《C程序設(shè)計(jì)-循環(huán)》課件

C程序設(shè)計(jì)-循環(huán)本課程將深入探討C語(yǔ)言中的循環(huán)結(jié)構(gòu)，這是程序設(shè)計(jì)中的重要概念。我們將學(xué)習(xí)循環(huán)的類型、語(yǔ)法規(guī)則和應(yīng)用場(chǎng)景，并通過(guò)實(shí)例理解循環(huán)在程序中的作用。什么是循環(huán)循環(huán)是重復(fù)執(zhí)行一段代碼的機(jī)制。循環(huán)允許我們避免重復(fù)編寫相同的代碼。循環(huán)可以根據(jù)條件執(zhí)行代碼。循環(huán)可以根據(jù)計(jì)數(shù)器執(zhí)行代碼。循環(huán)可以用于處理數(shù)組和字符串。循環(huán)的作用重復(fù)執(zhí)行循環(huán)可以重復(fù)執(zhí)行特定代碼塊，無(wú)需重復(fù)編寫代碼，提高代碼效率。簡(jiǎn)化邏輯循環(huán)結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化復(fù)雜邏輯，使代碼更加清晰易懂，提高可讀性。數(shù)據(jù)處理循環(huán)可以處理大量數(shù)據(jù)，例如統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、遍歷數(shù)組等，提高數(shù)據(jù)處理效率。時(shí)間控制循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)任務(wù)，例如每秒執(zhí)行一次，或者每分鐘執(zhí)行一次。循環(huán)的基本結(jié)構(gòu)1初始化為循環(huán)變量賦初值2條件判斷判斷循環(huán)條件是否滿足3循環(huán)體執(zhí)行循環(huán)操作4更新更新循環(huán)變量循環(huán)結(jié)構(gòu)的核心是重復(fù)執(zhí)行代碼塊。循環(huán)體中的代碼會(huì)根據(jù)條件判斷的結(jié)果重復(fù)執(zhí)行，直到條件不再滿足為止。循環(huán)結(jié)構(gòu)包括初始化、條件判斷、循環(huán)體和更新四個(gè)步驟。while循環(huán)條件判斷while循環(huán)首先判斷條件是否為真。如果為真，則執(zhí)行循環(huán)體。循環(huán)體執(zhí)行循環(huán)體中的代碼會(huì)被反復(fù)執(zhí)行，直到條件不再滿足。重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體代碼會(huì)一直執(zhí)行，直到條件判斷為假，循環(huán)才結(jié)束。while循環(huán)示例while循環(huán)示例演示了如何使用while循環(huán)計(jì)算1到10的整數(shù)之和。程序首先定義一個(gè)變量sum用于累加，并將其初始化為0。然后使用while循環(huán)，循環(huán)體中的代碼會(huì)不斷執(zhí)行，直到循環(huán)條件不再滿足。每次循環(huán)迭代，程序都會(huì)將當(dāng)前值加到sum中，并將當(dāng)前值加1。當(dāng)當(dāng)前值大于10時(shí)，循環(huán)結(jié)束。for循環(huán)循環(huán)次數(shù)固定for循環(huán)用于執(zhí)行特定次數(shù)的代碼塊。循環(huán)變量控制for循環(huán)使用循環(huán)變量來(lái)控制循環(huán)次數(shù)，變量在每次迭代中遞增或遞減。靈活應(yīng)用for循環(huán)可用于處理數(shù)組、字符串和其他需要重復(fù)執(zhí)行的操作。for循環(huán)示例for循環(huán)用于執(zhí)行指定次數(shù)的代碼塊。循環(huán)體中的代碼將重復(fù)執(zhí)行，直到滿足特定條件為止。for循環(huán)需要三個(gè)部分：循環(huán)變量初始化、循環(huán)條件和循環(huán)變量更新。循環(huán)變量初始化部分在循環(huán)開始之前執(zhí)行一次，用來(lái)設(shè)置循環(huán)變量的初始值。循環(huán)條件部分在每次循環(huán)開始之前都會(huì)被評(píng)估。如果循環(huán)條件為真，則執(zhí)行循環(huán)體。如果條件為假，則循環(huán)終止。循環(huán)變量更新部分在每次循環(huán)體執(zhí)行完畢后都會(huì)被執(zhí)行，用來(lái)更新循環(huán)變量的值。do-while循環(huán)11.先執(zhí)行一次do-while循環(huán)至少執(zhí)行一次循環(huán)體，然后才檢查條件。22.后判斷條件循環(huán)體執(zhí)行完畢后，才會(huì)判斷條件是否滿足，如果滿足則繼續(xù)循環(huán)，否則退出循環(huán)。33.適用場(chǎng)景適用于至少執(zhí)行一次循環(huán)體，然后根據(jù)條件決定是否繼續(xù)循環(huán)的情況。44.語(yǔ)法結(jié)構(gòu)do{循環(huán)體語(yǔ)句;}while(條件表達(dá)式);do-while循環(huán)示例do-while循環(huán)至少執(zhí)行一次循環(huán)體，然后再根據(jù)條件判斷是否繼續(xù)執(zhí)行。代碼示例：#include<stdio.h>intmain(){inti=1;do{printf("%d\n",i);i++;}while(i<=5);return0;}輸出結(jié)果：12345嵌套循環(huán)1循環(huán)嵌套一個(gè)循環(huán)語(yǔ)句的循環(huán)體中包含另一個(gè)循環(huán)語(yǔ)句，稱為循環(huán)嵌套。2層級(jí)結(jié)構(gòu)外層循環(huán)控制外層循環(huán)次數(shù)，內(nèi)層循環(huán)控制內(nèi)層循環(huán)次數(shù)。3執(zhí)行順序外層循環(huán)執(zhí)行一次，內(nèi)層循環(huán)執(zhí)行完所有循環(huán)次數(shù)，然后外層循環(huán)執(zhí)行下一次循環(huán)。嵌套循環(huán)示例打印矩形圖案使用嵌套循環(huán)，可以輕松實(shí)現(xiàn)打印矩形圖案的效果。例如，我們可以使用兩個(gè)循環(huán)，一個(gè)控制行數(shù)，另一個(gè)控制列數(shù)，并根據(jù)循環(huán)條件打印不同的字符。九九乘法表經(jīng)典的九九乘法表可以通過(guò)嵌套循環(huán)實(shí)現(xiàn)。外層循環(huán)控制行數(shù)，內(nèi)層循環(huán)控制列數(shù)，并在每次循環(huán)中計(jì)算并輸出乘積結(jié)果。打印螺旋形圖案通過(guò)巧妙地控制循環(huán)變量和判斷條件，我們可以使用嵌套循環(huán)打印出復(fù)雜的螺旋形圖案。需要根據(jù)圖案的形狀設(shè)計(jì)循環(huán)條件和輸出內(nèi)容。循環(huán)控制語(yǔ)句break語(yǔ)句跳出當(dāng)前循環(huán)，執(zhí)行循環(huán)后面的語(yǔ)句。continue語(yǔ)句跳過(guò)當(dāng)前循環(huán)的剩余語(yǔ)句，開始執(zhí)行下一輪循環(huán)。goto語(yǔ)句跳轉(zhuǎn)到指定位置，可以用于跳出多層循環(huán)。break語(yǔ)句跳出循環(huán)break語(yǔ)句可用于立即終止當(dāng)前循環(huán)，并執(zhí)行循環(huán)后面的代碼。終止循環(huán)它通常用于在循環(huán)過(guò)程中滿足特定條件時(shí)跳出循環(huán)。語(yǔ)法結(jié)構(gòu)break語(yǔ)句的語(yǔ)法很簡(jiǎn)單，它是一個(gè)單獨(dú)的關(guān)鍵字。continue語(yǔ)句跳過(guò)循環(huán)體continue語(yǔ)句用于跳過(guò)當(dāng)前循環(huán)的剩余語(yǔ)句，并進(jìn)入下一輪循環(huán)。示例for循環(huán)中，遇到continue語(yǔ)句時(shí)，會(huì)跳過(guò)循環(huán)體中continue語(yǔ)句之后的代碼，執(zhí)行下一輪循環(huán)。無(wú)限循環(huán)定義無(wú)限循環(huán)是指循環(huán)條件始終為真，循環(huán)體將無(wú)限次執(zhí)行，無(wú)法正常結(jié)束。應(yīng)用場(chǎng)景通常用于需要持續(xù)運(yùn)行的程序，例如服務(wù)器程序、嵌入式系統(tǒng)等，需要一直等待用戶輸入或事件觸發(fā)。無(wú)限循環(huán)示例無(wú)限循環(huán)是指循環(huán)條件始終為真，導(dǎo)致循環(huán)體一直執(zhí)行，不會(huì)停止。例如，在使用while循環(huán)時(shí)，如果循環(huán)條件始終為真，程序?qū)⑾萑胨姥h(huán)，需要外部因素才能停止。無(wú)限循環(huán)在某些情況下是有用的，例如在需要持續(xù)運(yùn)行的程序中，例如服務(wù)器程序或?qū)崟r(shí)系統(tǒng)，但應(yīng)謹(jǐn)慎使用，避免死循環(huán)。循環(huán)的效率循環(huán)類型效率while循環(huán)一般for循環(huán)更高do-while循環(huán)相對(duì)較低循環(huán)的效率取決于循環(huán)類型、循環(huán)次數(shù)、代碼復(fù)雜度等因素。一般來(lái)說(shuō)，for循環(huán)比while循環(huán)效率更高，因?yàn)閒or循環(huán)的循環(huán)條件和計(jì)數(shù)器都包含在循環(huán)語(yǔ)句中，而while循環(huán)需要額外判斷循環(huán)條件。do-while循環(huán)的效率相對(duì)較低，因?yàn)樗辽贂?huì)執(zhí)行一次循環(huán)體。循環(huán)的調(diào)試打印調(diào)試在循環(huán)體中插入打印語(yǔ)句，輸出循環(huán)變量的值和中間結(jié)果，幫助理解循環(huán)的執(zhí)行流程。斷點(diǎn)調(diào)試使用調(diào)試器設(shè)置斷點(diǎn)，在循環(huán)執(zhí)行到斷點(diǎn)處暫停，逐行執(zhí)行代碼，觀察變量變化，找出錯(cuò)誤所在。邏輯分析通過(guò)分析循環(huán)條件、循環(huán)體語(yǔ)句和循環(huán)控制語(yǔ)句，找出循環(huán)邏輯錯(cuò)誤，例如循環(huán)次數(shù)錯(cuò)誤、循環(huán)終止條件錯(cuò)誤等。循環(huán)案例1：求和問(wèn)題描述計(jì)算從1到100的整數(shù)之和。循環(huán)實(shí)現(xiàn)使用循環(huán)變量i從1到100循環(huán)，每次循環(huán)將i加到累加器sum中。代碼示例intsum=0;for(inti=1;i<=100;i++){sum+=i;}printf("1到100的和為：%d\n",sum);運(yùn)行結(jié)果程序輸出：1到100的和為：5050循環(huán)案例2：乘法口訣1循環(huán)嵌套使用兩個(gè)嵌套的循環(huán)來(lái)生成乘法口訣表。外層循環(huán)控制行數(shù)，內(nèi)層循環(huán)控制每行的列數(shù)。2循環(huán)變量使用循環(huán)變量來(lái)控制輸出的數(shù)字。外層循環(huán)變量控制行數(shù)，內(nèi)層循環(huán)變量控制每行的列數(shù)。3格式化輸出使用格式化輸出語(yǔ)句來(lái)控制輸出的格式，確保乘法口訣表整齊美觀。循環(huán)案例3：素?cái)?shù)判斷素?cái)?shù)是指大于1的自然數(shù)，除了1和它本身之外，不能被其他自然數(shù)整除。1輸入數(shù)字從用戶處獲取一個(gè)正整數(shù)。2判斷素?cái)?shù)使用循環(huán)遍歷從2到該數(shù)字的平方根，檢查是否能被整除。3輸出結(jié)果如果能被整除，則不是素?cái)?shù)；否則是素?cái)?shù)。該案例展示如何利用循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)素?cái)?shù)判斷功能，練習(xí)使用循環(huán)遍歷和條件判斷。循環(huán)案例4：正弦值計(jì)算1公式引入利用泰勒級(jí)數(shù)展開式近似計(jì)算正弦值，只需有限項(xiàng)即可得到較高的精度。2循環(huán)實(shí)現(xiàn)使用循環(huán)語(yǔ)句，根據(jù)所需精度設(shè)置循環(huán)次數(shù)，逐步計(jì)算泰勒級(jí)數(shù)展開式的每一項(xiàng)。3示例代碼編寫C語(yǔ)言程序，輸入角度值，利用循環(huán)計(jì)算并輸出該角度的正弦值。循環(huán)案例5：遞歸實(shí)現(xiàn)階乘遞歸是一種強(qiáng)大的編程技術(shù)，它允許函數(shù)調(diào)用自身。遞歸函數(shù)通過(guò)調(diào)用自身來(lái)解決較小的子問(wèn)題，最終將子問(wèn)題分解到最基本的情況，然后逐層返回結(jié)果。1定義階乘是指從1到某個(gè)整數(shù)的連續(xù)乘積。2遞歸遞歸函數(shù)調(diào)用自身以計(jì)算較小的階乘。3基礎(chǔ)情況當(dāng)輸入為0時(shí)，階乘為1。遞歸是一種優(yōu)雅的解決問(wèn)題的方法，它能使代碼更簡(jiǎn)潔、更易于理解。通過(guò)遞歸，我們可以將復(fù)雜問(wèn)題分解成更小的、更容易處理的部分，從而提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。循環(huán)的應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)值計(jì)算求和、平均值、最大值、最小值等圖形繪制生成各種圖形，例如三角形、矩形、圓形等數(shù)據(jù)處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序、過(guò)濾、統(tǒng)計(jì)等操作代碼優(yōu)化重復(fù)代碼塊的抽象，提高代碼效率循環(huán)的最佳實(shí)踐11.循環(huán)條件清晰循環(huán)條件要明確，避免循環(huán)無(wú)法終止。22.循環(huán)變量更新確保循環(huán)變量在每次迭代中更新，避免死循環(huán)。33.循環(huán)體簡(jiǎn)潔循環(huán)體代碼應(yīng)簡(jiǎn)短高效，避免過(guò)度復(fù)雜。44.循環(huán)效率優(yōu)化考慮使用更快的循環(huán)方式或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高循環(huán)效率。小結(jié)與拓展循環(huán)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)循環(huán)是C語(yǔ)言中重要概念，用于處理重復(fù)操作，與數(shù)組、結(jié)構(gòu)體等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能。循環(huán)與算法設(shè)計(jì)循環(huán)是構(gòu)建各種算法的基石，如排序、搜索等，理解循環(huán)可以幫助開發(fā)者設(shè)計(jì)高效、優(yōu)雅的算法。循環(huán)與實(shí)際應(yīng)用循環(huán)廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、圖像處理、網(wǎng)絡(luò)編程等領(lǐng)域，是開發(fā)者必備的工具。思考與練習(xí)學(xué)