第5章循环结构.ppt

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1、第5章 循环结构程序设计,C 语言程序设计,2023/11/6,2,本章主要内容,while循环控制do-while循环控制for循环控制用goto语句实现循环控制（略）循环结构中的跳转语句循环的嵌套循环结构程序设计举例,2023/11/6,3,5.1 while循环控制,语句一般格式 while（表达式）语句,一般为关系表达式或逻辑表达式，也可以是C语言其他类型的合法表达式 用来控制循环体是否执行,称为内嵌语句，可以是基本语句、控制语句，也可以是复合语句是循环重复执行的部分,2023/11/6,4,功能：,计算表达式的值，为非0（逻辑真）时，重复执行内嵌语句，每执行一次，就判断一次表达式的值

2、，直到表达式的值为0 时结束循环，转去执行while后面的语句。,循环控制条件,循环体,2023/11/6,5,例如：,【例5.1】编写程序，求100个自然数的和即：s=1+2+3+100,思路：寻找加数与求和的规律,加数i从1变到100，每循环一次，使i增1，直到i的值超过100。i的初值设为1。求和设变量 sum 存放和，循环求sum=sum+i，直至i超过100。,2023/11/6,6,算法和程序：,main()int i,sum;i=1;sum=0;while(i=100)sum=sum+i;i+;printf(sum=%dn,sum);,程序输出结果：sum=5050,i:循环控制

3、变量sum:累加器,2023/11/6,7,注意：,如果while的(表达式)值为0，则循环体一次也不执行(例如当i的初值=101)。在循环体中必须有使循环趋向结束的操作，否则循环将无限进行（死循环）。在循环体中，语句的先后位置必须符合逻辑，否则会影响运算结果。,思考程序段的输出？while(i=100)i+;sum=sum+i;,运行后，输出：sum=5150原因是什么？,2023/11/6,8,注意（续）：,为了保证循环正常运行，应该特别注意：循环控制条件的描述 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,2023/11/6,9,5.2 do-while语句,语句一般格式 do

4、 语句 while（表达式）；功能：先执行内嵌语句（循环体），之后计算表达式的值，不为0（逻辑真）时，再执行循环体并判断条件，直到表达式的值为 0 结束循环，转去执行while下面的语句。,2023/11/6,10,do-while循环的算法,N-S结构图,main()int i=1,sum=0;do sum=sum+i;i+;while(i=100);printf(%dn,sum);,用do-while语句求100个自然数的和,2023/11/6,11,说明：,while和do-while都能实现循环控制，while结构程序通常都可以转换成do-while结构,区别：do-while 语句先

5、执行循环体再判断条件，循环体至少执行一次；while 语句先判断条件再执行循环体，循环体有可能一次也不执行dowhile循环体中一定要有能使表达式值趋于0的操作(如i+)，否则会出现死循环。,2023/11/6,12,do-while语句的简单应用,【例】用辗转相除法求m和n的最大公约数,2023/11/6,13,算法和程序：,main()int m,n,r;scanf(%d,%d,程序运行情况如下：24,6012,2023/11/6,14,5.3 for语句,语句一般格式 for(表达式1;表达式2;表达式3)语句,功能：计算表达式1的值，再判断表达式2，如果其值为非0（逻辑真），则执行内嵌

6、语句(循环体)，并计算表达式3；之后再去判断表达式2，一直到其值为0时结束循环，执行后续语句。,2023/11/6,15,for语句的算法,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,2023/11/6,16,省略for语句的表达式,表达式1、2、3全省略，即：for(;)就等同于：while(1)，会无限循环（死循环）,注意：在省略某个表达式时，应在适当位置进行循环控制的必要操作，以保证循环的正确执行,省略表达式1和表达式3，即：for（；表达式2；）就等

7、同于：while（表达式2）省略表达式2，即：for（表达式1；表达式3）就等同于：表达式1;while(1)表达式3;,2023/11/6,17,例如：,i=1;for(;i100)for(i=1;i100)i+;,2023/11/6,18,说明：,所有用 while 语句实现的循环都可以用for 语句实现。,等价于：,for(表达式1；表达式2；表达式3)语句；,表达式1；while（表达式2）语句；表达式3；,2023/11/6,19,for语句的简单应用,【例】求n!，即计算p=123n的值。,思路：求阶乘与求累加的运算处理过程类似，只要将“+”变为“*”。,设置：乘数i，初值为1，终

8、值为n（n是循环控制终值，需要从键盘输入）累乘器 p，每次循环令p=p*i,2023/11/6,20,程序：,#include stdio.hmain()int i,n;float p;p=1;printf(Enter n:);scanf(%d,思考：如何输出1!,2!,n!？如何求s=1!+2!+n!？,2023/11/6,21,熟悉几个循环语句,while(!x)x+;当 x=0 时，执行循环体x+;,while(c=getchar()!=n)n=n+1;n 称为计数器，作用是统计输入字符的个数while(num+5);先执行循环体x*=-3，再判断条件(x5)for(n=0;n26;n+

9、)printf(%c,n+A);作用是输出26个大写字母for(sum=0,i=1;i=100;sum=sum+i,i+=2);作用是计算100以内的奇数和,2023/11/6,22,几种循环语句的比较,while和do-while语句的表达式只有一个，for语句有三个。while 和for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语句多用于循环次数不定的情况do-while语句多用于至少要运行一次的情况for语句多用于要赋初值或循环次数固定的情况,2023/11/6,23,5.4 用goto语句实现循环,有兴趣的同学自学不提倡使用goto语句,注

10、意：goto语句能实现程序无条件转移，为编程提供了便利。但是无限制地使用，会破坏程序的结构化程度。因此应限制使用。,2023/11/6,24,5.5 循环结构中的跳转语句,有如下三种语句实现跳转：continue语句break语句goto语句在循环语句的循环体中使用，可以进行循环的流程控制,2023/11/6,25,5.5.1 continue语句及应用,功能：中断循环体的本次执行（即跳过循环体中尚未执行的语句），立即开始执行下一次循环。,while语句,do-while语句,for语句,2023/11/6,26,例如：,int x,n=0,s=0;while(n10)scanf(%d,int

11、 x,n=0,s=0;do scanf(%d,for(n=0,s=0;n10;n+)scanf(%d,2023/11/6,27,应用举例,【例】把100200之间能被7整除的数，以十个数为一行的形式输出，最后输出一共有多少个这样的数。,2023/11/6,28,算法和程序,main()int n,j=0;for(n=100;n=200;n+)if(n%7!=0)continue;printf(%6d,n);j+;if(j%10=0)printf(“n”);/*每输出十个数换行*/printf(n j=%dn,j);,2023/11/6,29,5.5.2 循环中break的应用,功能：利用bre

12、ak语句能够强迫终止本层循环，转到后续语句执行。,while语句,do-while语句,for语句,2023/11/6,30,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,2023/11/6,31,5.6 循环的嵌套,如果循环语句的循环体内又包含了另一条循环语句，则称为循环的嵌套例如：#include main()int i,j;for(i=1;i10;i+)for(j=1;j=i;j+)printf(j=i)?%4dn:%4d,i*j);,外循环语句,内循环

13、语句,2023/11/6,32,注意：,while、do-while、for循环语句可以并列，也可以相互嵌套，但要层次清楚，不能出现交叉。多重循环程序执行时，外层循环每执行一次，内层循环都需要循环执行多次。例如：,for(a=1;a=10;a+)for(b=0;b=5;b+),外循环执行了10次，内循环执行6次循环正常结束时，内循环共执行了106=60次,2023/11/6,33,5.7 循环结构程序设计,【例】按每行输出5个数的形式输出Fibonacci数列的前20项。,思路：Fibonacci数列的前几项是：1、1、2、3、5、8、13、21、34、。此数列的变化规律是：,设变量f1、f2

14、和f3，并为f1和f2赋初值1，令f3=f1+f2得到第3项；将f1f2，f2f3，再求f3=f1+f2得到第4项；依此类推求第5项、第6项,这是一种递推算法应采用循环实现,2023/11/6,34,算法和程序,#define N 20main()int i,f1,f2,f3;f1=f2=1;printf(n%8d%8d,f1,f2);for(i=3;i=N;i+)f3=f1+f2;f1=f2;f2=f3;printf(%8d,f3);if(i%5=0)printf(n);,2023/11/6,35,举例2,【例】判断输入的某个数m是否为素数。若是素数，输出“YES”，若不是，输出“NO”。,

15、思路：素数是指只能被1和它本身整除的数，如5、7、11、17、等。,分别用2、3、，m-1尝试能否整除整数m。如果m能被某个数整除，则m就不是素数。,这是一种穷举算法设除数为j，从2循环到m-1,2023/11/6,36,算法和程序：,#include math.hmain()int j,m,k;printf(Enter an integer number:);scanf(%d,2023/11/6,37,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.hmain()int j,m,k;printf(Enter an integer number:

16、);scanf(%d,思考：如何输出100200中所有的素数,2023/11/6,38,举例3,【例】用牛顿迭代法求方程 2x3+4x2-7x-6=0 在x=1.5附近的根。,思路：设xn为一个接近xa的近似根，过(xn,f(xn)点做切线，切线方程为：,即:,牛顿迭代公式,2023/11/6,39,算法基本步骤：,先设一个方程近似根x0，求出方程f的值和方程导数f1的值；f=2x03+4x02-7x0-6f1=6x02+8x0-7 用迭代公式x=x0-f/f1进行迭代，求出x比x0要接近方程真实的根；当|x-x0|大于某个很小的数时(如10-6)，认为未找到，此时将xx0，再次求f、f1，并

17、迭代，又求出一个新的更接近方程根的x；一直到|x-x0|10-6时得到方程近似根：x或x0。,这是一种迭代算法用循环实现,2023/11/6,40,算法和程序：,#include math.hmain()float x,x0,f,f1;x=1.5;do x0=x;f=2*x0*x0*x0+4*x0*x0-7*x0-6;f1=6*x0*x0+8*x0-7;x=x0-f/f1;while(fabs(x-x0)1e-6);printf(%fn,x);,2023/11/6,41,举例4,【例】编程序求210000以内的完全数。,完全数：一个数的因子（除了这个数本身）之和等于该数本身。,思路：设定i从2

18、变到10000，对每个i找到其因子和s；判定 is？若相等，则i为完全数，否则不是。,例如：6的因子是1、2、3，因子和 1+2+36因此 6 是完全数,使用穷举算法用双层循环实现,2023/11/6,42,算法和程序：,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);,2023/11/6,43,举例5,【例】编程序，输出以下图形。,*,一共有4 行，每行由空格和星号组成：空格数按行增加，星号按行减少变量 i 控制输出行数，从1变化到4变量 j 控制输出每行的空格：j 从1变化到 i，每次输出一个空格 变量 k控制输出每行的星号：k从1变化到 8-2*i1，每次输出一个星号,使用双重循环实现,思路：,2023/11/6,44,算法和程序：,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);,思考：如何输出10行图形？输出图形向右平移20个字符位置，应如何修改程序？,2023/11/6,45,本章结束,