第5章C語言循環(huán)結構程序設計

第5章

C語言循環(huán)結構程序設計

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while語句、do-while語句、for語句

continue語句、break語句循環(huán)的嵌套循循環(huán)結構程序設計學習方法建議學習本章內容時，應重點掌握三種循環(huán)語句的語法格式及執(zhí)行過程，并在此基礎上理解循環(huán)嵌套的應用，要多讀程序，理解編程思想，并多上機練習。目錄5.1while語句

5.2

do-while語句5.3

for語句

5.4

循環(huán)的嵌套

返回上一頁5.5

break語句和continue語句5.6

循環(huán)結構應用舉例

5.7

本章小結

5.1while語句while語句用來實現“當型”循環(huán)結構。其一般形式如下：while（表達式）語句while語句的執(zhí)行過程是：下一頁返回

首先計算表達式的值，若結果是“真”（非0）值時，執(zhí)行while語句中的內嵌語句，即循環(huán)體；然后再計算表達式的值，重復上述過程，直到表達式的值為“假”（0）時結束，流程控制轉到while語句的下一個語句繼續(xù)執(zhí)行

。

while語句中的“表達式”就是循環(huán)的條件，其執(zhí)行流程見圖5.1，其特點是：先判斷表達式，后執(zhí)行語句。

表達式語句0非0圖5.1while語句執(zhí)行過程

例5.1】求。

上一頁下一頁返回【編程思路】（1）定義變量i、sum，并分別賦初值為1和0，用i表示累加數，sum表示累加和。（2）在while語句中，使sum在原有值的基礎上加上i的值，加完后再使i值自動增1。（3）用i<=100作為循環(huán)的條件，若i的值超過100就停止循環(huán)。（4）最后輸出累加和sum?！境绦虼a】#include"stdio.h"main(){inti=1,sum=0;while(i<=100){sum=sum+i;i++;}printf(“sum=%d\n",sum);}運行結果如下：上一頁下一頁返回【例5.2】求n!，n由鍵盤輸入。【編程思路】求階乘就是求累乘，即求1*2*3*…n。這里除用于存放累乘積的變量的應置為1外，其執(zhí)行過程與累加相同?！境绦虼a】#include"stdio.h"main(){inti=1,n,s=1;printf("Inputn:");scanf("%d",&n);while(i<=n){s*=i;i++;}printf("%d!=%d\n",n,s);}運行結果如下：do-while語句的特點是先執(zhí)行循環(huán)體，然后判斷循環(huán)條件是否成立。其一般形式為do

語句while（表達式）；上一頁下一頁返回5.2do-while語句do-while語句的執(zhí)行過程是：先執(zhí)行一次循環(huán)體語句，然后判斷表達式，當表達式的值為非0時，返回重新執(zhí)行循環(huán)體語句，如此反復，直到表達式值等于0為止，此時循環(huán)結束?？梢杂脠D5.2表示其流程。語句0(假)表達式圖5.2do-while語句執(zhí)行過程【例5.3】

用do-while語句改寫例5.1的程序。上一頁下一頁返回【程序代碼】#include"stdio.h“main(){inti=1,sum=0;do{sum=sum+i;i++;}while(i<=100);printf(“sum=%d\n",sum);}運行結果如下：for語句的一般形式為：

for(表達式1；表達式2；表達式3)語句For語句的執(zhí)行過程是：（1）求解表達式1；（2）求解表達式2，若其值為真（值為非0），則執(zhí)行for語句中指定的內嵌語句，然后執(zhí)行下面第（3）步。若為假（值為0），則結束循環(huán)，轉到第（5）步；（3）求解表達式3。（4）轉回上面第（2）步驟繼續(xù)執(zhí)行。（5）循環(huán)結束，執(zhí)行for語句下面的一條語句?？梢杂脠D5.3來表示for語句的執(zhí)行過程。上一頁下一頁返回5.3for語句非0求解表達式1表達式2語句求解表達式30圖5.3for語句執(zhí)行過程for語句最簡單的應用形式也就是最易理解的如下形式：

for(循環(huán)變量賦初值；循環(huán)條件；循環(huán)變量增值)語句【例5.4】用for語句改寫例5.1的程序【程序代碼】#include"stdio.h"main(){inti,sum=0;for(i=1;i<=100;i++)sum+=i;printf("sum=%d\n",sum);}運行結果如下：

上一頁下一頁返回說明：有時根據需要可以將for語句中的部分或所有表達式省略，省略“表達式1”時，應在for語句之前給循環(huán)變量賦初值。省略“表達式2”時，在循環(huán)體中通常要有能使循環(huán)結束的語句，否則就成了無限循環(huán)了。省略“表達式3”時，通常在循環(huán)體中要有使循環(huán)變量增值的語句。不管省略幾個表達式，分隔符分號“；”是不能省的。如例5.4中的代碼可以改寫成：

inti=1,sum=0;for(;i<=100;i++)sum+=i;上一頁下一頁返回

一個循環(huán)的循環(huán)體內又包含另一個完整的循環(huán)結構，稱為循環(huán)的嵌套。內嵌的循環(huán)中還可以嵌套循環(huán)，這就是多重循環(huán)。各種語言中關于循環(huán)的嵌套的概念都是一樣的。三種循環(huán)（while循環(huán)，do-while循環(huán)和for循環(huán)）即可以自身嵌套，也可以互相嵌套。

【例5.5】用一元紙幣換一分、兩分及五分的硬幣，要求換到的硬幣總數為50枚，問有多少種換法？每種換法中各種硬幣分別是多少？【編程思路】設x,y,z分別代表五分、二分、及一分的硬幣數目。三變量只有兩個是獨立的，第三個必須滿足z=100–5*x–2*y及x+y+z==50的條件。因此可用雙重循環(huán)解此問題。其中x可由1到20，y可由0到50。上一頁下一頁返回5.4循環(huán)的嵌套【程序代碼】#include"stdio.h"main(){intx,y,z;printf("FIVE\tTWO\tONE\n");for(x=0;x<=20;x++)for(y=0;y<=50;y++){z=100-5*x-2*y;if(x+y+z==50)printf("%3d\t%3d\t%3d\n",x,y,z);}}運行結果如下：上一頁下一頁返回【例5.6】編寫程序，輸出下列圖形上一頁下一頁返回【編程思路】（（1）圖形共有5行，定義i表示行數，即外循環(huán)的循環(huán)控制變量，其值從1到5遞增。（2）每行前空格的數量分別為5、4、3、2、1，如果用i表示行數，則每行前的空格數據與行號i的關系為6-i;（3）每一行“*”的數量分別為1、3、5、7、9，與行號的關系為2*i-1。（4）定義變量j、k表示空格數和“*”數，它們作為內循環(huán)的循環(huán)控制變量。【程序代碼】#include"stdio.h"main(){inti,j,k;for(i=1;i<=5;i++){for(j=1;j<=6-i;j++)printf("");for(k=1;k<=2*i-1;k++)printf("*");printf("\n");}}說明：本程序用雙重循環(huán)實現，外循環(huán)控制行數，內循環(huán)控制每行的內容，每行內容均包括三部分，行前空格、一行*、換行。行前空格和每行的*的輸出均用內嵌的循環(huán)實現。上一頁下一頁返回break語句的一般形式為：

break;該語句的功能有兩個：（1）在switch語句的程序段中，遇到break語句，則退出switch語句，執(zhí)行后繼語句。（2）在循環(huán)體中，遇到break語句，則退出包含break語句的那層循環(huán),一般和if語句連用。

【例5.7】判斷正整數m是否素數，m由鍵盤輸入。

【編程思路】判斷m是否是素數，可以有三種方法：（1）用m依次除以2~m-1之間的所有數，若都不能除盡，則m是素數，否則就不是素數。（2）用m依次除以2~之間的所有數，若都不能除盡，則m是素數，否則就不是素數。上一頁下一頁返回5.5break語句和continue語句5.5.1break語句

（3）用m依次除以m/2之間的所有數，若都不能除盡，則m是素數，否則就不是素數。 本題采用第（2）種方法，其算法是這樣的：

將的值賦給變量k，讓m被2到k除，如果m能被2~k之中任何一個整數整除，則提前結束循環(huán)，此時i必然小于或等于k，如果m不能被2~k之間的任一整數整除，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的值是否大于等于k+1，若是，則表明未曾被2~k之間任一整數整除過，因此輸出“是素數”?！境绦虼a】#include<stdio.h>#include<math.h>main(){intm,i,k;scanf("%d",&m);k=sqrt(m);for(i=2;i<=k;i++)if(m%i==0) break;上一頁下一頁返回if(i>=k+1)printf("%disaprimenumber\n",m);else printf("%disnotaprimenumber\n",m);}運行結果如下： 上一頁下一頁返回5.5.2continue語句continue語句的一般形式為：

continue;

該語句只能用在循環(huán)體中，執(zhí)行該語句則結束本次循環(huán)，再去判斷是否繼續(xù)下次循環(huán)。該語句通常是用于循環(huán)體中if語句內，即滿足某種條件才結束本次循環(huán)。

continue語句和break語句的區(qū)別是：continue語句只結束本次循環(huán)，而不是終止整個循環(huán)的執(zhí)行。而break語句則是結束整個循環(huán)過程，不再判斷執(zhí)行循環(huán)的條件是否成立?！纠?.8】把100~200之間的不能被3整除的數輸出，每行輸出10個數。

【編程思路】（1）定義一個循環(huán)控制變量和統(tǒng)計輸出數量的變量

。（2）循環(huán)的初值和終值分別取100和200。（3）用對3取余的運算判斷是否能被3整除?！境绦虼a】#include"stdio.h"main(){intn,s=0;for(n=100;n<=200;n++){if(n%3==0)continue;printf("%d",n);s++;if(s%10==0)printf("\n");}printf("\n");}上一頁下一頁返回說明：在while語句和do-while語句中，continue語句使得流程直接跳到循環(huán)控制條件的測試部分，然后決定循環(huán)是否繼續(xù)進行。在for循環(huán)中，遇到continue后，流程跳過循環(huán)體中余下的語句，而去對for語句中的“表達式3”求值，然后進行“表達式2”的條件測試，最后根據“表達式2”的值來決定for語句是否執(zhí)行。上一頁下一頁返回運行結果如下：5.6循環(huán)結構應用舉例【例5.9】輸出九九表，格式如下：上一頁下一頁返回【編程思路】（1）用雙重循環(huán)實現，外循環(huán)控制行數，內循環(huán)控制列數。（2）定義變量i表示行數，作外循環(huán)的循環(huán)控制變量，使其從1到9遞增。（3）定義j表示列數，作內循環(huán)的循環(huán)控制變量，從1到i遞增?！境绦虼a】#include<stdio.h>main(){inti,j;for(i=1;i<10;i++){for(j=1;j<=i;j++)printf("%d*%d=%-4d",j,i,i*j);printf("\n");}}上一頁下一頁返回說明:由于外循環(huán)變量i表示行數（1到9），內循環(huán)變量j表示列數（1到i），故每一個位置輸出的數據應為行號和列號的乘積?！纠?.10】用π/4≈1-+-+…公式求π的近似值，直到最后一項的絕對值小于10-6為止?！揪幊趟悸贰浚?）定義一個變量pi用來存放右側表達式的值及最終要求的π的近似值。（2）定義一個表示每一項的變量t，并賦初值為1。（3）定義一個表示每一項的分母的變量n，其初值為1，其值每次增2。（4）定義一個用來改變每一項符號的變量s其初值定義為1，由于此題的各項的符號是正負相間，故用循環(huán)處理此題的過程中，s每次都要變換個符號，再用s乘以各項既可改變各項的符號。（5）循環(huán)的條件是fabs(t)>=1e-6，其中fabs是用來求絕對值的函數，但使用前在代碼前要用#include對"math.h"頭文件進行包含。上一頁下一頁返回【程序代碼】#include"stdio.h"#include"math.h"main(){ints;floatn,t,pi;t=1;pi=0;n=1;s=1;while(fabs(t)>=1e-6){pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;}pi=pi*4;printf("pi=%10.6f\n",pi);}運行結果如下：上一頁下一頁返回【例5.11】求100~200間的全部素數，每行輸出10個。【編程思路】（1）定義一個循環(huán)控制變量m其取值從101到200，循環(huán)增量為2，因為此范圍內的素數一定為奇數，定義一個統(tǒng)計素數個數的變量n，初值為0，通過對10取余運算可控制每行輸出10個。（2）用每個循環(huán)變量除以2到該變量的平方根之間的每一個數，若都除不盡，則該變量所存放的數為素數。（3）平方根的函數為sqrt()，其對應的頭文件為"math.h“【程序代碼】#include"stdio.h"#include"math.h"main(){intm,k,i,n=0;for(m=101;m<=200;m=m+2){k=sqrt(m);上一頁下一頁返回for(i=2;i<=k;i++)if(m%i==0)break;if(i>=k+1){printf("%d",m);n=n+1;}if(n%10==0)printf("\n");}printf("\n");}運行結果如下：【例5.12】求Fibonacci數列前20項，這個數列有如下的特點：第1，2兩個數為1，1。從第3個數開始，每一個數都是其前面兩個數之和。即：F(1)=1(n=1)F(2)=1(n=2)F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n≥3)上一頁下一頁返回【編程思路】（1）本題屬于遞推問題。即不斷地用舊值推算出新值，在程序中表現為不斷地用新值取代舊值的過程。（2）定義循環(huán)變量n，用來表示數列的項，由于前兩項已經給出，所以n從3開始。（3）定義變量f1、f2、fn，每次計算完通項后，那么在計算下一項時，原來的f2就成為新的f1，剛計算出的fn就成為新的f2。（4）為了更清晰地輸出數列，每行輸出4個數?！境绦虼a】#include"stdio.h"main(){intf1=1,f2=1,n,fn;printf("%12d%12d",f1,f2);for(n=3;n<=20;n++){fn=f1+f2;f1=f2;f2=fn;printf("%12d",fn);if(n%5==0)printf("\n");}}運行結果如下：上一頁下一頁返回通過本章