C语言程序设计第5章--循环结构程序设计.ppt

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1、C语言程序设计主编：连卫民 何 樱第5章 循环结构程序设计本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容：5.1 for 5.1 for 语句语句语句语句（重点）（重点）（重点）（重点）5.2 while 5.2 while 语句（重点）语句（重点）语句（重点）语句（重点）5.3 do-while 5.3 do-while 语句语句语句语句5.4 break 5.4 break 和和和和 continue continue 语句语句语句语句5.5 5.5 多重循环多重循环多重循环多重循环（重点）（重点）（重点）（重点）5.65.6 循环结构程序设计举例循环结构程序设计举例循环结构程序设

2、计举例循环结构程序设计举例本章教学要求：本章教学要求：本章教学要求：本章教学要求：了解了解了解了解循环结构的概念循环结构的概念循环结构的概念循环结构的概念 熟悉熟悉熟悉熟悉循环结构程序设计的方法循环结构程序设计的方法循环结构程序设计的方法循环结构程序设计的方法 掌握掌握掌握掌握whilewhile、do-whiledo-while、forfor循环控制语句的使用方法。循环控制语句的使用方法。循环控制语句的使用方法。循环控制语句的使用方法。5.1 for 语句语句本节主要介绍循环结构的概念以及循环结构程序能解决的问题。本节主要介绍循环结构的概念以及循环结构程序能解决的问题。本节主要介绍循环结构的

3、概念以及循环结构程序能解决的问题。本节主要介绍循环结构的概念以及循环结构程序能解决的问题。循环结构的概念循环结构的概念循环结构的概念循环结构的概念 定义定义定义定义：循环循环循环循环是指在所设计的程序中，有条件地反复执行某一是指在所设计的程序中，有条件地反复执行某一是指在所设计的程序中，有条件地反复执行某一是指在所设计的程序中，有条件地反复执行某一段程序的现象。段程序的现象。段程序的现象。段程序的现象。循环结构循环结构循环结构循环结构是结构化程序设计中一种很重要的是结构化程序设计中一种很重要的是结构化程序设计中一种很重要的是结构化程序设计中一种很重要的结构，又称为重复结构。结构，又称为重复结构

4、。结构，又称为重复结构。结构，又称为重复结构。循环的特点循环的特点循环的特点循环的特点：在给定条件成立时，反复执行某个程序段，直：在给定条件成立时，反复执行某个程序段，直：在给定条件成立时，反复执行某个程序段，直：在给定条件成立时，反复执行某个程序段，直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。程序段称为循环体。程序段称为循环体。程序段称为循环体。循环结构的分类循环结构的分类循环结构的分类循环结构的分类：当型循环

5、结构和直到型循环结构。：当型循环结构和直到型循环结构。：当型循环结构和直到型循环结构。：当型循环结构和直到型循环结构。循环条件和循环体设置不好，很可能得不到预期的结果，甚循环条件和循环体设置不好，很可能得不到预期的结果，甚循环条件和循环体设置不好，很可能得不到预期的结果，甚循环条件和循环体设置不好，很可能得不到预期的结果，甚至出现至出现至出现至出现死循环死循环死循环死循环。第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句语句5.1.1 for语句的格式forfor语句的一般语句的一般格式格式格式格式为：为：for(for(表达式；表达式；表达式表达式；表达式；表达式表达式；表达式；表达式表达式；表

6、达式；表达式)语句；语句；语句；语句；其中：其中：表达式表达式表达式表达式1:1:为循环变量赋初值为循环变量赋初值 表达式表达式表达式表达式2:2:为循环继续的条件为循环继续的条件 表达式表达式表达式表达式3:3:为循环变量的增值为循环变量的增值 语句语句语句语句:又被称为循环体，它是当表达式又被称为循环体，它是当表达式2 2为真（非为真（非0 0）时要）时要重复执行的语句，它可以由一条语句或复合语句组成。重复执行的语句，它可以由一条语句或复合语句组成。第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句语句5.1.2 5.1.2 forfor语句的执行过程语句的执行过程（1 1）计算表达式）计算表达

7、式）计算表达式）计算表达式1 1的值，给循环变量赋初值，表达式仅的值，给循环变量赋初值，表达式仅的值，给循环变量赋初值，表达式仅的值，给循环变量赋初值，表达式仅在进入在进入在进入在进入forfor语句时执行一次。语句时执行一次。语句时执行一次。语句时执行一次。（2 2）判断表达式）判断表达式）判断表达式）判断表达式2 2的值，若其为的值，若其为的值，若其为的值，若其为“真真真真”（非（非（非（非0 0），则执行循），则执行循），则执行循），则执行循环体语句，然后转到第（环体语句，然后转到第（环体语句，然后转到第（环体语句，然后转到第（3 3）步；若其为）步；若其为）步；若其为）步；若其为“假假

8、假假”（0 0），则），则），则），则结束循环，执行结束循环，执行结束循环，执行结束循环，执行forfor语句的下一条语句。语句的下一条语句。语句的下一条语句。语句的下一条语句。（3 3）计算表达式）计算表达式）计算表达式）计算表达式3 3的值。表达式的值。表达式的值。表达式的值。表达式3 3改变循环变量的值，它在改变循环变量的值，它在改变循环变量的值，它在改变循环变量的值，它在每次执行完循环体语句之后，都要被执行一次。然后返回每次执行完循环体语句之后，都要被执行一次。然后返回每次执行完循环体语句之后，都要被执行一次。然后返回每次执行完循环体语句之后，都要被执行一次。然后返回第（第（第（第（2

9、 2）步继续执行。）步继续执行。）步继续执行。）步继续执行。for for语句的执行过程流程图语句的执行过程流程图如图如图5-15-1所示所示。第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句语句第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句语句说明：说明：说明：说明：（1 1）forfor语句的使用非常灵活，它的三个表达式可以省略语句的使用非常灵活，它的三个表达式可以省略1 1个或个或2 2个，也可以个，也可以3 3个都省略，但间隔符个都省略，但间隔符“；”必须保留。必须保留。例如：例如：例如：例如：下列程序段把下列程序段把i=1i=1提到提到forfor语句之前，省略了表达式语句之前，省略了表达

10、式1 1。int i=1;s=0;int i=1;s=0;for(;i=100;i+)for(;i=100;i+)s=s+I;s=s+I;例如例如例如例如：下列两个程序段均为死循环，因为表达式下列两个程序段均为死循环，因为表达式2 2的值永远为真。的值永远为真。（2 2）在）在forfor语句中，表达式语句中，表达式1 1和表达式和表达式3 3都可以是一项或是多项，都可以是一项或是多项，多于一项时，各项之间用多于一项时，各项之间用“，”分隔，形成逗号表达式。分隔，形成逗号表达式。第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句语句5.1.3 for5.1.3 for语句的用法语句的用法语句的用法语

11、句的用法【例【例【例【例5-15-1】编程计算编程计算s=1+2+3+.+100s=1+2+3+.+100，用，用forfor语句实现。语句实现。依照此程序，请读者自行完成下列编程题：依照此程序，请读者自行完成下列编程题：计算：计算：s=1+3+5+.+99s=1+3+5+.+99 计算：计算：s=1+2+3+.+ns=1+2+3+.+n第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句语句【例【例【例【例5-25-2】编程求编程求n!n!。分析：分析：分析：分析：n!=1*2*3*n。求阶乘时需要赋初值为1，不能是0，因为0乘任何数都是0如果n值较大，n!可能溢出，应将结果变量说明为float或d

12、ouble类型。第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句语句【例【例5-35-3】把把100100200200之间能被之间能被7 7整除的数输出。整除的数输出。分析：分析：分析：分析：能被能被7 7整除的数是：整除的数是：x%7=0 x%7=0#include#include int main()int main()int i;int i;for(i=100;i=200;i+)for(i=100;i=200;i+)if(i%7=0)if(i%7=0)printf(%5d,i);printf(%5d,i);printf(n);printf(n);return 0;return 0;第5章 循

13、环结构程序设计5.2 while语句5.2.1 while5.2.1 while语句的格式语句的格式语句的格式语句的格式whilewhile语句的一般语句的一般语句的一般语句的一般格式格式格式格式为：为：为：为：while(while(表达式表达式表达式表达式)语句；语句；语句；语句；其中：其中：其中：其中：（1 1）“表达式表达式”是循环条件，可以为任何类型表达式，是循环条件，可以为任何类型表达式，表达式必须用表达式必须用()()括起来；括起来；（2 2）“语句语句”又被称为循环体，为又被称为循环体，为C C语言中的任何一种语言中的任何一种语句（包括复合语句、语句（包括复合语句、if if语

14、句、语句、case case 语句语句)。第5章 循环结构程序设计5.2 while语句5.2.2 while5.2.2 while语句的执行过程语句的执行过程语句的执行过程语句的执行过程whilewhile语句的执行过程如下：语句的执行过程如下：（1 1）计算表达式的值，并判断其为）计算表达式的值，并判断其为“真真”（非（非0 0）或）或“假假”（0 0）。）。（2 2）若表达式的值为）若表达式的值为“真真”，则执行循环体语句，然后，则执行循环体语句，然后返回到返回到whilewhile语句重复第（语句重复第（1 1）步；若表达式的值为）步；若表达式的值为“假假”，则结束循环，执行，则结束循

15、环，执行whilewhile语句的下一语句。语句的下一语句。whilewhile语句的执行过程语句的执行过程如图如图5-25-2所示所示。第5章 循环结构程序设计5.2 while语句说明：说明：说明：说明：（1 1）whilewhile语句的特点是：先判断表达式，后执行循环体语句的特点是：先判断表达式，后执行循环体语句。如果第一次判断表达式的值为语句。如果第一次判断表达式的值为“假假”，则循环体，则循环体语句一次也不执行。语句一次也不执行。（2 2）循环体语句可以是一条语句，也可以是复合语句。）循环体语句可以是一条语句，也可以是复合语句。（3 3）循环结构由循环条件和循环体语句构成，在循环体

16、）循环结构由循环条件和循环体语句构成，在循环体中应该包含使循环趋向于结束的语句，否则会形成死循中应该包含使循环趋向于结束的语句，否则会形成死循环。程序中应避免出现死循环。环。程序中应避免出现死循环。第5章 循环结构程序设计5.2 while语句5.2.3 while5.2.3 while语句的用法语句的用法语句的用法语句的用法【例【例5-55-5】输出一行数字输出一行数字0 1 2 3 40 1 2 3 4，要求每个数字中间空，要求每个数字中间空3 3格。格。#include#include int main()int main()int i;int i;i=0;i=0;while(i5)wh

17、ile(i5)printf(%4d,i+);printf(%4d,i+);printf(n);printf(n);return 0;return 0;第5章 循环结构程序设计5.2 while语句【例【例【例【例5-65-6】将输入的正文复制到输出，每次一个字符。将输入的正文复制到输出，每次一个字符。分析：分析：分析：分析：以以 E0F E0F 为结束标志的字符流称为一个正文，可以包含空白为结束标志的字符流称为一个正文，可以包含空白字符，例如空格字符，例如空格 和换行字符和换行字符nn。键入。键入 Ctrl+z Ctrl+z则则 getchar getchar 函数返函数返回文件结束字符回文件

18、结束字符 EOF EOF。程序中：程序中：c=getchar();c=getchar();while(c!=EOF)while(c!=EOF)putchar(c);putchar(c);c=getchar();c=getchar();可简化为：可简化为：while(c=getchar()!=EOF)while(c=getchar()!=EOF)putchar(c);putchar(c);第5章 循环结构程序设计5.2 while语句【例例例例5-75-7】输入一行字符，分别统计出其中英文字母、空输入一行字符，分别统计出其中英文字母、空格、数字的个数。格、数字的个数。第5章 循环结构程序设计5.

19、3 do-while语句语句5.3.1 5.3.1 do-whiledo-while语句的格式语句的格式语句的格式语句的格式do-whiledo-while语句的一般语句的一般格式格式格式格式为：为：dodo 语句；语句；语句；语句；while(while(表达式表达式表达式表达式)；其中：其中：（1 1）语句部分可以是简单语句或复合语句；）语句部分可以是简单语句或复合语句；（2 2）表达式是循环条件，可以是任何类型表达式，表达）表达式是循环条件，可以是任何类型表达式，表达式必须用（）括起来。式必须用（）括起来。第5章 循环结构程序设计5.3 do-while语句语句5.3.2 do-whil

20、e5.3.2 do-while语句的执行过程语句的执行过程语句的执行过程语句的执行过程do-whiledo-while语句的执行过程如下：语句的执行过程如下：（1 1）执行循环体语句；）执行循环体语句；（2 2）计算表达式的值，判断其为）计算表达式的值，判断其为“真真”（非（非0 0）或）或“假假”（0 0）。若为）。若为“真真”，则返回第，则返回第1 1步，继续执行循环体；步，继续执行循环体；若为若为“假假”，则结束循环，执行，则结束循环，执行do-whiledo-while语句的下一语语句的下一语句。句。do-whiledo-while语句的执行过程语句的执行过程如图如图5-35-3所示所

21、示。第5章 循环结构程序设计5.3 do-while语句语句说明：说明：说明：说明：（1 1）do-whiledo-while语句和语句和whilewhile都能实现循环控制，都能实现循环控制，whilewhile结构结构的程序通常都可以转换成的程序通常都可以转换成do-whiledo-while结构；结构；（2 2）do-whiledo-while语句与语句与whilewhile语句的区别是：语句的区别是：whilewhile语句先判语句先判断循环条件是否满足，如果满足再执行循环体，因此有断循环条件是否满足，如果满足再执行循环体，因此有可能一次也不执行循环体；而可能一次也不执行循环体；而do

22、-whiledo-while语句是先执行一语句是先执行一次循环体，然后再判断循环条件是否满足，因此，循环次循环体，然后再判断循环条件是否满足，因此，循环体至少要执行一次。因此，体至少要执行一次。因此，do-whiledo-while语句通常用于那些语句通常用于那些至少要执行一次循环的情况。至少要执行一次循环的情况。（3 3）do-whiledo-while循环体中一定要有能使条件表达式值趋于循环体中一定要有能使条件表达式值趋于0 0的操作，否则会出现死循环。的操作，否则会出现死循环。第5章 循环结构程序设计5.3 do-while语句语句5.3.3 5.3.3 do-whiledo-while

23、语句的用法语句的用法【例【例【例【例5-95-9】计算：计算：直到最后一项的绝对值小于直到最后一项的绝对值小于1010-6-6为止。为止。分析：分析：分析：分析：这是一个求级数和问题，方法是依次计算每一项，并将该项与这是一个求级数和问题，方法是依次计算每一项，并将该项与前面各项之和累加，如果某项绝对值小于前面各项之和累加，如果某项绝对值小于1010-6-6（反映精度），（反映精度），则求和结束，否则，重复上述过程。则求和结束，否则，重复上述过程。从式子的第二项起，每一项都是前一项乘以一个因子：从式子的第二项起，每一项都是前一项乘以一个因子：(-x (-x2 2)/(n*(n-1)/(n*(n-

24、1)（n=3,5,7,9,n=3,5,7,9,）如果用如果用t t表示每一项的值，则：表示每一项的值，则：t=t*(-xt=t*(-x2 2)/(n*(n-1)/(n*(n-1)（n=3,5,7,9,n=3,5,7,9,）第5章 循环结构程序设计5.3 do-while语句语句5.3.4 5.3.4 三种循环语句比较三种循环语句比较三种循环语句比较三种循环语句比较 当程序中需要用到循环语句时，选择哪个语句和个当程序中需要用到循环语句时，选择哪个语句和个人使用习惯有关，但一般来说有以下一些流行的风格。人使用习惯有关，但一般来说有以下一些流行的风格。（1 1）forfor语句适合循环次数已知的情况

25、。语句适合循环次数已知的情况。语句适合循环次数已知的情况。语句适合循环次数已知的情况。（2 2）whilewhile语句适合循环次数不确定，但已知循环条件。语句适合循环次数不确定，但已知循环条件。语句适合循环次数不确定，但已知循环条件。语句适合循环次数不确定，但已知循环条件。（3 3）do-whiledo-while语句与语句与语句与语句与whilewhile语句可以互通使用，但语句可以互通使用，但语句可以互通使用，但语句可以互通使用，但do-whiledo-while更适合于至少循环一次的情况。更适合于至少循环一次的情况。更适合于至少循环一次的情况。更适合于至少循环一次的情况。第5章 循环结

26、构程序设计5.4 break和continue语句5.4.1 break5.4.1 break语句语句语句语句格式：格式：格式：格式：breakbreak；功能：功能：功能：功能：结束循环，执行循环语句的下一语句。结束循环，执行循环语句的下一语句。breakbreak语句只能用于下面两种情况：语句只能用于下面两种情况：（1 1）出现在循环语句的循环体中，当循环条件还未变为假时）出现在循环语句的循环体中，当循环条件还未变为假时）出现在循环语句的循环体中，当循环条件还未变为假时）出现在循环语句的循环体中，当循环条件还未变为假时提前结束循环语句的执行（强行退出循环）。提前结束循环语句的执行（强行退出

27、循环）。提前结束循环语句的执行（强行退出循环）。提前结束循环语句的执行（强行退出循环）。（2 2）出现在）出现在）出现在）出现在switchswitch语句中，使程序中途退出语句中，使程序中途退出语句中，使程序中途退出语句中，使程序中途退出switchswitch语句，即语句，即语句，即语句，即跳过跳过跳过跳过breakbreak语句之后直到语句之后直到语句之后直到语句之后直到switchswitch语句体结束的所有语句。语句体结束的所有语句。语句体结束的所有语句。语句体结束的所有语句。除上述两处外，其他位置均不能出现除上述两处外，其他位置均不能出现breakbreak语句。语句。第5章 循环

28、结构程序设计5.4 break和continue语句【例【例【例【例5-105-10】编写程序，用循环计算圆面积，如果输入非数编写程序，用循环计算圆面积，如果输入非数字半径则结束循环。字半径则结束循环。第5章 循环结构程序设计5.4 break和continue语句5.4.2 continue5.4.2 continue语句语句语句语句格式：格式：格式：格式：continuecontinue；功能：功能：功能：功能：终止循环体的本次执行，控制转移到循环体的末尾，终止循环体的本次执行，控制转移到循环体的末尾，循环是否继续取决于循环条件是否满足。循环是否继续取决于循环条件是否满足。continue

29、continue语句只能出现在循环语句的循环体中。语句只能出现在循环语句的循环体中。例如例如：for(i=0;i10;i+)for(i=0;i10;i+)ch=getchar();ch=getchar();if(ch=n)if(ch=n)continue;continue;putchar();putchar();第5章 循环结构程序设计5.5 多重循环5.5.1 5.5.1 多重循环的格式多重循环的格式多重循环的格式多重循环的格式多重循环的多重循环的格式格式格式格式如下：如下：while(while(表达式表达式表达式表达式)for(for(表达式表达式表达式表达式1;1;表达式表达式表达式表

30、达式2;2;表达式表达式表达式表达式3)3)以上循环就构成了双重循环。三种循环语句（以上循环就构成了双重循环。三种循环语句（forfor、whilewhile、do-whiledo-while）均可以互相嵌套形成多重循环结构。）均可以互相嵌套形成多重循环结构。需要注意，内外层循环是完整的，相互之间不允许交叉。需要注意，内外层循环是完整的，相互之间不允许交叉。第5章 循环结构程序设计5.5 多重循环5.5.2 5.5.2 多重循环的执行过程多重循环的执行过程下面以一个双重循环的程序为例，说明多重循环的执行过程。下面以一个双重循环的程序为例，说明多重循环的执行过程。【例【例【例【例5-115-11

31、】写出下列程序的运行结果。写出下列程序的运行结果。本例中本例中:i i 循环称为外层循环循环称为外层循环循环称为外层循环循环称为外层循环,控制输出几行控制输出几行控制输出几行控制输出几行 j j 循环称为内层循环循环称为内层循环循环称为内层循环循环称为内层循环,控制一行输出几列控制一行输出几列控制一行输出几列控制一行输出几列第5章 循环结构程序设计5.5 多重循环5.5.3 5.5.3 多重循环的使用多重循环的使用多重循环的使用多重循环的使用【例【例【例【例5-125-12】编程计算：编程计算：s=1!+3!+5!s=1!+3!+5!第5章 循环结构程序设计5.5 多重循环【例【例【例【例5-

32、135-13】求求FibonacciFibonacci数列：数列：1 1，1 1，2 2，3 3，5 5，8 8，的的前前4040项。项。分析：分析：分析：分析：FibonacciFibonacci的规律是：数列从第的规律是：数列从第3 3项开始，每项都是项开始，每项都是其前两项之和。即：其前两项之和。即：a=1;b=1;a=1;b=1;a=a+b;b=a+b;a=a+b;b=a+b;a=a+b;b=a+b;a=a+b;b=a+b;第5章 循环结构程序设计5.5 多重循环【例【例【例【例5-145-14】打印下列图形：打印下列图形：ABCDEF ABCDEF BCDEF BCDEF CDEF

33、CDEF DEF DEF EF EF F F第5章 循环结构程序设计5.6 循环结构程序设计举例【例【例【例【例5-155-15】任意任意1010个数，求正数的个数及正数和。个数，求正数的个数及正数和。第5章 循环结构程序设计5.6 循环结构程序设计举例【例【例【例【例5-165-16】输出三位数中的输出三位数中的“水仙花数水仙花数”。水仙花数是指水仙花数是指一个一个3 3位数位数 ，其各位数字的，其各位数字的 3 3次幂之和等于该数本身。次幂之和等于该数本身。例如，例如，153153是一个是一个“水仙花数水仙花数”，153=1153=13 3+5+53 3+3+33 3分析：分析：分析：分析

34、：本题的关键是要分离出本题的关键是要分离出3 3位数的百位、十位和个位位数的百位、十位和个位数字。数字。第5章 循环结构程序设计5.6 循环结构程序设计举例【例【例【例【例5-175-17】将一张将一张100100元的人民币换成元的人民币换成1010元、元、5 5元和元和1 1元元的零钞，一共有几种兑换方法。的零钞，一共有几种兑换方法。分析：分析：分析：分析：因为因为5050元最多只能有元最多只能有2 2张，张，2020元最多有元最多有5 5张，张，1010元元最多有最多有1010张，也可以一张也没有，所以三个循环的范张，也可以一张也没有，所以三个循环的范围分别是：围分别是：0 02 2、0

35、05 5、0 01010第5章 循环结构程序设计5.6 循环结构程序设计举例【例【例【例【例5-185-18】百马百担问题：有百马百担问题：有100100匹马，驮匹马，驮100100担货，大担货，大马驮马驮3 3担，中马驮担，中马驮2 2担，两匹小马驮担，两匹小马驮1 1担，问有大、中、担，问有大、中、小马各多少。小马各多少。分析：分析：分析：分析：符合本题输出的条件：符合本题输出的条件：马的总数等于马的总数等于100100；货的总数等于货的总数等于100100；小马数必须是偶数。小马数必须是偶数。第5章 循环结构程序设计5.6 循环结构程序设计举例【例【例5-19】打印下列图形：*分析：分析：分析：分析：本题需要用到双重循环，外层循环（本题需要用到双重循环，外层循环（i i循环）控制循环）控制打印打印4 4行，内层循环（行，内层循环（j j循环）控制打印列，每列循环）控制打印列，每列2*i-12*i-1个。个。k k循环用于打印每行的前导空格。循环用于打印每行的前导空格。第5章 循环结构程序设计本章结束！