第六章_循環(huán)_

1、本章要點(diǎn)6.1 6.1 概述概述6.2 goto6.2 goto語(yǔ)句以及用語(yǔ)句以及用gotogoto語(yǔ)句構(gòu)成循環(huán)語(yǔ)句構(gòu)成循環(huán)6.3 6.3 用用whilewhile語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)6.4 6.4 用用do-whiledo-while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)6.5 6.5 用用for for 語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán) 6.6 6.6 循環(huán)的嵌套循環(huán)的嵌套6.7 6.7 幾種循環(huán)的比較幾種循環(huán)的比較6.8 break6.8 break語(yǔ)句和語(yǔ)句和continuecontinue語(yǔ)句語(yǔ)句6.9 6.9 程程 序序 舉舉 例例什么是循環(huán)？什么是循環(huán)？為什么要使用循環(huán)？為什么要使用循環(huán)？1001

2、nyn問(wèn)題問(wèn)題1 1：?jiǎn)栴}問(wèn)題2:2: 在許多問(wèn)題中需要用到循環(huán)控制。循環(huán)結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)之一，它和順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)共同作為各種復(fù)雜程序的基本構(gòu)造單元。 goto語(yǔ)句無(wú)條件轉(zhuǎn)向語(yǔ)句 gotogoto 語(yǔ)句標(biāo)號(hào)；語(yǔ)句標(biāo)號(hào)； 語(yǔ)句標(biāo)號(hào)用標(biāo)識(shí)符表示，它的定名規(guī)則與變量名相同，即由字母、數(shù)字和下劃線組成，其第一個(gè)字符必須為字母或下劃線。 例如：例如：goto goto label_1; label_1; 合法合法; ; goto goto 123123； 不合法不合法. . 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法主張限制使用goto語(yǔ)句，因?yàn)闉E用goto語(yǔ)句將使程序流程無(wú)規(guī)律、可讀性差。一般來(lái)說(shuō)，可以有兩

3、種用途：(1) 與if語(yǔ)句一起構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)；(2) 從循環(huán)體中跳轉(zhuǎn)到循環(huán)體外。 但是這種用法不符合結(jié)構(gòu)化原則，一般不宜采用，只有在不得已時(shí)(例如能大大提高效率)才使用。例例6.1 用用if語(yǔ)句和語(yǔ)句和goto語(yǔ)句構(gòu)成循環(huán)，求語(yǔ)句構(gòu)成循環(huán)，求1到到100的和的和void main( ) int i， sum=0; i=1;loop: if(i=100) sum=sum+i; i+; goto loop; printf(%dn，sum); 1001nn這里用的是“當(dāng)型”循環(huán)結(jié)構(gòu)，當(dāng)滿(mǎn)足“i=100” 時(shí)執(zhí)行花括弧內(nèi)的循環(huán)體。 運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果：50505050while語(yǔ)句用來(lái)實(shí)現(xiàn)“當(dāng)型”循環(huán)結(jié)

4、構(gòu)。一般形式：一般形式： while (while (表達(dá)式表達(dá)式) ) 語(yǔ)句語(yǔ)句 當(dāng)表達(dá)式為非0值時(shí)，執(zhí)行while語(yǔ)句中的內(nèi)嵌語(yǔ)句。其特點(diǎn)是:先判斷表達(dá)式，后執(zhí)行語(yǔ)句。例例6.2 求求1到到100的和的和#include void main() int i，sum=0; i=1; while (i=100) sum=sum+i; i+; printf(%dn，sum); 1001nn(1)循環(huán)體如果包含一個(gè)以上的語(yǔ)句，應(yīng)該用花括弧括起來(lái)，以復(fù)合語(yǔ)句形式出現(xiàn).(2)在循環(huán)體中應(yīng)有使循環(huán)趨向于結(jié)束的語(yǔ)句運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果：50505050 do-while語(yǔ)句的特點(diǎn):先執(zhí)行循環(huán)體，然后判斷循環(huán)

5、條件是否成立。 一般形式一般形式: : do do 循環(huán)體語(yǔ)句 whilewhile (表達(dá)式)；執(zhí)行過(guò)程：執(zhí)行過(guò)程：先執(zhí)行一次指定的循環(huán)體語(yǔ)句，然后判別表達(dá)式，當(dāng)表達(dá)式的值為非零(“真”) 時(shí)，返回重新執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，如此反復(fù)，直到表達(dá)式的值等于0為止，此時(shí)循環(huán)結(jié)束。例例6.3 求求1到到100的和的和#include void main() int i，sum=0; i=1; do sum=sum+i; i+; while(i=100); printf(%dn，sum)； 運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果：505050501001nnwhilewhile語(yǔ)句和用語(yǔ)句和用do-whiledo-while語(yǔ)

6、句的比較語(yǔ)句的比較: :在一般情況下，用while語(yǔ)句和用do-while語(yǔ)句處理同一問(wèn)題時(shí)，若二者的循環(huán)體部分是一樣的，它們的結(jié)果也一樣。但是如果while后面的表達(dá)式一開(kāi)始就為假(0值)時(shí)，兩種循環(huán)的結(jié)果是不同的。例例6.4 while和和do-while循環(huán)的比較循環(huán)的比較(1) #include (2) #include void main ( ) void main( ) int sum=0，i; int sum=0，i; scanf(“%d，&i); scanf(”%d，&i); while (i=10) do sum=sum+i; sum=sum+i; i+; i

7、+; while (i=10); ;printf(“sum=%dn，sum); printf(“sum=%dn”,sum); 1001nn運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果：11 sum=55 sum=55 再運(yùn)行一次：再運(yùn)行一次： 1111sum=0sum=0運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果：11 sum=55 sum=55 再運(yùn)行一次：再運(yùn)行一次： 1111sum=11sum=11當(dāng)while后面的表達(dá)式的第一次的值為“真”時(shí)，兩種循環(huán)得到的結(jié)果相同。否則，二者結(jié)果不相同。 C語(yǔ)言中的for語(yǔ)句使用最為靈活，不僅可以用于循環(huán)次數(shù)已經(jīng)確定的情況，而且可以用于循環(huán)次數(shù)不確定而只給出循環(huán)結(jié)束條件的情況，它完全可以代替whil

8、e語(yǔ)句。 一般形式一般形式: : forfor(表達(dá)式1；表達(dá)式2；表達(dá)式3) 語(yǔ)句forfor語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程：語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程： (1) 先求解表達(dá)式1。 (2) 求解表達(dá)式2，若其值為真(值為非0)，則執(zhí) 行for語(yǔ)句中指定的內(nèi)嵌語(yǔ)句，然后執(zhí)行下 面第(3)步。若為假(值為0)，則結(jié)束循環(huán)， 轉(zhuǎn)到第(5)步。 (3) 求解表達(dá)式3。 (4) 轉(zhuǎn)回上面第(2)步驟繼續(xù)執(zhí)行。 (5) 循環(huán)結(jié)束，執(zhí)行for語(yǔ)句下面的一個(gè)語(yǔ)句 表達(dá)式表達(dá)式2?執(zhí)行語(yǔ)句語(yǔ)句成立成立不成立不成立執(zhí)行for循環(huán)之后的語(yǔ)句執(zhí)行表達(dá)式3執(zhí)行表達(dá)式執(zhí)行表達(dá)式1循環(huán)初始條件循環(huán)初始條件循環(huán)控制條件循環(huán)控制條件循環(huán)體循環(huán)體 for

9、語(yǔ)句等價(jià)于下列語(yǔ)句：語(yǔ)句等價(jià)于下列語(yǔ)句：表達(dá)式表達(dá)式1；while （表達(dá)式（表達(dá)式2） 語(yǔ)句；語(yǔ)句； 表達(dá)式表達(dá)式3； for語(yǔ)句最簡(jiǎn)單的形式：for(for(循環(huán)變量賦初值；循環(huán)條件；循環(huán)變量增值循環(huán)變量賦初值；循環(huán)條件；循環(huán)變量增值) ) 例如例如: : for(i=1;i=100;i+) sum=sum+i;相當(dāng)于：相當(dāng)于： i=1;i=1; while(i=100) while(i=100) sum=sum+i;i+; sum=sum+i;i+; 用for語(yǔ)句簡(jiǎn)單、方便。 (1) for語(yǔ)句的一般形式中的“表達(dá)式1”可以省略，此時(shí)應(yīng)在for語(yǔ)句之前給循環(huán)變量賦初值。注意省略表達(dá)式1時(shí)

10、，其后的分號(hào)不能省略。如 for(；i=100;i+) sum=sum+i; 執(zhí)行時(shí)，跳過(guò)“求解表達(dá)式1”這一步，其他不變。(2) 如果表達(dá)式2省略，即不判斷循環(huán)條件，循環(huán)無(wú)終止地進(jìn)行下去。也就是認(rèn)為表達(dá)式2始終為真。例如：例如：for(i=1; ;i+) sum=sum+i; 表達(dá)式1是一個(gè)賦值表達(dá)式，表達(dá)式2空缺。它相當(dāng)于： i=1; while(1) sum=sum+1;i+;(3) 表達(dá)式3也可以省略，但此時(shí)程序設(shè)計(jì)者應(yīng)另外設(shè)法保證循環(huán)能正常結(jié)束。如：如： for(i=1;i=100;) sum=sum+i;i+; 在上面的for語(yǔ)句中只有表達(dá)式1和表達(dá)式2，而沒(méi)有表達(dá)式3。i+的操作

11、不放在for語(yǔ)句的表達(dá)式3的位置處，而作為循環(huán)體的一部分，效果是一樣的，都能使循環(huán)正常結(jié)束。 (4) 可以省略表達(dá)式1和表達(dá)式3，只有表達(dá)式2，即只給循環(huán)條件。如：如： for(;i=100;) while(i=100) sum=sum+i; 相當(dāng)于 sum=sum+i; i+; i+; 在這種情況下，完全等同于while語(yǔ)句?？梢?jiàn)for語(yǔ)句比while語(yǔ)句功能強(qiáng)，除了可以給出循環(huán)條件外，還可以賦初值，使循環(huán)變量自動(dòng)增值等。(5) 3個(gè)表達(dá)式都可省略，如：如： for(; ;) 語(yǔ)句 相當(dāng)于 while(1) 語(yǔ)句 即不設(shè)初值，不判斷條件(認(rèn)為表達(dá)式2為真值)，循環(huán)變量不增值。無(wú)終止地執(zhí)行循環(huán)

12、體。 (6) 表達(dá)式1可以是設(shè)置循環(huán)變量初值的賦值表達(dá)式，也可以是與循環(huán)變量無(wú)關(guān)的其他表達(dá)式。如如: : for (sum=0;i=100;i+) sum=sum+i; 表達(dá)式3也可以是與循環(huán)控制無(wú)關(guān)的任意表達(dá)式。 表達(dá)式1和表達(dá)式3可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的表達(dá)式，也可以是逗號(hào)表達(dá)式，即包含一個(gè)以上的簡(jiǎn)單表達(dá)式，中間用逗號(hào)間隔。如：如： for(sum=0，i=1;i=100;i+) sum=sum+i;或 for(i=0，j=100;i=j;i+，j-) k=i+j； 表達(dá)式1和表達(dá)式3都是逗號(hào)表達(dá)式，各包含兩個(gè)賦值表達(dá)式，即同時(shí)設(shè)兩個(gè)初值，使兩個(gè)變量增值. 在逗號(hào)表達(dá)式內(nèi)按自左至右順序求解，整個(gè)逗

13、號(hào)表達(dá)式的值為其中最右邊的表達(dá)式的值。如如: : for(i=1;i=100;i+，i+) sum=sum+i;相當(dāng)于 for(i=1;i=100;i=i+2) sum=sum+i; (7) 表達(dá)式2一般是關(guān)系表達(dá)式(如i=100)或邏輯表達(dá)式(如ab & xy)，但也可以是數(shù)值表達(dá)式或字符表達(dá)式，只要其值為非零，就執(zhí)行循環(huán)體。 一個(gè)循環(huán)體內(nèi)又包含另一個(gè)完整的循環(huán)結(jié)構(gòu) 稱(chēng)為循環(huán)的嵌套。內(nèi)嵌的循環(huán)中還可以嵌套 循環(huán)，這就是多層循環(huán)。 三種循環(huán)(while循環(huán)、do-while循環(huán)和for循 環(huán))可以互相嵌套。 下面幾種都是合法的形式：(1) while( ) (2) do (3) for

14、(;) while( ) do for(;) while( ); while( ); (4) while( ) (5) for(;) (6) do do while( ) for(;) while( ) while( ) (1)四種循環(huán)都可以用來(lái)處理同一問(wèn)題，一般情況下它們可以互相代替。但一般不提倡用goto型循環(huán)。(2)在while循環(huán)和do-while循環(huán)中，只在while后面的括號(hào)內(nèi)指定循環(huán)條件，因此為了使循環(huán)能正常結(jié)束，應(yīng)在循環(huán)體中包含使循環(huán)趨于結(jié)束的語(yǔ)句(如i+，或i=i+1等)。 for循環(huán)可以在表達(dá)式3中包含使循環(huán)趨于結(jié)束的操作，甚至可以將循環(huán)體中的操作全部放到表達(dá)式3中。因此f

15、or語(yǔ)句的功能更強(qiáng)，凡用while循環(huán)能完成的，用for循環(huán)都能實(shí)現(xiàn)。 (3)用while和do-while循環(huán)時(shí)，循環(huán)變量初始化的操作應(yīng)在while和do-while語(yǔ)句之前完成。而for語(yǔ)句可以在表達(dá)式1中實(shí)現(xiàn)循環(huán)變量的初始化。(4)while循環(huán)、do-while循環(huán)和for循環(huán)，可以用break語(yǔ)句跳出循環(huán)，用continue語(yǔ)句結(jié)束本次循環(huán)。而對(duì)用goto語(yǔ)句和if語(yǔ)句構(gòu)成的循環(huán)，不能用break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句進(jìn)行控制。 6.8.1 break6.8.1 break語(yǔ)句語(yǔ)句 break語(yǔ)句可以用來(lái)從循環(huán)體內(nèi)跳出循環(huán)體，即提前結(jié)束循環(huán)，接著執(zhí)行循環(huán)下面的語(yǔ)句 一般形式：一般

16、形式： break;break;注意注意: :break語(yǔ)句不能用于循環(huán)語(yǔ)句和switch語(yǔ)句之外的任何其他語(yǔ)句中。 例例: float pi=3.14159;for(r=1;r100) break; printf(r=%f,area=%fn，r,area); 程序的作用是計(jì)算程序的作用是計(jì)算r=1r=1到到r=10r=10時(shí)的圓面積，直到時(shí)的圓面積，直到面積面積areaarea大于大于100100為止。從上面的為止。從上面的forfor循環(huán)可以循環(huán)可以看到：當(dāng)看到：當(dāng)area100area100時(shí)，執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行breakbreak語(yǔ)句，提前結(jié)語(yǔ)句，提前結(jié)束循環(huán)，即不再繼續(xù)執(zhí)行其余的幾次循環(huán)束

17、循環(huán)，即不再繼續(xù)執(zhí)行其余的幾次循環(huán)。6.8.2 continue6.8.2 continue語(yǔ)句語(yǔ)句 作用為結(jié)束本次循環(huán)，即跳過(guò)循環(huán)體中下面尚未執(zhí)行的語(yǔ)句，接著進(jìn)行下一次是否執(zhí)行循環(huán)的判定.一般形式：一般形式： continue;continue;continue語(yǔ)句和break語(yǔ)句的區(qū)別 continue語(yǔ)句只結(jié)束本次循環(huán)，而不是終止整個(gè)循環(huán)的執(zhí)行。 while(表達(dá)式1) if(表達(dá)式2) continue; continue和break的區(qū)別 break語(yǔ)句則是結(jié)束整個(gè)循環(huán)過(guò)程，不再判斷執(zhí)行循環(huán)的條件是否成立。 while(表達(dá)式1) if(表達(dá)式2) break; 例例6.5 把把10

18、0200之間的不能被之間的不能被3整除的數(shù)輸出。整除的數(shù)輸出。#include void main() int n; for (n=100;n=200;n+) if (n%3=0)continue; printf(%d ，n); 當(dāng)n能被3整除時(shí)，執(zhí)行continue語(yǔ)句，結(jié)束本次循環(huán)(即跳過(guò)printf函數(shù)語(yǔ)句)，只有n不能被3整除時(shí)才執(zhí)行printf函數(shù)。例例6.66.6用/41-1/3+1/5-1/7+公式求的近似值，直到某一項(xiàng)的絕對(duì)值小于1E-6為止。N-SN-S圖表示算法圖表示算法 例例6.6 求求pi的近似值的近似值#include #includevoid main() int

19、s;float n，t，pi; t=1；pi=0;n=1.0;s=1; while(fabs(t)=1e-6) pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n; pi=pi*4; printf(pi=%10.6fn，pi);運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果： pi= 3.141594例例6.76.7 求Fibonacci數(shù)列前40個(gè)數(shù)。這個(gè)數(shù)列有如下特點(diǎn)：第1，2兩個(gè)數(shù)為1，1。從第3個(gè)數(shù)開(kāi)始，該數(shù)是其前面兩個(gè)數(shù)之和。即: F(1)=1 (n=1) F(2)=1 (n=2) F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n3) 算法如圖所示:1F例例6.7求求Fibonacci數(shù)列前數(shù)列前40個(gè)數(shù)。個(gè)數(shù)。#in

20、clude void main() long int f1，f2; int i; f1=1;f2=1; for(i=1; i=20; i+) printf(%12ld %12ld ，f1，f2); if(i%2=0) printf(n); f1=f1+f2; f2=f2+f1; 1001nn運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果： 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 10946 17711 28657 46368 75025 121393 196418 317811 514229 832040 1346269 217

21、8309 3524578 57022887 9227465 14930352 24157817 39088169 63245986 102334155 例例6.86.8 判斷判斷m m是否素?cái)?shù)。是否素?cái)?shù)。算法思想算法思想: :讓m被2到除，如果m能被2 之中任何一個(gè)整數(shù)整除，則提前結(jié)束循環(huán)，此時(shí)i必然小于或等于k(即)；如果m不能被2k(即)之間的任一整數(shù)整除，則在完成最后一次循環(huán)后，i還要加1，因此i=k+1，然后才終止循環(huán)。在循環(huán)之后判別i的值是否大于或等于k+1，若是，則表明未曾被2k之間任一整數(shù)整除過(guò)，因此輸出“是素?cái)?shù)”。 m例例6.8 判斷判斷m是否素?cái)?shù)。是否素?cái)?shù)。#include

22、#include void main() int m，i，k; scanf(%d，&m);k=sqrt(m); for (i=2;ik) printf(%d is a prime numbern，m);else printf(%d is not a prime numbern，m);運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果： 17 17 is a prime number 例例6.9 求求100200間的全部素?cái)?shù)。間的全部素?cái)?shù)。#include # include void main() int m，k，i，n=0; for(m=101;m=200;m=m+2) k=sqrt(m); for (i=2;i=k+1)printf(%d ，m);n=n+1;if(n%10=0) printf(n); printf (n);運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果： 101 103 107 109 113 127 131 137 139 1491