5循環(huán)程序設(shè)計

1、第第 5 5 章章 循環(huán)控制程序設(shè)計循環(huán)控制程序設(shè)計 1. 目的、要求目的、要求 掌握實現(xiàn)循環(huán)的掌握實現(xiàn)循環(huán)的3種方法及其比較。種方法及其比較。 掌握循環(huán)的嵌套。掌握循環(huán)的嵌套。 掌握掌握break和和continue語句的使用。語句的使用。2. 重點、難點重點、難點 循環(huán)結(jié)構(gòu)的靈活應(yīng)用。循環(huán)結(jié)構(gòu)的靈活應(yīng)用。循環(huán)型程序設(shè)計循環(huán)型程序設(shè)計 循環(huán)結(jié)構(gòu)在程序設(shè)計中十分重要。所謂循環(huán)結(jié)構(gòu)就是當(dāng)給定條件成立時，反復(fù)執(zhí)行某程序段，直到條件不成立為止。給定的條件稱為循環(huán)條件，反復(fù)執(zhí)行的程序段稱為循環(huán)體。循環(huán)結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)化程序三種基本結(jié)構(gòu)之一，可用于實現(xiàn)循環(huán)的c語句有： goto語句+if語句 while語句

2、dowhile語句 for語句q問題提出打印整數(shù)打印整數(shù)1-10打印整數(shù)打印整數(shù)1-100打印整數(shù)打印整數(shù)1-n方法一：方法二：printf(“%d”,1);printf(“%d”,2);printf(“%d”,10);printf(“%d%d%d%d”,1,2,3,10);printf(“%d”,i);i+;printf(“%d”,i); i+;printf(“%d”,i); i+;i=1;程序段 int i=1; while (i=10) printf(%d,i); i+; 循環(huán)不變式循環(huán)不變式goto 語句及其構(gòu)成的循環(huán)語句及其構(gòu)成的循環(huán)goto語句為無條件轉(zhuǎn)向語句，一般形式為：goto

3、 語句標(biāo)號；語句標(biāo)號；語句標(biāo)號的命名規(guī)則與變量名相同。 goto語句程序的可讀性差、無規(guī)律，不符合結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計原則，因而只有在萬不得已時才使用。 例：ifgoto循環(huán)1001nnsummain()int i,sum=0; i=1; loop:if (i=100) sum=sum+i; i+; goto loop; printf(%d,sum);while結(jié)構(gòu)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)的應(yīng)用while語句用于實現(xiàn)“當(dāng)型”循環(huán)結(jié)構(gòu)，一般形式為：while（條件表達式）（條件表達式） 循環(huán)體循環(huán)體當(dāng)表達式為非非0時，執(zhí)行while的內(nèi)嵌語句。特點：先判斷表達式，后執(zhí)行語句。特點：先判斷表達式，后執(zhí)行語句。 注意：

4、 循環(huán)體可以是用花括號括起的復(fù)合語句；循環(huán)體中應(yīng)有使循環(huán)趨于結(jié)束的語句，否則將進入死循環(huán)。 用計數(shù)法設(shè)置循環(huán)條件時，應(yīng)特別注意“邊界值”的選取。 while語句的意義為：計算表達式的值，若表達式的值為真(非0)時，則執(zhí)行循環(huán)體語句；不斷反復(fù)，直到表達式的值為假(0)，則不執(zhí)行循環(huán)體語句，而直接轉(zhuǎn)向循環(huán)體外的第一條語句。 注意，whlie語句后沒有分號(;)。 為了保證循環(huán)體可以結(jié)束，通常采用每循環(huán)一次向某種方向改變表達式的值，使得表達式的值最終可以為假。還有一種方法是在某種條件下，強行從循環(huán)體中跳出(如使用break語句)。 若表達式的值永遠為真，則循環(huán)體被不斷地執(zhí)行，也就是說，永遠不能從循環(huán)

5、中退出，我們通常稱這種循環(huán)為“死循環(huán)”。在絕大多數(shù)情況下，都不允許死循環(huán)。pa假真a當(dāng)p為真 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。 當(dāng)表達式為真當(dāng)表達式為真 語句語句表 達 式 非表 達 式 非0?語句語句【例5.2】編寫程序，求100個自然數(shù)的和即： sum=1+2+3+ +100 sum=0sum+1 sumsum+2 sumsum+3 sumsum+100 sum循環(huán)不變式sum=sum+?main( ) int i,sum; i=1; sum=0; while (i=100

6、) sum=sum+i; i+; printf(sum=%dn,sum); i=1，sum=0 當(dāng)當(dāng)i = 100 sum=sum+i i+輸出輸出sum 為了保證循環(huán)正常運行，應(yīng)該特別注意： 循環(huán)控制條件的描述 控制條件的初始狀態(tài)（初始值） 循環(huán)體內(nèi)部對控制條件的影響用于實現(xiàn)“直到型”循環(huán)結(jié)構(gòu)，一般形式為：do 循環(huán)體循環(huán)體 while（條件表達式）（條件表達式）; 先執(zhí)行語句，再判斷表達式的值，直到表達式的值為0時結(jié)束循環(huán)。特點：先執(zhí)行語句，后判斷表達式。特點：先執(zhí)行語句，后判斷表達式。do while結(jié)構(gòu)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)的應(yīng)用pa假真a直到p為真 循環(huán)體循環(huán)體當(dāng)表達式為真當(dāng)表達式為真n-s結(jié)構(gòu)

7、圖結(jié)構(gòu)圖ny循環(huán)體循環(huán)體表達式非表達式非0？流程圖流程圖main( ) int i=1,sum=0; do sum=sum+i; i+; while (i=100); printf(%dn,sum);對于do-while語句還應(yīng)注意以下幾點：l 在if語句、while語句中，表達式后面都不能加分號，而在do-while語句的表達式后面則必須加分號；l do-while語句也可以組成多重循環(huán)，而且也可以和while語句相互嵌套；l 在do和while之間的循環(huán)體由多個語句組成時，必須用括起來；l do-while和while語句相互替換時，要注意修改循環(huán)控制條件；例：求i+(i+1)+(i+2)

8、+10,其中i由鍵盤輸入，分別用兩種語句編程while 循環(huán)程序do -while 循環(huán)程序#includemain()int i,sum=0; scanf(%d,&i); while(i=10) sum=sum+i; i+; printf(i=%d,sum=%dn,i,sum);#includemain()int i,sum=0; scanf(%d,&i); do sum=sum+i; i+; while(i=10); printf(i=%d,sum=%dn,i,sum);例：輸入一些數(shù)，求和，直到輸入負數(shù)為止#includemain() int x,sum=0; scanf(%d,&x);

9、 while(x=0) sum=sum+x; scanf(%d,&x); printf(sum=%d,sum);#includemain() int x,sum=0; do scanf(%d,&x); sum=sum+x; while(x=0); printf(sum=%d,sum);輸入：1，2，5，-10輸入：-10，1，2，5結(jié)果：sum=8結(jié)果：sum=-2結(jié)果：sum=0結(jié)果：sum=-10一般形式為： for（表達式（表達式1；表達式；表達式2；表達式；表達式3） 語句語句 最簡單、最易理解的形式為：for（循環(huán)變量初值；循環(huán)條件；循環(huán)變量增值）語句（循環(huán)變量初值；循環(huán)條件；循環(huán)變

10、量增值）語句如：for（i=1；i=100；i+） sum=sum+i；求解表達式1表達式2語句求解表達式3for語句的下一語句for結(jié)構(gòu)的語法結(jié)構(gòu)的語法0非 0 for語句一般格式 for (表達式1;表達式2;表達式3) 語句 for（表達式（表達式1；表達式；表達式2；表達式；表達式3）語句）語句表達式表達式1；while （表達式（表達式2） 語句語句 表達式表達式3； 等價于n-s結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖for (表達式表達式1;表達式表達式2;表達式表達式3) 語句語句ny流程圖流程圖計算表達式計算表達式1 計算表達式計算表達式3表達式表達式2為真為真?例如：main( ) int i,sum

11、; sum=0; for ( i=1; i=100; i+) sum=sum+i; printf(sum=%dn,sum);for語句用while實現(xiàn) exp1;while(exp2) 語句語句; exp3; for ( ; ; ) 注意：在省略某個表達式時，應(yīng)在適當(dāng)位置進行循注意：在省略某個表達式時，應(yīng)在適當(dāng)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)行環(huán)控制的必要操作，以保證循環(huán)的正確執(zhí)行 3. 限定轉(zhuǎn)向語句限定轉(zhuǎn)向語句 break：終止循環(huán)或多路選擇結(jié)構(gòu)。 continue：結(jié)束本次循環(huán)。 函數(shù)調(diào)用和返回：轉(zhuǎn)向被調(diào)函數(shù)和從被調(diào)函數(shù)返回。while （）（） | break； | whi

12、le （）（） | continue； | 后續(xù)語句后續(xù)語句后續(xù)語句后續(xù)語句break語句 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。后續(xù)語句后續(xù)語句后續(xù)語句后續(xù)語句 后續(xù)語句后續(xù)語句continue語句 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)行的語句），立即開始執(zhí)行下一次循環(huán)。后續(xù)語句后續(xù)語句 例：用while語句求n項和#includemain()int i,sum=0; i=1; while(i=100) sum=sum+i; i+; printf(%dn,sum); 例：用while語句將輸入字符原樣輸出#include stdio.hmain() in

13、t c; while(c=getchar( )!=n) putchar(c); 例：等待按下c鍵#include stdio.hvoid wait_a_char() char ch; printf(請輸入正確的密碼請輸入正確的密碼:n); scanf(%c,&ch); while (ch!=c) printf(密碼輸入不正確，請重輸密碼輸入不正確，請重輸!); scanf(%c,&ch); return;main()wait_a_char();printf(password ok!n); 例：用dowhile語句求n項和main()int i,sum=0; i=1; do sum=sum+i;

14、 i+; while(i=100); printf(%dn,sum);幾種循環(huán)的比較幾種循環(huán)的比較1）雖然4種循環(huán)通?？梢曰ハ啻?，但不提倡用goto循環(huán)。2）對while和dowhile循環(huán)，在循環(huán)體中包含應(yīng)反復(fù)執(zhí)行的操作語句；而對for循環(huán)，可將循環(huán)體中的操作全部放到表達式3中。因此for語句的功能更強，可完全代替while循環(huán)。3）對while和dowhile循環(huán)，循環(huán)變量的初始化應(yīng)在while和dowhile語句之前完成，而for語句可在表達式1中完成。4）while和for是先判斷后執(zhí)行，dowhile是先執(zhí)行后判斷。5）while、dowhile、for可用break和contin

15、ue控制。循環(huán)的嵌套循環(huán)的嵌套 對于相互嵌套的循環(huán)，應(yīng)遵循以下原則：對于相互嵌套的循環(huán)，應(yīng)遵循以下原則： 1、內(nèi)外循環(huán)不得交叉；、內(nèi)外循環(huán)不得交叉； 2、外循環(huán)的控制變量不能與任何一個內(nèi)循環(huán)變量相同，、外循環(huán)的控制變量不能與任何一個內(nèi)循環(huán)變量相同，但幾個并列的內(nèi)循環(huán)允許用相同的控制變量；但幾個并列的內(nèi)循環(huán)允許用相同的控制變量； 一個循環(huán)（稱為一個循環(huán)（稱為“外循環(huán)外循環(huán)”）的循環(huán)體內(nèi)包含另一個循）的循環(huán)體內(nèi)包含另一個循環(huán)（稱為環(huán)（稱為“內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)”）。內(nèi)循環(huán)中還可以包含循環(huán)，形成多）。內(nèi)循環(huán)中還可以包含循環(huán)，形成多層循環(huán)。（循環(huán)嵌套的層數(shù)理論上無限制）層循環(huán)。（循環(huán)嵌套的層數(shù)理論上無限制）,

16、 三種循環(huán)（三種循環(huán)（while循環(huán)、循環(huán)、do-while循環(huán)、循環(huán)、for循環(huán)）可以互相嵌套。循環(huán)）可以互相嵌套。 while( ) while( ) for( ; ; ) while( ) . for( ; ; ) for( ; ; ) . do do . while( ); while( ); for( ; ;) do . while(); #includemain() int i,j; for(i=0;i5;i+) for(j=0;j=i;j+) printf(“%3d”,j); printf(“n”); 運行結(jié)果：運行結(jié)果： 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 0 1 2 3

17、4 循環(huán)嵌套舉例一循環(huán)嵌套舉例一#include main() int i,j; for(i=1;i=9;i+) for(j=1;j=i;j+) printf(“%dx%d=%d ”,i,j,i*j); printf(“n”); 循環(huán)嵌套舉例二：打印九九乘法表循環(huán)嵌套舉例二：打印九九乘法表運行結(jié)果：運行結(jié)果：1x1=12x1=2 2x2=43x1=3 3x2=6 3x3=94x1=4 4x2=8 4x3=12 4x4=16 #includemain() int i,j; int sum1,sum2=0; for(i=1;i=5;i+) sum1=1; for(j=1;j=i;j+) sum1=

18、sum1*j; sum2=sum2+sum1; printf(“1!+2!+3!+4!+5!=%dn”,sum2);循環(huán)嵌套舉例三：計算循環(huán)嵌套舉例三：計算1！+2！+3！+4！+5！ sum1=1; for(j=1;j=5;j+) sum1=sum1*j;求求5！#includemain() int n; for (n=100;n=200;n+) if (n%3=0) continue; printf(%d,n); 例：求100200間不能被3整除的數(shù)#includemain() int a,sum=0; printf(輸入一批數(shù)輸入一批數(shù):n); scanf(%d,&a); for(; ;

19、) if(a0)break; sum=sum+a; scanf(%d,&a); printf(此次輸入的正數(shù)之和是此次輸入的正數(shù)之和是%dn,sum);例例：統(tǒng)計輸入正數(shù)的和的程序：統(tǒng)計輸入正數(shù)的和的程序#includemain() int i=0; for( ; ;) i+; if(i=3) printf(“next,”); continue; printf(“%d ”,i); if(i=5) printf(“break,”); break; printf(“end!n”);例：一個特殊形式的循環(huán)程序運行結(jié)果：運行結(jié)果：1 2 next, 4 5 break,end!程程 序序 舉舉 例例例

20、例1-1 1-1 求求1+2+3+1+2+3+n+n算法：算法：i=1 to n s=s+t t+i+i=1 to n s=s+i i+for(i=1;i=n; i+) s=s+i; 程程 序序 舉舉 例例例例1-2 1-2 求求1+1/2+1/3+1+1/2+1/3+1/n+1/n算法：算法：i=1 to n s=s+t t+i+i=1 to n s=s+t t=1.0/ii+s=0;for(i=1;i=n; i+) s=s+1.0/i; 程程 序序 舉舉 例例例例1-3 1-3 求求1-1/2+1/3-1/41-1/2+1/3-1/41/n1/n算法：算法：i=1 to n s=s+t t

21、=1.0/ii+i=1 to n s=s+t t=1.0/i*flag flag=(-1)*flagi+s=0;flag=1;for(i=1;i=n; i+) s=s+1.0/i*flag; flag=-flag; 算法：算法：i=1 to n s=s+t t=1.0/ii+i=1 to n s=s+t t=1.0/i*flag flag=(-1)*flagi+s=0;t=1;tt=1;flag=1;for(i=1;i=n; i+) s=s+1.0/tt*flag; flag=-flag; tt=2*i+1; 例例1-4 1-4 求求1-1/3+1/5-1/71-1/3+1/5-1/71/n1

22、/ni=1 to n s=s+t t=1.0/tt*flag flag=(-1)*flag tt=2*i+1i+i=1 to n s=s+t t=1.0/(2*i-1)*flag flag=(-1)*flagi+s=0;t=1;tt=1;flag=1;for(i=1;i=n; i+) s=s+1.0/(2*i-1)*flag; flag=-flag; 算法：算法：i=1 to n s=s+t t=i/(i+1)i+i=1 to n s=s+t t= i/(i+1) *flag flag=(-1)*flagi+s=0; flag=1;for(i=1;i=n; i+) s=s+1.0*i/ (i+

23、1) *flag; flag=-flag; i+; 例例1-5 1-5 求求s = 1/2 -2/3 + 3/4 - 4/5 + s = 1/2 -2/3 + 3/4 - 4/5 + (-1)(-1)n-1 n-1 n/(n+1)n/(n+1) 71513114#include #includemain() int flag =1; float s,t,tt,pi; s=0; t=1.0; tt=1.0; while(fabs(t)=1e-6) s=s+t; tt=tt+2; flag =-flag; t=1.0/tt* flag; pi=s*4; printf(pi=%10.7fn,pi);

24、例例2-1 2-1 求求1-1/3+1/5-1/71-1/3+1/5-1/7, ,直到最后一項的絕對值直到最后一項的絕對值 =1e-6 s=s+t t=1.0/tt*flag flag=(-1)*flag tt=tt+2例例3-1 3-1 求求n!n!算法：算法：i=1 to n s=s*t t+i+i=1 to n t=t*i i+t=1;for(i=1;i=n; i+) t=t*i; 例例3-2 3-2 求求x xn n算法：算法：i=1 to n t=t*x i+#includemain() int n=10,x,i; long int t=1; scanf(%d,&x); for(i=

25、1;i=n; i+) t=t*x; printf(%d的的%d次方是次方是:%dn,x,n,t); #includemain() int x1,x2,i,t; x1=x2=1; printf(%d %d ,x1,x2); for (i=1;i=18;i+) t=x1+x2; printf(%d ,t); x1=x2; x2=t; printf(n);例例4-1 4-1 輸出輸出fibonaccifibonacci數(shù)列前數(shù)列前2020個數(shù)個數(shù)1，1，2，3，5，8，13，x1 x2tx1 x2t算法：算法：x1=x2=1;t=x1+x2;x1=x2;x2=t;x1 x2t例例5-1 5-1 求最

26、大數(shù)求最大數(shù)abcmaxmaxmax循環(huán)不變式循環(huán)不變式scanf(“%d”,&x)x max#includemain() int a,b,c,max; printf(input a,b,c:n); scanf(%d%d%d,&a,&b,&c); max=a; if(maxb)max=b; if(maxc)max=c; printf(max is %d,max);例例5-2 5-2 輸入一個正整數(shù)輸入一個正整數(shù)n n，再輸入，再輸入n n個數(shù)，輸出個數(shù)，輸出n n個數(shù)中個數(shù)中的最大數(shù)的最大數(shù)abcmaxmaxmax循環(huán)不變式循環(huán)不變式scanf(“%d”,&x)x maxmax#include

27、#includemain()main() int i,x,n,max; int i,x,n,max; printf(input n:n); printf(input n:n); scanf(%d,&n); scanf(%d,&n); if(n0) if(n0) scanf(%d,&x); scanf(%d,&x); max=x; max=x; for(i=1;in;i+) for(i=1;in;i+) scanf(%d,&x); scanf(%d,&x); if(maxx)max=x; if(maxx)max=x; printf(max is %d,max); printf(max is %d

28、,max); #include math.hmain()int i,m; scanf(%d,&m); for (i=2;i=m) printf(%d is a prime numbern,m); else printf(%d is not a prime numbern,m);例例6-1 6-1 判斷判斷m m是否是素數(shù)是否是素數(shù)算法：除了算法：除了1 1和和m m，不能被其它整數(shù)整除，不能被其它整數(shù)整除 m %2 %3 %4 %5 m %2 %3 %4 %5 %(m-1) %(m-1) 是素數(shù)是素數(shù) & !=0 !=0 !=0 !=0 !=0& !=0 !=0 !=0 !=0 !=0不是素數(shù)

29、不是素數(shù) | =0 =0 =0 =0 =0| =0 =0 =0 =0 =0循環(huán)結(jié)束兩個出口：循環(huán)結(jié)束兩個出口： 1、自然結(jié)束、自然結(jié)束!(i=m2、強制終止、強制終止(m%i=0) break#include math.hmain() int m,k,i,n=0; for (m=101;m=200;m=m+2) if (n%10=0) printf(n); k=sqrt(m); for (i=2;i=k+1) printf(%d ,m); n=n+1; printf(n);例例6-2 6-2 求求100-200100-200間的全部素數(shù)間的全部素數(shù)例例7-1 7-1 將一個正整數(shù)逆序輸出將一個

30、正整數(shù)逆序輸出123455 4 3 2 112345%10=5 12345/10=12341234%10=4 1234/10=123123%10=3 123/10=1212%10=2 12/10=1 1%10=1 1/10=0結(jié)束結(jié)束循環(huán)不變式：循環(huán)不變式：x%10 x= x/10 x%10 x= x/10循環(huán)條件：循環(huán)條件：x!=0 x!=0scanf(“%d”,&x)while(x!=0) digit=x%10; x=x/10; printf(“%d”,digit);循環(huán)編程注意事項：循環(huán)編程注意事項： 寫出寫出循環(huán)不變式循環(huán)不變式和和循環(huán)條件循環(huán)條件，其中循環(huán)條件包，其中循環(huán)條件包括：指

31、定循環(huán)次數(shù)、判斷某項的值、輸入一個特殊括：指定循環(huán)次數(shù)、判斷某項的值、輸入一個特殊數(shù)作為結(jié)束。數(shù)作為結(jié)束。循環(huán)分類：循環(huán)分類：1.1. 求和、求積求和、求積2.2. 求最大值、最小值求最大值、最小值3.3. fibonaccifibonacci數(shù)列，數(shù)列中某項的值與前若干項有關(guān)數(shù)列，數(shù)列中某項的值與前若干項有關(guān)4.4. 判斷素數(shù)、完數(shù)判斷素數(shù)、完數(shù)5.5. 拆分一個整數(shù)拆分一個整數(shù)6.6. 輸入一些字符，統(tǒng)計輸入一些字符，統(tǒng)計7. 7. 窮舉法窮舉法 #includemain() int n=0; printf(輸入一行字符輸入一行字符:n); while(getchar()!=n) n+;

32、printf(%d,n);1.1.統(tǒng)計從鍵盤輸入一行字符的個數(shù)統(tǒng)計從鍵盤輸入一行字符的個數(shù)課堂練習(xí)課堂練習(xí)#includemain() int n=100; while(n) printf(“%d”,n); n-; 2.2.在屏幕上從大到小輸出在屏幕上從大到小輸出100100以內(nèi)的整數(shù)以內(nèi)的整數(shù)程序一程序一 #include main() int i,j=1; for(i=1;i=5;i+) printf(%d ,i); j+; printf(n* * * * * n); printf(j=%dn,j); 程序二程序二 #include main() int i,j=1; for(i=1;i=5;i+) printf(%d ,i); j+; printf(n* * * * * n); printf(j=%dn,j); 3.3.試比較下列兩程序的運行結(jié)果試比較下列兩程序的運行結(jié)果#in