05循環(huán)程序設計.ppt

1、循環(huán)程序設計,5,目錄,5.1 概述,計算機程序由若干語句順序組成。順序結(jié)構的程序只能按照語句的先后順序從前向后依次執(zhí)行，分支結(jié)構程序雖然允許在執(zhí)行了某個判斷后跳過某些語句執(zhí)行后面的語句，但也只能按語句的前后次序執(zhí)行。有時，需要在程序中重復執(zhí)行某個語句或語句塊，就需要循環(huán)結(jié)構。,生活中的例子,擊鼓傳花：大家坐成一個圈，鼓聲響起的時候?qū)⒒ㄊ樞蚪坏较乱粋€人的手里，依次向下傳遞，當鼓聲突然中斷時停止傳花，花束落在誰的手里便成為輸家 4100米接力賽跑：第1個人跑完100米后將接力棒傳給第2個人，第2個人再跑100米，然后是第3個人，直到第4個人跑完最后一個100米,計算sum=1+2+3+100,

2、1,計算sum=1+2+3+100,1,#include void main( ) int i=1, sum=0 ; while ( i = 100 ) sum = sum + i ; i+ ; printf ( “Sum = %d n”, sum ) ; ,循環(huán)體,循環(huán)控制條件,循環(huán)控制變量,循環(huán)的初始化,計算sum=2+4+6+100,2,#include void main( ) int i=0, sum=0 ; while ( i = 100 ) sum = sum + i ; i+=2 ; printf ( “Sum = %d n”, sum ) ; ,循環(huán)次數(shù)取決于循環(huán)控制變量,5

3、.2 while語句和do-while語句,格式： while( 表達式 ) 語句 do 語句 while( 表達式 ) ;,說明： 括號中的“表達式”是循環(huán)控制條件，但不限于關系表達式和邏輯表達式 “語句”是單一語句，但可以是復合語句 如果while語句的括號后面只有“；”，則循環(huán)體為空。如果do-while語句的括號后面（分號前面）還有其他符號，則出現(xiàn)語法錯誤,while語句的執(zhí)行過程,while語句的執(zhí)行過程是： 計算“表達式”的值； 若“表達式”的值不時0，為“真”，繼續(xù)執(zhí)行；否則，結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)到while語句后面的語句繼續(xù)執(zhí)行程序； 執(zhí)行“語句”部分，即執(zhí)行循環(huán)體； 返回繼續(xù)執(zhí)行。,

4、do-while語句的執(zhí)行過程,循環(huán)語句的特點,while循環(huán)是“先判斷后循環(huán)”，如果開始時循環(huán)條件不滿足，循環(huán)體就一次也不執(zhí)行 do-while循環(huán)是“先循環(huán)后判斷”，即使第一次判斷的結(jié)果為“假”，循環(huán)體也已經(jīng)執(zhí)行了一次 但不論哪種循環(huán)，循環(huán)體中必須包含能夠使循環(huán)條件變?yōu)椤凹佟钡倪\算,循環(huán)的變化形式計算sum=1+2+3+100,3,#include void main( ) int i=1, sum=0 ; while ( i= 100 ) sum = sum + i+ ; printf ( “Sum = %d n”, sum ) ; ,#include void main( ) int

5、i=1, sum=0 ; do sum = sum + i ; i+; while ( i= 100 ); printf ( “Sum = %d n”, sum ) ; ,循環(huán)的嵌套,如果在一個循環(huán)的循環(huán)體內(nèi)包含另一個完整的循環(huán)則稱為循環(huán)的嵌套，其中被嵌套的循環(huán)稱為內(nèi)循環(huán)，而嵌套了內(nèi)循環(huán)的是外循環(huán) 內(nèi)循環(huán)還可以嵌套循環(huán)，形成多級（層）嵌套,順序打印110的階乘，即1!、2!、10!,4,本題的關鍵是求階乘 數(shù)學上，n!=123(n-1)n,外循環(huán),內(nèi)循環(huán),#include void main( ) int i=1, j ; float f ; while( i = 10 ) j = 1; f

6、= 1; while( j = i ) f = f * j; j + ; printf( “ %2d! = %.0f n”, i, f ); i + ; ,對比程序： #include void main( ) int i=1; float f = 1; while( i = 10 ) f = f * i; printf( %2d! = %.0f n, i, f ); i + ; ,循環(huán)的嵌套不僅可以發(fā)生在相同語句之間，如while嵌套while、do-while嵌套do-while，while語句和do-while語句也可以互相嵌套 (1)while(.)(2)while() while()

7、do while(); (3)do(4)do while()do while() ; while() ;,錯誤的嵌 套形式,循環(huán)必須是完整的，不允許內(nèi)外循環(huán)交叉嵌套 f = 1; while( i 10) i=1; do f = f * i; i +; while( i10 );,混亂的控 制條件,內(nèi)外循環(huán)的循環(huán)控制條件通常是分開的，相對獨立的 i=1; s=0; while ( i 3 ) s = s + f; i = 1; f=1; while( i5) i +=2; f = f * i; i+ ;,應用舉例,方法一：將輸入的5位數(shù)看作是5個獨立的數(shù)字字符，依次讀取每一個數(shù)字字符，將其轉(zhuǎn)化

8、為對應的數(shù)字后再求和 將數(shù)組字符ch轉(zhuǎn)化為數(shù)字的方法為ch-0,輸入一個5位數(shù)，計算并輸出各位的和,5,#include void main( ) char ch ; int i=0, sum = 0; printf(“Enter a number with 5 digits: ”); while( i 5 ) ch = getchar( ); sum += ch - 0 ; /* 將數(shù)字字符轉(zhuǎn)化為對應的數(shù)字 */ i+ ; printf( “Sum of these 5 digits is %dn”, sum ) ; ,幾種常見運算： 如果ch為數(shù)字字符，則表達式ch - 0的值為對應的數(shù)字

9、 如果ch為大寫字母，則表達式 ch-A+z 為對應的小寫字母 如果ch為小寫字母，則表達式 ch-a+A 為對應的大寫字母,方法二：將輸入的5位數(shù)看作一個整數(shù)，先讀取該整數(shù)，再分離出各位數(shù)字 對于整數(shù)x，其個位數(shù)為 x%10 要求整數(shù)x的十位數(shù)，可以先令x=x/10，再求x的個位數(shù),輸入一個5位數(shù)，計算并輸出各位的和,5,#include void main( ) int x, x1, r, sum = 0; printf(Enter a number: ); scanf( %d, ,任意輸入一行字符，統(tǒng)計字母a和A的個數(shù),6,#include void main( ) char ch; i

10、nt count=0; printf( Enter characters: ); do ch = getchar( ); if( ch=A | ch=a ) count+; while( ch != n ); printf( Counter of a or A: %dn , count ); ,利用公式 求 的近似值,7,分析：等式右邊的第n項為 因此可將公式變形為 如何計算(-1)n+1 呢？可能首先想到的是用指數(shù)運算，其實大可不必，可以取f的初值為-1，那么第1項為f=-f，第2項也是f=-f，,#include void main( ) int f = -1, n =1 ; float

11、t, pi = 0 ;/* t為最后一項的值 */ do f = -f ;/* 第n項的符號 */ t = 1.0 / ( 2*n -1 ) ;/* 用1.0是為了避免整除 */ pi += f * t ; n+ ; while( t 1e-5 ); pi = 4 * pi ; printf( PI = %.4f n, pi ) ; ,5.3 for語句,for語句是最常用的循環(huán)控制語句。for語句的功能強大，使用靈活，變化多樣,for語句的用法,for( 表達式1 ; 表達式2 ; 表達式3 ) 語句 “表達式1”用于循環(huán)的初始化 “表達式2”是for語句的循環(huán)控制條件，可以是任何形式的表達

12、式 “表達式3”用于修改循環(huán)控制變量的值，目的是使“表達式2”的值變?yōu)?，以結(jié)束循環(huán) “語句”部分是for語句的循環(huán)體，可以是單一語句，也可以是復合語句,for語句的執(zhí)行過程,使用for語句編程計算sum=1+2+3+100,8,#include void main( ) int i, sum=0 ; for( i =1 ; i=100 ; i+) sum += i ; printf( Sum = %d n, sum ); ,任意輸入10個數(shù)，求平均值,9,#include void main( ) int i ; float x, sum=0 ; printf( Enter 10 numbe

13、rs one by one: n ); for( i =1 ; i=10 ; i+) scanf( %f, ,循環(huán)的嵌套,for語句可以嵌套for語句構成循環(huán)的嵌套，也可以與while語句、do-while語句互相嵌套,順序打印110的階乘，即1!、2!、10!,10,#include void main( ) int i, j ; float f ; for( i=1; i = 10 ; i+ ) f = 1; for( j=1; j = i ; j+ ) f = f * j; printf( %2d! = %.0f n, i, f ); ,#include void main( ) int

14、 i=1, j ; float f ; while( i = 10 ) j = 1; f = 1; while( j = i ) f = f * j; j + ; printf( “ %2d! = %.0f n”, i, f ); i + ; ,打印幾何圖形,11,對于這類問題，每行中星號的個數(shù)、總行數(shù)等都應該用循環(huán)結(jié)構進行控制，而不是直接輸出若干行字符串,#include void main( ) int i, j ; for(i=1; i = 4; i+ ) for( j = 0; ji ; j+ ) putchar( ); for( j = 1; j=6 ; j+ ) putchar(*

15、); putchar(n); ,甲、乙兩個會計進行點鈔票比賽，甲的速度為5張/秒，乙為8張/秒。乙在甲已經(jīng)點了100張鈔票后才開始，問：要多長時間乙就可以超過甲？,12,經(jīng)過 t 秒，甲點過的鈔票數(shù)有 x=100+5t 張，乙的為 y=8t 張 問題就是求 yx 時的 t 值,#include void main( ) int t ; int x=100, y=0 ; for( t=0 ; x y ; t+ ) x = 100+5*t ; y = 8 * t; printf( Time is %d secondsn, t); ,for語句的變化形式,可以省略for語句的“表達式1”或“表達式3

16、”，也可以都省略（相當于while語句）,#include void main( ) char ch ; for( ; (ch=getchar( ) ) !=n ; ) putchar( ch ) ; ,將用鍵盤輸入的若干字符順序輸出到屏幕上,13,如果省略“表達式2”，則循環(huán)控制條件總為“真”,下面的語句是“合法”的，但構成了“死循環(huán)”： for( i=1; ; i+) sum += i ;,下面的程序在運行時會因為“除以零”而出錯： #include void main( ) char i ; int sum=0 ; for( i=1; ; i+)sum += 1000 / i ; pri

17、ntf( sum=%d n, sum); ,5.4 循環(huán)的控制,復雜的循環(huán)控制條件 對循環(huán)的控制問題，不僅僅是防止“死循環(huán)”，還包括選擇恰當?shù)臅r機，正確地結(jié)束循環(huán)有的時候，循環(huán)控制條件是復雜的，還可能是多種條件的綜合,假設每個班最多有30個人，依次輸入每個人的成績，如果輸入的不是0100之間的數(shù)，或者已經(jīng)輸入了30個數(shù)，則結(jié)束輸入，計算平均成績,14,#include void main( ) int i = 0, flag=1 ; float score, ave = 0 ; printf( Enter scores one by one:n ); while ( i 100 ) flag

18、= 0; else ave += score; i+ ; if( i 0 ) ave = ave / i; printf(Average: %.2fn, ave); ,【例】 輸入兩個正整數(shù) m 和 n，求其最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)。,分析： 1. 用輾轉(zhuǎn)相除法求最大公約數(shù)。 m 對 n 求余數(shù)為 a，若a0，則 m n，n a，繼續(xù)求余；否則 n 為最大公約數(shù)。 例如，設 m=12, n=21,次數(shù)被除數(shù) 除數(shù) 余數(shù),1122112,2,21,12,9,3,12,9,3,4,9,3,0,3,注意 保留m、n的原始值，以便求最小公倍數(shù),#include main ( ) int m, n, m1

19、, n1, a; printf (輸入兩個正整數(shù)：); scanf (%d, %d, ,【例】 輸入兩個正整數(shù) m 和 n，求其最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)。,【例5.3 】用Newton迭代法求下面方程在1.5附近的近似根。 2x3 - 4x2 + 3x - 6 = 0,1.5 附近意為取初值 x0 = 1.5,2. 把 xn 存于變量 x 中，x存于 y 中，則容易求得 y: y = - f(x) / f (x) f(x) 應自己求，計算機不會求導,xn+1 = xn +x 即等于 x + y 此后 x 值已無用，可將 xn+1 的值存于 x 中。語句 x = x + y,xn+1,xn,x,3

20、. y是相鄰兩次迭代的差，可用 |y| 作迭代終止條件。,#include #include main ( ) float x, y, y1, eps ; printf (輸入 ： ) ; scanf (%f, ,【例】 打印九九乘法口訣。,#include main ( ) int m, n; m = 1; while ( m =9 ) n = 1; while ( n = m ) printf (%1d%1d=%-4d, m, n, m*n ); n+; printf (n); m+; ,?,#include main ( ) int m, n; for ( m =1; m =9 ; m+

21、 ) for ( n = 1; n = m; n+ ) printf (%1d%1d=%-4d, m, n, m*n ); printf (n); m+; ,一. break 語句 用 break 語句可以結(jié)束 switch 結(jié)構和三種循環(huán)。,【例5.6】 判斷整數(shù) m 是否為素數(shù)。,因此，判斷 m 是否為素數(shù)的算法是： 1、依次用 2 k 之間的數(shù)整除 m，如果找到某個整數(shù) r 能整除 m，則 m 必不是素數(shù)； 2、如果找不到 r，則可以斷定 m 為素數(shù)。,分析： 素數(shù)是能被其他整數(shù)整除的數(shù)，即如果 m 是素數(shù)，則必然存在 r、t（1 r、t m）使得 m = r t 成立,#include

22、 #include main ( ) int m, i, k; printf (輸入一個整數(shù)：); scanf (%d, ,結(jié)束循環(huán)，即轉(zhuǎn)到 for 循環(huán)的下一個語句 break 總是與 if 的一起使用,二. continue 語句 用 continue 語句可以結(jié)束本次循環(huán)，即忽略循環(huán)體中剩余的語句。,【例】 打印 100200 之間不能被 3 整除的整數(shù)。,#include main ( ) int n; for ( n = 100; n = 200; n+) if ( n%3 = 0) continue; printf (%d , n); ,能整除，不打印,main() int i,j

23、,x=0; for(i=0;i2;i+) x+; for(j=0;j=3;j+) if(j%2) continue; x+; x+; printf(“x=%d”,x); ,第一次循環(huán) 第二次循環(huán) x=1 j=0 x=1 x=5 j=1 j=2 x=2 j=1 j=3 j=3 x=6 x=7 x=3 x=4 x=8,X=8,main(0 int x=1,y=0,a=0,b=0; switch(x) case 1: switch(y) case 0: a+; break; case 1: b+; break; case 2: a+; b+;break; case 3: a+;b+; printf(

24、“a=%d,b=%d”,a,b); ,a=2,b=1,【例】 按照下面的遞推公式，求 Fibonacci 數(shù)列1，1，2，3，5，8的前40項: F1 = 1n 1 F2 = 1n 2 Fn = Fn-1 + Fn-2n 3,分析,(4) 此數(shù)列增長很快，宜用長整型。每行輸出4個數(shù)，即每輸出4個數(shù)后輸出一個換行符。,(1) F1、F2 直接賦值并輸出;,(2) 進行 19 次循環(huán)，每次計算并輸出兩項;,(3) F3 = F1+ F2，此后 F1已無用，F(xiàn)3可存于 F1，即用語句F1 = F1+ F2,F4 = F2+ F3，F(xiàn)3已在 F1中，此后F2已無用，F(xiàn)4可存于F2，即用語句 F2 =

25、F2+F1,依此類推算出f5、f6直至f39、f40,#include main ( ) int i; long int f1, f2; f1 = 1; f2 = 1; printf (%16ld%16ld, f1, f2 ); for ( i = 2; i = 20; i+) f1 = f1 + f2; f2 = f2 + f1; printf (%16ld%16ld, f1, f2 ); if ( i % 2 = 0 ) printf (n); ,【例】 判斷m是否為素數(shù),【例】 求100200之間的全部素數(shù)。,#include #include main ( ) int m, i, k;

26、 printf (輸入一個整數(shù)：); scanf (%d, else printf (%d不是素數(shù)n, m)； ,int n=0;,for ( m = 101; m 200; m = m + 2 ) if ( n % 10 = 0 ) printf (n);,if ( i k ) printf (%6d, m ); n+; ,#include #include main ( ) int m, i, k, n = 0; for ( m = 101; m k ) printf (%6d, m); n+; ,【例】張丘建的“百雞問題”:雞翁一值錢五，雞母一值錢三，雞雛三值錢一。百錢買百雞，問雞翁、母

27、、雛各幾何 ？,#include main ( ) int cocks = 0, hens, chicks; while (cocks = 19 ) hens = 0; while ( hens = 33 ) chicks = 100 - cocks - hens; if ( 5 * cocks + 3 * hens + chicks / 3 = 100 ) printf ( %d %d %dn, cocks, hens, chicks ); hens = hens + 1; cocks = cocks +1; ,順序打印1001000之間所有9的倍數(shù)，如果一個數(shù)同時也是7的倍數(shù)則停止打印,1

28、6,#include void main( ) int i ; for( i=100; i1000; i+) if( i % 9 !=0 ) continue ; printf( %5d, i ) ; if( i % 7 =0 ) break; ,goto語句,goto語句是從早期程序設計語言遺留下來的一個語句，稱為無條件跳轉(zhuǎn)語句，已被淘汰 goto語句的使用格式是： goto 語句標號 ; “語句標號”是一個特殊的標識符，由字母、數(shù)字或下劃線組成（第一個字符不能是數(shù)字），后面跟冒號“：”，放在語句行的最前頭,#include void main( ) int i =100; while( i

29、1000 ) if( i % 9 !=0 ) goto Next ; printf( “%5d”, i ) ; Next:i +; ,打印所有的1001000之間的9的倍數(shù),18,谷角猜想：對于任意一個自然數(shù) n，若n為偶數(shù)，則將其除以2；若n為奇數(shù)，則將其乘以3，然后再加1。如此反復，經(jīng)過有限次運算后，總可以得到自然數(shù)1。試編程驗證之。,21,#include void main( ) int n ; printf( Enter a number: ) ; scanf( %d, ,5.6 程序調(diào)試,對于程序設計而言，即使優(yōu)秀的程序員也不能保證不會犯錯誤 一個優(yōu)秀的程序，不在于使用了先進的算法

30、，而在于僅僅包含少量的錯誤 程序中的錯誤是在所難免的，關鍵是發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤 初學程序設計的人有必要從一開始就養(yǎng)成良好的習慣，培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，并逐步掌握一些編程技巧,程序調(diào)試的一般策略,程序中的錯誤一般可分為 語法錯誤比較容易發(fā)現(xiàn)，通常，有語法錯誤的程序不能通過編譯和連接，也就不能生成可執(zhí)行的程序 邏輯錯誤又叫語義錯誤，也就是不能正確地表達所需要的功能，是較常見的錯誤之一。其外部表現(xiàn)為，程序可以運行，但有時出錯，有時又不出錯。邏輯錯誤通常比較難于被發(fā)現(xiàn)，查錯和糾錯對任何程序員來說都是挑戰(zhàn) 設計錯誤比較少見，通常是由于對問題的分析不徹底造成的，糾正這類錯誤需要重新設計程序,調(diào)試程序的一般步驟為

31、： 靜態(tài)檢查，也就是人工檢查，是在完成程序設計后，在上機調(diào)試前，仔細地對程序代碼進行全面的檢查通過靜態(tài)檢查，不僅可以發(fā)現(xiàn)程序中的語法錯誤，也可以發(fā)現(xiàn)邏輯錯誤，甚至發(fā)現(xiàn)設計上的缺陷為便于查錯，應力求做到編碼的標準化、文檔化，增強編碼的可讀性、可理解性、可維護性要做到：采用結(jié)構化方法，劃分功能模塊和程序段，采用必要的縮進和對齊，簡化表達式，每行只有一個語句，盡量使用注釋，使用有意義的標識符， 動態(tài)檢查，是指通過上機調(diào)試發(fā)現(xiàn)錯誤的過程。完成編碼后，可以借助編譯程序檢查隱藏的語法錯誤，如錯誤標識符、非法的表達式、錯誤的函數(shù)調(diào)用等。利用連接程序，可以檢查連接錯誤，如調(diào)用了未定義的函數(shù)、缺乏必要的函數(shù)定義等。通過試運行程序，可以發(fā)現(xiàn)一些邏輯錯誤，如錯誤的計算、有問題的輸入和輸出等,程序中的錯誤有兩種，即Error和WarningError是必須要糾正的，任何Error都會導致編譯或連接失敗Warning一般不影響生成可執(zhí)行的“程序”，但程序有缺陷合格的程序員不僅要糾正致命Error，也要糾正Warn