《高级语言程序设计教学课件》第4章循环结构.ppt

第四章 循环结构,2,结构化程序设计的三种控制结构,顺序结构选择结构循环结构,3,顺序结构,A,B,4,P,A,B,T,F,选择结构,P,A,T,F,5,P=1,A1,P=2,A2,P=n,An,F,T,T,T,F,F,F,选择结构,6,循环结构,P,A,T,F,P,A,T,F,7,学习目标,while语句dowhile语句for语句,8,内容,4.1 循环结构概述4.2 while循环4.3 do-while循环4.4 for循环4.5 循环的嵌套4.6 循环的中途退出4.7 算法举例,9,4.1 循环结构概述,【例4-1】从键盘上随机的输入10个数，输出其中最大数模仿【例3-6】从键盘上随机的输入三个数，输出最大数,10,【例3-6】从键盘上随机的输入三个数，输出最大数,#include void main(void)int a,b,c,max;printf(输入三个数:);scanf(%d%d%d,11,【例4-1】从键盘上随机的输入10个数，输出其中最大数,#include void main(void)int a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,max;printf(“输入10个数:);scanf(%d%d%d%d%d%d%d%d%d%d,12,if(a1max)max=a1;if(a2max)max=a2;if(a3max)max=a3;if(a4max)max=a4;if(a5max)max=a5;if(a6max)max=a6;if(a7max)max=a7;if(a8max)max=a8;if(a9max)max=a9;printf(%d 是最大数n,max);,13,【例4-1】从键盘上随机的输入10个数，输出其中最大数,#include void main()int x,max,n=1;scanf(%d,用循环程序实现,14,14,循环结构特点,在给定条件成立时，反复执行某程序段，直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。,15,C语言中，实现循环的语句,1用 while 语句2用 do-while 语句3用 for 语句4用 goto 语句和 if 语句构造循环,16,while(表达式)语句,4.2 while循环,while语句一般形式执行流程,17,while循环特点,先判断表达式，后执行循环体说明：循环体有可能一次也不执行（当循环条件不满足）while语句中的表达式可以是任何表达式，常用的是关系表达式和逻辑表达式，只要表达式的值为真（非0）即可继续循环,#include main()int i=1,sum=0;while(i=5)sum=sum+i;i+;printf(%d,sum);,18,【例】用while循环求,i sum 0 sum=0+1=1 i+2 1 sum=1+2=3 i+3 3 sum=3+3=6 i+4 6 sum=6+4=10 i+5 10 sum=10+5=15 i+6 15,1+2+3+100?,100,循环变量初值,循环变量终值,循环变量增值,19,注 意,当循环体包含一个以上的语句时，应该用花括弧括起来，以复合语句形式出现。如果不加花括弧，while语句的执行范围只到while后面的第一个分号处,while(i=100)；sum=sum+i;i+;,while(i=100)sum=sum+i;i+;,while(i=100)sum=sum+i;i+;,20,main()int i,sum=0;i=1;while(i=100)sum=sum+i;i+;printf(%d,sum);,【例4-2】求前n个数的平方和,n;,scanf(%d,n,*i;,printf(n=%d,sum=%d,n,sum);,输入一个整数n：5n=0,sum=55Press any key to continue,输入一个整数n：0n=0,sum=0Press any key to continue,21,【例4-1】从键盘上随机的输入10个数，输出其中最大数。使用while语句完成,#include void main()int x,max,n=1;scanf(%d,while(n10),22,根据上例：输入10个整数，求其中正数的个数及其平均值,main()int a,i=0,n=0,sum=0;float aver;while(i 0)sum=sum+a;n+;aver=(float)sum/n;printf(n=%d,aver=%f,n,aver);,23,#include void main()int i=1;float jc=1;while(i=10)jc=jc*i;i+;printf(%10.0fn,jc);,#include void main()int i=1,n;float jc=1;scanf(%d,例求 10!,例任意输入n,求 n!,24,#include void main()int letter=0;char ch;ch=getchar();while(ch!=n)letter+;ch=getchar();printf(“有%d个字符n,letter);,P97例5-3从键盘输入一行字符，以n结束,统计输入的字符个数。,25,【例4-3】猴子吃桃子问题：猴子第一天摘下若干个桃子，当即吃了一半，还不过瘾，又多吃了一个。第二天早上又将剩下的桃子吃掉一半，又多吃了一个。以后每天早上都吃了前一天剩下的一半零一个。到第10天早上想再吃时，见只剩下一个桃子了。求第一天共摘了多少个桃子。,设第n天还剩个桃子Xn，Xn和Xn-1的关系？Xn=Xn-1/2 1Xn-1=(Xn+1)2,26,Xn-1=(Xn+1)2X9=(X10+1)2X8=(X9+1)2X1=(X2+1)2能不能设较少的变量仍然可以求出X1呢?,X1=(X2+1)2X2=X1,？,27,#include main()int day,x1,x2;day=9;x2=1;while(day 0)x1=(x2+1)*2;x2=x1;day-;printf(The total is%dn,x1);,28,附加 条件运算符和条件表达式,一般形式：exp1?exp2:exp3执行过程功能：相当于条件语句条件运算符可嵌套如 x0?1:x0?-1:0,例 if(ab)printf(%d,a);else printf(%d,b);,printf(%d,ab?a:b);,例 求 a+|b|value=b0?a+b:a-b;,29,结合方向：自右向左如:x0?1:x0?1:(x0?-1:0)exp1、exp2、exp3类型可不同，表达式结果的类型取精度较高的类型,例 x?a:b/x=0,表达式值为b;x0,表达式值为a xy?1:1.5/xy,值为1.0;x=y,值为1.5,30,【例4-4】输入两个正整数a和b，求其最大公约数,几个自然数公有的约数，叫做这几个数的公约数。其中最大的就是最大公约数。方法1定义法具体步骤：STEP1 从键盘上输入m,n,求k=mn?m:n；STEP2 如果m%k=0且n%k=0，则k为最大公约数STEP3 否则，k-,继续STEP2直到满足条件为止方法2辗转相除法方法3相减法,31,【例4-4】输入两个正整数m和n，求其最大公约数,#include void main()int k,m,n;printf(请输入2个数:);scanf(%d%d,请输入2个数:32 12最大公约数:4Press any key to continue,32,【例4-5】将一个大于1的正整数分解成质因数。例如：输入90，打印出 90=2*3*3*5,题目分析：为了将n分解成质因数，应先找到一个最小的质数k，然后按下述步骤完成：STEP1 如果n=k，则说明分解质因数的过程已经结束，输出即可STEP2 如果n!=k，但n能被k整除，则应打印出k的值，并用n除以k的商,作为新的正整数n，重复执行STEP1STEP3 如果n不能被k整除，则用k+1作为新的k,重复执行STEP1,33,#include void main()int n,k=2;printf(please input a number:);scanf(%d,34,1.while(0).由于循环的条件表达式恒等于0，循环体永远也不会执行，是编程者的错误。2.while(1).由于循环的条件表达式恒等于1，所以不可能通过循环控制条件来结束循环体的执行，称为“死循环”。3.为了保证循环正常运行，应该特别注意：循环条件 循环条件的初始状态（初始值）i=1;循环体内部对控制条件的影响 i+;,While 使用注意,35,do 语句while(表达式);,4.3 do-while循环,Do-while语句一般形式执行流程,36,特点：先执行循环体，后判断表达式说明：至少执行一次循环体dowhile可转化成while结构,37,【例4-6】从键盘输入一个整数，计算它的位数。例如：输入12345，输出5；输入-123，输出3，输入0，输出1。,12345,38,#include void main(void)long number;int count=0;printf(“Please enter a number:);scanf(“%ld”,39,main()int number，count=0;scanf(“%d”,例：输入一个整数，反序输出该数。如输入12345，输出54321。,12345%10=512345/10=1234,1234%10=41234/10=123,123%10=3123/10=12,12%10=212/10=1,1%10=11/10=0,40,【例4-7】用格里高利公式求的近似值。要求精确到最后一项的绝对值小于1e-5。,格里高利公式为：分子 flag：1，-1，1，-1分母 n：1，3，5，7，.项 item=flag/n,41,#include#include void main()double pi=0,item;int n=1,flag=1;do item=flag*1.0/n;pi=pi+item;n=n+2;flag=-flag;while(fabs(item)1e-5);pi=pi*4;printf(pi=%lfn,pi);,42,#include main()int i,sum=0;scanf(%d,#include main()int i,sum=0;scanf(%d,while和dowhile比较:,1 sum=55,1 sum=55,11 sum=0,11 sum=11,43,for(exp1;exp2;exp3)statement,4.4 for循环,for语句一般形式执行流程,44,for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值)循环体语句；,for语句一般应用形式,45,说明for语句中exp1,exp2,exp3类型任意，都可省略，但分号；不可省略无限循环:for(;)for语句可以转换成while结构,for(exp1;exp2;exp3)循环体语句；,exp1;while(exp2)循环体语句；exp3;,46,【例4-8】计算s=1+2+3+.+99+100,#include void main()int i,s=0;for(i=1;i=100;i+)s=s+i;printf(s=%d,n=%dn,s,i);,47,【例4-9】用for语句实现，从0开始，输出n个连续的偶数,#include void main()int i,n;printf(input n:);scanf(%d,#include void main()int a=0,n;printf(input n:);scanf(%d,48,【例4-10】打印出所有“水仙花数”。所谓“水仙花数”是指一个三位数，其各位数字立方和等于该数本身如：153是一个“水仙花数”，因为153=135333,题目分析：利用for循环检验100-999中的每一个三位数对于每个三位数分解出个位、十位、百位数，然后判断它是否为“水仙花数”。设n为一个三位数，i、j、k分别为百位，十位和个位，怎样获得i、j、k呢？,49,#include void main()int i,j,k,n;printf(water flower number is:);,50,for(n=100;n1000;n+)i=n/100;j=n/10%10;k=n%10;if(n=i*i*i+j*j*j+k*k*k)printf(%-5d,n);printf(n);,51,【例4-11】有一分数序列：2/1，3/2，5/3，8/5，3/8，.，求出这个数列的前20项之和,题目分析：,a=a+bb=a,t=a,t,52,#include void main()int n,t,number=20;float a=2,b=1,s=0;for(n=1;n=number;n+)s=s+a/b;t=a;a=a+b;b=t;printf(sum is%9.6fn,s);,53,几种循环的比较,for和while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、do-while、for可以相互替换使用。通常使用情况while语句多用于循环次数不定的情况。for语句多用于循环次数固定的情况。do-while语句多用于至少要运行一次的循环控制,54,（3）用for循环语句#include void main()int s=0,i;for(i=1;i=10;i+)s=s+i;printf(s=%d,s);,54,【例4-12】求s=1+2+3+10，分别用三种循环语句实现，比较他们的异同。,（2）用dowhile循环#include void main()int s=0,i=1;do s=s+i;i+;while(i=10);printf(s=%d,s);,（1）用while循环#include void main()int s=0,i=1;while(i=10)s=s+i;i+;printf(s=%d,s);,55,4.5 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,(1)while()while().,(2)do do while();.while();,(3)while()do while();.,56,main()int i,j,k;printf(i j kn);for(i=0;i2;i+)for(j=0;j2;j+)for(k=0;k2;k+)printf(%d%d%dn,i,j,k);,【例4-13】分析程序的运行结果,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0,0,1,0,1,1,1,0,1,1,1,i,j,k,57,【例4-14】打印出乘法九九表,58,找一找 i和j的规律行i从19，即i(1i9)列j从1i，即j(1ji),59,#include main()int i,j;for(i=1;i=9;i+)for(j=1;j=i;j+)printf(%d*%d=%-3dt,j,i,j*i);printf(n);,60,【例4-15】两个乒乓球队进行比赛，各出三人。甲队为a、b、c三人，乙队为x、y、z三人。已抽签决定比赛名单。有人向队员打听比赛的名单。a说他不和x比，c说他不和x、z比，请编程序找出三对比赛选手的名单。,题目分析分别用三个字符变量i、j、k表示甲队a、b、c三人的对手用穷举法把所有的情况列出来，把a、b、c三人对手是同一个人的情况排除，再把a的对手是x，c的对手是x和z的情况排除。,61,#include void main()char i,j,k;for(i=x;i=z;i+)for(j=x;j=z;j+)for(k=x;k=z;k+)if(i!=j,62,例 用循环打印出如下的图形,*,1、简化问题1i51j52、稍复杂一点1i51ji3、再复杂一点1i51j5-i,*,*,63,#include main()int i,j,k;for(i=1;i=5;i+)for(j=1;j=5-i;j+)printf();for(j=1;j=i;j+)printf(*);printf(n);,打印第i行的空格,打印第i行的星号,打印第i行的换行符,64,4.6循环的中途退出,break语句中止语句功能：在循环语句和switch语句中,终止并跳出循环体或开关体说明：break只能终止并跳出最近一层的结构Break只能用于循环语句或switch语句,65,exp,F,T,while,break;,break;,break;,66,67,void main()int n;for(n=1;n=10;n+)if(n%2=0)break;printf(“%5d”,n);,运行结果为：1,写出程序的运行结果,68,【例4-16】从键盘上输入一个正整数n，判断n是否为素数。,分析素数：只能被1和它本身整除的自然数Step1 先输入任意一个正整数nStep2 令除数i从2n-1取值，检查i能否被n整除，若整除则不用继续检查了，否则继续Step2Step3 若in-1,则表明任意i都不能整除n，则n是素数，否则n不是素数,69,#include void main()int n,i;printf(please input a number:);scanf(%d,70,程序改进,为了提高程序的执行效率，缩小检验区间检验区间：,2n-1,2sqrt(n),71,#include#include void main()int n,i;printf(please input a number:);scanf(%d,sqrt(n);,72,continue语句中断语句功能：结束本次循环，跳过循环体中尚未执行的语句，进行下一次是否执行循环体的判断仅用于循环语句中,73,假(0),exp3,continue;,continue;,continue;,74,void main()int n;for(n=1;n=10;n+)if(n%2=0)continue;printf(“%5d”,n);,break;,运行结果为：1 3 5 7 9,运行结果为：1,写出程序的运行结果,75,【例4-17】输出能被3和7整除的三位正整数,#include void main()int i;for(i=100;i1000;i+)if(i%3!=0)continue;if(i%7!=0)continue;printf(%d,i);printf(n);,76,4.7算法举例,穷举法递推法迭代法,77,穷举法,基本思想：对问题的所有可能状态一一测试，直到找到解或将全部可能状态都测试过为止穷举法是一种重复型算法，通常使用循环穷举法的关键数学模型适宜进行穷举的数学模型决定程序是否正确穷举的范围明确的穷举终止条件决定穷举的效率，范围过大，则效率太低,78,【例4-18】百钱买百鸡，这是一个经典的不定方程的求解问题。其问题如下：公鸡5元一只；母鸡3元一只；小鸡一元3只。问：用100元钱买100只鸡，公鸡、母鸡、小鸡各买多少只?,题目分析：设:要买x只公鸡，y只母鸡，z只小鸡列出方程为：x+y+z=100 5x+3y+z/3=100,5,3,1/3,0 x200y330z100(z必须是3的倍数),79,#include void main()int x,y,z,n=0;printf(序号 公鸡 母鸡 小鸡n);for(x=0;x=20;x+)for(y=0;y=33;y+)z=100-x-y;if(15*x+9*y+z=300)printf(%4d%4d%4d%4dn,+n,x,y,z);,80,递推法,基本思想是从已知的初始条件出发，逐步推出题目所要求的各中间结果和最后结果的算法,81,【例4-19】求n！,题目分析：n！=1*2*3*n=n*(n-1)！;我们首先求出1！；计算2*1!，则推出2！；进一步推出3！、4！n！,82,#include void main()int i,n;double fact=1;printf(请输入n：);scanf(%d,83,【例4-20】打印出Fibonacci数列的前20项,1 1 2 3 5 8 13,F1,F2,F3,F1,F2,f3=f1+f2f1=f2f2=f3,84,#include void main()int f1=1,f2=1,f3,i;printf(%10d%10d,f1,f2);for(i=3;i=20;i+)f3=f1+f2;printf(%10d,f3);if(i%5=0)printf(n);f1=f2;f2=f3;,85,迭代法,迭代法是常用的数值计算方法，所谓的迭代是指重复执行一组语句，在每次执行这组语句时，都从变量的原值推出它的一个新值,86,【例4-21】利用牛顿迭代法求方程在1.5附近的根,xk+1=xk-f(xk)/f(xk),87,x0,f(x0),x1,0,x2,0,x1,f(x1),在曲线上取一个初始点(x0,f(x0)，过点(x0,f(x0)作函数f(x)曲线的切线与x轴交于(x1,0)则切线的斜率为：f(x0)=f(x0)/(x0-x1)，x1=x0-f(x0)/f(x0)，显然，所得到的x1更接近于方程的根,继续过点(x1,f(x1)作f(x)的曲线的切线，与x轴相交于x2,则x2=x1-f(x1)/f(x1)，重复上述过程，可得迭代公式：xk+1=xk-f(xk)/f(xk)。,当给定根的初始值x0和允许误差后，就可以根据以上迭代公式得到一个符合误差要求的近似实根,88,#include#include void main()double x0,x1=1.5,f0,f1;do x0=x1;f0=2*x0*x0*x0-4*x0*x0+3*x0-6;f1=6*x0*x0-8*x0+3;x1=x0-f0/f1;while(fabs(x0-x1)1e-6);printf(x=%fn,x1);,x1=x0-f(x0)/f(x0),89,使用循环时应注意,不要在for、while后随便加；for(i=0;i100;i+);printf(%d,i);在循环体中不要任意修改循环变量 for(i=0;i10;i+)sumsum+i;i=5;,