kj-第5章循环结构程序的设计课件.ppt

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1、第1页第第5章章 循环结构程序的设计循环结构程序的设计本章概述 本章的学习目标主要内容第2页本章概述本章概述l本章主要通过大量程序实例介绍本章主要通过大量程序实例介绍while、do-while及及for循环结构的使用方法循环结构的使用方法l本章还将介绍初学者编程难点之一的多重本章还将介绍初学者编程难点之一的多重循环结构的使用方法循环结构的使用方法l在本章中还会介绍较多的程序算法在本章中还会介绍较多的程序算法第3页本章的学习目标本章的学习目标l本章教学目的：本章教学目的：l掌握几种循环语句（掌握几种循环语句（goto、while、do-while、for）的使用方法）的使用方法l掌握掌握bre

2、ak和和continue语句的使用方法语句的使用方法l能使用嵌套方法编写程序。能使用嵌套方法编写程序。l本章教学重点：掌握本章教学重点：掌握while、do-while、for循环语句循环语句l本章教学难点：循环嵌套本章教学难点：循环嵌套第4页主要内容主要内容5.1 while语句和语句和do-while语句语句5.2 for语句语句5.3 嵌套循环结构嵌套循环结构5.4 break语句和语句和continue语句语句5.5 goto语句和用语句和用goto语句构成的循环语句构成的循环5.6 程序设计举例程序设计举例5.7 本章小结本章小结 第5页 5.1 while语句和语句和do-whil

3、e语句语句lwhile语句用来实现语句用来实现“当型当型”循环结构，循环结构，其一般形式如下：其一般形式如下：l while（表达式）l 循环体语句l其执行过程是：其执行过程是：l计算表达式的值，若表达式为非计算表达式的值，若表达式为非0值时，值时，执行执行while语句中的循环体语句，并再语句中的循环体语句，并再次计算表达式的值，此过程重复执行，次计算表达式的值，此过程重复执行，一直到表达式的值为一直到表达式的值为0，循环结束。，循环结束。5.1.1 while语句语句第6页例 5.1 求1+3+5+7+99的值# include int main() int i,n,sum=0; i=1;

4、 while(i=99) sum+=i; i+=2; printf(sum=%dn,sum); return 0; 第7页对于对于while语句，有几点需要注意：语句，有几点需要注意：（1）循环体若包含一个以上的语句，应该用花括弧括起来。若不加花括弧，则while循环体语句的范围只到while后面第一个分号处。（2）若表达式的值为0，循环体一次也不执行.（3）在循环体中一定要有使循环趋向于结束的语句，否则循环永不结束，形成死循环。第8页5.1.2 do-while语句一般格式：一般格式： do 循环体语句组循环体语句组; while(循环继续条件循环继续条件); /*分号不能缺省*/思考题：思

5、考题：例题例题5.1用用do-while语句如何来实现？语句如何来实现？第9页执行过程：执行过程：（1）先执行循环体语句组。）先执行循环体语句组。（2）计算）计算“循环继续条件循环继续条件”表达式。表达式。若若“循环继续条件循环继续条件”表达式的值为表达式的值为非非 0（真），则转向（真），则转向（1）继续执行；）继续执行；否则，转向（否则，转向（3）。）。（3）执行）执行do-while的下一条语句。的下一条语句。do-while循环语句循环语句最重要的特点最重要的特点是：先执行是：先执行一次循环体语句组，然后再判断循环条件一次循环体语句组，然后再判断循环条件。第10页例例5.25.2 从键

6、盘输入若干个数求和，当和大于200时停止执行。# include int main()int x,sum=0; do scanf(%d,&x); sum+=x; while(sum=200); printf(sum=%dn,sum); return 0; 第11页本题思路：本题思路：为了实现逆序输为了实现逆序输出一个正整数，需要把该数出一个正整数，需要把该数按逆序逐位拆开，然后输出。按逆序逐位拆开，然后输出。从一个数中分离一位数，从一个数中分离一位数，可以对可以对10求余求余.345 num 345%10=5 digit345/10=34 num 34%10=4 digit34/10=3 nu

7、m 3%10=3 digit3/10=0 num当num最后变成0时，处理过程结束。 赋值给例例5.35.3 从键盘输入一个正整数，各位数码顺序颠倒输出。如输入345，输出543。 # include # include int main()int main()int num,digit; int num,digit; printf(Input a number: ); printf(Input a number: ); scanf(%d,&num); scanf(%d,&num); do digit=num%10; do digit=num%10; printf(%d,digit); pri

8、ntf(%d,digit); num/=10; num/=10; while(num!=0); while(num!=0); printf(n); return 0; printf(n); return 0; 第12页 5.2 for语句语句1、一般格式：、一般格式：for（表达式（表达式1；表达式；表达式2；表达式；表达式3） 循环体语句组；循环体语句组； （1 1）若表达式）若表达式1 1存在，则先计算表达式存在，则先计算表达式l l的值，然后转向的值，然后转向步骤（步骤（2 2），若表达式），若表达式1 1不存在，则直接进入步骤（不存在，则直接进入步骤（2 2）。）。 （2 2）计算表达

9、式）计算表达式2 2的值，若其值为真（值为非的值，若其值为真（值为非0 0），则执），则执行行forfor语句中指定的循环体语句，然后执行下面第（语句中指定的循环体语句，然后执行下面第（3 3）步。）步。若为假（值为若为假（值为0 0）则结束循环，转到第（）则结束循环，转到第（4 4）步。）步。 （3）若表达式）若表达式3存在，则计算表达式存在，则计算表达式3的值，然后转向步的值，然后转向步骤（骤（2），若表达式），若表达式3不存在，则直接转向步骤（不存在，则直接转向步骤（2）。）。 （4）循环结束，执行）循环结束，执行for语句下面的一个语句。语句下面的一个语句。 图5.3for语句流程图第

10、13页 for语句是语句是C语言中最灵活也是应用最广泛的循环结构，语言中最灵活也是应用最广泛的循环结构，可以替代可以替代while和和do-while语句语句思考题：例题思考题：例题5.1用用for语句如何实现？语句如何实现？例例5.4输入一个110间的整数，用for语句求这个数的阶乘。main()int i,sum;for(sum=0,i=1;i=99;i=i+2) sum=sum+i;printf(“the num is %d”,sum);# include # include int main()int main()int i,n; long s=1;int i,n; long s=1;

11、 scanf(%d,&n); scanf(%d,&n); for(i=1;i=n;i+) s for(i=1;i=n;i+) s* *=i;=i; printf(%d!=%ldn,n,s); printf(%d!=%ldn,n,s); return 0; return 0; 第14页1、for后面括号里的3个表达式都可以省略，但其中的两个分号不能省略 for( ; ; ) printf(“#”);2、若表达式1被省略，则应在for语句之前给循环变量赋初值。 i=1； sum=0; for(;i=10; i+) sum+=i;3、若表达式2被省略，即不判断循环条件，则循环无终止地进行下去。也就是

12、认为表达式2始终为真4 4、若表达式3被省略，则程序设计者应另外设法保证循环能正常结束。 for语句需要注意的是：语句需要注意的是：第15页5、若省略表达式1和表达式3，只有表达式2，即只给循环条件，则在这种情况下，完全等同于while语句 i=1； sum=0; for(;i=10; ) sum+=i; i+; 6、若3个表达式都省略时，则无终止地循环7、表达式1可以是设置循环变量初值的赋值表达式，也可以是与循环变量无关的其他表达式例如：for(sum=0,i=0;i=10;i+) sum+=i;8 8、表达式2可以是任何合法的C语言表达式 只要其值为非零，就执行循环体 第16页例例5.55

13、.5 输入一行字符并计算出字符个数 #includeint main() int n=0; printf(Input a string: ); for(; getchar()!=n; n+); printf(%dn,n); 程序中的循环条件为getchar()!=n，判断从键盘输入的字符是不是回车。第17页5.3 嵌套循环结构嵌套循环结构 循环的嵌套是指一个循环体内又包含另一个完整的循环结构。内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是多层循环。 while循环、dowhile循环和for循环不仅可以自身嵌套，而且可以互相嵌套 例例5.65.6 在屏幕上输出如下的一张九九乘法表1*1=11*2=2 2*

14、2=4 1*3=3 2*3=6 3*3=91*4=4 2*4=8 3*4=12 4*4=161*5=5 2*5=10 3*5=15 4*5=20 5*5=251*6=6 2*6=12 3*6=18 4*6=24 5*6=30 6*6=361*7=7 2*7=14 3*7=21 4*7=28 5*7=35 6*7=42 7*7=491*8=8 2*8=16 3*8=24 4*8=32 5*8=40 6*8=48 7*8=56 8*8=641*9=9 2*9=18 3*9=27 4*9=36 5*9=45 6*9=54 7*9=63 8*9=72 9*9=81 第18页 思路： 九九乘法表，共有9

15、行；我们可以用一个循环变量i来依次表示第i(1 i 9)行； 对于第i行来说，它又有i个等式， 可以用一个循环变量j来依次表示第j(1 j i)个等式；第i行第j列的等式刚好是j和i相乘的式子。 # include # include int main()int main()int i,j;int i,j; for(i=1;i10;i+) for(i=1;i10;i+) for(j=1;j=i;j+) for(j=1;j=i;j+) printf(%d printf(%d* *%d=%-3d,j,i,i%d=%-3d,j,i,i* *j);j); printf(n); printf(n); r

16、eturn 0; return 0; 第19页例例5.75.7 在计算机屏幕上输出如下图形。 * * * *思路： 上述图形中，共有5行，可以通过循环依次输出每一行。 每一行中可分成两部分，前面由若干个空格组成，后面是由若干个星号组成。具体空格和星号由当前的行数来决定 。# include # include int main()int main()int i,j,k,n=5;int i,j,k,n=5; for(i=0;in;i+) for(i=0;in;i+) for(j=0;jn-i;j+) for(j=0;jn-i;j+) printf( ); printf( ); for(k=0;k

17、=2 for(k=0;k=2* *i;k+)i;k+) printf( printf(* *);); printf(n); printf(n); return 0; return 0; 第20页5.4 break语句和语句和continue语句语句while（表达式）（表达式） 语句块语句块1 if（条件）（条件） break； 语句块语句块2 1、break语句 break语句可以用来从循环体内跳出循环体，即提前结束循环提前结束循环，接着执行循环下面的语句。 格式如下：格式如下：第21页例例5.8 5.8 输入一个正整数m，判断它是否为素数。思路：思路：判断一个数m否为素数，需要检查该数m是

18、否能被2 m-1之间的整数整除。数学上能证明，只需要检查该数m是否能被2 之间的整数整除即可 。m设i取2， 上的整数，如果m不能被该区间上的任何一个数整除，即对每一个i，m%i都不为0，则m是素数；但是只要找到一个i，使m%i为0，则m肯定不是素数 。#include#includeint main()int main()int i,m,k;int i,m,k; printf(Input a number: ); printf(Input a number: ); scanf(%d,&m); k=sqrt(m); scanf(%d,&m); k=sqrt(m); for(i=2;i=k;i+

19、) if(m%i=0) break; for(i=2;i=k;i+) if(m%i=0) break; if(i if(i=k)k) printf(%d is not printf(%d is not a prime number.n,a prime number.n,m);m); else else printf(%d is a prime number.n,m); printf(%d is a prime number.n,m); return 0; return 0; m第22页2、continue语句格式如下：格式如下：while（表达式） 语句块1 if（条件） continue；

20、语句块2 continue语句作用为结束本次循环，即跳作用为结束本次循环，即跳过循环体中下面尚未执行的语句，接着进行下过循环体中下面尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定。一次是否执行循环的判定。思考题：continue语句和break语句的区别？第23页例5.9 输入100个整数，求其中正整数之和 思路：思路：在输入了在输入了100个数以后，累加之前判断该数是否是正数，个数以后，累加之前判断该数是否是正数，若是则累加，否则则将该数忽略（即跳出本次循环）若是则累加，否则则将该数忽略（即跳出本次循环）。# include int main()int i=0,n; long sum=0;

21、 while (i100) scanf(%d,&n); i+; if (n=0) continue; sum+=n; printf(sum=%ldn,sum);return 0; 第24页5.5 goto语句和用语句和用goto语句构成循环语句构成循环C语言中，goto语句为无条件转向语句。无条件转向语句。一般形式为：一般形式为： goto 语句标号语句标号；功能功能：无条件使程序的流程从当前所在的位置，转向标号所指定的语句位置执行。使用goto语句，需要注意以下几点：（1）语句标号语句标号用标识符表示，它的命名规则与变量名相同，即由字母、数字和下划线组成，其第一个字符必须为字母或下划线。不能

22、用整数来做标号。 例如：“ goto label_123；” 是合法的， 而 “ goto 123；” 是不合法的。(2) 在带标号的语句中，语句标号与语句之间用冒号作分隔。例如： label_123 : a=50;第25页gotogoto语句与语句与ifif语句一起构成循环结构，如下的例子即是二者组成的循环结构。语句一起构成循环结构，如下的例子即是二者组成的循环结构。例例5.10 5.10 用用ifif语句和语句和gotogoto语句构成循环，求语句构成循环，求1+2+3+n1+2+3+n的值。的值。# include int main() int i,n,sum=0; i=1; scanf

23、(“%d”,&n); loop: if(i=n) sum+=i; i+; goto loop; printf(sum=%dn,sum); return 0; goto语句可使程序的流程变的毫无规律、可读性差，在程序设计中尽量不用。第26页5.6 程序设计举例程序设计举例例例5.115.11 利用下面的格里高利公式求 的近似值，要求精确到最后一项的绝对值小于10-6为止。71513114类似的类似的, ,请考虑：计算请考虑：计算1-1/2+1/3-1/4+.+1/99-1/1001-1/2+1/3-1/4+.+1/99-1/100的值。的值。# include # include # inclu

24、de # include int main()int main()float i=1.0;float i=1.0;int k=1;int k=1; double t=1.0,pi=0; double t=1.0,pi=0; do do pi=pi+t;pi=pi+t; i+=2; k=-k; t=k/i; i+=2; k=-k; t=k/i; while(fabs(t)=1e-6); while(fabs(t)=1e-6); pi pi* *=4;=4; printf(pi=%fn,pi); printf(pi=%fn,pi); return 0; return 0; 程序运行结果：程序运行结

25、果：pi=3.141691pi=3.141691 这是一个求累加和的问题，通过循环，把第i项加到pi中。第i项用变量t表示，在每次循环中其值都会改变。要注意每一项的构成，如分母、分子以及符号等。 具体程序如右面所示：第27页例例5.125.12 古代某工地需要搬砖块，已知男人一人搬3块，女人一人搬2块，小孩两人搬1块。问用45人正好搬45块砖，有多少种搬法。 思路：思路： 这是一个组合问题，由3个因数决定组合的数量（即搬法的种数）：男人、女人和小孩的人数，人数的取值范围为045，各类人数的取值与其他类人数的取值无关，但最后加起来正好45人。因此对于每类人数的取值都要反复地试，最后确定正好满足4

26、5人搬45块砖的组合。 第28页# include # include int main()int main()int men,women,child;int men,women,child; for(men=0;men=45;men+) for(men=0;men=45;men+) for(women=0;women=45;women+) for(women=0;women=45;women+) for(child=0;child=45;child+) for(child=0;child=45;child+) if(men+women+child=45 if(men+women+child=

27、45 & men& men* *3+women3+women* *2+child2+child* *0.5=45)0.5=45) printf(men=%d women=%d child=%dn, printf(men=%d women=%d child=%dn, men,women,child); men,women,child); return 0; return 0; 程序运行结果：men=0 women=15 child=30men=3 women=10 child=32men=6 women=5 child=34men=9 women=0 child=36第29页改进后的程序如下：改

28、进后的程序如下：# include int main()int men,women,child; for(men=0;men=15;men+) for(women=0;women=22;women+) child=45-men-women; if(men*3+women*2+child*0.5=45) printf(men=%d women=%d child=%dn, men,women,child); return 0; 上述程序有一些值得改进的地方。由上述程序有一些值得改进的地方。由于最多只有于最多只有45块砖，男人的数量不会超块砖，男人的数量不会超过过15人，女人的数量不会超过人，女人的

29、数量不会超过22人，而人，而且男人和女人的数量确定下来后，小孩且男人和女人的数量确定下来后，小孩的数量是：的数量是： 小孩数小孩数=45-男人数男人数-女人数女人数第30页例例5.135.13 输入两个正整数输入两个正整数m和和n，求它们的最大公约数，求它们的最大公约数和最小公倍数。和最小公倍数。 分析：我们考虑所有可能的情况，包括这两个数分析：我们考虑所有可能的情况，包括这两个数互质（公约数是互质（公约数是1）情况。若）情况。若k是是m和和n的公约数，则的公约数，则k的值可能是的值可能是1（两个数互质）、可能是（两个数互质）、可能是2、可能是、可能是3、可能可能q（q是是m和和n中的最小数）

30、，所以我们可以使用循中的最小数），所以我们可以使用循环方法，在环方法，在1到到q的范围内找的范围内找m和和n的最大的公约数。的最大的公约数。分析：分析：m*n是是m和和n的一个公倍数，设的一个公倍数，设p是是m和和n中比较大的数，则中比较大的数，则p有可能是有可能是m和和n的公倍数，而小于的公倍数，而小于p的数不可能是的数不可能是m和和n的公倍数，所以我们可以使用循环的公倍数，所以我们可以使用循环方法，在方法，在m*n到到p的范围内找的范围内找m和和n的最小公倍数。的最小公倍数。 第31页具体程序如下：具体程序如下：main( )int m, n, p, q, k, t ; scanf(“%d

31、, %d”, &m,&n); if (nm) q=n; p=m; /*m和和n中的大数放在中的大数放在p中，小数放在中，小数放在q中中*/ else q=m; p=n; for(k=1; k=p; k-) if (k%n=0 & k%m=0) t=k;printf(“%d和和%d的最小公倍数是：的最小公倍数是：%dn”, m, n, t); 第32页l解决以上问题也可以采用其它算法来编写程序。解决以上问题也可以采用其它算法来编写程序。例如利用线性代数中求余数的算法：对于给定的例如利用线性代数中求余数的算法：对于给定的两个正整数两个正整数m和和n，要求它们的最大公约，先把它，要求它们的最大公约，

32、先把它们分别赋给们分别赋给a和和b（假设（假设ab），）， a对对b求余，即求余，即t=a%b；再把除数当被除数（即；再把除数当被除数（即a=b），余数当），余数当除数（除数（b=t），只要），只要b不为不为0，则重复上述过程；，则重复上述过程；当当b为为0时，时，a就是它们的最大公约数。求它们的就是它们的最大公约数。求它们的最小公倍数时，只要把原来的两个数最小公倍数时，只要把原来的两个数m和和n相乘，相乘，再除以它们的最大公约数，就得到它们的最小公再除以它们的最大公约数，就得到它们的最小公倍数。具体程序这里就省略了。倍数。具体程序这里就省略了。l思考：若求思考：若求k（k2）个正整数的最大公约数和最）个正整数的最大公约数和最小公倍数，应该如何编程？小公倍数，应该如何编程？ 第33页5.7 本章小结本章小结 l本章全面讲述了本章全面讲述了C语言中常用几种循环结构语言中常用几种循环结构的使用方法。的使用方法。l首先，介绍了首先，介绍了while、do-while、for及及goto四种循环语言的使用方法。四种循环语言的使用方法。l接下来，介绍了多重循环结构的使用方法。接下来，介绍了多重循环结构的使用方法。l最后，通过大量的程序实例的分析介绍了最后，通过大量的程序实例的分析介绍了常用的程序算法。常用的程序算法。