C語言程序設(shè)計教程電子教案-第05章課件

第5章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計5.1循環(huán)語句概述

5.2for語句和while語句

5.3直到型循環(huán)do-while語句

5.4break語句與continue語句5.5應(yīng)用舉例良好的源程序書寫習(xí)慣──注釋（續(xù)）[Return]第5章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計5.1循環(huán)語句概述

5.215.1循環(huán)語句概述求1～100的累計和。根據(jù)已有的知識，可以用“1+2+……+100”來求解，但顯然很繁瑣?，F(xiàn)在換個思路來考慮：首先設(shè)置一個累計器sum，其初值為0，利用sum+=n來計算（n依次取1、2、……、100），只要解決以下3個問題即可：

（1）將n的初值置為1；

（2）每執(zhí)行1次“sum+=n”后，n增1；

（3）當(dāng)n增到101時，停止計算。此時，sum的值就是1～100的累計和。

根據(jù)已有的知識，單獨實現(xiàn)每一步都不難。但是，由于需要經(jīng)常使用這種重復(fù)計算結(jié)構(gòu)（稱為循環(huán)結(jié)構(gòu)），C語言提供了3條循環(huán)語句來實現(xiàn)，以簡化、并規(guī)范循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計。在Ｃ語言中，可用以下語句實現(xiàn)循環(huán)：（1）用for語句。（2）用do-while語句。（3）用while語句。5.1循環(huán)語句概述求1～100的累計和。2（4）用goto語句和if語句構(gòu)成循環(huán)。使用goto語句實現(xiàn)求解1～100累計和的程序可以如下：main(){intn=1,sum=0;loop:sum+=n;n++;if(n<=100)gotoloop;printf(“sum=%d\n”,sum);}其中“l(fā)oop:”為語句標(biāo)號（格式：標(biāo)號:語句行），其命名遵循標(biāo)識符命名規(guī)則。goto語句格式：goto標(biāo)號，功能為：使系統(tǒng)轉(zhuǎn)向標(biāo)號所在的語句行執(zhí)行。注意：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，主張限制使用goto語句。因為濫用goto語句，將會導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)無規(guī)律、可讀性差。

另外，從功能上說，for語句可完全代替當(dāng)型循環(huán)語句while，所以該語句也不是必需的。[Return]

（4）用goto語句和if語句構(gòu)成循環(huán)。使用goto語句實現(xiàn)35.1.1while語句（1）一般格式

while(循環(huán)繼續(xù)條件)

{ 循環(huán)體語句組； }（2）執(zhí)行過程1.求解“循環(huán)繼續(xù)條件”表達式。如果其值為非0，轉(zhuǎn)2；否則轉(zhuǎn)3。2.執(zhí)行循環(huán)體語句組，然后轉(zhuǎn)1）。3.執(zhí)行while語句的下一條。顯然，while循環(huán)是for循環(huán)的一種簡化形式（缺省“變量賦初值”和“循環(huán)變量增值”表達式）。

5.1while語句和用while語句構(gòu)成的循環(huán)結(jié)構(gòu)5.1while語句和用while語句構(gòu)成的循環(huán)結(jié)構(gòu)4[案例5.3]用while語句求1～100的累計和。

/*案例代碼文件名：AL5_3.C*/

/*程序功能：求1～100的累計和*/

main()

{inti=1,sum=0; /*初始化循環(huán)控制變量i和累計器sum*/

while(i<=100)

{sum+=i; /*實現(xiàn)累加*/

i++; /*循環(huán)控制變量i增1*/

}

printf(“sum=%d\n”,sum);

} [程序演示]程序運行情況如下：

sum=5050

[案例5.3]用while語句求1～100的累計和。

/*55．循環(huán)嵌套（1）循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)，又包含另一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)，稱為循環(huán)的嵌套。循環(huán)嵌套的概念，對所有高級語言都是一樣的。（2）for語句和while語句允許嵌套，do-while語句也不例外。[Return]5．循環(huán)嵌套65.2直到型循環(huán)do-while語句1．一般格式do{循環(huán)體語句組;}while(循環(huán)繼續(xù)條件); /*本行的分號不能缺省*/當(dāng)循環(huán)體語句組僅由一條語句構(gòu)成時，可以不使用復(fù)合語句形式。2．執(zhí)行過程執(zhí)行過程如圖5-3所示。（1）執(zhí)行循環(huán)體語句組。（2）計算“循環(huán)繼續(xù)條件”表達式。如果“循環(huán)繼續(xù)條件”表達式的值為非0（真），則轉(zhuǎn)向（1）繼續(xù)執(zhí)行；否則，轉(zhuǎn)向（3）。（3）執(zhí)行do-while的下一條語句。do-while循環(huán)語句的特點是：先執(zhí)行循環(huán)體語句組，然后再判斷循環(huán)條件。5.2直到型循環(huán)do-while語句1．一般格式7[案例5.4]用do-while語句求解1～100的累計和。

/*案例代碼文件名：AL5_4.C*/

/*程序功能：求1～100的累計和*/

main()

{inti=1,sum=0; /*定義并初始化循環(huán)控制變量，以及累計器*/

do

{sum+=i; /*累加*/

i++;

}

while(i<=100); /*循環(huán)繼續(xù)條件：i<=100*/

printf(“sum=%d\n”,sum);

} [程序演示]do-while語句比較適用于處理：不論條件是否成立，先執(zhí)行1次循環(huán)體語句組的情況。除此之外，do-while語句能實現(xiàn)的，for語句也能實現(xiàn)，而且更簡潔。[Return][案例5.4]用do-while語句求解1～100的累計和81．for語句的一般格式

for([變量賦初值]；[循環(huán)繼續(xù)條件]；[循環(huán)變量增值])

{循環(huán)體語句組；}2．for語句的執(zhí)行過程執(zhí)行過程如圖5-1所示。（1）求解“變量賦初值”表達式。（2）求解“循環(huán)繼續(xù)條件”表達式。如果其值非0，執(zhí)行（3）；否則，轉(zhuǎn)至（4）。（3）執(zhí)行循環(huán)體語句組，并求解“循環(huán)變量增值”表達式，然后轉(zhuǎn)向（2）。（4）執(zhí)行for語句的下一條語句。3．說明（1）“變量賦初值”、“循環(huán)繼續(xù)條件”和“循環(huán)變量增值”部分均可缺省，甚至全部缺省，但其間的分號不能省略。1．for語句的一般格式

for([變量賦初值9（2）當(dāng)循環(huán)體語句組僅由一條語句構(gòu)成時，可以不使用復(fù)合語句形式，如上例所示。（3）“循環(huán)變量賦初值”表達式，既可以是給循環(huán)變量賦初值的賦值表達式，也可以是與此無關(guān)的其它表達式（如逗號表達式）。例如，for(sum=0;i<=100;i++)sum+=i;for(sum=0,i=1;i<=100;i++)sum+=i; （4）“循環(huán)繼續(xù)條件”部分是一個邏輯量，除一般的關(guān)系（或邏輯）表達式外，也允許是數(shù)值（或字符）表達式。

（2）當(dāng)循環(huán)體語句組僅由一條語句構(gòu)成時，可以不使用復(fù)合語句形10在3條循環(huán)語句中，for語句最為靈活，不僅可用于循環(huán)次數(shù)已經(jīng)確定的情況，也可用于循環(huán)次數(shù)雖不確定、但給出了循環(huán)繼續(xù)條件的情況。

[案例5.1]求1～100的累計和。

/*案例代碼文件名：AL5_1.C*/

/*程序功能：求1～100的累計和*/

main()

{inti,sum=0; /*將累加器sum初始化為0*/

for(i=1;i<=100;i++)sum+=i; /*實現(xiàn)累加*/

printf("sum=%d\n",sum);

} [程序演示]程序運行情況如下：sum=5050在3條循環(huán)語句中，for語句最為靈活，不僅可11[案例5.2]求n的階乘n!（n!=1*2*……*n）。

/*案例代碼文件名：AL5_2.C*/

/*程序功能：求n！*/

main()

{inti,n;

longfact=1; /*將累乘器fact初始化為1*/

printf(“Inputn:”);scanf(“%d”,&n);

for(i=1;i<=n;i++)fact*=i; /*實現(xiàn)累乘*/

printf("%d!=%ld\n",n,fact);

} [程序演示]程序運行情況如下：

Inputn:5↙

5!=120[案例5.2]求n的階乘n!（n!=1*2*……*n）。

125.4break語句與continue語句為了使循環(huán)控制更加靈活，Ｃ語言提供了break語句和continue語句。1．一般格式：break；continue；2．功能（1）break：強行結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)向執(zhí)行循環(huán)語句的下一條語句。（2）continue：對于for循環(huán)，跳過循環(huán)體其余語句，轉(zhuǎn)向循環(huán)變量增量表達式的計算；對于while和do-while循環(huán)，跳過循環(huán)體其余語句，但轉(zhuǎn)向循環(huán)繼續(xù)條件的判定。3．break和continue語句對循環(huán)控制的影響如圖5-4所示。4．說明（1）break能用于循環(huán)語句和switch語句中，continue只能用于循環(huán)語句中。（2）循環(huán)嵌套時，break和continue只影響包含它們的最內(nèi)層循環(huán)，與外層循環(huán)無關(guān)。[Return]5.4break語句與continue語句為了使循環(huán)控135.5應(yīng)用舉例[例5.5]求Fibonacci數(shù)列的前40個數(shù)。該數(shù)列的生成方法為：F1=1，F(xiàn)2=1，F(xiàn)n=Fn-1+Fn-2（n>=3），即從第3個數(shù)開始，每個數(shù)等于前2個數(shù)之和。算法設(shè)計，請參見第2章第1節(jié)（2.1）。參考源程序如下：

/*案例代碼文件名：AL5_5.C*/

main()

{longintf1=1,f2=1; /*定義并初始化數(shù)列的頭2個數(shù)*/

inti=1; /*定義并初始化循環(huán)控制變量i*/

for(;i<=20;i++) /*1組2個，20組40個數(shù)*/

{printf(“%15ld%15ld”,f1,f2); /*輸出當(dāng)前的2個數(shù)*/

if(i%2==0)printf(“\n”); /*輸出2次（4個數(shù)），換行*/

f1+=f2;f2+=f1; /*計算下2個數(shù)*/

}

} [程序演示]5.5應(yīng)用舉例[例5.5]求Fibonacci數(shù)列的14[例5.6]輸出10～100之間的全部素數(shù)。所謂素數(shù)n是指，除1和n之外，不能被2～（n-1）之間的任何整數(shù)整除。算法設(shè)計要點：（1）顯然，只要設(shè)計出判斷某數(shù)n是否是素數(shù)的算法，外面再套一個for循環(huán)即可。（2）判斷某數(shù)n是否是素數(shù)的算法：根據(jù)素數(shù)的定義，用2～（n-1）之間的每一個數(shù)去整除n，如果都不能被整除，則表示該數(shù)是一個素數(shù)。判斷一個數(shù)是否能被另一個數(shù)整除，可通過判斷它們整除的余數(shù)是否為0來實現(xiàn)。參考源程序如下：main()

{inti=11,j,counter=0;

for(;i<=100;i+=2) /*外循環(huán)：為內(nèi)循環(huán)提供一個整數(shù)i*/

[例5.6]輸出10～100之間的全部素15{for(j=2;j<=i-1;j++) /*內(nèi)循環(huán)：判斷整數(shù)i是否是素數(shù)*/

if(i%j==0) /*i不是素數(shù)*/

break; /*強行結(jié)束內(nèi)循環(huán)，執(zhí)行下面的if語句*/

if(counter%10==0) /*每輸出10個數(shù)換一行*/

printf(“\n”);

if(j>=i) /*整數(shù)i是素數(shù)：輸出，計數(shù)器加1*/

{printf(“%6d”,i);

counter++;

}

}

} [程序演示]

思考題：外循環(huán)控制變量i的初值從11開始、增量為2的作法有什么好處？為提高運行速度，如何優(yōu)化內(nèi)循環(huán)？（提示：從減少計算次數(shù)角度來考慮）

[Return]{for(j=2;j<=i-1;j++)16良好的源程序書寫習(xí)慣──注釋（續(xù)）（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)在C語言中，循環(huán)結(jié)構(gòu)由循環(huán)語句for、while和do...while來實現(xiàn)。作為注釋，應(yīng)在它們的前面說明其功能，在循環(huán)條件判斷語句行的后面，說明循環(huán)繼續(xù)條件的含義，如下所示。

1）for語句/*功能*/for(變量初始化;循環(huán)條件;變量增值)/*循環(huán)繼續(xù)條件的含義*/{……}良好的源程序書寫習(xí)慣──注釋（續(xù)）（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)172）while語句/*功能說明*/while(循環(huán)條件) /*循環(huán)繼續(xù)條件的含義*/{……}3）do...while語句/*功能說明*/do{……}while(循環(huán)條件)； /*循環(huán)繼續(xù)條件的含義*/如果循環(huán)嵌套，還應(yīng)說明每層循環(huán)各控制什么。

[Return]

2）while語句18第5章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計5.1循環(huán)語句概述

5.2for語句和while語句

5.3直到型循環(huán)do-while語句

5.4break語句與continue語句5.5應(yīng)用舉例良好的源程序書寫習(xí)慣──注釋（續(xù)）[Return]第5章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計5.1循環(huán)語句概述

5.2195.1循環(huán)語句概述求1～100的累計和。根據(jù)已有的知識，可以用“1+2+……+100”來求解，但顯然很繁瑣?，F(xiàn)在換個思路來考慮：首先設(shè)置一個累計器sum，其初值為0，利用sum+=n來計算（n依次取1、2、……、100），只要解決以下3個問題即可：

（1）將n的初值置為1；

（2）每執(zhí)行1次“sum+=n”后，n增1；

（3）當(dāng)n增到101時，停止計算。此時，sum的值就是1～100的累計和。

根據(jù)已有的知識，單獨實現(xiàn)每一步都不難。但是，由于需要經(jīng)常使用這種重復(fù)計算結(jié)構(gòu)（稱為循環(huán)結(jié)構(gòu)），C語言提供了3條循環(huán)語句來實現(xiàn)，以簡化、并規(guī)范循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計。在Ｃ語言中，可用以下語句實現(xiàn)循環(huán)：（1）用for語句。（2）用do-while語句。（3）用while語句。5.1循環(huán)語句概述求1～100的累計和。20（4）用goto語句和if語句構(gòu)成循環(huán)。使用goto語句實現(xiàn)求解1～100累計和的程序可以如下：main(){intn=1,sum=0;loop:sum+=n;n++;if(n<=100)gotoloop;printf(“sum=%d\n”,sum);}其中“l(fā)oop:”為語句標(biāo)號（格式：標(biāo)號:語句行），其命名遵循標(biāo)識符命名規(guī)則。goto語句格式：goto標(biāo)號，功能為：使系統(tǒng)轉(zhuǎn)向標(biāo)號所在的語句行執(zhí)行。注意：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，主張限制使用goto語句。因為濫用goto語句，將會導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)無規(guī)律、可讀性差。

另外，從功能上說，for語句可完全代替當(dāng)型循環(huán)語句while，所以該語句也不是必需的。[Return]

（4）用goto語句和if語句構(gòu)成循環(huán)。使用goto語句實現(xiàn)215.1.1while語句（1）一般格式

while(循環(huán)繼續(xù)條件)

{ 循環(huán)體語句組； }（2）執(zhí)行過程1.求解“循環(huán)繼續(xù)條件”表達式。如果其值為非0，轉(zhuǎn)2；否則轉(zhuǎn)3。2.執(zhí)行循環(huán)體語句組，然后轉(zhuǎn)1）。3.執(zhí)行while語句的下一條。顯然，while循環(huán)是for循環(huán)的一種簡化形式（缺省“變量賦初值”和“循環(huán)變量增值”表達式）。

5.1while語句和用while語句構(gòu)成的循環(huán)結(jié)構(gòu)5.1while語句和用while語句構(gòu)成的循環(huán)結(jié)構(gòu)22[案例5.3]用while語句求1～100的累計和。

/*案例代碼文件名：AL5_3.C*/

/*程序功能：求1～100的累計和*/

main()

{inti=1,sum=0; /*初始化循環(huán)控制變量i和累計器sum*/

while(i<=100)

{sum+=i; /*實現(xiàn)累加*/

i++; /*循環(huán)控制變量i增1*/

}

printf(“sum=%d\n”,sum);

} [程序演示]程序運行情況如下：

sum=5050

[案例5.3]用while語句求1～100的累計和。

/*235．循環(huán)嵌套（1）循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)，又包含另一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)，稱為循環(huán)的嵌套。循環(huán)嵌套的概念，對所有高級語言都是一樣的。（2）for語句和while語句允許嵌套，do-while語句也不例外。[Return]5．循環(huán)嵌套245.2直到型循環(huán)do-while語句1．一般格式do{循環(huán)體語句組;}while(循環(huán)繼續(xù)條件); /*本行的分號不能缺省*/當(dāng)循環(huán)體語句組僅由一條語句構(gòu)成時，可以不使用復(fù)合語句形式。2．執(zhí)行過程執(zhí)行過程如圖5-3所示。（1）執(zhí)行循環(huán)體語句組。（2）計算“循環(huán)繼續(xù)條件”表達式。如果“循環(huán)繼續(xù)條件”表達式的值為非0（真），則轉(zhuǎn)向（1）繼續(xù)執(zhí)行；否則，轉(zhuǎn)向（3）。（3）執(zhí)行do-while的下一條語句。do-while循環(huán)語句的特點是：先執(zhí)行循環(huán)體語句組，然后再判斷循環(huán)條件。5.2直到型循環(huán)do-while語句1．一般格式25[案例5.4]用do-while語句求解1～100的累計和。

/*案例代碼文件名：AL5_4.C*/

/*程序功能：求1～100的累計和*/

main()

{inti=1,sum=0; /*定義并初始化循環(huán)控制變量，以及累計器*/

do

{sum+=i; /*累加*/

i++;

}

while(i<=100); /*循環(huán)繼續(xù)條件：i<=100*/

printf(“sum=%d\n”,sum);

} [程序演示]do-while語句比較適用于處理：不論條件是否成立，先執(zhí)行1次循環(huán)體語句組的情況。除此之外，do-while語句能實現(xiàn)的，for語句也能實現(xiàn)，而且更簡潔。[Return][案例5.4]用do-while語句求解1～100的累計和261．for語句的一般格式

for([變量賦初值]；[循環(huán)繼續(xù)條件]；[循環(huán)變量增值])

{循環(huán)體語句組；}2．for語句的執(zhí)行過程執(zhí)行過程如圖5-1所示。（1）求解“變量賦初值”表達式。（2）求解“循環(huán)繼續(xù)條件”表達式。如果其值非0，執(zhí)行（3）；否則，轉(zhuǎn)至（4）。（3）執(zhí)行循環(huán)體語句組，并求解“循環(huán)變量增值”表達式，然后轉(zhuǎn)向（2）。（4）執(zhí)行for語句的下一條語句。3．說明（1）“變量賦初值”、“循環(huán)繼續(xù)條件”和“循環(huán)變量增值”部分均可缺省，甚至全部缺省，但其間的分號不能省略。1．for語句的一般格式

for([變量賦初值27（2）當(dāng)循環(huán)體語句組僅由一條語句構(gòu)成時，可以不使用復(fù)合語句形式，如上例所示。（3）“循環(huán)變量賦初值”表達式，既可以是給循環(huán)變量賦初值的賦值表達式，也可以是與此無關(guān)的其它表達式（如逗號表達式）。例如，for(sum=0;i<=100;i++)sum+=i;for(sum=0,i=1;i<=100;i++)sum+=i; （4）“循環(huán)繼續(xù)條件”部分是一個邏輯量，除一般的關(guān)系（或邏輯）表達式外，也允許是數(shù)值（或字符）表達式。

（2）當(dāng)循環(huán)體語句組僅由一條語句構(gòu)成時，可以不使用復(fù)合語句形28在3條循環(huán)語句中，for語句最為靈活，不僅可用于循環(huán)次數(shù)已經(jīng)確定的情況，也可用于循環(huán)次數(shù)雖不確定、但給出了循環(huán)繼續(xù)條件的情況。

[案例5.1]求1～100的累計和。

/*案例代碼文件名：AL5_1.C*/

/*程序功能：求1～100的累計和*/

main()

{inti,sum=0; /*將累加器sum初始化為0*/

for(i=1;i<=100;i++)sum+=i; /*實現(xiàn)累加*/

printf("sum=%d\n",sum);

} [程序演示]程序運行情況如下：sum=5050在3條循環(huán)語句中，for語句最為靈活，不僅可29[案例5.2]求n的階乘n!（n!=1*2*……*n）。

/*案例代碼文件名：AL5_2.C*/

/*程序功能：求n！*/

main()

{inti,n;

longfact=1; /*將累乘器fact初始化為1*/

printf(“Inputn:”);scanf(“%d”,&n);

for(i=1;i<=n;i++)fact*=i; /*實現(xiàn)累乘*/

printf("%d!=%ld\n",n,fact);

} [程序演示]程序運行情況如下：

Inputn:5↙

5!=120[案例5.2]求n的階乘n!（n!=1*2*……*n）。

305.4break語句與continue語句為了使循環(huán)控制更加靈活，Ｃ語言提供了break語句和continue語句。1．一般格式：break；continue；2．功能（1）break：強行結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)向執(zhí)行循環(huán)語句的下一條語句。（2）continue：對于for循環(huán)，跳過循環(huán)體其余語句，轉(zhuǎn)向循環(huán)變量增量表達式的計算；對于while和do-while循環(huán)，跳過循環(huán)體其余語句，但轉(zhuǎn)向循環(huán)繼續(xù)條件的判定。3．break和continue語句對循環(huán)控制的影響如圖5-4所示。4．說明（1）break能用于循環(huán)語句和switch語句中，continue只能用于循環(huán)語句中。（2）循環(huán)嵌套時，break和continue只影響包含它們的最內(nèi)層循環(huán)，與外層循環(huán)無關(guān)。[Return]5.4break語句與continue語句為了使循環(huán)控315.5應(yīng)用舉例[例5.5]求Fibonacci數(shù)列的前40個數(shù)。該數(shù)列的生成方法為：F1=1，F(xiàn)2=1，F(xiàn)n=Fn-1+Fn-2（n>=3），即從第3個數(shù)開始，每個數(shù)等于前2個數(shù)之和。算法設(shè)計，請參見第2章第1節(jié)（2.1）。參考源程序如下：

/*案例代碼文件名：AL5_5.C*/

main()

{longintf1=1,f2=1; /*定義并初始化數(shù)列的頭2個數(shù)*/

inti=1; /*定義并初始化循環(huán)控制變量i*/

for(;i<=20;i++) /*1組2個，20組40個數(shù)*/

{printf(“%15ld%15ld”,f1,f2); /*輸出當(dāng)前的2個數(shù)*/

if(i%2==0)printf(“\n”); /*輸出2次（4個數(shù)），換行*/

f1+=f2;f2+=f1; /*計算下2個數(shù)*/

}

} [程序演示]5.5應(yīng)用舉例[例5.5]求Fibonacci數(shù)列的32[例5.6]輸出10～100之間的全部素數(shù)。所謂素數(shù)n是指，除1和n之外，不能被2～（n-1）之間的任何整數(shù)整除。算法設(shè)計要點：