的运行，i从1循环到100，每次加1，循环运行了100次，i也可以称为循环变量。,注意:,如果只有一个循环变量，而且循环变量每次有固定的增加和减少，则循环的次数可以用以下公式计算： 循环次数 = (终值-初值)/ 步长 + 1 步长为循环变量每次增加或减少的值，例如，上例循环次数为：(1001)/1 + 1，即100次。 步长可以为负数。,【例5

5、-2】计算1到100之间所有3的倍数的和。,#include void main() int i,s; i=3;s=0; while(i=99) s=s+i; i=i+3; printf(s=%dn,s); ,5.3 do-while循环,do-while循环，又称为“直到型”循环,用do-while语句来实现，其一般格式为： do 语句 while(表达式); do-while语句的执行过程为：先执行循环体语句再判断表达式的值。若值为0，则结束循环，退出do-while语句；若值为非0，则继续执行循环体。,5.3 do-while循环,流程图,【例5-3】计算s=1+2+3+100。,#in

6、clude void main() int i,s; i=1;s=0; do s=s+i; i=i+1; while(i=100); printf(s=%dn,s); ,do-while循环和while循环可以完成相同的任务。例如上面的程序都可以计算出1到100的数的和。 do-while循环的循环条件的判断在循环体的后面，所以和while循环有区别，例如下面的两个程序： int i=1;s=0;int i=1,s=0; while（i1）do s=s+i; s=s+i; i=i+1; i=i+1; while(i1); printf（s=%dn,s）;printf(s=%dn,s); 左边的

7、程序运行结果为:s=0 右边的程序运行结果为:s=1。,5.4 for循环,for循环是循环的一种标准形式，通过for语句实现，其语法如下： for（;） 表达式，通常用于循环的初始化。包括循环变量的赋初值、其他变量的准备等； 表达式，循环的条件判断式，如果为空则相当于真值； 表达式，通常设计为循环的调整部分，主要是循环变量的变化部分； 循环体，由一条或多条语句构成，多条语句需要用一对花括号括起来。,5.4 for循环,【例5-4】计算s=1+2+3+100。,#include void main() int i,s; for(i=1,s=0;i=100;i+) s = s + i; prin

8、tf(s=%dn,s); ,for循环可以用以下while循环代替： ; while () ; ; 表达式可以是多个表达式构成的逗号表达式，例如i=1,s=0;。 、构成循环的控制部分，3个表达式之间用分号分隔。 表达式可以放在for循环的前面，但后面的分号不能少，例如： ;for（; ）;,表达式也可以省略，相当于始终为真值，从而构成无条件循环，循环将不能终止，需要采取其他措施。 表达式也可以省略，但作为循环变量的调整功能不能缺少，可以在循环体中完成，例如下面的for循环。 for (i=1,s=0;i=100;) s = s + i+; 如果表达式和都省略的话，相当于while循环，例如下

9、面的程序形式： i=1,s=0; for (;i=100;) /*相当于 while(i=100)*/ s = s + i+;,、均省略，即： for (;) ; 相当于while (1) ;。循环的所有控制和计算功能都必须在循环体中完成，这样的循环适合于随机退出循环程序的情况。 表达式也可以省略，但必须至少保留一个分号，即： for (;) ; 一个分号即是一条空语句。 如果、均省略，即如以下形式： for (;); 这将构成一个死循环。,5.5 案例：倒数的求和,#include void main() int i; double s=0; /*s需要定义为double型 */ for(i

10、=1;i=99;i=i+2)/* 先计算: */ s = s + 1.0/i;/* 1.0/i不能写成1/i*/ for(i=2;i=100;i=i+2)/* 再计算: */ s = s 1.0/i; printf(s=%fn,s); ,#include void main() int i; double s=0; /*s需要定义为double型 */ for(i=1;i=100;i+) if(i %2 = 1) s = s + 1.0/i;/*i是奇数时加1.0/i */ else s = s -1.0/i;/*i是偶数时减1.0/i */ printf(s=%lfn,s); ,#inclu

11、de void main() int i; double s; /*s需要定义为double型 */ double flag=1; /*double型的flag用于处理符号问题 */ for(i=1,s=0;i=100;i+) s = s+flag*1.0/i;/*用flag处理符号问题*/ flag = - flag;/*下一次flag由1变成-1，或者由-1变成1*/ printf(s=%lfn,s); ,5.6 循环嵌套,（1）while () while () （2）for (;) for (;) （3）do do while (); while ();,（4）while () for

12、 (;) （5）for (;) while (;) （6）do for (;); while ();,【例5-6】计算s=1+(1+2)+(1+2+3)+ (1+2+3+4) + (1+2+3+4+5),#include void main() int i,j,s; for(i=1,s=0;i=5;i+) for(j=1;j=i;j+) printf(“i=%d,j=%d,s=%dn”,i,j,s); s=s+j; printf(s=%dn,s); ,可以删除,【例5-6】计算s=1+(1+2)+(1+2+3)+ (1+2+3+4) + (1+2+3+4+5),5.7 break语句、cont

13、inue语句和goto语句,5.7.1 break语句 switch结构中可以用break语句跳出结构去执行switch语句的下一条语句。实际上，break语句也可以用来从循环体中跳出，常常和if语句配合使用。例如： for（i=1;i100）break; 当变量i100时退出循环。 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。,5.6 break语句、continue语句和goto语句,5.7.2 continue语句 与break语句退出循环不同的是，continue语句只结束本次循环，接着进行下一次循环的判断，如果满足循环条件，继续循环，否则退出循环。 5.7.

14、3 goto语句 goto语句为无条件转向语句，形式为： goto 语句标号 语句标号用标识符表示，命名规则同变量名。,【例5.7】阅读下面程序，写出运行结果。,5.8 案例：阶乘的计算,【例5-8】计算s=12348。 #include void main() int i; long s; for(i=1,s=1;i=8;i+) s = s * i; printf(s=%ldn,s); ,计算阶乘的方法与求和差不多，但需要注意以下几点： 求和时累加器s初始化为0，求阶乘时累乘器初始化为1。 求和时用s=s+i,求阶乘时用s=s*i。 由于阶乘的值很容易放大，所以数据类型定义为long型，输出

15、的时候用%ld。,5.9 案例：输出星号组成的图形,5.9 案例：输出星号组成的图形,回顾：循环变量的功能 控制循环 作为循环体中算法的引用变量,for(i=0;i100;i+) s=s+i;,for(i=1;i=100;i+) s=s+i;,for(i=1,j=1;i=100;i+) s=s+j; j=j+1; ,for(i=0;i100;i+) s=s+i+1;,0+1+2+99,1+2+3+100,1+2+3+100,1+2+3+100,for(i=2,j=1;i=200;i=i+2) s=s+j; j=j+1; ,控制,控制 + 引用,5.9 案例：输出星号组成的图形,分析,for(i

16、=1;i=4;i+) /*控制输出4行*/ for(j=1;j=i-1;j+) printf();/*输出i-1个空格*/ for(j=1;j=2*i-1;j+) printf(*);/*输出2*i-1个星号*/ printf(n); /*输出一行后换行*/ ,5.9 案例：输出星号组成的图形,完整的程序 #include void main() int i,j; /*行数从1到5*/ for (i=1;i=5;i+) for (j=1;j=i-1;j+) printf();/*代表空格*/ for (j=1;j=i;j+) printf(*); printf(n); /* 每输出一行需要换行

17、 */ ,j循环从1到i-1，共i-1次循环,每次打印1个空格,共输出i-1个空格,j循环从1到i，共i次循环,每次打印1个星号,共输出i个星号,5.10 案例：计算100以内的素数之和,【分析】 从定义来判断，除了1和本身之外，没有其他因子，所以程序的任务是依次判断1到100之间所有的数是否为素数，如果是，将其累加。最后输出累加的和。 需要嵌套的循环，外循环控制产生1到100的数的循环，循环变量的值也正是内循环需要判断的对象；内循环首先判断当前的循环变量的值是否为素数，是则累加。循环结束后输出累加的和。,5.10 案例：计算100以内的素数之和,#include void main() in

18、t i,j,s=0; for(i=2;ii-1) /* i是素数，因为2 i-1没有i的因子 */ s=s+i; printf(%dn,s); 以上程序中j=i-1也可以改成j=i/2或j=sqrt(i)。,判断方法与实现,5.11 案例：计算Fibonacci数列前20项的和,Fibonacci数列的特点是：前两个数为1和1，从第3个数开始，每个数都是前面两个数的和，即： F1=1,F2=1 （n=1或2） Fn=Fn-1+Fn-2 （n=3） 很显然，Fibonacci数列依次为：1,1,2,3,5,8,13,21,34,5.11 案例：计算Fibonacci数列前20项的和,#inclu

19、de void main() int f1,f2,f; int i;long s; f1=f2=1;s=f1+f2; for(i=1;i=18;i+) f=f1+f2; /*得到一个新数*/ s=s+f; f1=f2; /*重置两个数*/ f2=f; printf(%ldn,s); ,5.12 循环的阅读和技巧,不管是什么循环语句，循环的准备循环条件循环的调整循环体这四个部分通常都存在,5.12 循环的阅读和技巧,变量跟踪,5.13 案例：日历的打印,【例5-11】输入2012年的某个月份，打印该月份的日历。 #include main() int i; int month; int firs

20、t=0;/*2012年的1月1日是星期天*/ int daysmonth;/*用来记录该月有多少天*/ printf(Year is 2012,Please input the month:); scanf(%d,5.13 案例：日历的打印,for(i=1;i=month;i+) switch(i) case 2 :daysmonth = 29;break; case 4: case 6: case 9: case 11:daysmonth = 30;break; default:daysmonth = 31;break;/*其他月份都是31天*/ if(imonth)/*及时调整该月的1号对应的星期,0表示星期天*/ first = (first+daysmonth) % 7; ,5.13 案例：日历的打印,printf(Year:2012,Month:%d,First:%dn,month,first);