六章节循环结构C程序设计.ppt

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1、第六章 循环结构的C程序设计,第一节 循环的基本概念 第二节 while语句 第三节 do-while语句 第四节 for语句 第五节 break、continue、goto语句 第六节 几种循环语句比较 第七节 循环的嵌套 第八节 程序举例,循环的必要性,int result1,result2,result3; int result4,result5; result1 = 1 * 10; printf(“1 10 %d n“,result1); result2 = 2 * 10; printf(“2 10 %d n“,result2); result3 = 3 * 10; printf(“3

2、 10 %d n“,result3); result4 = 4 * 10; printf(“4 10 %d n“,result4); result5 = 5 * 10; printf(“5 10 %d n“,result5);,1 10 10 2 10 20 3 10 30 4 10 40 5 10 50,输出结果,重复语句,6.1 概述,循环的必要性,1 10 = 10 2 10 = 20 3 10 = 30 4 10 = 40 5 10 = 50,0 + 1,1 + 1,2 + 1,上个数字 + 1,.,重复 (上个数字 +1) 10,C 语言中的各种循环,while,do- while,

3、for,需要多次重复执行一个或多个任务的问题考虑使用 循环来解决,C语言可实现循环的语句： 用goto 和 if 构成循环 while 语句 do while 语句 for 语句,循环型程序设计,6.2 while语句 一般形式：,while(表达式) 循环体语句；,执行流程：,计算表达式的值，当值为真(非0)时，执行循环体语句，一旦条件为假，就停止执行循环体。如果条件在开始时就为假，那么不执行循环体语句直接退出循环。,工作原理,说明：语句部分可以是简单语句也可以是复合语句。,循环体,例 用while循环求,#include main() int i,sum=0; i=1; while(i=1

4、00) sum=sum+i; i+; printf(“%d“,sum); ,说明： 循环体有可能一次也不执行 循环体可为任意类型语句，一个以上的语句用括起来 下列情况，退出while循环 条件表达式不成立（为零） 循环体内遇break,goto 无限循环: while(1) 循环体;,例：分析程序的运行结果 #include main ( ) int i=1,sum=0; while ( i=100 ) printf(“i=%d,sum=%d”,i,sum += i); i+; printf(”Sum=%dn”,sum); 结果：程序将不停的打印“i=1,sum=.”。 无法正常终止的程序，称

5、为“死循环”。 结论：在while语句循环体中，一定要有能够对循环控制条件产生影响的语句。避免出现“死循环”现象。,例 显示110的平方,#include main() int i=1; while(i=10) printf(“%d*%d=%dn“,i,i,i*i); i+; ,运行结果： 1*1=1 2*2=4 3*3=9 4*4=16 5*5=25 6*6=36 7*7=49 8*8=64 9*9=81 10*10=100,6.3 dowhile语句 一般形式：,do 循环体语句； while(表达式);,执行流程：,它先执行循环体中的语句，然后再判断条件是否为真，如果为真则继续循环；如果

6、为假，则终止循环。,工作原理,特点：先执行循环体，后判断表达式 说明： 至少执行一次循环体 dowhile可转化成while结构,分别用dowhile和while求,main() int i,sum=0; i=1; do sum+=i; i+; while(i=10); printf(“%d“,sum); ,main() int i,sum=0; i=1; while(i=10) sum=sum+i; i+; printf(“%d“,sum); ,do-while,while,问题描述： 猜数游戏。要求猜一个介于110之间的数字，根据用户猜测的数与标准值进行对比，并给出提示，以便下次猜测能接近

7、标准值，直到猜中为止。,do-while 循环示例,main() int number=5,guess; printf (“猜一个介于 1 与 10 之间的数n“); do printf(“请输入您猜测的数：“); scanf(“%d“, ,猜一个介于 1 与 10 之间的数 请输入您猜测的数：3 太小 请输入您猜测的数：5 您猜中了! 答案为 5,输入数字 5 后，dowhile 循环中的条件为假， 输出结果消息后，程序终止。,比较 while 和 do-while循环,while(循环条件) 循环体； ,do 循环体； while( 循环条件);,do-while 循环是先执行后判断，所以

8、，即使开始条件为假，循环体也至少会被执行一次。,while循环是先判断后执行，所以，如果条件为假，则循环体一次也不会被执行。,比较 while 和 do-while 循环的工作原理,编程：辗转相除法求任意两个整数间的最大公约数,：输入一个正整数，要求以相反的顺序输出该数。例如：输入12345，则输出为54321。 基本思路：可以从个位开始，按位输出整数的每一位,Input an integer to number,Until number = 0,Output number%10 number = number /10,main( ) unsigned int number; printf (

9、“Input the number:“); scanf (“%d“, ,思考：使用while或for语句，如何实现？,两个程序有何区别？,前面的程序可以处理数字0，后面的程序不能处理,1234,5,6.4 for语句 一般形式：,for(expr1 ; expr2 ; expr3) 循环体语句；,执行流程：,for( 表达式1 ; 表达式2 ; 表达式3 ) 语句； ,for 循环的一般语法：,for 循环,counter = 0; num = 1; cnt = 100;,counter = 10; num 0,counter +; num = num + 1; cnt-,分号用于分隔 for

10、 循环的 三个表达式,1、计算表达式1的值，通常为循环变量赋初值； 2、计算表达式2的值，即判断循环条件是否为真，若值为真则执行循环体一次， 否则跳出循环； 3、计算表达式3的值，这里通常写更新循环变量的赋值表达式，然后转回第2步重复执行；,工作原理,1,2,3,4,表达式1,表达式2,表达式3,语句,表达式1,表达式2,Y,表达式2,for循环,Y,N,表达式3,for 循环示例,#include void main() int number,i,fac=1; printf(“n 请输入任意一个正整数：“); scanf(“%d“, ,请输入任意一个正整数：5,5,1,1,2,120,6,循

11、环执行五次,5的阶乘 = 120,for 循环的表达式,for 循环中有三个表达式 for 语句中的各个表达式都可以省略 分号分隔符不能省略,for( ; ; ) ; ,可省略,不能省略,省略表达式1,int num=0; for(;num = 10 ;num +) printf(“%dn“,num*2); ,int a=0,n; printf(“n 输入n的值: “); scanf(“%d“,相当于省去了为循环变量赋初值，此时应在for语句之前给循环变量赋初值,省略表达式2,for(num=1;num+) . ,即不判断循环条件，也就是认为表达式2始终为真， 这时应在循环体内设法结束循环，否

12、则将成为死循环,省略表达式3,for(i=1;i=100;) sum=sum+1; i+; ,即省去修改循环变量的值，但此时应在循环体内设法结束循环,省略三个表达式,for( ; ; ) printf(“这将一直进行下去“); i = getchar(); if(i = X | i = x) break; ,即不为循环变量赋初值，不设置循环条件(认为表达式2为真值)，不修改循环变量的值，无终止地执行循环体。此时应在循环体内设法结束循环，否则会成为死循环,说明： expr1也可以是给其它变量赋初值；expr1和expr3也可以是逗号表达式 例：for(sum=0,i=1;i=100;i+,i+)

13、 for(sum=0,i=1;i=100;i=i+2) for语句可以转换成while结构,expr1; while(expr2) 循环体语句； expr3; ,例：#include main( ) int i=0; for(i=0;i10;i+) putchar(a+i); ,运行结果：abcdefghij,例：#include main( ) int i=0; for(;i10;i+) putchar(a+i); ,例：#include main( ) int i=0; for(;i10;) putchar(a+(i+); ,例：#include main( ) int i=0; for(

14、 ;i10; putchar(a+i),i+) ; ,main() int i,j,k; for(i=0,j=100;i=j;i+,j-) k=i+j; printf(“%d+%d=%dn“,i,j,k); ,#include main() char c; for(;(c=getchar()!=n;) printf(“%c “,c); ,0+100=100 1+99=100 2+98=100 50+50=100,：数列1、1、2、3、5、8、13、21、是著名的菲波那奇数列，其递推通项公式为： F1 F2 Fn Fn-1 Fn-2 （n=3） 为求出第N项的值，请编写程序。 根据递推通项公式，

15、可用递推法编写程序，计算第N项的值。 递推法：由初始的已知条件开始，先计算出第(N1)步的结果，再利用前面已知的(N1)项结果，按照递推公式（或遵照递推规则），推出第N步结果。 递推法是程序设计中最常用的方法之一，使用递推法必须有明确的递推初始值和递推规则（递推公式）。,6.5 break、continue、goto语句 break语句 功能：在循环语句和switch语句中,终止并跳出循环体或switch 说明： break只能终止并跳出最近一层的结构 break不能用于循环语句和switch语句之外的任何其它语句之中,continue语句 功能：结束本次循环，跳过循环体中尚未执行的语句，进行

16、下一次是否执行循环体的判断 仅用于循环语句中,break 语句,跳出 for 循环 for( ; ; ) printf(“这将一直进行下去“); i = getchar(); if(i = X | i = x) break; ,跳出 while 循环 while(1) if(x = 10) break; ,跳出 do-while 循环 do if (x = 10) break; while (x 15);,continue 语句,continue 语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而执行下一次循环 对于while和do-while循环，continue 语句执行之后的动作是条件判断；对于for

17、循环，随后的动作是变量更新,功能：结束本次循环，跳过循环体中尚未执行的语句，进行下一次是否执行循环体的判断 仅用于循环语句中,continue 语句,while() continue; ,while() break; ,跳出整个循环,继续下一次循环,例6.5 把100200之间的不能被3整除的数输出,main() int n; for(n=100;n200;n+) if(n%3= =0) continue; printf(“%d “,n); ,main() int n; for(n=100;n200;n+) if(n%3= =0) break; printf(“%d “,n); ,100 10

18、1 103 104 106 107 200,100 101,：求555555的约数中最大的三位数是多少？ main( ) int j; long n=555555; /*所求的约数的可能取值是从999到100，j从大到小*/ for (j=999; j=100; j-) if ( n%j=0 ) /* 若能够整除j，则j是约数 */ printf(”3 digits in %ld=%dn”, n, j ); break; /* 控制退出循环 */ ,main ( ) int i, count=0, j, sum=0; for ( i=1; i=10; i+) printf (“Input in

19、teger:“); scanf (“%d“, ,：输入10个整数，求其中正数的个数及平均值，精确到小数点后两位。,goto语句及用goto构成循环,goto语句一般格式：,goto 语句标号； . 标号：语句；,功能：使系统转向标号所在的语句行执行 说明：语句标号用标识符表示，要符合标识符命名规则,goto loop； goto 255； ,#include main() int i,sum=0; i=1; loop: if(i=100) sum+=i; i+; goto loop; printf(“%d“,sum); ,sum=0+1 sum=1+2=3 sum=3+3=6 sum=6+4

20、sum=4950+100=5050,用if 和goto语句构成循环,C不主张使用goto循环, 从键盘输入一组数据，以0结束输入，求数据和,#include main() int number,sum=0; read_loop: scanf(“%d“, ,6-6 几种循环语句的比较,C语言三种循环语句的特点如下： for和while先判断循环条件后执行循环体， do-while语句先执行循环体后判断循环条件。 while和do-while语句的条件表达式只有一个， for语句有三个。 while、do-while、for可以相互替换使用。 while语句多用于不需要赋初值的或循环次数不定的情况

21、。 for语句多用于要赋初值或循环次数固定的情况。 do-while语句多用于至少要运行一次的循环控制。 循环语句可以嵌套，循环可以并列，但不能交叉。,为了保证循环体正常运行，应该特别注意： 循环控制条件 控制条件的初始状态（初始值） 循环体内部对控制条件的影响 以上三个方面相互配合，相互影响，共同完成循环控制,6.7 循环的嵌套 定义：一个循环体内又包含了另一个完整的循环结构 三种循环可互相嵌套,层数不限,(1) while() while() . ,(2) do do while( ); . while( );,(3) while() do while( ); . ,(4) for( ;

22、;) do while(); while() . ,程序举例,main() int i,j; for(i=1;i=2;i+) printf(“ni=%dn”,i); for(j=1;j=3;j+) printf(“j=%d,”,j); ,程序举例,内层循环终止,j=2,j=3,j=4,main() int i,j; for(i=1;i=2;i+) printf(“ni=%dn”,i); for(j=1;j=3;j+) printf(“j=%d,”,j); ,程序举例,运行结果：,循环全部终止,i=2,i=3,main() int i,j; for(i=1;i=2;i+) printf(“ni=

23、%dn”,i); for(j=1;j=3;j+) printf(“j=%d,”,j); ,嵌套循环的跳转,禁止： 从外层跳入内层 跳入同层的另一循环 向上跳转,三种循环可互相嵌套,层数不限 外层循环可包含两个以上内循环,但不能相互交叉 嵌套循环的执行流程,：输出下三角形乘法九九表。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - 1 2 4 3 6 9 4 8 12 16 5 10 15 20 25 6 12 18 24 30 36 7 14 21 28 35 42 49 8 16 24 32 40 48 56 64 9 18 27 36 45 54 63 72 81 假设：行号为i ，列号为j,i=

24、6 j=5 i*j,(1=i=9),(1=j=i),则：第 i 行中要输出 j 个乘积,输出项aij和行(i)、列(j)的关系,#include main ( ) int i=1, j; /* i:行计数器 j:列计数器 */ while( i= 9 ) /* 控制打印表头 */ printf ( “%4d“, i+); printf (“n-n“); i=1; while ( i= 9 ) /* 行控制 */ j = 1; /* 列计数器置1 */ while ( j = i ) /* 嵌套的二重循环。输出第i行 */ printf (“%4d“, i*j ); j +; /* 列计数器+1

25、 */ printf (“n“); /* 一行输出结束后，输出n */ i +; /* 行计数器+1 */ ,外层循环体执行1次，内层循环要输出1行,程序设计的一般步骤 1.分析题意,明确问题的性质 数值问题 / 非数值问题 2.建立问题的描述模型 数学模型 / 过程模型 3.设计/确定算法 数学问题：数值分析 非数学问题： 数据结构 / 算法分析与设计 一般方法：穷举 / 递推 / 递归 /. 4.编程调试 5.分析运行结果,6-8 程序举例,：判断输入的整数是否是素数 算法 使用穷举法，从2开始尝试能否整除整数m。 #include “stdio.h” main() int m,i; sc

26、anf(“%d”, ,程序的优化 对于穷举法来说，为了提高程序的效率，就要减少尝试次数。 #include “math.h” main( ) int m,i,k; scanf(“%d”, ,15 = 3 * 5; 尝试 15 % 3 以后，没有必要再尝试 15 % 5。 k是尝试的终点。,：如何判断一个整数是另一个整数的平方 从键盘上任意输入一个正整数，要求判断该正整数是否是另一个整数的平方。 问题分析与算法设计 设：输入的正整数为i，若i满足： i = = m * m （m为整数0） 则i为整数m的平方。 main( ) int i, m; scanf (“%d”, ,：抓交通肇事犯 一辆卡

27、车违犯交通规则，撞人后逃跑。现场有三人目击事件，但都没有记住车号，只记下车号的一些特征: 甲说：牌照的前两位数字是相同的； 乙说：牌照的后两位数字是相同的，但与前两位不同； 丙是位数学家，说：四位的车号刚好是一个整数的平方。 请根据以上线索求出车号。 问题分析与算法设计 按照题目的要求造出一个前两位数(i)相同、后两位数(j)相同且相互间又不同的整数。得到： （1）0=31）,main( ) int i,j,k,m; for(i=1;i=9;i+) /* i:车号前二位的取值 */ for(j=0;j=9;j+) /* j:车号后二位的取值 */ if(i!=j) /* 判断两位数字是否相异

28、*/ k=i*1000+i*100+j*10+j; for(m=31;m*mk;m+) ; if(m * m = = k) /* 判断是否为整数的平方 */ printf(“Lorry_No. is %d.n“, k); 运行结果：Lorry_No. is 7744.,：百钱百鸡问题 中国古代数学家张丘建在他的算经中提出了著名的“百钱百鸡问题”： 鸡翁一，值钱五；鸡母一，值钱三；鸡雏三，值钱一；百钱买百鸡，翁、母、雏各几何? 问题分析与算法设计 设：要买x只公鸡，y只母鸡，z只小鸡，可得到方程: x + y + z = 100 5 x + 3 y + z / 3 = 100 取值范围：0 =

29、x、y、z = 100 可以采用穷举法求解。,main( ) int x,y,z,j=0; for(x=0;x=100;x+) for(y=0;y=100;y+) for(z=0;z=100;z+) if(x+y+z=100 运行结果： 1: cock= 0 hen=25 chicken=75 2: cock= 3 hen=20 chicken=77 7: cock=12 hen= 4 chicken=84,丢失重要条件：z应该能够被整除。 main( ) int x,y,z,j=0; for(x=0;x=100;x+) for(y=0;y=100;y+) for(z=0;z=100;z+)

30、if(z%3= =0 运行程序，正确的结果： 1: cock= 0 hen=25 chicken=75 2: cock= 4 hen=18 chicken=78 3: cock= 8 hen=11 chicken=81 4: cock=12 hen= 4 chicken=84,优化程序： main( ) int x, y, z, j=0; for(x=0; x=20; x+) for(y=0; y=33; y+) for(z=0; z=100; z+) if(z%3=0 ,穷举法的关键 数学模型 适宜进行穷举的数学模型 决定程序是否正确 穷举的范围 明确的穷举终止条件 决定穷举的效率，范围过大

31、，则效率太低。,：打印边长为m的正方型 要求：从键盘输入m值，输出m行每行m个*号。 例：输入m=4，输出的图形如下： * * * * * * * * * * * * * * * * 算法分析与设计： 1. 输入m， 2. 重复打印m行，每行打印m个 *； 加细： 1. 输入m； 2. for ( k=1; k=m; k+) 打印一行中的 m 个 * ；,算法分析与设计： 加细： 1. 输入m； 2. for( k=1; k=m; k+) 打印 m 个 * ； 换新行; 加细： 1. 输入m； 2. for( k=1; k=m; k+) for( j=1; j=m; j+) printf (“

32、*”)； printf(“n”) ; ,#include main ( ) int k, m, j; scanf( “%d”, 分析方法 逐步求精法。对于复杂问题，不可能一下得到程序，可以先将简单的部分明确出来，再逐步对复杂部分进行细化，一步一步推出程序。,：打印数字魔方 要求：从键盘输入 m 值，输出 m 行的数字方阵。例：输入 m=5 ，输出的图形如下： 1 2 3 4 5 2 3 4 5 1 3 4 5 1 2 4 5 1 2 3 5 1 2 3 4 分析： 1. 重复打印m行。,2. 第j行的第一个数字为j，之后依次递增， 但以m为模: aij = ( i + j - 2 ) % m

33、+ 1,输出项和行、列的关系,#include main ( ) int i, j, m ; printf(“Enter M:“); scanf(“%d“, ,问题描述： 用“*”输出一个菱形图案，图案如下： * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *,main() int i,j,k; for(i=1;i=4;i+) for(j=1;j=4-i;j+) printf(“ “); for(k=1;k=2*i-1;k+) printf(“*“); printf(“n“); for(i=1;i=3;i+) for(j=1;j=i;j+) pr

34、intf(“ “); for(k=1;k=7-2*i;k+) printf(“*“); printf(“n“); ,嵌套循环示例,输出： * * * * * * * * * * * * * * * *,* * * * * * * * *,控制打印的行数,控制每行打印的空格数,控制每行打印的*号数,控制打印的行数,控制每行打印的空格数,控制每行打印的*号数,问题描述： 打印输出100至200之间的全部素数。 分析：素数是指只能被1和它本身整除的数。算法比较简单，先将这个数被2除，如果能整除，且该数又不等于2，则该数不是素数。如果该数不能被2整除，再看则是否能被3整除。如果被3整除，并且该数不等于

35、3，则该数不是素数，否则再判断是否被4整除，依此类推，该数只要是能被小于本身的某个数整除时，就不是素数。,main() int i,j,n; n=0; for(i=100;i=200;i+) j=2; while(i%j!=0) j+; if(i=j) printf(“%4d“,i); n+; if(n%8=0) printf(“n“); printf(“n“); ,嵌套循环示例,输出： 从100到200之间所有的素数为： 101 103 107 109 113 127 131 137 139 149 151 157 163 167 173 179 181 191 193 197 199,控制

36、每行输出8个素数,如果第一个能被整除的数等于该数本身，则说明该数为素数,从2到i之间寻找第一个能被整除的数,嵌套循环示例,main() int i,num; char answer; do printf(“请输入一个数：“); scanf(“%d“, ,输出： 请输入一个数： 58 该数是 58 您是否还要输入其他的数(y/n)? y 请输入一个数： 64 该数是 64 您是否还要输入其他的数(y/n)? n, 译密码,例如 Hello,world! 译成密码：Lipps,asvph!,#include main() char c; while(c=getchar()!=n) if (c=a

37、,例6.4求sn=a+aa+aaa+aaa 其中a是一个数字，n由键盘输入。2+22+222+2222+ main() int a,n,count=1,sn=0,tn=0; scanf(“%d%d”, ,1.求多项式11/21/31/41/100 的值。 2.从键盘输入一行字符，统计其中各类字符的个数。 3.求两个整数m，n的最大公约数和最小公倍数。 4.韩信点兵又称为中国剩余定理，相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少，韩信答说，每3人一列余1人、5人一列余2人、7人一列余4人、13人一列余6人。刘邦茫然而不知其数。（兵数范围在1000内） 5.输出100-200之间凡是包含数字5的数。 6

38、.一个数如果恰好等于它的因子之和，这个数就称为“完数”。例如，6的因子为1、2、3，而6123，因此6是“完数”。编程序找出1000之内的所有完数，并输出。,练习,7.试编程序，找出10000以内的所有同构数。同构数是这样一组数：它出现在平方数的右边。例如：5是25右边的数，25是625右边的数，5和25都是同构数。 8.每个苹果0.8元，第一天买2个苹果，第二天开始，每天买前一天的2倍，直到购买的苹果个数达到不超过100的最大值，每天平均花多少钱？ 9.两个不同的整数a,b,如果a的所有因子之和等于b，b的所有因子之和等于a，则a与b互称为亲密数。打印出1000以内所有的亲密数对。,10.输出如下图案： A B B B C C C C C B B B A,分子：1，-1，1，-1 分母：1，3，5，7，.,