c语言的三种基本结构.ppt

第四章第四章 c c程序的三种基本结构程序的三种基本结构1.1.理解程序控制的方法和作用理解程序控制的方法和作用2.2.学会制定简单程序的算法学会制定简单程序的算法3.3.掌握选择结构的使用方法掌握选择结构的使用方法4.4.掌握实现循环的各种方法掌握实现循环的各种方法5.5.掌握掌握breakbreak，continuecontinue的用法的用法本章目标：本章目标：4.1 C4.1 C程序三种基本结构程序三种基本结构 从结构化程序设计角度出发，程序只有三种结构:顺序结构顺序结构选择结构选择结构循环结构循环结构1.顺序结构顺序结构表示ABAB先执行A,再执行B.2.选择结构选择结构表示为ABPTFB TPFA存在某条件P,若P为真,则执行A,否则执行B。另一种选择结构多分支结构.KK=K1A1A2AiAnK=K2K=Kn3.循环结构循环结构表示为PFTAAP为T(1)当型结构 当P条件成立时(T),反复执行A,直到P为“假”时才停止循环.有两种结构:当型和直到型(2)直到型APTFA直到P为F 先执行A,再判断P,若为F,再执行A,如此反复,直到P为F.已证明:上述三种结构组成的程序可以解决全部的问题,所以任何一种高级语言都具备上述三种结构。函数调用语句函数调用语句:如：printf();1.表达式语句赋值语句赋值语句:如：i=i+1;i+;x+y;空语句空语句:任何事情都不做。C程序语句可分为五大类:如：;4.2 C 4.2 C 4.2 C 4.2 C 语句语句语句语句2.控制语句改变语句的执行顺序 if()else (条件)for()(循环)while()(循环)do while (循环)switch (多分支选择)()表示条件,表示语句 continue (结束本次循环)break (中止整个循环)return (函数返回)3.限定转向(无条件转向)语句5.终止程序运行语句4.无条件转移语句goto exit6.复合语句(语句体)用 括起来的一系列语句。如:z=x+y;t=z/100;printf(%f,t)；1.if(表达式表达式)语句语句 一、一、if 语句的三种形式语句的三种形式执行过程：当表达式的值为“真”（非零）时，执行语句，否则，不执行语句。如如:if(x y)z=x;4.3 选择结构程序设计选择结构程序设计2.2.if(if(表达式表达式表达式表达式)语句语句语句语句1 1 else else 语句语句语句语句2 2 执行过程：当表达式的值为“真”（非零）时，执行语句1，否则，执行语句2。如如:if(xy)z=x;else z=y;3.3.if if(表达式表达式表达式表达式1)1)语句语句语句语句1 1 else if(else if(表达式表达式表达式表达式2)2)语句语句语句语句2 2 else if(else if(表达式表达式表达式表达式3)3)语句语句语句语句3 3 :else if(else if(表达式表达式表达式表达式m)m)语句语句语句语句mm else else 语句语句语句语句n n如：if (grade=85)level=A;else if(grade=70)level=B;else if(grade=60)level=C;else level=D;if 语句说明：语句说明：if后面的表达式一般为逻辑表达式或关系表后面的表达式一般为逻辑表达式或关系表 达式，也可以是任意数值类型表达式。达式，也可以是任意数值类型表达式。该语句是合法的：if(3)printf(“ok!”);if 语句中的语句中的“语句语句”为一个简单语句或复合语句。为一个简单语句或复合语句。如：下面程序段是否有错？if (x=0)printf(“X is positive.”);x+;else printf(“X is negative.”);if (x=0)printf(“X is positive.”);x+;else printf(“X is negative.”);二、二、if 语句的嵌套语句的嵌套 在 if 语句中又包含一个或多个if 语句称为 if 语句的嵌套语句的嵌套。一般形式：if(条件1）if(条件2)语句1 else 语句2else if(条件3)语句3 else 语句4内嵌if内嵌if如：if(x0)if(y0)printf(x0,y0);else printf(“x0，y0)printf(“x0);else printf(“x=0,y6)if(n12)printf(“6n12”);else printf(“n6)if(n12)printf(“6n12”);else printf(“n=6”);三、用三、用if 语句实现选择结构举例语句实现选择结构举例 -1；x0 main()int x,y;scanf(%d,&x);if(xb)t=a;a=b;b=t;if(ac)t=a;a=c;c=t;if(bc)t=b;b=c;c=t;printf(“%5.2f,%5.2f,%5.2f”,a,b,c);程序程序2：将程序1的if语句改为：/*exp52.c*/#include main()int x,y;scanf(“%d,&x);if(x=0)if(x0)y=1;else y=0;else y=-1;printf(x=%d,y=%dn,x,y);程序程序1：/*exp51.c*/#include main()int x,y;scanf(“%d,&x);if(x0)y=-1;else if(x=0)y=0;else y=1;printf(x=%d,y=%dn,x,y);程序程序4：将程序1的if语句改为：/*exp54.c*/#include main()int x,y;scanf(“%d,&x);y=0;if(x=0)if(x0)y=1;else y=-1;printf(x=%d,y=%dn,x,y);程序程序3：将程序1的if语句改为：/*exp53.c*/#include main()int x,y;scanf(“%d,&x);y=-1;if(x!=0)if(x0)y=1;else y=0;printf(x=%d,y=%dn,x,y);1.程序程序1 和程序和程序2 是正确的。是正确的。它们代表的函数为它们代表的函数为:2.程序程序3 和程序和程序4 是错误的。是错误的。它们代表的函数为它们代表的函数为:y=0 (x0)y=1 (x0)结论结论：四四 switch switch 多分支选择语句多分支选择语句用if或if/else或它们的嵌套也可使程序实现多路分支，但容易出现下面的问题：可读性差 破坏结构解决问题的方法解决问题的方法：采用switch语句。switch(变量)case 常量表达式1:语句体1 case 常量表达式2:语句体2 case 常量表达式n:语句体n default :语句体(n+1)一般形式一般形式:根据表达式的取值,判断其与哪一个常量表达式相等。如=表达式i,则自语句i开始执行,直到语句n+1止。若与所有常量表达式值不相等,则从default后的语句开始执行。功能功能:注：注：default 可有可无。例例:根据成绩等级打印百分数段.switch(grade)case A:printf(85100n);case B:printf(7084n);case C:printf(6069n);case D:printf(60n);default:printf(errorn);程序如下：程序如下：/*exp55.c*/#include main()char grade;scanf(%c,&grade);switch(grade)case A:printf(85-100n);case B:printf(70-84n);case C:printf(60-69n);case D:printf(60n);default:printf(Errorn);运行结果为：运行结果为：A 程序运行结果不在预料之中！程序运行结果不在预料之中！产生错误的原因产生错误的原因:没有完全起到分支作用。85-10070-8460-6960Errorswitch(表达式表达式)case 常表常表1:语句语句1;break;case 常表常表2:语句语句2;break;case 常表常表n:语句语句n；break;default:语句语句n+1;一般形式为一般形式为:解决办法解决办法:增加break语句,使之跳出switch结构。修改程序为修改程序为:/*exp56.c*/#include main()char grade;scanf(%c,&grade);switch(grade)case A:printf(85-100n);break;case B:printf(70-84n);break;case C:printf(60-69n);break;case D:printf(60n);break;case D:printf(60n);break;例如：例如：循循环环结结构构循环结构的特点是：循环结构的特点是：程序的流程是在给定条件时，反复执行，程序的流程是在给定条件时，反复执行，某个程序段。某个程序段。语言中可以用以下语句来实现循环：语言中可以用以下语句来实现循环：用用goto语句和语句和 if 语句构成循环；语句构成循环；用用while语句；语句；用用do_while语句语句;用用for语句。语句。4.4.1 goto语句和goto语句构成的循环一、一、goto 语句语句 goto 语句为无条件转向语句，其作用为：使程序的执行无条件地转移到指定处。一般形式：一般形式：goto 语句标号;如：如：goto label_1;goto 123;执行过程：执行过程：执行语句时，程序转移到以标号 为前缀的语句处继续执行。如：如：p1:x+;p1:x+;.goto p1;说明：C语语言言允允许许在在任任何何语语句句前前加加一一个个语语句句标标号号，作作为为goto语句的目标。给语句加标号的形式：语句的目标。给语句加标号的形式：语句标号：语句语句标号：语句 goto语语句句是是一一种种非非结结构构化化语语句句，结结构构化化程程序序设设计计方方法法不不提提倡倡使使用用goto语语句句，因因为为滥滥用用goto语语句句将将使使程程序序流流程程无无规规律律，可可读读性性差差。但但也也不不是是绝绝对对禁禁止止使使用用，只只有有在在能能够够大大大大提提高高程程序序效效率时才使用。率时才使用。且记且记：不要从循环体外跳到循环体内：不要从循环体外跳到循环体内！二、用二、用goto语句和语句和 if 语句构成循环语句构成循环例：计算例：计算10！并输出结果。！并输出结果。main()int i=1,sum=1;loop:if(i=10)sum=sum*i;i+;goto loop;printf(“10!=%dn”,sum);运行结果：10!=24320本应是：10!=3628800 main()int i=1;long sum=1;loop:if(i=10)sum=sum*i;i+;goto loop;printf(“10!=%ldn”,sum);4.4.2 while 语句 一般形式：一般形式：while(表达式表达式)语句语句 执行过程：执行过程：先计算表达式的值先计算表达式的值；若表达式的值为真若表达式的值为真(非非0)时执行循环体中的语句，时执行循环体中的语句，然后重复上面步骤。若然后重复上面步骤。若 表达式的值为假表达式的值为假(0)，则，则 结束循环。结束循环。例：将上面计算例：将上面计算10！并输出结果的程序用！并输出结果的程序用 while语句写出：语句写出：main()int i=1;long int sum=1;while(i=10)sum=sum*i;i+;printf(“10!=%ldn”,sum);main()int i=1;long int sum=1;loop:if(i=10)sum=sum*i;i+;goto loop;printf(“10!=%ldn”,sum);循环结构的术语循环结构的术语 1.循环条件循环条件:是循环结构中的测试表达式。是循环结构中的测试表达式。如：while(i=10)2.循环体循环体:是在每个循环周期均要执行一次的语是在每个循环周期均要执行一次的语 句。语句可以是任何语句，简单语、句。语句可以是任何语句，简单语、复合语句、空语句均可以。复合语句、空语句均可以。如：上例while语句中用花括号括起来的复合语句。3.循环控制变量循环控制变量:是在循环条件中控制条件是真是在循环条件中控制条件是真 是假的变量。是假的变量。如：上例while语句中使用的变量 i。注意注意：循环条件中的表达式一般是循环条件中的表达式一般是逻辑表达式逻辑表达式和和关系表达式关系表达式，也可以是，也可以是算数表达式算数表达式（非（非0为为真，真，0为假）。一般表达式中应含有循环控制为假）。一般表达式中应含有循环控制变量。变量。while(3)和和while(0)虽然从程序设计的虽然从程序设计的角度上说是不合理的，但是合法的。角度上说是不合理的，但是合法的。while(3)语句 表示无限循环while(0)语句 表示不进入循环体 要要写写出出一一个个正正确确的的循循环环结结构构，对对控控制制变变量量要要做做三三方方面面工工作作：控控制制变变量量赋赋初初值值;把把控控制制变变量量写写入入正正确确的的循循环环条条件件；控控制制变变量的更新、调整。量的更新、调整。4.4.3 do-while 语句 一般形式：一般形式：do 语句语句 while(表达式）；表达式）；分号不能少 执行过程：执行过程：执行循环体中的语句；执行循环体中的语句；计算表达式，测试循环计算表达式，测试循环 条件，为真条件，为真(非非0)则重复则重复 上面步骤，为假上面步骤，为假(0)结束结束循循 环。环。例：将上面计算例：将上面计算10！并输出结果的程序用！并输出结果的程序用 do-while语句写出：语句写出：main()int i=1;long int sum=1;while(i=10)sum=sum*i;i+;printf(“10!=%ldn”,sum);main()int i=1;long int sum=1;do sum=sum*i;i+;while(i=10);printf(“10!=%ldn”,sum);我们将我们将while和和do-while循环做一下比较循环做一下比较:main()int i;long sum=1;scanf(“%d”,&i);while(i=10)sum=sum*i;i+;printf(“%ldn”,sum);main()int i;long sum=1;scanf(“%d”,&i);do sum=sum*i;i+;while(i=10);printf(“%ldn”,sum);输入：9输出：90输入：11输出：1输入：9输出：90输入：11输出：11 比较上面两个程序，虽然结构是相同的，在比较上面两个程序，虽然结构是相同的，在输入值为有效值时结果相同，但当输入无效值时输入值为有效值时结果相同，但当输入无效值时输出结果是不同的。为什么？输出结果是不同的。为什么？而do-while语句不管开始的时候测试循环条件是真是假，循环体都要执行一次，因为循环体是先于测试条件执行的。while语句进入循环体之前，测试循环条件，表达式必须为真，否则while循环不进入循环体，即循环体可能一次也不执行。while与与do-while的主要区别：的主要区别：4.4.4 forfor语语 句句 一般形式：一般形式：for(表达式表达式1；表达式；表达式2；表达式；表达式3)语句语句表达式1：一组初始化表达式。表达式2：循环控制条件。表达式3：在执行完循环体语句之后执行的表达式。我们前面已经说明，要正确表达循环结构应注意三方面的问题：控制变量的初始化，循环的条件和控制变量的更新。for语句在书写形式上正好体现了这种紧密的逻辑关系。不能省略不能省略不能省略不能省略执行过程：执行过程：求出表达式求出表达式1的值，的值，（若表达式（若表达式1是逗号表达是逗号表达式，则依次计算）；式，则依次计算）；对对“表达式表达式2”进行判断，进行判断，为假退出循环，否则转为假退出循环，否则转；执行循环体中语句；执行循环体中语句；执行执行“表达式表达式3”，（若，（若表达式表达式3是逗号表达式，是逗号表达式，则依次计算）。则依次计算）。转向转向。例：将上面计算例：将上面计算10！的程序用！的程序用 for语句写出：语句写出：main()int i;long sum;for(i=1,sum=1;i=10;i+)sum=sum*i;printf(“10!=%ldn”,sum);main()int i;long sum;for(i=1,sum=1;i=10;sum=sum*i,i+);printf(“10!=%ldn”,sum);空语句说明说明：表达式1：用于进入循环体之前给某些变量赋初值。若省略，可在for语句前给变量赋初值。main()int i=1;long sum=1;for(;i=10;i+)sum=sum*i;printf(“10!=%ldn”,sum);for 循环的三个表达式起着不同的作用，循环的三个表达式起着不同的作用，根据需要可以省略。根据需要可以省略。表达式2：决定循环的条件，若省略，则为无限 循环。如：for(i0；i+)语句 for(；)语句无限循环(死循环)表达式3：用于循环一次后对某些变量进行修改。若省略，可在循环体内对变量进行修改。main()int i;long sum=1;for(i=1;i=10;)sum=sum*i;i+;printf(“10!=%ldn”,sum);for 语句最为灵活，它完全可以代替的语句最为灵活，它完全可以代替的while语句。语句。如：i=1;while(i=10)sum=sum*i;i+;等效于for(i=1;i=10;i+)sum=sum*i;for语句功能很强，其中表达式语句功能很强，其中表达式1和表达式和表达式3可以是可以是逗号表达式，但为增强程序的可读性，一般不要把逗号表达式，但为增强程序的可读性，一般不要把与循环无关的东西放到与循环无关的东西放到for语句中。语句中。如：sum=1;for(i=1;i=10;i+)sum=sum*i;for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值）语句for语句最简单、常用的形式如下：语句最简单、常用的形式如下：u三种循环语句的总结三种循环语句的总结 三种循环语句共同的特点是：当循环控制条件非零时，执行循环体语句，否则终止循环。循环循环语句可以是任何语句，简单语句、复合语句、空语句均可以。while和for语句先判断循环控制条件，do-while语句后判断循环控制条件，所以，while和for语句的循环体可能一次也不执行，而do-while语句的循环体至少也要执行一次。在循环体内或循环条件中必须有使循环趋于结束的语句，否则会出现死循环等异常情况。三种循环可以处理同一问题，一般情况可以互相代替。但在实际应用中，我们要根据具体情况来选用不同的循环语句。选用的一般原则如下：如果循环次数在执行循环体之前就已确定，一般用如果循环次数在执行循环体之前就已确定，一般用for语句；如果循环次数是根据循环体的执行情况确语句；如果循环次数是根据循环体的执行情况确定的，一般用定的，一般用while语句或者语句或者do-while语句。语句。(循环次数确定例）int i;long sum=1;for(i=1;i=10;i+)sum=sum*i;(循环次数不确定例）char cdo c=getchar();printf(“%c”,c);while(c!=q|c!=Q);当循环体至少执行一次时，用当循环体至少执行一次时，用do-while语句；语句；反之，如果循环体可能一次也不执行时，用反之，如果循环体可能一次也不执行时，用while语句。语句。(循环体至少执行一次）/*只有当用户键入q或Q,才结束循环*/char cdo c=getchar();printf(“%c”,c);while(c!=q|c!=Q);(循环体可能一次不执行）/*只有不是q或Q的字符才被打印*/char c;c=getchar();while(c!=q|c!=Q);printf(“%c”,c);c=getchar();4.4.5 循环的嵌套循环的嵌套 例：在屏幕上打印一个例：在屏幕上打印一个8行行7列的星号矩阵。列的星号矩阵。#include main()int i;for(i=0;i7;i+)printf(*);/*打印第1行星号*/printf(n);for(i=0;i7;i+)printf(*);/*打印第2行星号*/printf(n);for(i=0;i7;i+)printf(“*”);/*打印第8行星号*/什么叫循环嵌套？什么叫循环嵌套？一个循环的循环体中套有另一个循环叫循环嵌套。这种嵌套过程可以一直重复下去。一个循环外面包围一层循环称为二重循环二重循环。一个循环外面包围二层循环称为三重循环重循环。一个循环外面包围多层循环称为多重循环多重循环。while、do-while、for可以互相嵌套自由组合。例：将上例（打印例：将上例（打印8行行7列的星号矩形）用二列的星号矩形）用二重循环实现。重循环实现。#include main()int i,k;for(i=0;i8;i+)for(k=0;k7;k+)printf(*);printf(n);4.4.6 break 和和continue语句语句 一、break 语句语句一般形式：一般形式：break;功能：功能：结束当前的一层循环。结束当前的一层循环。解释：解释：break 语句只能用于循环语句和语句只能用于循环语句和Switch语句。语句。例：打印半径为例：打印半径为110的圆的面积，如果面积超过的圆的面积，如果面积超过100，则不再打印。，则不再打印。#includemain()int r;float area;for(r=1;r100.0)break;printf(area=%fn,area);printf(now,r=%dn,r);注意：注意：在嵌套循环中使用break语句，它只影响包含它的最内层循环，即程序仅跳出包围该break的那层循环。例：编写程序，输出三角乘法表。编写程序，输出三角乘法表。main()int i,j;for(i=1;i=9;i+)for(j=1;ji)break;printf(“%3d”,i*j);printf(“n”);运行结果：1 2 4 3 6 9 4 8 12 165 10 15 20 256 12 18 24 30 367 14 21 28 35 42 498 16 24 32 40 48 56 649 18 27 36 45 54 63 72 81一般形式：一般形式：continue;功能：功能：结束循环体，进入下一个循环周期。结束循环体，进入下一个循环周期。解释：解释：一旦执行了一旦执行了continue语句，程序就跳语句，程序就跳过循环体中位于该语句后的所有语句，过循环体中位于该语句后的所有语句，提前提前结束本次循环周期并开始下一个结束本次循环周期并开始下一个 循环周期。循环周期。二、continue语句语句 6.9 程序举例 例例6.6 用用/41-1/3+1/5-1/7+1/9 求求近似的值。近似的值。直到最后一项的绝对值小于直到最后一项的绝对值小于10-6为止。为止。#include math.hmain()int s;float n,t,sum,pi;t=1;sum=0;n=1;s=1;while(fabs(t)=.000001)sum=sum+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;pi=sum*4;printf(pi=%fn,pi);运行结果：第几个月 小兔子对数 中兔子对数 老兔子对数 总数 1 1 0 0 1 2 0 1 0 1 3 1 0 1 2 4 1 1 1 3 5 2 1 2 5.例例6.7 斐波纳契数列：斐波纳契数列：1，1，2，3，5，8例例6.7 求斐波纳契数列：求斐波纳契数列：1，1，2，3，5，8 的前的前20个数。个数。（该数列特点：第（该数列特点：第1、2两个数是两个数是1、1，从第，从第3个数个数 开始，该数是其前两个数之和。）开始，该数是其前两个数之和。）main()int f1=1,f2=1,i;for(i=1;i=10;i+)printf(%6d%6dn,f1,f2);f1=f1+f2;f2=f1+f2;运行结果：1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 例例6.7 求斐波纳契数列：求斐波纳契数列：1，1，2，3，5，8 的前的前40个数。个数。main()long int f1=1,f2=1,i;for(i=1;i=20;i+)printf(%12ld%12ld,f1,f2);if(i%2=0)printf(“n”);f1=f1+f2;f2=f1+f2;运行结果：1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 9871597 2584 4181 6765 1598例例6.8 判断判断M是否为素数。是否为素数。#includemain()int m,i,k;scanf(%d,&m);k=sqrt(m);for(i=2;ik)printf(%d is a prime number.n,m);else printf(%d is not a prime number.n,m);素数的定义：只能被素数的定义：只能被1和它他本身整除的正整数。和它他本身整除的正整数。例例6.9 求出求出100200以内的所有素数。以内的所有素数。main()int m,k,i,n=0;for(m=101;m=200;m=m+2)k=sqrt(m);for(i=2;i=k+1)printf(%d,m);n=n+1;if(n%10=0)printf(n);printf(“n”);例例6.10 译密码。密码规律为译密码。密码规律为 每个字母用其后每个字母用其后 第四个字母代替，第四个字母代替，26个字母循环排列。个字母循环排列。#include main()char c,c1;while(c=getchar()!=n)if(c=a&c=A&c=w&c=W&c=Z)c=c-22;printf(%c,c);China!ABCDEFGVWXYZ Glmre!已知：一位数码a 和要组成的最大重码数tn的位数n。求 ：各重码数的累加和sn。算法：对给定的a和n，从i=1 n 依次作：求第i个重码数tntn*10+a。（其中tn的初值应是0）求累加和 snsn+tn。main()int sn,a,n,i,tn;long sn,tn;printf(na,n=);scanf(%d%d,&a,&n);for(tn=0,sn=0,i=1;i=n;i+)tn=tn*10+a;sn+=tn;printf(na+aa+.=%ld,sn);已知：正整数 1n1000 求：其中的“完数”，即一个数的所有因子之和等 于该数本身的数。算法：对于n=21000的每一个数，进行：求出该数的所有因子并累加于sum（不保 留其中的因子）。（一个数n的所有因子的求法：只需用2n/2 的所有数去除n,能整除的就是其因子。）当能满足完数条件时（sum=n），重新求 出该数的所有因子并打印。main()int sum,n,i;for(n=2;n=1000;n+)sum=0;for(i=1;i=n/2;i+)if(n%i=0)sum+=i;if(sum=n)printf(“n%d:,n);for(i=1;i0.00001);printf(“n x=%f,x);本章作业本章作业：1.习题四的所有习题（习题四的所有习题（p83）2.2.上机调试作业题，写出总结报告。上机调试作业题，写出总结报告。3.3.预习书中第五章内容（数组）。预习书中第五章内容（数组）。