第三章分支和循环.ppt

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1、第三章 分支和循环,分支结构,一、程序结构的分类： （1）顺序：,（2）分支： 二选一（if）， 多选一（ switch）,（3）循环：while语句， for ，do while,（4）子程序：函数 function,主程序,子程序一,子程序二,二、结构化程序设计 模块化、自顶向下，逐步求精,if语句,1、作用: 通过对给定的条件（表达式）进行判断，决定所要执行的操作。 2、语句格式 （1）格式一 ： if (表达式) 语句 含义：,例： if（ab）max=a； if （a=0） x=sqrt（a）； (2) 格式二 if (表达式) 语句1 else 语句2 含义：,例： 输入两个数a和

2、b，输出其中较大者。 main( ) int a,b,max; scanf(%d%d, ,例：输入一个实数a，若a 不是负值， 输出a 的平方根，否则输出a的平方。 #include “math.h” main（） float a； if （a=0） printf（“a=%f”，sqrt（a）; else printf（“a=%f”，a*a）； ,例：输入一个三位数，判断它 是否是“水仙花数”。,main() int n，a，b，c，d； scanf（”n=%d”，&n）； a=n%10； /个位 c=n/100； /百位 b=n%100/10； /十位 d=a*a*a+c*c*c+b*b*b

3、； if （n=d） printf（”%d是水仙花数”, n）； else printf（”%d不是水仙花数”, n）； ,3、复合语句 （1）格式： 语句1； 语句2； 语句3； （2）作用：把多条语句组合成一条语句。 （3）注意： 后不允许有分号。,例：输入三角形的三条边长。如果构成三角形则输出三角形面积，否则打印出错信息。 思路： a+bc 且b+ca且c+ab s=(a+b+c)/2,#include “math.h” main() float a,b,c,s,area; scanf(“%f %f %f”, ,4、注意,（1）if (ab) max=a; else max=b; 各有一

4、个分号 （2）复合语句的作用 后不能加；号 （3）else子句是不能单独使用，必须与if配对使用。 （4）格式一：“做”或者“不做” 格式二：“做这件事”或“做那件事”,（五）if 语句的嵌套,1、定义：在if语句中又包含一个或多个if语句。 例： if（b1） s1 else if （b2） s2 else s3,例： if ( ) if ( ) 语句1 else 语句2 内嵌if else if ( ) 语句3 else 语句4 内嵌if,规定：else总是与它上面最近的（未曾配对的）if配对。,例： if ( ) if ( ) 语句1 else 语句2,用复合语句改变配对 if ( )

5、if ( ) 语句1 else 语句2,例：编写一个程序，输入一个x值， 按下述函数关系输出y的值。 1 (x0),main( ) int x,y; scanf(%d, ,switch语句,1、一般格式： switch (表达式) case 常量表达式1：语句1 case 常量表达式2：语句2 case 常量表达式n：语句n default ：语句n+1 其中，default部分可以缺省。,例： switch(n) case 1: x=11; case 2: x=21; default: x=31; 当n=1时， x=31; 当n=2时， x=31; 其它， x=31;,例：,switch(n

6、) case 1: x=11; break; case 2: x=21; break; default: x=31; x的结果值或者等于11，或者等于21，或者等于31。,例：多个case可以共用一组执行语句，如： switch(n) case 1: case 2: case 3: x=31; break; case 4: 当n等于1或2或3时，都执行“x=31”这条语句，并跳出switch。,2、注意,（1）switch语句的表达式和常量表达式可以为任何类型(ANSI)，一般为整型、字符型或枚举类型。 （TC中若switch语句的表达式为实型，系统自动截尾；常量表达式为实型，系统报错） （V

7、C中若switch语句的表达式为实型，系统报错；常量表达式为实型，系统报错） （2）同一个switch语句中的所有case后面的常量表达式的值，都必须互不相同。 （3）switch语句中的各个case和default的出现次序不影响执行结果，default可以在case的前面、中间或最后。,3、注意(续),(4) 由于switch语句中的“case常量表达式”部分只起语句标号的作用，而不进行条件判断，因此，在执行完一个case后面的语句后，流程控制自动转到下一个case继续执行，直到遇到switch语句的右花括号或“break”语句为止。 (5) 尽管case后面的语句多于一个，却不必用花括号

8、括起来。 (6) 多个case可以共用一组执行语句。,例: 设今天是星期三（Wednesday）， 那么t天以后是星期几？要求输出星期 几的英文名称。(switch 实现）,main( ) int t; scanf(“%d”, ,例: 上题用if语句 实现。,main( ) int t; scanf(“%d”, ,例: 从键盘中输入三个数， 找出其中的最大数。,（1）用条件运算符实现。 main( ) int a,b,c,max; printf(Please input a,b,c:); /*此句用于提示用户输入数据*/ scanf(%d%d%d, ,（2）用if语句实现,main( ) in

9、t a,b,c,max; printf(Please input a,b,c:); scanf(%d%d%d, ,(year%4=0&year%100!=0) | (year%400=0),例: 从键盘输入某年的年号和月份，计算这一年的该月共有多少天。 说明编写此程序需要考虑闰年的问题，因为二月份的天数与闰年有关。闰年的规定是，若年号能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除，则该年为闰年。,main( ) int year, month, days; printf(“Please input year and month:”); scanf(“%d %d”, ,例:将a，b，c，d四个

10、整数按从 小到大的顺序排列后输出。,main( ) int a,b,c,d,temp; printf(Please input a,b,c,d: ); scanf(%d,%d,%d,%d, ,循环控制结构,求解某问题时，往往遇到具有规律性的重复计算，完成这些计算，通常需要反复执行同一程序段。为了描述这种现象，C语言专门提供了三种循环语句：while语句、do-while语句和for语句。,一、while语句,1、一般格式： while (表达式) 语句 其中，语句（称为循环体）只能是一条语句，若为多个语句，要用“ ”将它们括起来，形成复合语句。,2、while语句流程图,例： 编程求1到100

11、之间所 有整数的和。,main( ) int n,sum=0; n=1; while(n=100) sum=sum+n; n=n+1; printf(1+2+3+100=%dn,sum); ,这是一个典型的计算累加和的示例，循环体中要对100个数进行累加，累加器（变量sum）在进行循环之前必须先“清0”（这里采用定义时赋初值0的办法进行清0的）。先清0，再循环累加，这种“累加模式”，一定要记住。,3、注意,（1）判别表达式中涉及到的变量必须在循环开始前先赋值； （2）循环体中必须有修改判别表达式E的值的语句（如上例中的n=n+1），并最终使判别表达式的值为0（上例中n的超过100时，n=100

12、的值为0），否则循环永不结束，成为“死循环”； （3）循环体中不止一条语句时，要用 复合。 （4）while语句的循环体执行次数可以是0到多次。,例：编程求出一批学生的总成绩、 人数和平均成绩。,main( ) float x, sum=0; int n=0; scanf(“%d”, ,例：从键盘读入若干个字符 （以&结束），统计其中有 多少个字母，多少个数字？,main() int letter=0, digital=0； char ch； ch=getchar(); while（ch!= ,二、for语句,1、一般格式： for（表达式1；表达式2；表达式3） 语句,2、for的流程图,例

13、：编程求1到100之间所有 整数倒数的和。,main( ) int n; double sum=0; for(n=1;n=100;n+) sum+=1/n; printf( “1/1+1/2+1/3+1/100=%fn”,sum); ,3、注意,（1）E1，E2，E3是任意表达式，它们之间用分号隔开（注意，不是逗号）； （2）若循环体中含有多条语句，必须用“ ”括起来构成复合语句； （3）判别表达式中涉及到的变量必须在循环开始前先赋值； （4）for语句的循环体执行次数可以是0到多次。,4、for与while的关系,（1）将for语句“翻译”成while语句为： E1； while (E2)

14、S； /for的循环体 E3； （2）while语句也可以翻译成for语句，即 while (E) S; 相当于 for (; E; ) S;,5、for的几种“灵活”用法,（1）初始表达式1的灵活用法 a）使用逗号表达式，可以一次设置多项初始条件，例： for(n=1,sum=0;n=100;n+) sum+=1/n; b）如果进入for循环之前，已经设置了初始条件，那么E1即可省略，例： n=1；sum=0; for(;n=100;n+) sum+=1/n; 注意尽管E1省略，但E1后面的分号仍不能少。,(2) 判别表达式2的灵活用法,a）判别表达式2可以省略,由于循环条件“永远”满足，通

15、常要在循环体中设置结束循环的条件和语句（比如用if加break语句终止循环），否则循环真的永不休止，形成“死循环”。 例如： for(n=1, sum=0; ;n+) if (n100) break; else sum+=1/n;,b）判别表达式2除关系表达式和逻辑表达式，还可以是数值表达式或字符表达式，例如： for( x=10 ; x ; x-) ; 相当于 x=10; while (x) ； x-; ,（3）后置表达式E3的灵活用法,a）E3省略，将其功能放在循环体中。例如： for(n=1, sum=0;n=100; ) sum+=1/n+; b）将循环体中的处理语句放在E3中“顺带”

16、执行，例如： for(sum=0,n=1;n=100;sum+=1/n+) ; /循环体是一条空语句 或 for(sum=0,n=1;n=100; sum+=1/n,n+) ;,(4) 三个表达式都省略,极端情况下，形如： for ( ; ; ) S; 相当于 WHILE（1） S;,例如： for( ; (c=getchar( )= ; ) ; “=”后面是一个空格字符，循环体是空语句。该语句的功能是“过滤空格”，即反复读字符赋给变量c，直到读一个非空格字符为止。,例：从键盘键入“Q”或“q”表示退 出，否则“I”（插入）“D”（删除） “S”（查找）的主控制程序。,for ( ; ; )

17、ch=getchar( ); switch (ch) case Q： case q：exit(0)； case i: case I: insert(); break； case D： case d：delete(); break； case s： case S: search(); break； ,例：计算,n=1 x=1; sum=sum+1/x; n=2 x=1*2; n=3 x=1*2*3; n=100 x=1*2*3* *100; 迭代公式： x=x*n;,#include “stdio.h” main( ) int n; double x, sum=0; x=1; for(n=1;n

18、=100;n+) x=x*n; sum+=1/x; /循环累加 printf( “sum=%fn”,sum); ,三、do-while语句,1、一般格式： do 语句 while (表达式)；,例：用do-while语句求1到100之间 所有整数的和。 main( ) int n,sum=0; n=1; do sum=sum+n; n=n+1; while(n=100)； printf(1+2+3+100=%dn,sum); ,2、do-while语句与while语句比较,相同点： a）B成立时，才执行循环体 b）循环次数未知（条件循环）和已知（计数循环） c）循环体中一定要有改B的语句，并最

19、终使其变为0，退出循环。,不同点：,a）do-while先执行循环体，后判断终止条件；而while是先判断终止条件，后执行循环体。 b）在进入while语句之前，判别表达式的初值必须确定；do-while语句中B的值可以不确定（适用不易给B赋初值的场合）。 c）while的循环体执行0多次；do-while的循环体至少执行一次。,例: 输入若干个字符（以“&”结束）， 统计其中有多少个字母，多少个数字。,算法设计： 设置两个“计数器”，letters用于统计字母个数，digits用于统计数字个数，初值均为0。循环地读字符。 （1）若读入的字符是字母，则letters 加一；若是数字，则digi

20、ts 加一；不是字母和数字，则什么也不做。 （2）若读入的是结束符“&”时，则退出循环。,#include “stdio.h“ #include “ctype.h“ / isdigit和isalpha的头文件 void main() int letters=0, digits=0; char ch; do ch=getchar(); /读字符 if( isdigit(ch) digits+; /判断是否是数字 else if( isalpha(ch) letters +; /判断是否是字母 while(ch!= ,/用while语句实现的程序 #include “ctype.h“ / isdi

21、git和isalpha的头文件 main( ) int letters=0, digits=0; char ch; ch=getchar( ); /读第一个字符 while(ch!= ,多重循环,（1） 概念：若循环语句A的循环体中出现另一个循环语句B，循环中套着循环（即循环嵌套），则A和B构成双重循环，称A是外层循环（外循环），称B是内层循环（内循环）。如果B的循环体内又嵌套一个内层循环语句C，于是A，B，C构成三重循环。循环可以嵌套多层（多重循环）。,例： 编程产生“九九乘法表”。希望 输出成以下表格形式。,编程思想：行 * 列,程序设计如下： #include “stdio.h“ voi

22、d main( ) int i,j; for( i=1;i=9;+i) for( j=1;j=9;+j) printf(“%2d*%d=%2d“ ,i,j,i*j); printf(“n“); ,例: 编程产生“九九乘法表”。希望 输出成以下表格形式。,程序如下： #include “stdio.h“ void main( ) int i,j; for( i=1;i=9;+i) for( j=1;j=i;+j) printf(“%2d*%d=%2d“ ,i,j,i*j); printf(“n“); ,该程序打印的“九九乘法表”是什么样？,#include “stdio.h“ void main

23、( ) int i,j; printf(“ | “); for (i=1;i=9;i+) printf(“%4d“,i); printf(“n“); printf(“ -|-“); for(i=3;i=11;i+) printf(“-“); printf(“n“); for(i=1;i=9;i+) printf(“%4d | “,i); for(j=1;j=9;j+) printf(“%4d“,i*j); printf(“n“); ,运行结果：, | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -|- 1 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 | 2 4 6 8 10 12 14 16 18 3

24、 | 3 6 9 12 15 18 21 24 27 4 | 4 8 12 16 20 24 28 32 36 5 | 5 10 15 20 25 30 35 40 45 6 | 6 12 18 24 30 36 42 48 54 7 | 7 14 21 28 35 42 49 56 63 8 | 8 16 24 32 40 48 56 64 72 9 | 9 18 27 36 45 54 63 72 81,例：编程产生如图所示的n级三角星形宝塔图案。,#include “stdio.h“ void main( ) int i,j,n; printf(“n=“); scanf(“%d“, /*

25、输出一行星号之后，换行*/ ,break语句和continue语句,1break语句 从switch语句中跳出来，执行 switch语句下面的一条语句。 用于跳出循环体，终止本循环的执行，即强制性地结束本循环。,例如： 下面的程序段： for( ; ; ) scanf(“%c”, else /*此处的“else”可以省略*/ ,例：break语句用法示例。 #include main( ) int i,j; for(i=1;i=4;i+) for(j=1;j=4;j+) if(i=j) break; else printf(“i=%d,j=%d,%4dn“,i,j,i*j); printf(“

26、 The endn“); ,执行结果： i=2,j=1, 2 i=3,j=1, 3 i=3,j=2, 6 i=4,j=1, 4 i=4,j=2, 8 i=4,j=3, 12 The end,注意:,(1) break语句只能用于循环语句或switch语句，不能用于其它语句。 (2) 不能指望用一条break一步跳出两层（或多层）循环。 在多重循环结构中，内层循环体中的break语句，只是强制终止内层循环的本次执行，外层循环仍要继续执行。,2continue语句,（1）作用：提前结束循环中的某一轮的执行，使进入该循环的下一轮继续执行。 （2）控制流程 ：,continue语句通常与if语句联合使

27、用，以便 在某种情况下，提前结束循环的本次执行。,例：求1到100之间所有非4的整倍数的整数之和。 main( ) int i,sum=0; for(i=1;i=100;i+) if (i%4=0) continue; /*跳过4的整倍数*/ sum=sum+i; printf(“sum=%dn”,sum); ,上例只是使用continue语句的示意性程序。 可以改写成： for(i=1;i=100;i+) if (i%4) sum+=i; /*跳过4的整倍数*/ 一般情况下，总可以适当地选用if条件跳过循环的某次执行，而不必使用continue语句，这也是continue语句不常用的原因。,

28、例： continue语句用法示例。 #include main( ) int i,j; for(i=1;i=4;i+) for(j=1;j=4;j+) if(i=j) continue; else printf(“i=%d,j=%d,%4dn“,i,j,i*j); printf(“ The endn“); ,执行结果： i=1,j=2, 2 i=1,j=3, 3 i=1,j=4, 4 i=2,j=1, 2 i=2,j=3, 6 i=2,j=4, 8 i=3,j=1, 3 i=3,j=2, 6 i=3,j=4, 12 i=4,j=1, 4 i=4,j=2, 8 i=4,j=3, 12 The

29、end,循环语句用法示例,例: 依次输出26个大写英文字母和它对应的大、小写字母的ASCII码值，每4个字母占一行。 小写字母与大写字母的差值：97-65=32 ch(小)=ch(大)+32 或 ch(小)=ch(大)+a-A,main ( ) char letter; int aline=0,i=0; for (i=0;i4;i+) printf(“ 大写|值 小写|值 “); printf(“n“); for(i=0;i73;i+) putchar(-); printf(“n“); for( letter=A; letter= Z; letter+) printf(“ %4c|%3d %4

30、c|%3d“, letter ,letter, letter+32,letter+32); if (!(+aline%4) ) printf(“|n“); printf(“n“); ,例：宰相达依尔发明了国际象棋，以 后每格比前一格加倍，放满64格为止。,分析：p为每格麦粒数，初值为p=1 下一格为前一格的p=2*p p=1； for (sum=0 , i=1; i=64; i+) sum=sum+p ; p=2*p; ,例: 输出1999中能被3整除，而且至少有一位数字是5的所有整数。 算法设计：把1999中的任一个数n都“看成”三位数，将n的百位数，十位数，和个位数拆开，分别放在变量a，b

31、，c中，再按题意判断要不要输出n的值，,#include “stdio.h“ void main() int n,a,b,c; for (n=1; n1000;n+) c=n%10; b=(n/10)%10; a=n/100; if ( (n%3=0) ,例：判断一个正整数是否 同时含有偶、奇数字。,main() int i,j,n,f1=0,f2=0; scanf(“%d“, ,例：斐波那契问题。假设小兔 子出生一个月后就成为“成年”兔， 并具有繁殖能力。假定每对成年 兔每个月生一对小兔子，新生的 小兔子一个月后又可以每个月生一对小兔子。如 果兔子都不死，现在有一对幼兔，问多少个月后， 兔子

32、数目超过100对？这时共有多少对兔子？,#include “stdio.h“ void main() int f1=1,f2=1,f3,i=2; do f3=f1+f2; f1=f2; f2=f3; i+; while (f3100); printf(“%d %dn“,i,f3); ,例: 计算多项式 p(x)=anx n+an-1xn1+ . +a1x+a0 在x=b点的值。 解题算法设计：计算多项式的值有一种非常好的迭代法Hanoi算法，或秦九韶算法。 例如： p(x)=12.3x 367x 2+2.19 x+0.45 =(12.3x67)x+2.19)x+0.45,开始时 p=12.3

33、循环一次后 p=p*x+(67)=12.3x67 循环二次后 p=p*x+2.19=(12.3x67)x+2.19=12.3x 267x+2.19 循环三次后 p=p*x+0.45=(12.3x267x+2.19)x+0.45 =12.3x 367x 2+2.19x+0.45 推广到n次多项式，那么上述多项式p（x）可改写： p(x)=(.(a nx+an1)x+a n2)x+a 1)x+a 0 这个算法好在计算量少，精确度高。,main() int i,n; float x,a,y; /定义为float，保证scanf正确读入数据 double p; /保存运算结果，提高精度 printf(

34、“请输入多项式的次数n和自变量x的值:“); scanf(“%d %f“, ,例: 求两个正整数a、b的最大 公约数gcd(a，b)。,方法： 欧几里德“辗转相除”算法。 具体方法是： 若a是b的倍数（a%b=0），那么 gcd(a，b)=b（这是显然的）； 否则，反复利用下面原理： gcd(a，b)= gcd(b，r) （即r=a%b） 即a和b的最大公约数等于b和r的最大公约数。直到余数为0止。,例如，求gcd(124,46)的步骤如下： gcd(124,46)=gcd(46, 32) 124%46=32 =gcd(32,14) 46%32=14 =gcd(14,4) 32%14=4 =g

35、cd(4,2) 14 %4=2 =2 4%2=0,又如： gcd(123,219)=gcd(219,123) 123%219=123 =gcd(123,96) 219%123=96 =gcd(96,27) 123%96=27 =gcd(27,15) 96%27=15 =gcd(15,12) 27%15=12 =gcd(12,3) 15%12 =3 =3 12%3=0,#include “stdio.h“ void main() int a,b, r; scanf(“%d%d“, ,例：判断一个正整数是否是奇偶 数字相邻的。,/pred代表相邻两位的前一位 (值1为偶数，0为奇数) /succ代

36、表相邻两位的后一位 (值1为偶数，0为奇数),main() int a,b,pred,succ; scanf(“%d“, ,例：求n是否是素数。,思路一： 对任一数n，用2n-1除,main() int flag,n,i; printf(“Input data n=“); scanf(“%d “, ,求素数的方法二： 对任一数n，用2 除,例：求100至200以内的所有素数。,for (i=100;i=200;i+) 判i是否是素数; ,main() int flag,n,j=0,i; for ( n=100; n=200; n+) flag=1；/*假定是素数*/ for (i=2；i=n-1；i+) if (n%i=0) flag=0；break； if (flag) printf(“ %d “, n); j+; if (j%10=0) printf(“n”); /换行 ,