西建大 環(huán)境學院C語言PPT5.ppt

1、第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計,C 語言程序設(shè)計,本章主要內(nèi)容,為什么需要循環(huán)控制 用while語句實現(xiàn)循環(huán) 用do-while實現(xiàn)循環(huán) 用for語句實現(xiàn)循環(huán) 循環(huán)的嵌套 幾種循環(huán)的比較 改變循環(huán)執(zhí)行的狀態(tài) 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計舉例,在日常生活中或是在程序所處理的問題中常常遇到需要重復(fù)處理的問題,5.1 為什么需要循環(huán)控制,例如：全班有50個學生，統(tǒng)計各學生三門課的平均成績。,scanf(“%f,%f,%f”,輸入學生1的三門課成績，并計算平均值后輸出,scanf(“%f,%f,%f”,輸入學生2的三門課成績，并計算平均值后輸出,要對50個學生進行相同操作,重復(fù)50次,使用循環(huán)結(jié)構(gòu)：,i=1; whil

2、e(i=50) scanf(“%f,%f,%f”, ,大多數(shù)的應(yīng)用程序都會包含循環(huán)結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu)和順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的三種基本結(jié)構(gòu)，它們是各種復(fù)雜程序的基本構(gòu)造單元,5.2 用while語句實現(xiàn)循環(huán),語句一般格式 while （表達式） 語句,一般為關(guān)系表達式或邏輯表達式，也可以是C語言其他類型的合法表達式 用來控制循環(huán)體是否執(zhí)行,稱為內(nèi)嵌語句，可以是基本語句、控制語句，也可以是復(fù)合語句 是循環(huán)重復(fù)執(zhí)行的部分,功能：,計算表達式的值，為非0（邏輯真）時，重復(fù)執(zhí)行內(nèi)嵌語句，每執(zhí)行一次，就判斷一次表達式的值，直到表達式的值為0 時結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行while后面的語句。,循環(huán)控制條

3、件,循環(huán)體,例如：,【例5.1】編寫程序，求100個自然數(shù)的和 即： s=1+2+3+ +100,思路：尋找加數(shù)與求和的規(guī)律,加數(shù)i從1變到100，每循環(huán)一次，使i增1，直到i的值超過100。i的初值設(shè)為1。 求和設(shè)變量 sum 存放和，循環(huán)求sum=sum+i，直至i超過100。,算法和程序：,main( ) int i,sum; i=1; sum=0; while (i=100) sum=sum+i; i+; printf(sum=%dn,sum); ,程序輸出結(jié)果： sum=5050,i: 循環(huán)控制變量 sum: 累加器,注意：,循環(huán)體如果包括一個以上的語句，應(yīng)該用花括號括起來，作為復(fù)合

4、語句。如果不加花括號，while語句的范圍只到while后面的第一個分號處。 不要忽略給i和sum賦初值，否則他們的值是不可預(yù)測的，結(jié)果不正確。 在循環(huán)體中必須有使循環(huán)趨向結(jié)束的操作，否則循環(huán)將無限進行（死循環(huán)）。如i+,5.3 用do-while語句實現(xiàn)循環(huán),語句一般格式 do 語句 while （表達式）； 功能： 先執(zhí)行內(nèi)嵌語句（循環(huán)體），之后計算表達式的值，不為0（邏輯真）時，再執(zhí)行循環(huán)體并判斷條件，直到表達式的值為 0 結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行while下面的語句。,do-while循環(huán)的算法,N-S結(jié)構(gòu)圖,main( ) int i=1,sum=0; do sum=sum+i; i+;

5、while (i=100); printf(%dn,sum); ,用do-while語句 求100個自然數(shù)的和,說明：,while和do-while都能實現(xiàn)循環(huán)控制，while結(jié)構(gòu)程序通常都可以轉(zhuǎn)換成do-while結(jié)構(gòu),區(qū)別： do- while 語句先執(zhí)行循環(huán)體再判斷條件，循環(huán)體至少執(zhí)行一次； while 語句先判斷條件再執(zhí)行循環(huán)體，循環(huán)體有可能一次也不執(zhí)行,while和do-while循環(huán)的比較。,int i,sum=0; printf(“i=?”); scanf(“%d”,int i,sum=0; printf(“i=?”); scanf(“%d”,當while后面的表達式的第一次的值

6、為“真”時，兩種循環(huán)得到的結(jié)果相同；否則不相同,5.4 用for語句實現(xiàn)循環(huán),語句一般格式 for (表達式1;表達式2;表達式3) 語句,功能： 計算表達式1的值，再判斷表達式2，如果其值為非0（邏輯真），則執(zhí)行內(nèi)嵌語句(循環(huán)體)，并計算表達式3；之后再去判斷表達式2，一直到其值為0時結(jié)束循環(huán)，執(zhí)行后續(xù)語句。,循環(huán)初始條件,循環(huán)控制條件,循環(huán)體,for語句的算法,例如： main( ) int i,sum; sum=0; for ( i=1; i=100; i+) sum=sum+i; printf(sum=%dn,sum); ,可部分或全部省略，但“;”不可省略,省略for語句的表達式,

7、表達式1、2、3全省略，即： for ( ; ; ) 就等同于：while (1)，會無限循環(huán)（死循環(huán)）,注意：在省略某個表達式時，應(yīng)在適當位置進行循環(huán)控制的必要操作，以保證循環(huán)的正確執(zhí)行, 省略表達式1和表達式3，即： for（；表達式2；） 就等同于：while（ 表達式2 ） 省略表達式2，即： for（表達式1； ；表達式3） 就等同于：表達式1; while(1)表達式3;,例如：, i=1; for ( ; i100) for (i=1; i100) i+; ,省略表達式1,省略表達式2,省略表達式3,省略表達式1，2，3,表達式1可是是設(shè)置循環(huán)變量初值的賦值表達式，也可以是逗號表

8、達式。見 P123 表達式1和3可以使一個簡單的表達式，也可以是逗號表達式，即包含一個以上的簡單表達式。 表達式2一般為關(guān)系表達式或邏輯表達式，但也可以是數(shù)值表達式或字符表達式，只要其值為非0，就執(zhí)行循環(huán)體。 for(i=0;(c=getchar()!=n;i+=c);,說明：,所有用 while 語句實現(xiàn)的循環(huán)都可以用for 語句實現(xiàn)。,等價于：,for(表達式1；表達式2 ；表達式3) 語句；,表達式1； while （表達式2） 語句； 表達式3； ,for語句的簡單應(yīng)用,【例5.4】求n! ，即計算p=123n的值。,思路：求階乘與求累加的運算處理過程類似，只要將“+”變?yōu)椤?”。,設(shè)

9、置： 乘數(shù)i ，初值為1，終值為n（n是循環(huán)控制終值，需要從鍵盤輸入） 累乘器 p ，每次循環(huán)令p = p*i,程序：,int main( ) int i, n; long p; p=1; printf(Enter n:); scanf(%d, ,思考： 如何輸出1!, 2!, , n! ？ 如何求s =1!+ 2!+ + n! ？,原碼、反碼和補碼,正數(shù)：原碼、反碼、補碼相同 符號位為0，數(shù)值為對應(yīng)的二進制數(shù)。 109,01101101原 = 01101101反 = 01101101補 負數(shù)： 原碼符號位為1，數(shù)值為絕對值的二進制數(shù)。 10911101101原 反碼符號位為1，數(shù)值為絕對值的

10、二進制數(shù)各位變反。 10910010010反 補碼符號位為1，數(shù)值為絕對值的二進制數(shù)各位變反加1。 10910010011補,上次課重點回顧,條件運算符：？ : (必須同時使用，相當于if語句) 條件表達式的一般形式 表達式1 ? 表達式2 : 表達式3 先求解表達式1的值如果為真，則求解求解表達式2。 若為假，則求解表達式3的值 條件運算符優(yōu)先級高于賦值、逗號運算符，低于其他運算符 .條件運算符具有右結(jié)合性。當一個表達式中出現(xiàn)多個條件運算符時，應(yīng)該將位于最右邊的問號與離它最近的冒號配對,Switch實現(xiàn)多分支選擇,switch語句的一般形式 switch （表達式） case 常量表達式1:

11、 語句序列1；break; case 常量表達式2: 語句序列2; break; case 常量表達式n: 語句序列n; break; default : 語句序列n+1 ,循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計：,while 語句一般格式 while （表達式） 語句 do while語句一般格式 do 語句 while （表達式）；,當while后面的表達式的第一次的值為“真”時，兩種循環(huán)得到的結(jié)果相同；否則不相同,for語句一般格式 for (表達式1;表達式2;表達式3) 內(nèi)嵌語句,計算表達式1的值， 判斷表達式2，如果其值為非0（邏輯 真），則執(zhí)行內(nèi)嵌語句。否則跳出執(zhí)行后續(xù)語句。 計算表達式3； 再去判斷

12、表達式 2 for(i=1;i=100;i+) 執(zhí)行后續(xù)語句。 sum=sum+i ;,5.5 循環(huán)的嵌套,如果循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)又包含了另一條循環(huán)語句，則稱為循環(huán)的嵌套 (P125) 例如： #include int main( ) int i, j; for ( i=1; i10; i+ ) for ( j=1; j=i; j+ ) printf (%4dn,i*j); return 0; ,外循環(huán)語句,內(nèi)循環(huán)語句,注意：,while、do-while、for循環(huán)語句可以并列，也可以相互嵌套，但要層次清楚，不能出現(xiàn)交叉。 多重循環(huán)程序執(zhí)行時，外層循環(huán)每執(zhí)行一次，內(nèi)層循環(huán)都需要循環(huán)執(zhí)行多次。

13、 例如：,for(a=1;a=10;a+) for (b=0;b=5;b+) ,外循環(huán)執(zhí)行了10次，內(nèi)循環(huán)執(zhí)行6次 循環(huán)正常結(jié)束時，內(nèi)循環(huán)執(zhí)行了106=60次,5.6 幾種循環(huán)語句的比較,3種循環(huán)都可以用來處理同一問題。 while和do-while語句的表達式只有一個，for語句有三個。 while 和for先判斷循環(huán)條件后執(zhí)行循環(huán)體，do-while語句先執(zhí)行循環(huán)體后判斷循環(huán)條件。 do-while語句的while后面需要注意有分號（；）。,while語句多用于循環(huán)次數(shù)不定的情況 do-while語句多用于至少要運行一次的情況 for語句多用于要賦初值或循環(huán)次數(shù)固定的情況,5.7 改變循環(huán)

14、執(zhí)行的狀態(tài),有如下三種語句實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)： continue語句 break語句 在循環(huán)語句的循環(huán)體中使用，可以進行循環(huán)的流程控制,5.7.1 用break語句提前終止循環(huán),功能： 利用break語句能夠強迫終止本層循環(huán)，轉(zhuǎn)到后續(xù)語句執(zhí)行。,while語句,do-while語句,for語句,例如：, int x,n=0,s=0; while (n10) scanf(%d, int x,n=0,s=0; do scanf(%d, for (n=0,s=0; n10; n+ ) scanf(%d, ,5.7.2 用continue語句提前結(jié)束本次循環(huán),功能： 中斷循環(huán)體的本次執(zhí)行（即跳過循環(huán)體中尚未執(zhí)行

15、的語句），立即開始執(zhí)行下一次循環(huán)。,while語句,do-while語句,for語句,例如：, int x,n=0,s=0; while (n10) scanf(%d, int x,n=0,s=0; do scanf(%d, for (n=0,s=0; n10; n+) scanf(%d, ,5.7.3 break語句和continue語句的區(qū)別,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 break語句結(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,while(表達式1) if (表達式2) break; ,while(表達式1) if (表達式2) continue;

16、,例5.6 輸出以下4*5的矩陣。 1 2 3 4 5 2 4 6 8 10 3 6 9 12 15 4 8 12 16 20,解題思路： 可以用循環(huán)的嵌套來處理此問題 用外循環(huán)來輸出一行數(shù)據(jù) 用內(nèi)循環(huán)來輸出一列數(shù)據(jù) 按矩陣的格式(每行5個數(shù)據(jù))輸出,#include int main() int i,j,n=0; for (i=1;i=4;i+) for (j=1;j=5;j+,n+) if (n%5=0) printf (“n”); printf (%dt,i*j); printf(n); return 0; ,控制一行內(nèi)輸出5個數(shù)據(jù),#include int main() int i,j

17、,n=0; for (i=1;i=4;i+) for (j=1;j=5;j+,n+) if (n%5=0) printf (“n”); printf (%dt,i*j); printf(n); return 0; ,雙重循環(huán),#include int main() int i,j,n=0; for (i=1;i=4;i+) for (j=1;j=5;j+,n+) if (n%5=0) printf (“n”); printf (%dt,i*j); printf(n); return 0; ,控制輸出4行,#include int main() int i,j,n=0; for (i=1;i=4

18、;i+) for (j=1;j=5;j+,n+) if (n%5=0) printf (“n”); printf (%dt,i*j); printf(n); return 0; ,控制每行中輸出5個數(shù)據(jù),#include int main() int i,j,n=0; for (i=1;i=4;i+) for (j=1;j=5;j+,n+) if (n%5=0) printf (“n”); printf (%dt,i*j); printf(n); return 0; ,i=1時,j由1變到5 i*j的值是1,2,3,4,5,#include int main() int i,j,n=0; fo

19、r (i=1;i=4;i+) for (j=1;j=5;j+,n+) if (n%5=0) printf (n); printf (%dt,i*j); printf(n); return 0; ,i=2時,j也由1變到5 i*j的值是2,4,6,8,10,如何修改程序，不輸出第三行？,#include int main() int i,j,n=0; for (i=1;i=4;i+) for (j=1;j=5;j+,n+) if (n%5=0) printf (“n”); printf (%dt,i*j); printf(n); return 0; ,if (i=3 ,遇到第3行第1列，終止內(nèi)循

20、環(huán),#include int main() int i,j,n=0; for (i=1;i=4;i+) for (j=1;j=5;j+,n+) if (n%5=0) printf (“n”); printf (%dt,i*j); printf(n); return 0; ,if (i=3 ,原來第3行第1個數(shù)據(jù)3沒有輸出,5.8 循環(huán)程序設(shè)計舉例,【例1】按每行輸出5個數(shù)的形式輸出Fibonacci數(shù)列的前40項 。,思路：Fibonacci數(shù)列的前幾項是：1、1、2、3、5、8、13、21、34、。此數(shù)列的變化規(guī)律是：,設(shè)變量f1、f2和f3，并為f1和f2賦初值1，令f3=f1+f2得到第

21、3項； 將f1f2， f2f3，再求f3=f1+f2得到第4項； 依此類推求第5項、第6項,這是一種遞推算法 應(yīng)采用循環(huán)實現(xiàn),算法和程序,#include int main( ) int i,f1,f2,f3; f1=f2=1; printf(%12dn%12dn,f1,f2); for (i=1; i=38; i+) f3=f1+f2; f1=f2; f2=f3; printf(%12ld,f3); if (i%5=0) printf(n); return 0; ,舉例2,【例2】 判斷輸入一個大于3的整數(shù)n，是否為素數(shù)。若是素數(shù)，輸出“YES”，若不是，輸出“NO”。,思路：素數(shù)是指只能被

22、1和它本身整除的數(shù)，如5、7、11、17、等。,分別用2、3、，n-1嘗試能否整除整數(shù)n。如果n能被某個數(shù)整除，則n就不是素數(shù)。,設(shè)除數(shù)為j，從2循環(huán)到n-1,算法和程序：,#include “stdio.h int main( ) int j,m,k; printf(Enter an integer number: ); scanf(%d, ,【例3】把100200之間能被7整除的數(shù)，以十個數(shù)為一行的形式輸出，最后輸出一共有多少個這樣的數(shù)。,舉例3,算法和程序,#include int main( ) int n,j=0; for(n=100;n=200;n+) if (n%7!=0) co

23、ntinue; printf(%6d,n); j+; if (j%10=0) printf(n); printf(j=%dn,j); return 0; ,for語句一般格式 for (表達式1;表達式2;表達式3) 內(nèi)嵌語句,計算表達式1的值， 判斷表達式2，如果其值為非0（邏輯 真），則執(zhí)行內(nèi)嵌語句。否則跳出執(zhí)行后續(xù)語句。 計算表達式3； 再去判斷表達式 2 for(i=1;i=100;i+) 執(zhí)行后續(xù)語句。 sum=sum+i ;,上次課重點回顧,while(表達式1) if (表達式2) break; ,while(表達式1) if (表達式2) continue; ,【例4】編程序求

24、210000以內(nèi)的完全數(shù)。,完全數(shù)：一個數(shù)的因子（除了這個數(shù)本身）之和等于該數(shù)本身。,思路： 設(shè)定i從2變到10000，對每個i找到其因子和s； 判定 is？若相等，則i為完全數(shù)，否則不是。,例如：6的因子是1、2、3，因子和 1+2+36 因此 6 是完全數(shù),用雙層循環(huán)實現(xiàn),舉例4,算法和程序：,int main( ) int i,j,s; for (i=2; i=10000; i+) s=0; for (j=1; ji; j+) if (i%j=0) s+=j; if (i=s) printf(%6dn,s); return 0; ,舉例5,【例5】編程序，輸出以下圖形。,* * * *,

25、一共有4 行，每行由空格和星號組成：空格數(shù)按行增加，星號按行減少 變量 i 控制輸出行數(shù)， 從1變化到4 變量 j 控制輸出每行的空格和星號： j 從1變化到 i，每次輸出一個空格 j 從1變化到 8-2*i1，每次輸出一個星號,使用雙重循環(huán)實現(xiàn),思路：,算法和程序：,#include int main( ) int i,j; for (i=1; i=4; i+) for (j=1; j=i; j+) printf( ); for (j=1;j=8-(2*i-1);j+) printf(*); printf(n); return 0; ,“水仙花數(shù)”-narcissus numbers 輸出所有的水仙花數(shù)，三位數(shù)（大于等于100小于1000）. 例如：153 各位數(shù)字立方和等于該數(shù)本身。 13+53+33=153 百位數(shù)：153/100=1 十位數(shù)： 153/10-1*10=5 個位數(shù)：153%10=3 （求余數(shù)）,舉例6,例5.7用 公式求 的近似值，直到發(fā)現(xiàn)某一項的絕對值小于10-6 為止(該項不累計加)。,舉例7,解題思路： 求 近似值的方法很多，本題是一種 其他方法：,每項的