C语言 第5章 循环结构.ppt

第第5章章 循环结构程序设计循环结构程序设计引例：编程计算引例：编程计算1*2*3*4*5可以这样实现：可以这样实现：可以这样实现：可以这样实现：intintintint product;product;product;product;product=1*2*3*4*5;product=1*2*3*4*5;product=1*2*3*4*5;product=1*2*3*4*5;如果问题变为：求如果问题变为：求如果问题变为：求如果问题变为：求1*2*3*1*2*3*1*2*3*1*2*3*10000*10000*10000*10000？该问题无法用一个赋值语句实现！该问题无法用一个赋值语句实现！2主要内容主要内容学习三种结构的程序设计方法学习三种结构的程序设计方法顺序结构程序设计顺序结构程序设计选择结构程序设计选择结构程序设计循环结构程序设计循环结构程序设计掌握每一种语句的格式、功能、执行过程和执行结掌握每一种语句的格式、功能、执行过程和执行结果，并学习如何将这些语句组织成程序果，并学习如何将这些语句组织成程序学习逻辑问题的解题思路，及递推、迭代的方法学习逻辑问题的解题思路，及递推、迭代的方法3循环结构程序设计循环结构程序设计一、循环概述一、循环概述5在很多实际问题中会遇到有规律性的重复运算，在很多实际问题中会遇到有规律性的重复运算，因此在程序中就需要将某些语句重复执行。因此在程序中就需要将某些语句重复执行。一组被重复执行的语句称为一组被重复执行的语句称为循环体循环体；每重复一次，都必须作出是继续还是停止循环的决定，每重复一次，都必须作出是继续还是停止循环的决定，这个决定所依据的条件称为这个决定所依据的条件称为循环条件；循环条件；循环：在给定条件成立时，反复执行某程序段，循环：在给定条件成立时，反复执行某程序段，直到条件不成立为止。直到条件不成立为止。6循环结构循环结构入口入口入口入口nonoPAyesyes出口出口出口出口循环条件循环条件 循环体循环体7循环结构需要解决的两个问题循环结构需要解决的两个问题2.2.控制循环结构的控制循环结构的结构描述结构描述条件表示描述方法条件表示描述方法逻辑表达式逻辑表达式关系表达式关系表达式1.1.控制循环结构执行的控制循环结构执行的条件表示条件表示while语句语句do-while语句语句实现循环结构的语句实现循环结构的语句可使用可使用c c中的中的任意表达式任意表达式for语句语句81 1、while while 语句：语句：whilewhilewhilewhile（表达式）语句；（表达式）语句；（表达式）语句；（表达式）语句；1.1.计算表达式的值；计算表达式的值；计算表达式的值；计算表达式的值；2.2.当表达式的值为非当表达式的值为非当表达式的值为非当表达式的值为非0 0 0 0时，反复执行时，反复执行时，反复执行时，反复执行whilewhilewhilewhile中的中的中的中的语句；语句；语句；语句；3.3.当表达式的值为当表达式的值为当表达式的值为当表达式的值为0 0 0 0时，时，时，时，whilewhilewhilewhile循环结束。循环结束。循环结束。循环结束。功能：功能：while while 语句用来实现语句用来实现“当型当型”循环。循环。执行流程：执行流程：9while 语句执行流程：语句执行流程：0 0非非非非0 0表达式表达式表达式表达式=?=?循环体外语句循环体外语句循环体外语句循环体外语句循环体语句循环体语句循环体语句循环体语句循环入口循环入口循环入口循环入口 循环循环循环循环结束！结束！结束！结束！开始下一开始下一开始下一开始下一次循环次循环次循环次循环特点：先判断，后特点：先判断，后执行；若条件不成执行；若条件不成立，则有可能一次立，则有可能一次也不执行。也不执行。适合的情况：适合的情况：适合的情况：适合的情况：知道控制循环的知道控制循环的知道控制循环的知道控制循环的条件为某个逻辑条件为某个逻辑条件为某个逻辑条件为某个逻辑表达式的值，而表达式的值，而表达式的值，而表达式的值，而且在循环中该表且在循环中该表且在循环中该表且在循环中该表达式的值会被改达式的值会被改达式的值会被改达式的值会被改变。变。变。变。10例例1.编程计算编程计算1+2+3+10000方案一、方案一、sum =sum+i;i=i+1;11方案二、方案二、12方案三、方案三、132、do-while 语句：语句：do do 语句语句;whilewhile（表达式）；（表达式）；1.1.执行语句；执行语句；执行语句；执行语句；2.2.计算表达式的值；计算表达式的值；计算表达式的值；计算表达式的值；3.3.当表达式的值为非当表达式的值为非当表达式的值为非当表达式的值为非0 0 0 0时，再次执行时，再次执行时，再次执行时，再次执行dodododo中的语句；中的语句；中的语句；中的语句；4.4.当表达式的值为当表达式的值为当表达式的值为当表达式的值为0 0 0 0时，时，时，时，do-whiledo-whiledo-whiledo-while循环结束。循环结束。循环结束。循环结束。执行流程：执行流程：14真真真真(非非非非0)0)表达式表达式表达式表达式=?=?语句语句语句语句循环体外语句循环体外语句循环体外语句循环体外语句0 0do-while 语句执行流程：语句执行流程：循环循环循环循环结束！结束！结束！结束！开始下一开始下一开始下一开始下一次循环次循环次循环次循环特点：先执行，后判特点：先执行，后判断；循环至少执行一断；循环至少执行一次语句。次语句。15例例2.用用do-while语句实现语句实现1+2+3+1000016例例2.用用do-while语句实现语句实现1+2+3+1000017例例2.用用do-while语句实现语句实现1+2+3+10000改成改成while语句语句注意两个语句的顺序！注意两个语句的顺序！18例例3.3.求满足求满足 1+2+3+1+2+3+n500 +n500 中最大的中最大的 N N，并求其和，编写程序实现。，并求其和，编写程序实现。分析分析本题还是一个累加求和的问本题还是一个累加求和的问题，当累加和题，当累加和sumsum 500500时反时反复执行循环，否则结束循环复执行循环，否则结束循环步骤步骤定义变量：定义变量：sumsum，n n；sum sum 和和 n n 分别赋初值；分别赋初值；n=0n=0；sum=0sum=0；当当 sum sum 500 500 时反复执行循环，时反复执行循环，否则结束循环。否则结束循环。语句为语句为：While(sumWhile(sum500)0 m 0 时，开始统计时，开始统计m m的位数的位数while(mwhile(m0)0)因为因为m0m0，m m至少有一位，至少有一位，num+;num+;然后把然后把m m的个位去除；的个位去除；m=m/10;m=m/10;再判断再判断m m是否仍然是否仍然00；当循环结束时，即：当循环结束时，即：m m等于等于0 0;结果：结果：numnum的值即为的值即为m m的位数；的位数；242526求解方法：求解方法：（2）分别正向打印出每一位数字；）分别正向打印出每一位数字；a)首先应求出首先应求出m的位数的位数num;b)然后从最高位开始输出；然后从最高位开始输出；c)最高位为：最高位为：m/10num-1；d)除了最高位以外，其他的部分为：除了最高位以外，其他的部分为：m%10num-1；e)循环直到最后一位输出结束。循环直到最后一位输出结束。27求解方法：求解方法：（3）逆序打印出各位数字；）逆序打印出各位数字；a)从最低位开始输出；从最低位开始输出；b)最低位为：最低位为：m/10；c)除去最低位，其它的部分为：除去最低位，其它的部分为：m%10；d)循环，直到最高位输出结束。循环，直到最高位输出结束。2829（1）：求位数）：求位数（2）：从高位到低）：从高位到低位求每一位。位求每一位。（3）：从低位到高）：从低位到高位求每一位。位求每一位。3031（2）：从高位到低位求每一位。）：从高位到低位求每一位。32（3）：从低位到高位求每一位。）：从低位到高位求每一位。33循环结构程序设计循环结构程序设计3 3、for for 语句：语句：for(for(表达式表达式1 1；表达式表达式2 2；表达式表达式3 3)语句语句；表达式表达式1 1：一般为赋值表达式，给控制变量赋初值；：一般为赋值表达式，给控制变量赋初值；表达式表达式2 2：关系表达式或逻辑表达式，循环控制条件；：关系表达式或逻辑表达式，循环控制条件；表达式表达式3 3：一般为赋值表达式，给控制变量增量：一般为赋值表达式，给控制变量增量/减量；减量；语句语句：循环体，当有多条语句时，必须使用复合语句。：循环体，当有多条语句时，必须使用复合语句。350真真(非非0)表达式表达式2=?语句；语句；循环体外语句循环体外语句表达式表达式1；for(for(表达式表达式1 1；表达式；表达式2 2；表达式；表达式3)3)语句；语句；表达式表达式3；循环循环循环循环结束！结束！结束！结束！开始下一开始下一开始下一开始下一次循环次循环次循环次循环363 3、for for 语句：语句：forfor语句很好地体现了正确表达循环结构应语句很好地体现了正确表达循环结构应该注意的三个问题：该注意的三个问题：1.1.循环控制变量的初始化循环控制变量的初始化2.2.循环的条件循环的条件3.3.循环控制变量的更新循环控制变量的更新 forfor语句适合的情况语句适合的情况已知循环次数已知循环次数37例例6.用用 for 语句计算语句计算 1+2+.+100i=1i=1i i=100=100sum+=isum+=ii+i+假假假假真真真真for(i=1;i=100;i+)sum+=i;38例例6.用用 for 语句计算语句计算 1+2+.+10039例例6.用用 for 语句计算语句计算 1+2+.+100inti=0,sum=0;while(i=10)sum+=i;i+;inti=0,sum=0;do i+;sum+=i;while(i10);改写成改写成while和和do-while语句。语句。40forfor语句的三个表达式都是可以省略的，语句的三个表达式都是可以省略的，但分号但分号“;”绝对不能省略绝对不能省略。forfor语句有以下几种格式：语句有以下几种格式：（1 1）for(;for(;);)语句语句;（2 2）for(;for(;表达式表达式2;2;表达式表达式3)3)语句；语句；（3 3）forfor（表达式（表达式1;1;表达式表达式2;)2;)语句；语句；（4 4）for(i=1,jfor(i=1,j=n;in;i j;ij;i+,j-)+,j-)语句语句;411 1、for(;)for(;)该语句是一个死循环，一般用条件表达式加该语句是一个死循环，一般用条件表达式加breakbreak语句在循环体内适当位置，一旦条件满足时，用语句在循环体内适当位置，一旦条件满足时，用breakbreak语句跳出语句跳出forfor循环。循环。2 2、for(for(；表达式；表达式2 2；表达式；表达式3)3)使用条件是：循环控制变量的初值不是已知常量，使用条件是：循环控制变量的初值不是已知常量，而是在前面通过计算得到。而是在前面通过计算得到。例如：例如：i=i=m-nm-n;for(for(；ikik；i+)i+)语句；语句；423 3、forfor（表达式（表达式1 1；表达式；表达式2 2；)语句语句 一般当循环控制变量非规则变化，而且循环一般当循环控制变量非规则变化，而且循环体中有更新控制变量的语句时使用。体中有更新控制变量的语句时使用。例如：例如：for(ifor(i=1=1；i=100i=100；)i=i*2+1;i=i*2+1;434 4、for(for(i=1i=1，j=n j=n；ijij；i+i+，j-j-)语句；语句；在在forfor语句中，表达式语句中，表达式1 1、表达式、表达式3 3都可以有一项或都可以有一项或多项，如本例中，表达式多项，如本例中，表达式1 1同时为同时为i i和和j j赋初值，表达式赋初值，表达式3 3同时改变同时改变i i和和j j的值。的值。当有不止一项时，各项之间用逗当有不止一项时，各项之间用逗号号“，”分隔。分隔。44循环结构小结循环结构小结同一个问题，往往既可以用同一个问题，往往既可以用 whilewhile语句解决，也可以用语句解决，也可以用 do-whiledo-while或者或者forfor语句来解决，但在实际应用中，应根据语句来解决，但在实际应用中，应根据具体情况来选用不同的循环语句。具体情况来选用不同的循环语句。选用的一般原则是：选用的一般原则是：1 1、如果循环次数在执行循环体之前就已确定，一般如果循环次数在执行循环体之前就已确定，一般用用 forfor语句。如果循环次数是由循环体的执行情况确定语句。如果循环次数是由循环体的执行情况确定的，一般用的，一般用 whilewhile语句或者语句或者do-whiledo-while语句；语句；2 2、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-whiledo-while语句，反语句，反之，如果循环体可能一次也不执行，则选用之，如果循环体可能一次也不执行，则选用whilewhile语句。语句。45循环结构程序设计循环结构程序设计循环的嵌套循环的嵌套一个循环体内又包含另一个完整的循环结构，一个循环体内又包含另一个完整的循环结构，称为称为循环的嵌套循环的嵌套。内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是多重循多重循环环。循环循环1循环循环247for()for()whilewhile()()DoDo for()for()while()while()while()while()for()for()for()for()forfor()()以下四种均为合法的嵌套循环结构以下四种均为合法的嵌套循环结构48注意：三种循环语句注意：三种循环语句forfor、whilewhile、do-whiledo-while可以互相嵌可以互相嵌套自由组合。但要注意的是，各循环必须完整，相互之套自由组合。但要注意的是，各循环必须完整，相互之间绝间绝不允许交叉不允许交叉。如下面这种形式是不允许的：。如下面这种形式是不允许的：dodo .for(;)for(;).while();while();499 98 87 76 65 54 43 32 21 19 98 87 76 65 54 43 32 21 1818172726363545445453636272718189 964645656484840403232242416168 84949424235352828212114147 7363630302424181812126 625252020151510105 5161612128 84 49 96 63 34 42 21 1例例7.7.打印乘法打印乘法“九九表九九表”50分析：分析：1.1.定义变量定义变量 i i，j j，m m；2.2.i i表示行，从表示行，从1 1 变化到变化到 9 9；3.3.j j表示列，从表示列，从1 1 变化到变化到 9 9；4.4.m=i*jm=i*j；表示表中的值；表示表中的值；5.5.i i 取初值取初值 1 1；6.6.j j 从从 1 1 变化到变化到 i i；计算出每一个；计算出每一个m=i*jm=i*j，输出，输出m m，但不换行。但不换行。7.7.输出换行；输出换行；8.8.i i 做一次变化，如果做一次变化，如果i 9i 9，则，转回步骤，则，转回步骤 6 6；否；否则循环结束。则循环结束。5152循环结构程序设计循环结构程序设计break 语句语句:用于循环语句和用于循环语句和 switch switch 语句中，作用是语句中，作用是 跳出它所在的循环语句或跳出它所在的循环语句或switch switch 语句。语句。格式：格式：while(while(条件条件1)1)；if(if(条件条件2)break2)break；执行过程：执行过程：每次执行到每次执行到 if if 语句时，计算条件语句时，计算条件2 2的值；的值；如果条件如果条件2 2的值非零，则跳出循环语句；的值非零，则跳出循环语句；否则，执行否则，执行 if if 语句的下一条语句。语句的下一条语句。55例例7.7.一球从一球从100100米高度自由落下，每次落地米高度自由落下，每次落地 后反弹回原高度的一半，再落下。求它在第后反弹回原高度的一半，再落下。求它在第1010次落地时共经过次落地时共经过多少米？第多少米？第1010次反弹多高？次反弹多高？floath=100.0,sum=0.0;intn;for(n=1;n+)sum+=h;h=h/2;/落地后反弹跳回原高度的一半落地后反弹跳回原高度的一半if(n=10)break;/终止执行本循环终止执行本循环sum+=h;printf(“共共经过%f米，第米，第10次反次反弹%f米米n,sum,h);56Continue 语句语句:continue continue 语句类似于语句类似于 break break 语句，但不是退出循环，而是语句，但不是退出循环，而是跳跳过循环体下部未执行的语句，回到循环头部过循环体下部未执行的语句，回到循环头部(while(while 处处)接着进接着进行下一次循环。行下一次循环。格式：格式：while(条件条件1).；if(条件条件2)continue；.Continue Continue 执行过程：执行过程：当条件当条件1 1成立时，进入成立时，进入 while while 的循环体；的循环体；执行到执行到 if if 语句时，计算条件语句时，计算条件2 2的值；的值；如如果果条条件件2 2满满足足，执执行行 continue continue 语语句句，结结果果为为：执执行行转转到到 while while 处开始下一次循环；否则，执行处开始下一次循环；否则，执行 if if 的下一条语句。的下一条语句。57continuecontinue语句：语句：continue continue 语句的作用语句的作用是结束是结束本次循环本次循环，直接，直接进行下一轮循环的判断。进行下一轮循环的判断。循环中循环中continuecontinue语句执行流程语句执行流程假假表达式表达式2表达式表达式1语句序列语句序列语句序列语句序列真真真真continue假假该语句只能用在该语句只能用在forfor、whilewhile、do-whiledo-while语句语句中，常与中，常与ifif语句配合，语句配合，起到起到加速循环加速循环的作用。的作用。58例例8.8.打印出打印出100-200100-200之间所有能被之间所有能被 7 7 整除的整数。整除的整数。5960例例9.break 和和continue 61例例9.break 和和continue 6263