程序設(shè)計3(3種基本結(jié)構(gòu))

三、程序的三種基本結(jié)構(gòu)3.1順序結(jié)構(gòu)3.2分支結(jié)構(gòu)3.3循環(huán)結(jié)構(gòu)3.4使用string3.5其他應(yīng)用3.1順序結(jié)構(gòu)

為了提高程序設(shè)計的質(zhì)量和效率，C語言中經(jīng)常采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法。當(dāng)然，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法在C++中用得更為常見。不過兩者并不矛盾，因為在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法中也一定包含了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，因此，作為基礎(chǔ)，必須熟練掌握結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的方法。結(jié)構(gòu)化程序由若干個基本結(jié)構(gòu)組成。每一個基本結(jié)構(gòu)可以包含一個或若干個語句。有三種基本結(jié)構(gòu). 采用流程圖可以較好地描述算法的思路。

當(dāng)語句之間是順序執(zhí)行的關(guān)系時，就是順序結(jié)構(gòu)，這也是最簡單的結(jié)構(gòu)。3.2分支結(jié)構(gòu)

又稱選擇結(jié)構(gòu),典型的流程圖如下：分支結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識3.2.1關(guān)系運算符和關(guān)系表達式3.2.2邏輯運算符和邏輯表達式3.2.3if語句3.2.4switch語句3.2.5條件運算符1）關(guān)系運算符及其優(yōu)先次序關(guān)系運算是邏輯運算中比較簡單的一種。所謂“關(guān)系運算”實際上是“比較運算”。將兩個值進行比較，判斷其比較的結(jié)果是否符合給定的條件。比較的結(jié)果是一個邏輯值（true,false）。6種關(guān)系運算符的優(yōu)先次序如下：<、<=、>、>=，==、!=

其中，前4個優(yōu)先級相同，后2個優(yōu)先級相同，前4種高于后2種。關(guān)系運算符的優(yōu)先級低于算術(shù)運算符，高于賦值運算符。2）關(guān)系表達式：用關(guān)系運算符將兩個表達式連接的表達式。關(guān)系表達式的值也是一個邏輯值（true,false）。 一般形式為：表達式關(guān)系運算符表達式3.2.1關(guān)系運算符和關(guān)系表達式

3.2.2邏輯運算符和邏輯表達式 1）3種邏輯運算符及其優(yōu)先次序!，&&，||&&、||為雙目運算符，左結(jié)合；!為單目運算符，右結(jié)合。優(yōu)先級如右圖： 2）邏輯表達式 用邏輯運算符將關(guān)系表達式或邏輯量連接起來的式子就是邏輯表達式。表達式的值也是一個邏輯值（true,false）。 邏輯表達式的一般形式為： 表達式邏輯運算符表達式3.2.3if語句 共有3種形式的if語句1）if(表達式)語句例如：if(x＞y){ cout<<“hello”；}這種if語句的執(zhí)行過程見圖。example2)if(表達式) 語句1 else 語句2例如： if(x＞y){ cout<<“firstcondition”； } else{ cout<<“secondcondition”；}3） if(表達式1) 語句1 elseif(表達式2) 語句2 elseif(表達式3) 語句3 … elseif(表達式m) 語句m else 語句n

例如：if(number>500){ cost=0.15;}elseif(number>300){ cost=0.10;}elseif(number>100){ cost=0.075;}else

if(number>50){ cost=0.05;}else{ cost=0;}4）在使用if語句應(yīng)注意的問題:if之后均為表達式。該表達式通常是邏輯表達式或關(guān)系表達式，但也可以是其它表達式，如賦值表達式等，甚至也可以是一個變量。在if語句中，條件判斷表達式必須用括號括起來，在語句之后必須加分號。在if語句中的內(nèi)嵌語句為多個語句時，必須把這多個語句用{}括起來組成一個復(fù)合語句。但要注意的是在}之后不能再加分號。if語句可以嵌套，流程圖見后頁。例：輸入三角形的3個邊長，判斷能否構(gòu)成三角形#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;intmain(){

floata,b,c;

cin>>a>>b>>c;

if(a+b>c&&a+c>b&&b+c>a)

//&&(fabs(a-b)<c&&fabs(a-c)<b&&fabs(b-c)<a)) { cout<<"Yes“<<endl; }

else { cout<<"No“<<endl; }

return0;}例：輸入3個各不相同的數(shù)，輸出最大、最小值#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){

floata,b,c,maxVal,minVal;

cin>>a>>b>>c;

if(a>b&&a>c)maxVal=a;

elseif(b>a&&b>c)maxVal=b；

elseif(c>a&&c>b)maxVal=c;

if(a<b&&a<c)minVal=a;

elseif(b<a&&b<c)minVal=b;

elseif(c<a&&c<b)minVal=c;

cout<<“Max,Min:”<<maxVal<<“,”<<minVal<<endl;

return0;}3.2.4switch語句

switch語句是多分支選擇語句。用來實現(xiàn)多分支選擇結(jié)構(gòu)。if語句只有兩個分支可供選擇，而實際問題中常常需要用到多分支的選擇。 例如，學(xué)生成績分類(90分以上為‘a(chǎn)’等，80～89分為‘b’等，70～79分為‘c’等……)；人口統(tǒng)計分類(按年齡分為老、中、青、少、兒童)；工資統(tǒng)計分類；銀行存款分類……。 語法格式如下：

switch(表達式){

case常量表達式1：語句1

case常量表達式2：語句2…

case常量表達式n：語句n

default：語句n＋1｝例如，要求按照考試成績的等級打印出百分制分數(shù)段，可以用Switch語句實現(xiàn)：

switch(grade)｛

case‘A'∶cout<<"85～100＼n"；break;

case‘B'∶cout<<"70～84＼n"；break;

case‘C'∶cout<<"60～69＼n"；break;

case‘D'∶cout<<"＜60＼n"；break;

default∶cout<<"error＼n"；｝說明（1）有無break語句的區(qū)別。

（2）在case后的各常量表達式的值不能相同，否則會出錯。

（3）各case和default子句的先后順序可以調(diào)換。（4）在case后，允許有多個語句，可以不用{}括起來。（5）default子句可以省略不用。（6）多個case可以共用一組執(zhí)行語句。（7）表達式允許為任何類型。流程圖:3.2.5條件運算符（了解即可）若if語句中，在表達式為“真”和“假”時，且都只執(zhí)行一個賦值語句給同一個變量賦值時，可以用簡單的條件運算符來處理。例如，若有以下if語句：if(a＞b) max=a； else max=b；可以用下面的條件運算符來處理：

max=(a＞b)？a∶b；其中“(a＞b)？a∶b”是一個“條件表達式”。它是這樣執(zhí)行的：如果(a＞b)條件為真，則條件表達式取值a，否則取值b。3.3.1while3.3.2dowhile3.3.3for3.3.4break和continue3.3.5示例3.3循環(huán)結(jié)構(gòu)3.3.1whilewhile語句用來實現(xiàn)“當(dāng)型”循環(huán)結(jié)構(gòu)。其一般形式如下：while(表達式)語句例:求sum=1+2+3+…+100intmain(){ inti=1,sum=0;

while

(i<=100)

{ sum=sum+i; i++;

}

cout<<sum<<endl;

return0;}3.3.2dowhiledowhile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。一般形式為do循環(huán)體語句while(表達式)；例:求sum=1+2+3+…+100intmain(){ inti=1,sum=0;

do{ sum=sum+i; i++;

}while(i<=100)；cout<<sum<<endl; return0;}3.3.3for

for語句使用最為靈活，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while語句。一般形式為： for(表達式1；表達式2；表達式3)語句

它的執(zhí)行過程如下：(1)先求解表達式1。(2)求解表達式2，若其值為真，則執(zhí)行for語句中指定的內(nèi)嵌語句，然后執(zhí)行下面第(3)步。若為假，則結(jié)束循環(huán)。(3)求解表達式3。(4)轉(zhuǎn)回上面第(2)步驟繼續(xù)執(zhí)行。for語句最簡單的應(yīng)用形式形式：for(循環(huán)變量賦初值；循環(huán)條件；循環(huán)變量增值)語句例如:for(inti=1;i<=100;i++)sum=sum+i;例:求sum=1+2+3+…+100intmain(){intsum=0;

for(inti=1;i<=100;i++){sum=sum+i;}cout<<sum<<endl;return0;}intmain(){inti,sum=0;

for(i=1;i<=100;i++){sum=sum+i;}cout<<sum<<endl;return0;}3.3.4break和continuebreak語句在前面已經(jīng)介紹過，可以使流程跳出Switch結(jié)構(gòu)，繼續(xù)執(zhí)行Switch語句下面的一個語句。實際上，break語句還可以用來從循環(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)下面的語句。continue的作用為結(jié)束本次循環(huán)，即跳過循環(huán)體中下面尚未執(zhí)行的語句，接著進行下一次是否執(zhí)行循環(huán)的判定。continue語句和break語句的區(qū)別是：continue語句只結(jié)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(jié)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。注意：A、break語句對if-else的條件語句不起作用。

B、在多層循環(huán)中,一個break語句只向外跳一層。3.3.5示例：例：多項式如下：π/4=1-1/3+1/5-1/7+1/9...

計算的項數(shù)n由鍵盤輸入，求π。結(jié)果保留2位小數(shù)。#include<iomanip>intmain(){ intn,sign=1; doublesum=0.0;cin>>n; for(inti=1;i<=n;i+=2){ sum=sum+sign*1.0/i; sign=-sign; } //設(shè)置浮點數(shù)的小數(shù)個數(shù)2位 cout<<setioflags(ios::fixed)<<setprecision(2)<<4*sum<<endl; return0;}例：統(tǒng)計給定的n個整數(shù)中，負數(shù)、零和正數(shù)的個數(shù)。

輸入第一個數(shù)是整數(shù)n（n<100），表示需要統(tǒng)計的數(shù)值的個數(shù)，然后是n個整數(shù)，分別輸出給定的數(shù)據(jù)中負數(shù)、零和正數(shù)的個數(shù)。intmain(){ intn,x; cin>>n; intzero=0,positive=0,negative=0; for(inti=0;i<n;i++){ cin>>x; if(x>0) positive++; elseif(x<0) negative++; else zero++; } cout<<negative<<""<<zero<<""<<positive<<endl; return0;}例：古希臘數(shù)學(xué)家畢達哥拉斯在自然數(shù)研究中發(fā)現(xiàn)，220的所有真約數(shù)(即不是自身的約數(shù))之和為：1+2+4+5+10+11+20+22+44+55+110＝284。而284的所有真約數(shù)為1、2、4、71、142，加起來恰好為220。人們對這樣的數(shù)感到很驚奇，并稱之為親和數(shù)。一般地講，如果兩個數(shù)中任何一個數(shù)都是另一個數(shù)的真約數(shù)之和，則這兩個數(shù)就是親和數(shù)。編程，判斷給定的兩個數(shù)是否是親和數(shù)。Input輸入數(shù)據(jù)包含兩個整數(shù)A,B；

Output如果A和B是親和數(shù)的話輸出YES，否則輸出NO。intmain(){

inta,b,sumA=0,sumA=0;

cin>>a>>b;

for(inti=1;i<a;i++){

if(a%i==0)sumA+=i; }

for(intj=1;j<sumb;j++){

if(b%j==0)sumB+=j; }

if(sumA==b&&sumB==a)

cout<<"YES\n";

else

cout<<"NO\n";

return0;}3.4.1基本運算3.4.2示例3.4使用string #include<string> //包含頭文件 聲明變量及初始化： strings1,s2,s3="Hello"; 賦值： s2=“World”; 串加法運算s1=s2+s3; 串比較運算 if(s2>s3)cout<<“Bigger”<<endl; 輸出cout<<s3<<endl;處理串成員（字符）的方法s[序號] （其中，序號的范圍，0~length-1）3.4.1基本運算輸入string的方式：cin>>的讀入方式總是將前導(dǎo)的空格（所謂空格，即包括空格、回車、水平或垂直制表符等）濾掉，將單詞讀入，在遇到空格時結(jié)束本次輸入getline總是將行末的回車符濾掉，將其整行輸入對字串”Hello,Howareyou?”的兩種輸入方式//方法1strings;while(

cin>>s)cout<<s<<”“;cout<<endl;//方法2（優(yōu)先考慮本方法）strings;getline(cin,s);cout<<s<<endl;例：判斷回文串（HLOJ1111）intmain(){ inttotal; //表示測試總數(shù) cin>>total; for(inti=1;i<=total;i++){

strings; cin>>s; boolflag=true; //存放結(jié)果 len=s.size(); //s.size()表示串s的長度 for(intj=0;j<len/2;j++){ if(s[j]!=s[len-1-j]){ //判斷字符的范圍 flag=false; } } if(flag==true) cout<<“YES”<<endl; else cout<<“NO”<<endl; } return0;}例：對于輸入的每個字符串，查找其中的最大字母，在該字母后面插入字符串“(max)”。（HLOJ1139）intmain(){

while(true){ strings; if((cin>>s)==NULL)break; //離開測試的條件（必要） //或者if(!(cin>>s))break; //也可使用本方法 charmaxchar=s[0]; for(inti=1;i<s.size();i++){ //尋找最大字符 if(s[i]>maxchar)maxchar=s[i]; } for(intj=0;j<s.size();j++){ //按要求輸出 cout<<s[j]; if(s[j]==maxchar)cout<<"(max)"; } cout<<endl; } return0;}（HLOJ1139）的另一種方式：intmain(){ strings; while((cin>>s)!=NULL){ //離開測試的條件（必要） //或者while(cin>>s){ charmaxchar=s[0]; for(inti=1;i<s.size();i++){ //尋找最大字符 if(s[i]>maxchar)maxchar=s[i]; } for(intj=0;j<s.size();j++){ //按要求輸出 cout<<s[j]; if(s[j]==maxchar)cout<<"(max)"; } cout<<endl; } return0;}例：輸入一個只包含空格和小寫字母的英文句子，將每個單詞的第一個字母改成大寫首字母。（HDOJ2026）intmain(){

while(true){ strings; if(!getline(cin,s))break; //離開測試的條件s[0]=s[0]-‘a(chǎn)’+‘A’; //處理首字母for(inti=1;i<s.size();i++){ //小寫轉(zhuǎn)大寫 if(s[i-1]=='')s[i]=s[i]-'a'+'A';}cout<<s<<endl; }

return0;}（HDOJ2026）的另一種方式：intmain(){ strings; while(getline(cin,s)){ //離開測試的條件s[0]=s[0]-‘a(chǎn)’+‘A’; //處理首字母for(inti=1;i<s.size();i++){ //小寫轉(zhuǎn)大寫 if(s[i-1]=='')s[i]=s[i]-'a'+'A';}cout<<s<<endl; } return0;}3.5.1簡單字符圖形的雙重循環(huán)3.5.2判斷素數(shù)3.5.3百雞問題3.5.4最大公約數(shù)3.5其他應(yīng)用3.5.1簡單字符圖形的雙重循環(huán)MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM分析方法：該圖形一共10行，每一行增加一個字符，所以，應(yīng)循環(huán)10次，每次輸出一行，其循環(huán)模式為：for(inti=1;i<=10;++i){輸出第i行(循環(huán))換行}行iM的個數(shù)111222333444...101010for(inti=1;i<=10;++i){

for(intj=1;j<=i;++j)cout<<”M”;cout<<endl;}3.5.2判斷素數(shù)：(利用數(shù)學(xué)定律)m＝i×j假定i≤j，則i2≤i×j＝m≤j2

即i2≤m≤j2

即i≤√m≤j

intm;cin>>m;boolisPrime=true;

doublesqm=sqrt(m*1.0);

for(inti=2;i<=sqm;i++){

if(m%i==0) { isPrime=false; break; }}3.5.3百雞問題本問題記載于中國古代約5－6世紀(jì)成書的《張邱建算經(jīng)》中，是原書卷下第38題，也是全書的最后一題：「今有雞翁一，值錢伍；雞母一，值錢三；雞鶵(雛)三，值錢一。凡百錢買雞百只，問雞翁、母、鶵各幾何？答曰：雞翁四，值錢二十；雞母十八，值錢五十四；雞鶵七十八，值錢二十六。又答：雞翁八，值錢四十；雞母十一，值錢三十三，雞鶵八十一，值錢二十七。又答：雞翁十二，值錢六十；雞母四、值錢十二；雞鶵八十四，值錢二十八。」該問題導(dǎo)致三元不定方程組，其重要之處在于開創(chuàng)「一問多答」的先例，這是過去中國古算書中所沒有的。100元錢買100只雞，大公雞5元1只，母雞3元1只，小雞1元3只。問公雞，母雞，小雞各多少只？分析：把三種雞的只數(shù)分別設(shè)為未知數(shù)x、y、z，然后利用總只數(shù)、總錢數(shù)兩個條件，列出兩個方程，根據(jù)雞的只數(shù)必須取整數(shù)的要求，一步一步推出各種雞的只數(shù)。解：設(shè)大公