C语言程序设计框图.ppt
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1、第3章控制结构,返回总目录,目录,3.1程序结构框图,3.2二分支结构,3.3多分支结构,3.6习题三,3.4循环结构,3.5break与continue语句,返回总目录,基本要求:)熟悉C语言的程序结构框图;)熟悉C语言的二分支结构、多分支结构和循环结构;)熟练掌握结构化程序设计方法。学习重点:)流程图、N-S图、循环结构;)结构化程序设计方法。,3.1程序结构框图,自然语言描述,程序设计的关键是算法。算法是实际问题求解步骤的描述。有了正确有效的算法,就可以用任何一种计算机语言编写程序,解决各种问题。算法可采用自然语言、流程图或N-S图等进行描述。自然语言描述:用人们日常所使用的语言(如英语
2、、汉语)进行算法的描述。,返回目录,3.1程序结构框图,自然语言描述,例3.2求s=1+2+3+100之和。解题思路要将1100累加到s变量上去,如果采用先初始化变量s=0,然后用语句序列s=s+1;s=s+2;则要重复写100个加法赋值语句,很显然,这种算法不可取。改用下述算法。算法步骤:(1)设s=0,n=0;(2)变量n值加1,即n=n+1;(3)将n加到变量s中,即s=s+n;(4)如果n值小于100,返回去执行第2步。否则执行第5步;(5)输出s变量的值。,3.1程序结构框图,流程图,流程图是一种传统的算法描述方法,它用几种不同的几何图来代表不同性质的操作;用流程线来指示算法的执行方
3、向.用流程图表示的算法简单直观,容易转化成相应的语言程序。,3.1程序结构框图,流程图,表示算法的开始或结束;,表示数据的输入和输出;在实际中输入输出也常用矩形框表示。,用来对给定的条件进行判断,根据条件成立与否来决定其后的操作,它有一个入口和两个出口;,用来表示一般的数据处理;,表示算法执行流程;,用来链接画在不同地点的流程图。,常用流程图符号,3.1程序结构框图,流程图,例3.4 将例3.2中的算法用流程图表示,如下图所示。,3.1程序结构框图,NS图,N-S图是程序算法的另一种图形表示,它是由美国人I.Nassi和B.Shneiderman共同提出来的,其依据是:因为任何算法都是由顺序结
4、构、分支(选择)结构、循环结构这三种结构所组成,所以可以不需要各结构之间的流程线,全部算法写在一个矩形框内,矩形框内由顺序、选择、循环三种结构组成。,3.1程序结构框图,NS图,3种基本结构的NS图,顺序结构:它是按照语句出现的先后顺序依次执行的。如上图所示,先执行A模块,再执行B模块。,分支结构:它是根据给定条件进行判断,选择其中的一个分支执行。如上图所示,P表示条件,当P成立时执行分支A模块,否则执行分支B模块。,当型循环:当条件满足时,重复执行某一操作。如上图所示,当条件P为“真”时,反复执行A模块操作,直到P为“假”时才终止循环,继续执行循环后面的语句。,直到型循环:它是先执行循环体操
5、作,再判断条件,如果条件满足,则继续执行循环体操作,直到条件不满足时,才退出循环。如上图所示,首先执行A模块操作,然后再判断给定的条件P是否成立,如果成立,反复执行A模块操作,直到条件P不成立。,3.1程序结构框图,NS图,例3.6 将例3.2中的算法用N-S图表示,如下图所示。,3.1程序结构框图,结构化程序设计,结构化程序设计的基本思想是:任何程序都由顺序结构、分支结构和循环结构这三种基本结构组成。结构化程序:由3种基本结构经过反复组合、嵌套构成的程序。结构化程序设计方法:自顶向下,逐步细化模块化设计结构化编码,3.1程序结构框图,结构化程序设计,结构化程序设计具有以下特点:一个程序单元由
6、顺序、分支、循环这3种基本结构组成。3种基本结构经过反复嵌套,可以表示任何复杂的算法。一个大的程序由若干个不同功能的小模块组成。每个小模块只有一个入口和一个出口。程序中不能有无穷循环(死循环)。程序中不能有在任何条件下都执行不到的语句(死语句)。用结构化思想设计出来的计算机程序,具有清晰的模块界面,因此,在书写程序时,我们应根据逻辑结构和层次深度的不同,采用缩进对齐的方式,将程序模块写在不同的位置,这样可以提高程序的可读性,有助于调试程序,找出程序的逻辑错误。,3.1程序结构框图,结构化程序的语句,表达式语句:由“表达式分号”构成。如赋值语句、函数调用语句。空语句:只由一个分号构成。空语句执行
7、不产生任何动作,常用于循环体中。控制语句:完成一定的程序流程控制功能。如if-else,switch-case,for,while,do-while,break,continue,goto,return。复合语句:由一对大括号括起来的一条或多条语句。被括起来的语句可以是这4类的任何一类语句,常用于函数体或循环体。,3.2二分支结构,二分支if语句,基本形式:if(表达式)语句1;else 语句2;例如:if(xy)printf(“max=%d”,x);else printf(“max=%d”,y);,返回目录,3.2二分支结构,二分支if语句,例3.7求两个整数x、y中较大的数,并赋给变量ma
8、x。解题思路x、y值由输入函数输入,根据其大小判断,大的赋给max变量。其N-S图如图3.8所示,可以编写如下程序。#includemain()int x,y,max;printf(Input x,y=);scanf(%d,%d,3.2二分支结构,不平衡if语句,基本形式:if(表达式)语句;例如:if(xy)printf(“max=%d”,x);,3.2二分支结构,不平衡if语句,例3.8设计一个程序,从键盘输入3个整数,按由小到大的顺序输出。解题思路三个整数x、y、z,两两比较,始终保持x的值最小,z的值最大,不满足此条件,则其值进行交换。基N-S图如图3.10所示,可以编写出程序如下:#
9、includemain()int x,y,z,temp;printf(Input x,y,z=);scanf(%d,%d,%d,3.2二分支结构,if语句的嵌套,嵌套的一般形式,3.2二分支结构,if语句的嵌套,例3.11计算分段函数的值:,3.2二分支结构,if语句的嵌套,#include#include main()float x,y;scanf(%f,例3.11计算分段函数的值:,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,3.2二分支结构,if语句的嵌套,通过“if语句的嵌套”可实现“多分支结构”,3.2二分支结构,if语句的嵌套,示例:if(a
10、=b)if(b=c)printf(“a=b=c”);else printf(“a!=b”);,修改:if(a=b)if(b=c)printf(“a=b=c”);else printf(“a!=b”);,实现if else 正确配对方法:加,3.3多分支结构,多分支switch语句,if 语句的嵌套实现多分支:如果分支较多,则嵌套的if语句层数就越多,程序不但冗长而且理解也比较困难。因此,C语言又提供了一种专门用于处理多分支结构的条件选择语句,称为switch语句,又称开关语句。,返回目录,3.3多分支结构,多分支switch语句,switch语句(开关语句)一般形式:,switch(表达式)c
11、ase 常量表达式1:语句组 1;break;case常量表达式2:语句组 2;break;.case常量表达式n:语句组 n;break;default:语句组n+1;break;,3.3多分支结构,多分支switch语句,switch语句(开关语句)执行过程:,说明:switch后面的表达式的值类型可以是整型、字符型或枚举型。当表达式的值与某个case中的常量表达式的值相等时,就执行相应的case后的语句序列,直到遇到break语句或到达switch结构末尾。多个连续的case语句可以共用一个语句序列。case 后的不同常量表达式的值不能相等。break的作用是改变程序在switch结构中
12、的执行流程,将程序流程跳出switch语句,转到switch语句后的下一条语句去执行。switch语句中允许嵌套switch语句。,3.3多分支结构,多分支switch语句,例3.14从键盘输入一学生成绩,判断学生成绩等级。如果成绩在90100分,等级为“A”,成绩在8089分,等级为“B”,成绩在7079分,等级为“C”,成绩在6069分,等级为“D”,成绩小于60分,等级为“E”。main()int score;char grade;printf(“Input students score:”);scanf(“%d”,&score);switch(score/10)case 10:case
13、 9:grade=A;break;case 8:grade=B;break;case 7:grade=C;break;case 6:grade=D;break;default:grade=E;printf(“The students grade is%cn”,grade);,3.3多分支结构,多分支switch语句,表达式score/10的值为10和9时共用相同的语句序列。,3.3多分支结构,多分支结构综合举例,例3.15计算分段函数的值:,下面使用4种不同的方法实现该程序,以展现C语言多分支结构的风格。,3.3多分支结构,多分支结构综合举例,(1)使用不嵌套的if语句编程:#include
14、main()float x,y;scanf(“%f”,&x);if(x=40)y=40+x;printf(“y=%5.2fn”,y);,3.3多分支结构,多分支结构综合举例,(2)使用嵌套的if语句编程:#include main()float x,y;scanf(“%f”,&x);if(x=0)if(x=10)if(x=20)if(x=40)y=40+x;else y=0.5*x+20;else y=10;elsey=x;else y=0;printf(“y=%5.2fn”,y);,3.3多分支结构,多分支结构综合举例,(3)使用ifelse形式编程:#include main()float
15、 x,y;scanf(“%f”,&x);if(x0)y=0;else if(x10)y=x;else if(x20)y=10;else if(x40)y=0.5*x+20;else y=40+x;printf(“y=%5.2fn”,y);,3.3多分支结构,多分支结构综合举例,(4)使用switch语句编程:#include main()float x,y;int z;scanf(“%f”,&x);z=(int)(x/10);if(x0)z=-1;switch(z)case 1:y=0;break;case 0:y=x;break;case 1:y=10;break;case 2:case 3
16、:y=0.5*x+20;break;default:y=40+x;printf(“y=%5.2fn”,y);,返回目录,3.4循环结构,引例,例3.16求s=1+2+3+100之和。解题思路设变量s存储累加和,其初值为0,变量n作为循环变量,其值由1变化到100,将n的每一个值累加到s变量,则可以实现上述算法。(利用目前所学知识能编写如下程序)#include main()int s=0,n=0;n=n+1;s=s+n;n=n+1;s=s+n;printf(“s=%dn”,s);,在上例中,n=n+1;和s=s+n;两语句会在程序中反复出现100次,使程序变得很长。为解决这一问题,C语言引入了
17、循环结构。C语言中实现循环结构的语句有for语句、while语句和dowhile语句。,3.4循环结构,for语句,for语句的一般形式for(表达式1;表达式2;表达式3)循环体;例如:for(s=0,n=1;n=100;n+)s=s+n;,for语句的执行过程(1)计算表达式1;(2)计算表达式2,若其值为非0,则执行第3步;若为0,则转向第6步执行;(3)执行循环体;(4)计算表达式3;(5)跳转到第2步继续执行;(6)终止循环,执行for语句后的下一条语句。,3.4循环结构,for语句,例3.17例3.16用for语句实现,程序如下:#include main()int s,n;for
18、(s=0,n=1;n=100;n+)s=s+n;printf(“s=%dn”,s);,3.4循环结构,for语句,for语句的说明,3.4循环结构,(1)在for语句中,若表达式1缺省,则必须将表达式1作为语句安排在for语句之前。,例3.17例3.16用for语句实现,可以编写如下程序:#include main()int s,n;s=0;n=1;for(;n=100;n+)s=s+n;printf(“s=%dn”,s);,for语句,for语句的说明,3.4循环结构,(2)在for语句中,若表达式2缺省,则系统默认循环控制条件为真(非0值),此时,如果不在循环体中加其它语句进行控制,循环将
19、无限制进行下去,即出现死循环。,例3.17例3.16用for语句实现,可以编写如下程序:#include main()int s,n;for(s=0,n=1;;n+)if(n100)break;s=s+n;printf(“s=%dn”,s);,for语句,for语句的说明,3.4循环结构,(3)在for语句中,若表达式3缺省,可将它的语句放在循环体的最后。,例3.17例3.16用for语句实现,可以编写如下程序:#include main()int s,n;for(s=0,n=1;n=100;)s=s+n;n+;printf(“s=%dn”,s);,for语句,for语句的说明,3.4循环结构
20、,(4)在for语句中三个表达式都可以缺省,但其中的两个分号不可省。,例3.17例3.16用for语句实现,可以编写如下程序:#include main()int s=0,n=1;for(;)s=s+n;n=n+1;if(n100)break;printf(“s=%dn”,s);,for语句,for语句的说明,3.4循环结构,(5)循环体可以为空语句,但必须有分号(即循环为空语句),例3.17例3.16用for语句实现,可以编写如下程序:#include main()int s,n;for(s=0,n=1;n=100;s=s+n,n+);printf(“s=%dn”,s);,for语句,思考与
21、练习:例3.16用for语句实现,相应的程序在前面已经例举了多种方法,请同学们试用其他可能的方法编写程序。另外,例3.16还可以用while语句、do-while语句、if+goto等方法实现。这说明,对于某个实际的编程问题,可以编写出很多种程序来解决同一问题。所以,对我们初学者来说,关键是要多学习、勤练习,熟则能生巧,到时,编写起程序来就游刃有余了!加油吧!,3.4循环结构,for语句,3.4循环结构,while语句,while语句的一般形式while(表达式)循环体;例如:int n,s;n=1;s=0;while(n=100)s=s+n;n+;,3.4循环结构,while语句,while
22、语句的执行过程首先计算和判断表达式的值,如果表达式的值为“真”(非0),则执行循环体,然后程序转回去再计算和判断表达式的值,直到表达式的值为“假”(0),终止while循环,继续执行while语句后的下一语句。,3.4循环结构,while语句,示例例3.16用while语句实现,可以编写如下程序:#include main()int s,n;s=0;n=1;while(n=100)s=s+n;n+;printf(“s=%dn”,s);,3.4循环结构,dowhile语句,dowhile语句的一般形式do循环体;while(表达式)例如:int n=1,s=0;dos=s+n;n+;while(
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