第三章基本结构(正式)

1、1,第3章 基本结构程序设计 主要内容：C语言的基本语句、程序的基本结构。 3.1 基本程序结构和结构化程序设计 科学家沃思（Nikiklaus Wirth）提出一个公式： 数据结构+算法=程序 数据结构：指对数据（操作对象）的描述。 算法：指对操作步骤的描述。 编写程序的本质： 对哪些数据进行什么样的一系列加工就可以达到目标。,2,3.1.1 算法 1算法：是解决问题的一系列操作步骤的集合。,例3.1 求解一元二次方程ax2+bx+c=0(a0)的两个根。 s1：输入数据 a,b,c s2：求根x1,x2 s3：输出结果 可以将求解算法(s2)进行细化设计如下： s2_1：输入数据 a,b,

2、c s2_2：求判别式d的值，d=b*b-4*a*c s2_3：判断：如果d=0，则按实根求法计算： x1=(-b+sqrt(d)/(2*a) x2=(-b-sqrt(d)/(2*a) 否则，按复根求法计算： 实部 r=-b/(2*a) 虚部 p=sqrt(-d)/(2*a),3,例3.2 依次读入30个学生成绩，输出平均成绩及最高成绩,具体算法描述： s1：0=i s2：0=sum，0=max s3：读入一个学生成绩存入score s4：i+1=i s5；sum+score=sum s6：如果score大于max，则score= max s7：如果i小于30，转移至s3 s8： sum/30

3、=average s9：打印average，max,s3,s4,s5,s6,s7这些步骤会被重复执行30次， 变量i用于统计已处理的学生人数 当i值小于30时，流程转至s3读下一个学生成绩 当i值等于30时，所有学生成绩处理完毕，到s8,s9输出结果。,4,3. 算法的特性 算法是解决问题逻辑思路的表述。 同一个问题有不同的解题方法和步骤，设计出不同的算法。 正确的算法应该具备以下特性。 有穷性：包含有限的操作步骤，不能无限制地执行下去; 确定性：算法中所描述的每个步骤都应该是明确的; 有若干个输入数据（0 n） 输入是指在算法执行过程中需要用户输入的信息; 有若干个输出数据（1 n） 一般地

4、，算法都有一个或多个输出数据，因为设计算法的目的就是进行数值运算或进行某种数据处理，给用户输出处理结果是必然的要求。 有效性 在一个算法中，要求每个步骤都能被有效地执行,5,3.1.2 算法的表示 流程图 起止框 处理框 判断框 输入输出框 流程线,6,3.1.3 程序的三种基本结构 结构化程序设计 基本思想：任何程序都可以用三种基本结构表示，限制使用无条件转移语句（goto） 结构化程序：由三种基本结构反复嵌套构成的程序叫 优点：结构清晰，易读，提高程序设计质量和效率 三种基本结构 顺序结构,7,选择结构,二分支选择结构,多分支选择结构,8,循环结构,当型循环结构,直到型循环结构,注：A,B

5、,A1.An可以是一个简单语句，也可以是一个基本结构,9,3.2 顺序结构程序设计 3.2.1 顺序执行语句概述 C程序是由语句组成，每个语句以分号结束。顺序结构的程序会按照语句书写的顺序执行； 语句分类： 控制语句: 控制程序执行流程 表达式语句 a=b+c+d; 函数调用语句：调用函数 空语句： 执行空操作 （只有一个分号） 复合语句： 执行一组语句 用把一些语句括起来，相当于一个语句 如： x1=-(-b+sqrt(d)/(2*a); x2=-(-b-sqrt(d)/(2*a); ,10,3.2.2 数据的输入输出 输入：指将数据送入计算机 输出：指将计算机处理的结果数据送出保存或显示出

6、来。 语言中，数据输入输出是由库函数完成。 使用库函数时，用预编译命令将有关“头文件”包括到源文件中。 标准输入输出库函数： “stdio.h”文件 源文件开头应有以下预编译命令： #include #include stdio.h (p219),11,1. putchar 函数（字符输出函数）,格式: putchar( c ) 参数: c为字符常量、变量或表达式 功能：把单个字符c输出到显示器上,#include main() int c; char a; c=65; a=B; putchar(c); putchar(n); putchar(a); ,运行结果：A B,例,12,输出表：要输

7、出的数据（可以没有，多个时以“,”分隔） 格式控制串：包含两种信息 格式说明：%修饰符格式字符，用于指定输出格式 普通字符或转义序列：原样输出 格式字符 d格式符：按十进制格式输出 f格式符：按实数格式输出 c格式符：以字符形式输出一个字符,格式：printf(“格式控制串”，输出表) 功能：按指定格式向显示器输出数据 返值：正常，返回输出字节数；出错，返回EOF(-1） 说明：标准库函数，函数原型在头文件“stdio.h”中,2. printf函数（格式输出函数）,13,1.d格式符 %d: 按整形数据的实际长度输出； %md:m为指定的输出字段的宽度，如数据的位数小于m,则左端补以空格，如

8、大于 m，则按实际位数输出； %ld:对长整形数据进行输出； 2.s格式符 %ms：输出的字符串占m列，如字符串本身长度大于m，则突破m的限制，将字符串全部输出，如串长小于m，则左补空格； %m.ns：输出占m列，但仅取字符串中左端n个字符，这n个字符输出在m列的右侧，左补空格； %-ms %-m.ns 3 f格式符 %f:整数部分全部输出，并输出6位小数；%m.nf: 指定占m列，其中有n位小数，如数值长度小于m，则左补空格。,14,格式:getchar( ) 功能：从键盘读一字符 返值：正常，返回读取的代码值；出错,返回EOF(-1),3. getchar函数（字符输入函数）,例,/*ch

9、3_4.c*/ #include main() int c; printf(Enter a character:); c=getchar(); printf(%c-hex%xn,c,c); ,运行结果： Enter a character:A A-hex41,15,格式: scanf(“格式控制串”，地址表） 功能：按指定格式从键盘读入数据，存入地址表指定的 存储单元中,并按回车键结束 返值：正常，返回输入数据个数 说明：标准库函数，函数原型在头文件“stdio.h”中,地址表：变量的地址，用取地址运算符 scanf(“%c”, 输入：m 则 a=m,例 float a scanf(“%f”,

10、 输入：3.14 则 a=3.140000,4.scanf函数 (格式输入函数),16,输入分隔符的指定 格式串中两个格式符间有分隔符； 格式串两个格式符无间隔字符，以空格、TAB或回车键作为分隔,例 scanf(“%d:%d:%d”, 输入 12:30:45 则12 h, 30 m, 45 s,例 scanf(“%d,%d”, printf(input a, b, c: ); scanf(%f, %f, %f, ,例3.9输入三角形边长，求面积,input a, b, c: 3,4,6 area= 5.33,18,例3.10 从键盘上输入一个字符，求出它的前导与后继字符，然后按由小到大的顺序

11、输出这些字符及ASCII字符。 注意： 字符的输入/输出函数，在程序包含头文件stdio.h. C语言中字符型和整型数据可以互通,#include void main() char c; int c1,c2; c=getchar(); c1=c-1;c2=c+1; printf(%c,%c,%cn,c1,c,c2); printf(%d,%d,%dn,c1,c,c2); ,19,3.3 选择结构 选择结构：根据条件决定执行两组或多组操作中的一组。 二路分支 if else 语句 多路分支 switch语句 3.3.1 关系运算和逻辑运算 条件：是一个关系表达式或者逻辑表达式 结果是逻辑值：真或

12、假， 用整数1表示“真”，用整数0表示“假”。 1.关系运算 关系运算是一种比较运算，有六个用于进行比较的运算符， 大于 = 大于等于 小于 = 小于等于 = = 等于 ! = 不等于,20,说明： 六个关系运算符都是双目运算符， 如： int a=2,b=3; a100 结果为假。 关系运算运算对象为字符数据，比较按其ASCII码进行 如： 表达式：ab 值为假,21,与数学表达式的区别,(3) 运算符的优先级问题,z=i*i+j*j100 结果为0 z变量的值为0,如: 3x100 数学解释 判断x是否在区间(3,100)之内 C语言解释 按从左向右的次序进行计算 如 x=0 关系运算(3

13、x)的结果取得值0 0100的运算结果为1 整个表达式结果为1,22,2.逻辑运算符与逻辑表达式 由逻辑运算符连接两个（可为一个）运算对象而形成的式子称为逻辑表达式。 在C语言中有三个逻辑运算符 b=0.5; x=0.3; 则 a=x=b的值为,0,例 int i=1, j=7,a; a=i+(j%4!=0); 则a=,2,例 a0 结果为 A100 结果为,1,0,A 65 a 97 附录一,25,3.3.2 if/else 语句形式： if (表达式) 语句1 else 语句2 执行流程： 表达式值真（非0）时，执行语句1； 否则，执行语句2， 无论执行了哪一路分支之后，都执行if的下一条

14、语句；,例 if(xy) max=x; else max=y;,26,1不带else的if语句 形式： if (表达式) 语句 执行过程： 表达式为真（非0）时，执行其后的语句，然后执行if的下一个语句， 否则直接执行if的下一个语句。,例： if(xy) printf(“%d”,x);,27,if语句嵌套： 一般形式：,28,例 输入两数并判断其大小关系,/*ch4_4.c*/ #include void main() int x,y; printf(Enter integer x,y:); scanf(%d,%d, ,运行：Enter integer x,y:12,23 XY Enter

15、integer x,y:12,12 X=Y,29,if else 配对原则：缺省 时，else总是和它上面离它最近的未配对的if配对,30,3.3.4 条件运算符与条件表达式 条件表达式:实现简单的二路分支结构。 格式： 表达式1？表达式2:表达式3 是C语言中唯一的三目运算符，它要求三个运算对象。 表达式1：一般为逻辑表达式 意义：如果表达式1为真（非0），条件表达式取表达式2的值 如果表达式1为假（0）， 条件表达式取表达式3的值。 如：max=(ab)?a:b,例 (a=b)?Y:N (x%2=1)?1:0 (x=0)?x:-x (c=a break; case E2: 语句组 2; b

16、reak; . case En: 语句组 n; break; default: 语句组 ; break; ,执行过程：,32,说明： E1,E2,En是常量表达式,且值必须互不相同 语句标号作用，必须用break跳出 case后可包含多个可执行语句，且不必加 switch可嵌套 多个case可共用一组执行语句,如： case A: case B: case C: printf(“score60n”); break; .,33,/*ch4_5.c*/ #include void main() int c; printf(Enter m or n or h or other:); c=getcha

17、r(); switch(c) case m: printf(nGood morning!n);break; case n: printf(nGood night!n); break; case h: printf(nHello!n); break; default : printf(n?n); break; ,例 根据输入字母输出字符串,34,例 switch(score) case 5: printf(“Very good!”); case 4: printf(“Good!”); case 3: printf(“Pass!”); case 2: printf(“Fail!”); defaul

18、t : printf(“data error!”); ,运行结果：score为5时，输出： Very good! Good! Pass! Fail! data error!,35,例 #include void main() int x=1,y=0,a=0,b=0; switch(x) case 1: switch(y) case 0: a+; break; case 1: b+; break; case 2: a+;b+; break; case 3: a+;b+; printf(na=%d,b=%dn,a,b); ,运行结果：a=2,b=1,36,3.4 循环结构程序设计 循环结构是重要的

19、程序结构，它是指对某段程序的重复执行。C语言中提供了三种循环控制语句 while语句 do-while语句 for 语句,37,3.4.1 while语句 while语句用来实现当某个条件满足时，对一段程序进行重复执行的操作（当型循环）。 while语句的一般格式： while （表达式） 语句 当表达式的值为真（非零）时，重复执行语句，直到表达式的值为假，跳出循环。 说明：如果需要重复执行的部分（循环体）为多条语句，则需要构成一个复合语句。,38,例用while循环求1100的和,#include void main() int i,sum=0; i=1; while(i=100) sum+

20、=i; i+; printf(%dn,sum); ,sum=0+1 sum=1+2=3 sum=3+3=6 sum=6+4 sum=4950+100=5050,39,例3.15 计算并输出 , lnx，其中x=1,2,10。,40,例3.16 输入若干个学生成绩，输入-1表示结束，求平均成绩。,用while语句书写的程序如下 #include void main() int i,score,sum=0; i=0; printf(please input score:n); scanf(%d, ,41,在while循环中特别需要注意： 1、防止“死循环”的发生 在循环体中一定要有使得循环逐渐趋向

21、于结束的语句。 例如，在上面的例3.15中，x+； 2、正确使用复合语句 当循环体中包含两个以上的语句时，需要用花括号将这些语句括起来，如例3.15中所示，构成一个复合语句。如果丢掉了这个花括号，编译系统也不会检查出语法错误，因为它可以认为：y=exp(x);这一个语句是需要重复执行的，这样，就客观上造成了“死循环”。,42,例 显示110的平方,/* #include void main() int i=1 ; while(i=10) printf(%d*%d=%dn,i,i,i*i); i+; ,运行结果： 1*1=1 2*2=4 3*3=9 4*4=16 5*5=25 6*6=36 7*

22、7=49 8*8=64 9*9=81 10*10=100,43,3.4.2 do-while语句 一般形式是： do 语句 while (表达式) 执行语句，当表达式为真时(直到型循环)。具体的执行过程是：先执行do之后的语句，然后判断while中的表达式是否为真，若为真，则继续循环，否则，跳出循环（while下面的语句）。,44,例 用dowhile循环求 1100 的和,#include void main() int i,sum=0; i=1; do sum+=i; i+; while(i=100); printf(%dn,sum); ,45,特点：先执行循环体，后判断表达式 说明： 至

23、少执行一次循环体 dowhile可转化成while结构,46,例 while和dowhile比较,#include void main() int i,sum=0; scanf(%d, ,#include void main() int i,sum=0; scanf(%d, ,47,3.4.3 for 语句 for语句是应用最为广泛的循环语句，for 语句的一般形式为： for(表达式1；表达式2；表达式3) 语句 表达式1：循环进行初始化，即给循环的控制变量赋初值。 表达式2：一个逻辑表达式，其作用是给出是否继续循环的条件，如果该表达式为真，则循环继续进行；否则跳出循环。 表达式3：对于循环

24、控制变量进行增量或减量运算的表达式，它使得在有限次数内，循环可以正常结束。 语句：需要重复执行的部分，称为循环体。,48,for语句 一般形式：,for(expr1 ; expr2 ; expr3) 循环体语句；,执行流程：,49,说明： for中expr1, expr2 ,expr3 类型任意可省略，分号；不可省 无限循环: for( ; ; ) for语句可以转换成while结构,expr1; while(expr2) 循环体语句； expr3; ,for(expr1; expr2 ； expr3) 循环体语句； ,50,例 循环嵌套，输出九九表,#include void main()

25、int i,j; for(i=1;i10;i+) printf(%4d,i); printf(n-n); for(i=1;i10;i+) for(j=1;j10;j+) printf(j=9)?%4dn:%4d,i*j); ,3.4.4 循环嵌套 循环嵌套是在一个循环的循环体中又包含另一个循环语句。,51,for(i=1;i10;i+) for(j=1;j10;j+) printf(j=9)?%4dn:%4d,i*j);,52,循环的嵌套 三种循环可互相嵌套,层数不限 外层循环可包含两个以上内循环,但不能相互交叉 嵌套循环的执行流程,(1) while() while() . ,(2) do

26、do while( ); . while( );,(3) while() do while( ); . ,(4) for( ; ;) do while(); while() . ,嵌套循环的跳转从外层跳入内层 跳入同层的另一循环 向上跳转,53,3.4.5 break语句和continue语句 1.break语句 break语句在C程序中只能出现在两种场合 其一:用于switch语句中，其作用是跳出switch语句； 其二:是用于循环语句，作用是提前结束循环的执行,54,例3.21 打印出3100之间的所有素数。 #include #include void main() int m,i,k,

27、n=0,flag; for (m=3;m=100;m=m+2) k=sqrt(m); flag=1; for(i=2;i=k;i+) if (m%i=0) flag=0; break; if (flag=1) printf(%5d,m); n=n+1; if (n%10=0) printf(n); printf(n); ,55,2. continue语句 形式： continue ； 只能用于循环语句的循环体中 作用是使执行流程跳过循环体中continue下面的语句，即提前结束本次循环，开始下一次循环。 在while 和do-while语句中，执行continue语句就立即测试是否继续循环的条件。 在for语句中，执行continue语句后，先执行递增表达式3，然后测试继续循环的条件