c语言程序设计(包云)第5章循环结构程序设计.ppt

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1、第5章 循环结构程序设计,5.1 为什么需要循环控制5.2 用while语句实现循环5.3 用do-while语句实现循环5.4 用for 语句实现循环5.5 循环的嵌套5.6 几种循环的比较5.7 改变循环执行的状态5.8 循环程序举例,5.1为什么需要循环控制,在日常生活中或是在程序所处理的问题中常常遇到需要重复处理的问题要向计算机输入全班50个学生的成绩分别统计全班50个学生的平均成绩求30个整数之和教师检查30个学生的成绩是否及格,5.1为什么需要循环控制,例如：全班有50个学生，统计各学生三门课的平均成绩。,scanf(“%f,%f,%f”,输入学生1的三门课成绩，并计算平均值后输出

2、,scanf(“%f,%f,%f”,输入学生2的三门课成绩，并计算平均值后输出,要对50个学生进行相同操作,重复50次,大多数的应用程序都会包含循环结构循环结构和顺序结构、选择结构是结构化程序设计的三种基本结构，它们是各种复杂程序的基本构造单元,i=1,i0,输入一个学生成绩,求一个学生平均成绩,输出一个学生平均成绩,i增1,Y,N,用while循环结构实现,while(i=50)scanf;aver=;printf;i+;,2023/11/7,第6章 循环控制,7,C语言用四种形式循环,2.while 语句,3.do while 语句,4.for语句,1.if语句与goto语句,2023/1

3、1/7,第6章 循环控制,8,1.goto语句,2.与if构成循环.,形式:goto 标号;,功能:无条件转向标号处。,标号：用标识符命名。,2023/11/7,第6章 循环控制,9,#includevoid main()int i,sum=0;i=1;loop:if(i=100)sum=sum+i;i+;goto loop;printf(%d,sum);,运行结果如下：5050,例:求,2023/11/7,第6章 循环控制,10,使用goto语句的几点注意：1、结构化程序设计方法主张限制使用goto语句，因为滥用goto语句将使程序流程无规则、可读性差。2、使用goto语句的两个用途：1）可

4、与if语句一起构成循环结构。2）从循环体中跳转到循环体外。,2023/11/7,第6章 循环控制,11,为了使程序的结构化功能强,应尽量少用goto语句。,（1）形式:while(表达式)语句,（2）执行过程:先判断表达式的值。若0.则执行其后面的语句,否则while执行完毕。,专门的当型循环语句while语句,5.2、用while语句实现循环,例5.1求1+2+3+100，即解题思路：这是累加问题，需要先后将100个数相加要重复100次加法运算，可用循环实现后一个数是前一个数加1而得加完上一个数i后，使i加1可得到下一个数,#include int main()int i=1,sum=0;w

5、hile(i=100)sum=sum+i;i+;printf(sum=%dn,sum);return 0;,复合语句,不能少,#include int main()int i=1,sum=0;while(i=100)sum=sum+i;i+;printf(sum=%dn,sum);return 0;,不能丢，否则循环永不结束,2023/11/7,第6章 循环控制,15,一种专门的“直到型”循环语句。,（2）执行过程:先执行语句,再判表达式的值,若0,再执行语句,否则结束循环,（3）流程:,（1）形式:do语句while(表达式);注，其后有分号,5.3用do-while语句实现循环,#incl

6、ude int main()int i=1,sum=0;do sum=sum+i;i+;while(i=100);printf(sum=%dn,sum);return 0;,例5.2 用dowhile语句求：1+2+3+100，即,例5.3 while和do-while循环的比较。,int i,sum=0;printf(“i=?”);scanf(“%d”,int i,sum=0;printf(“i=?”);scanf(“%d”,当while后面的表达式的第一次的值为“真”时，两种循环得到的结果相同；否则不相同,2023/11/7,第6章 循环控制,18,（1）形式,首先计算表达式1,接着执行表

7、达式2,若表达式2的值0,则执行语句,接着计算表达式3,再判断表达式2的值.依此重复下去,直到表达式2的值=0(假)。,一种形式更为灵活的循环语句。,（2）执行过程,for(表达式1;表达式2;表达式3)语句,5.4用for 语句实现循环,2023/11/7,第6章 循环控制,19,（3）流程:,2023/11/7,第6章 循环控制,20,用for语句写出上述例子,for用while代替的流程 表达式1;while(表达式2)语句 表达式3;,for(i=1;i=100;i+)sum+=i;,for语句完全可以用while代替,但for直观、简单、方便,for(i=1;i=100;i+)sum

8、=sum+i;等价于i=1;while(i=100)sum=sum+i;i+;,用for语句更简单、方便,2023/11/7,第6章 循环控制,22,（4）for语句的几种特例,可以省略表达式1,但须保留分号;这时在for之前就得赋值给循环变量;,i=1;for(;i=100;i+)sum+=i;,表达式2一般不可省略,否则为无限循环,例:for(i=1;i+)sum=sum+i;,相当于条件永真、永不为0,2023/11/7,第6章 循环控制,23,表达式3亦可省略,但在循环体中须有语句修改循环变量;以使表达式2在某一时刻为0而正常结束循环。,例:for(sum=0,i=1;i=100;)s

9、um=sum+i;i+;,2023/11/7,第6章 循环控制,24,若同时省略表达式1,表达式3，则相当于while(表达式2)语句。,相当于 i=1；while(i=100)sum+=i;i+;,例:for(;i=100;)sum+=i;i+;,2023/11/7,第6章 循环控制,25,三个表达式均省略 即for(;)语句则相当于while(1)语句.,表达式1、表达式3可以是逗号表达式,以使循环变量值在修改时可以对其它变量赋值。,如 for(sum=0,i=1;i=100;i+,i+)相当于：sum=0;for(i=1;i=100;i=i+2),2023/11/7,第6章 循环控制,2

10、6,表达式2可以是关系表达式,也可以是数值表达式或字符表达式。只要值0.即执行循环体.,例:for(i=0;(c=getchar()!=n;i+=c);,5.5循环的嵌套,一个循环体内又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是多层循环3种循环(while循环、dowhile循环和for循环)可以互相嵌套,2023/11/7,第6章 循环控制,28,5.6几种循环的比较,对于同一问题,四种循环可相互替代。但不提倡用goto.for循环功能强于while,dowhile.但若不是明显地给出循环变量初终值(或修改条件),则应用while 或do while.以增强程

11、序的结构化和可读性。要防止无限循环死循环。循环过程中,为了结束本次循环或跳出整个循环。分别要用到continue和break语句。,2023/11/7,第6章 循环控制,29,循环结构的要素,1.循环的控制,a.循环的条件:值可变的逻辑表达式,至少含有一个变量,b.循环控制变量:,c.循环(变量)的修正(表达式),使得循环控制变量由初值经过中间态到达终值,2023/11/7,第6章 循环控制,30,2.循环的初始化 包括循环过程中的所有变量的初始值的设定,3.循环体,循环体内部的处理步骤不变,数据是变化的每次循环中变量的含义是不变的,2023/11/7,第6章 循环控制,31,循环程序的组成1

12、.设置循环的初始状态.循环计数值,及为循环体正常工作而建立的初始状态等.2.循环体.这是循环工作的主体,由循环的工作部分及循环的修改部分组成.3.循环的控制部分.循环的控制条件是一个关键的 问题.循环控制条件的正确选取是特别重要的问题.要根据具体的情况来选取控制循环的条件.,循环中的几种变量,2023/11/7,第6章 循环控制,32,1、循环控制变量（简称循环变量）。这种变量在循环开始之前设置初值，每次循环执行递增（或者递减）一个固定值，直到其值达到（或者超过）某个界限时循环结束。如；for(n=0;n=0;-n).for(n=2;n 52;n+=4).这种循环是固定次数的循环。,2023/

13、11/7,第6章 循环控制,33,2、累积变量这种变量在每次循环执行中被更新，其更新常常可以用+=或*=等来描述。循环之前它们的初值常用相应运算符的单位元素（例如，用加法更新的变量常用0作为初值；用乘法更新的变量常用1作为初值）。循环结束时，累积变量里将会留下一个最终值，这个值常常被作为循环计算的最终结果。3、递推变量。递推变量常指在循环中互相协调工作的多个变量，它们亦步亦趋，每次循环均通过其中一个或几个算出另一个新值，然后按某种顺序更新各个变量。对变量x1、x2、x3，循环体可能有序列：x1=x2;x2=x3;x3=.x1.x2.;,5.7 改变循环执行的状态,5.7.1 用break语句提

14、前终止循环5.7.2 用continue语句提前结束本次循环5.7.3 break语句和continue语句的区别,5.7.1 用break语句提前终止循环,break语句可以用来从循环体内跳出循环体，即提前结束循环，接着执行循环下面的语句,5.7.1 用break语句提前终止循环,例5.4 在全系1000学生中，征集慈善募捐，当总数达到10万元时就结束，统计此时捐款的人数，以及平均每人捐款的数目。,5.7.1 用break语句提前终止循环,编程思路：循环次数不确定，但最多循环1000次在循环体中累计捐款总数用if语句检查是否达到10万元如果达到就不再继续执行循环，终止累加计算人均捐款数,5.

15、7.1 用break语句提前终止循环,编程思路：变量amount，用来存放捐款数变量total，用来存放累加后的总捐款数变量aver，用来存放人均捐款数定义符号常量SUM代表100000,#include#define SUM 100000int main()float amount,aver,total;int i;for(i=1,total=0;i=SUM)break;aver=total/i;printf(“num=%dnaver=%10.2fn“,i,aver);return 0;,指定符号常量SUM代表100000,#include#define SUM 100000int main

16、()float amount,aver,total;int i;for(i=1,total=0;i=SUM)break;aver=total/i;printf(“num=%dnaver=%10.2fn“,i,aver);return 0;,应该执行1000次,#include#define SUM 100000int main()float amount,aver,total;int i;for(i=1,total=0;i=SUM)break;aver=total/i;printf(“num=%dnaver=%10.2fn“,i,aver);return 0;,达到10万，提前结束循环,#in

17、clude#define SUM 100000int main()float amount,aver,total;int i;for(i=1,total=0;i=SUM)break;aver=total/i;printf(“num=%dnaver=%10.2fn“,i,aver);return 0;,实际捐款人数,#include#define SUM 100000int main()float amount,aver,total;int i;for(i=1,total=0;i=SUM)break;aver=total/i;printf(“num=%dnaver=%10.2fn“,i,aver

18、);return 0;,只能用于循环语句和switch语句之中，而不能单独使用,5.7.2 用continue语句提前结束本次循环,有时并不希望终止整个循环的操作，而只希望提前结束本次循环，而接着执行下次循环。这时可以用continue语句,5.7.2 用continue语句提前结束本次循环,例5.5 要求输出100200之间的不能被3整除的数。编程思路：对100到200之间的每一个整数进行检查如果不能被3整除，输出，否则不输出无论是否输出此数，都要接着检查下一个数(直到200为止)。,N,n=100,n200,Y,n能被3整除,N,n=n+1,输出n,Y,for(n=100;n=200;n+

19、)if(n%3=0)continue;printf(%d,n);,5.7.3 break语句和continue语句的区别,continue语句只结束本次循环，而不是终止整个循环的执行break语句结束整个循环过程，不再判断执行循环的条件是否成立,N,表达式1,Y,表达式2,N,Y,N,表达式1,Y,表达式2,N,Y,break语句,continue语句,强行退出循环,只结束本次循环,例5.6 输出以下4*5的矩阵。1 2 3 4 5 2 4 6 8 10 3 6 9 12 15 4 8 12 16 20,解题思路：可以用循环的嵌套来处理此问题用外循环来输出一行数据用内循环来输出一列数据按矩阵的

20、格式(每行5个数据)输出,#include int main()int i,j,n=0;for(i=1;i=4;i+)for(j=1;j=5;j+,n+)if(n%5=0)printf(“n”);printf(%dt,i*j);printf(n);return 0;,累计输出数据的个数,控制一行内输出5个数据,#include int main()int i,j,n=0;for(i=1;i=4;i+)for(j=1;j=5;j+,n+)if(n%5=0)printf(“n”);printf(%dt,i*j);printf(n);return 0;,双重循环,#include int main(

21、)int i,j,n=0;for(i=1;i=4;i+)for(j=1;j=5;j+,n+)if(n%5=0)printf(“n”);printf(%dt,i*j);printf(n);return 0;,控制输出4行,#include int main()int i,j,n=0;for(i=1;i=4;i+)for(j=1;j=5;j+,n+)if(n%5=0)printf(“n”);printf(%dt,i*j);printf(n);return 0;,控制每行中输出5个数据,#include int main()int i,j,n=0;for(i=1;i=4;i+)for(j=1;j=5

22、;j+,n+)if(n%5=0)printf(“n”);printf(%dt,i*j);printf(n);return 0;,i=1时,j由1变到5i*j的值是1,2,3,4,5,#include int main()int i,j,n=0;for(i=1;i=4;i+)for(j=1;j=5;j+,n+)if(n%5=0)printf(“n”);printf(%dt,i*j);printf(n);return 0;,i=2时,j也由1变到5i*j的值是2,4,6,8,10,如何修改程序，不输出第一行的空行？,#include int main()int i,j,n=0;for(i=1;i=

23、4;i+)for(j=1;j=5;j+,n+)if(n%5=0)printf(“n”);printf(%dt,i*j);printf(n);return 0;,if(i=3,遇到第3行第1列，终止内循环,#include int main()int i,j,n=0;for(i=1;i=4;i+)for(j=1;j=5;j+,n+)if(n%5=0)printf(“n”);printf(%dt,i*j);printf(n);return 0;,if(i=3,原来第3行第1个数据3没有输出,5.8循环程序举例,例5.7用 公式求 的近似值，直到发现某一项的绝对值小于10-6 为止(该项不累计加)。

24、,5.8循环程序举例,解题思路：求 近似值的方法很多，本题是一种其他方法：,5.8循环程序举例,每项的分子都是1后一项的分母是前一项的分母加2第1项的符号为正，从第2项起，每一项的符号与前一项的符号相反,5.8循环程序举例,#include#include int main()int sign=1;double pi=0,n=1,term=1;while(fabs(term)=1e-6)pi=pi+term;n=n+2;sign=-sign;term=sign/n;pi=pi*4;printf(pi=%10.8fn,pi);return 0;,求绝对值的函数,只保证前5位小数是准确的,#inc

25、lude#include int main()int sign=1;double pi=0,n=1,term=1;while(fabs(term)=1e-6)pi=pi+term;n=n+2;sign=-sign;term=sign/n;pi=pi*4;printf(pi=%10.8fn,pi);return 0;,改为1e-8,例5.8 求费波那西(Fibonacci)数列的前40个数。这个数列有如下特点：第1、2两个数为1、1。从第3个数开始，该数是其前面两个数之和。即:,这是一个有趣的古典数学问题：有一对兔子，从出生后第3个月起每个月都生一对兔子。小兔子长到第3个月后每个月又生一对兔子。

26、假设所有兔子都不死，问每个月的兔子总数为多少？,#include int main()int f1=1,f2=1,f3;int i;printf(%12dn%12dn,f1,f2);for(i=1;i=38;i+)f3=f1+f2;printf(%12dn,f3);f1=f2;f2=f3;return 0;,代码可改进,#include int main()int f1=1,f2=1;int i;for(i=1;i=20;i+)printf(%12d%12d,f1,f2);if(i%2=0)printf(n);f1=f1+f2;f2=f2+f1;return 0;,例5.9输入一个大于3的整数

27、n，判定它是否素数(prime，又称质数)。解题思路：让n被i整除(i的值从2变到n-1)如果n能被2(n-1)之中任何一个整数整除，则表示n肯定不是素数，不必再继续被后面的整数除，因此，可以提前结束循环注意：此时i的值必然小于n,N,N,Y,n=i+1,输入n,i=2,i n-1,Y,n被i整除,i a,输出不是素数,Y,输出是素数,N,#include int main()int n,i;printf(“n=?);scanf(%d,#include int main()int n,i;printf(“n=?);scanf(%d,k=sqrt(n);,#include int main()i

28、nt n,i,k;printf(“n=?);scanf(%d,k=sqrt(n);,#include,#include int main()int n,i,k;printf(“n=?);scanf(%d,k=sqrt(n);,#include,例5.10 求100200间的全部素数。解题思路：使用例5.9的算法在例5.9程序中只要增加一个外循环，先后对100200间的全部整数一一进行判定即可,for(n=101;n=k+1)printf(%d,n);m=m+1;if(m%10=0)printf(“n”);,只对奇数进行检查,控制每行输出10个数据,例5.11 译密码。为使电文保密，往往按一定规

29、律将其转换成密码，收报人再按约定的规律将其译回原文。A B C D E F G W X Y Z非字母字符保持原状不变输入一行字符，要求输出其相应的密码,解题思路：问题的关键有两个：(1)决定哪些字符不需要改变，哪些字符需要改变，如果需要改变，应改为哪个字符处理的方法是：输入一个字符给字符变量c，先判定它是否字母(包括大小写)，若不是字母，不改变c的值；若是字母，则还要检查它是否W到Z的范围内(包括大小写字母)。如不在此范围内，则使变量c的值改变为其后第4个字母。如果在W到Z的范围内，则应将它转换为AD(或ad)之一的字母。,c=getchar();,解题思路：问题的关键有两个：(1)决定哪些字

30、符不需要改变，哪些字符需要改变，如果需要改变，应改为哪个字符处理的方法是：输入一个字符给字符变量c，先判定它是否字母(包括大小写)，若不是字母，不改变c的值；若是字母，则还要检查它是否W到Z的范围内(包括大小写字母)。如不在此范围内，则使变量c的值改变为其后第4个字母。如果在W到Z的范围内，则应将它转换为AD(或ad)之一的字母。,if(c=a&c=A&c=Z),解题思路：问题的关键有两个：(1)决定哪些字符不需要改变，哪些字符需要改变，如果需要改变，应改为哪个字符处理的方法是：输入一个字符给字符变量c，先判定它是否字母(包括大小写)，若不是字母，不改变c的值；若是字母，则还要检查它是否W到Z的范围内(包括大小写字母)。如不在此范围内，则使变量c的值改变为其后第4个字母。如果在W到Z的范围内，则应将它转换为AD(或ad)之一的字母。,if(c=W,解题思路：问题的关键有两个：(2)怎样使c改变为所指定的字母？办法是改变它的ASCII值例如字符变量c的原值是大写字母A，想使c的值改变为E，只需执行“c=c+4”即可，因为A的ASCII值为65，而E 的ASCII值为69，二者相差4,char c;c=getchar();while(c!=n)if(c=a,可以改进程序,char c;while(c=getchar()!=n)if(c=A,不能少,