c面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)第二章.ppt

2.8 switch語句,1問題的提出,例2-23所涉及的問題是一個(gè)多分支程序設(shè)計(jì)問題，如何使得多分支結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單和清晰？程序設(shè)計(jì)語言提供什么樣的支持了？請(qǐng)看下面的例子：,例2-24 用switch語句來實(shí)現(xiàn)例2-23所給的問題。,分析,例2-23 提出的問題屬于多分支問題，如果我們將百分 制成績(jī)除以10，那么在60100這一分?jǐn)?shù)段內(nèi)，我們可以每十分一段，得到五個(gè)順序的整數(shù)值：6,7,8,9,10，也稱為開關(guān)值，它們代表五個(gè)分支。而成績(jī)小于60分則籠統(tǒng)地視為E，百分制和五分制的關(guān)系如下：,顯然，表達(dá)式“成績(jī)/10”把一個(gè)數(shù)值范圍轉(zhuǎn)換成若干個(gè)“單值”開關(guān)點(diǎn)，這是問題的關(guān)鍵所在。,百分制成績(jī) 百分制成績(jī)/10 五級(jí)記分制成績(jī) 60 1-5 E 60-69 6 D 70-79 7 C 80-89 8 B 90-99 9 A 100 10 A,我們用switch語句來實(shí)現(xiàn)之：,問題的提出（2）,#include void main() int grade1,s; char grade2; cout grade1; s=grade1/10; if (s6) /grade160 grade2=E; else,程序,switch (s) case 6: grade2=D; break; case 7: grade2= C; break; case 8: grade2=B; break; case 9: case 10: grade2=A; break; default cout “輸入的百分制成績(jī)有誤！“ endl; cout “五分制成績(jī)?yōu)椋骸?grade2endl; ,/ 60=grade70,/ 70=grade80,/80=grade90,/90=grade=100,關(guān)于程序的解釋,問題的提出（5）, switch (s) case 6: grade2=D; break; case 7: grade2= C; break; case 8: grade2=B; break; case 9: case 10: grade2=A; break; default cout “輸入的百分制成績(jī)有誤！“ endl; cout “五分制成績(jī)?yōu)椋骸?grade2endl; ,case 6: case 10:分別代表分?jǐn)?shù)段為60100內(nèi)的5個(gè)分支。default表示預(yù)想之外的分支，例外情況很多，此處用于處理成績(jī)輸入錯(cuò)誤。,break是一個(gè)語句，用來跳過switch語句中，該語句所在的分支以下的所有分支，轉(zhuǎn)入switch語句的下一語句，也即結(jié)束switch語句的執(zhí)行。,2. switch語句的語法,switch (exp) case constant-exp1: statements1; case constant-exp2: statements2; case constant-expn: statementsn; default: statementn+1； ,exp：表達(dá)式，也稱為開關(guān)表達(dá)式，其運(yùn)算結(jié)果通常為整型或字符型或枚舉類型數(shù)據(jù)。,constant-exp:常量表達(dá)式（通常為單個(gè)常量）。switch語句中包含n個(gè)常量表達(dá)式，與case一起作為n組分支的標(biāo)號(hào)。,statements：語句組，是switch語句的分支部分，可以由一個(gè)到多個(gè)語句組成，當(dāng)語句組中出現(xiàn)新的switch語句，稱為switch的嵌套。,default：代表缺省分支（第n+1個(gè)分支），是對(duì)開關(guān)表達(dá)式取值超出正常取值范圍的一種特殊處理。,switch語句的語法（2）,關(guān)于語法的幾點(diǎn)說明,（1）常量表達(dá)式（constant-exp）的值必須在開關(guān)表達(dá)式的取值范圍內(nèi)，并且同一個(gè)switch語句中的n個(gè)常量表達(dá)式的值不能相同。,例如：例2-11所給程序中的switch語句的各個(gè)常量表達(dá)式的值分別為6，7，8，9，10,均在開關(guān)表達(dá)式gread/10的取值范圍內(nèi)。,（2）switch語句中最多包含n+1個(gè)語句組，作為n+1個(gè)可執(zhí)行分支。允許一個(gè)語句組對(duì)應(yīng)多個(gè)分支標(biāo)號(hào)（常量表達(dá)式），也即多個(gè)分支執(zhí)行相同的處理。,switch (exp) case constant-exp1: statements1; case constant-expn: statementsn; default: statementn+1； ,switch語句的語法（3）,（3）語句組如果包含多個(gè)語句，其前后不用加花括號(hào)。,（4） default是任選項(xiàng)。,switch (exp) case constant-exp1: statements1; case constant-expn: statementsn; default: statementn+1； ,3. Switch語句的語義,（2）根據(jù)exp的值，選擇對(duì)應(yīng)的case constant-exp（標(biāo)號(hào)），并執(zhí)行其所代表的語句組。,（1）計(jì)算開關(guān)表達(dá)式exp ;,（3）若語句組中帶有break語句，當(dāng)執(zhí)行到該語句時(shí)跳轉(zhuǎn)至switch語句的下一語句，否則順序執(zhí)行該語句組以下的各個(gè)語句組（各個(gè)分支），直至最后一個(gè)語句組、或遇到break語句、跳出switch。,switch (exp) case constant-exp1: statements1; case constant-expn: statementsn; default: statementn+1； ,switch (exp) case constant-exp1: statements1; case constant-exp2: statements2; case constant-expn: statementsn; default: statementn+1； ,分析switch語句的語義可以看出：,switch語句的語義（2）,case constant-exp:和default:只作為語句的入口標(biāo)號(hào)，本身并不能改變控制流程，也即無法控制跳過switch語句的其它分支；,跳過switch語句的其它分支這一控制交由break語句實(shí)現(xiàn)。,程序段1： switch (color) case Red: cout “紅色“ endl; case Blue: cout “藍(lán)色“ endl; case Green: cout “綠色“ endl; ,為什么？,請(qǐng)比較下面的兩個(gè)程序段：它們有助于你了解break在switch語句中作用：,switch語句的語義（3）,如果color的值是Blue，則輸出：藍(lán)色 、 綠色。,執(zhí)行結(jié)果：？,程序段2： switch (color) case Red: cout “紅色“ endl; break; case Blue: cout “藍(lán)色“ endl; break; case Green: cout “綠色“ endl; ,switch語句的語義（4）,如果color的值是Blue，則僅輸出藍(lán)色。這是因分支中所包含的Break語句在起作用，所以case通常與break聯(lián)用，以保證多路分支的正確實(shí)現(xiàn)。,執(zhí)行結(jié)果：？,4switch語句的應(yīng)用,我們通過一個(gè)例子來進(jìn)一步闡述switch的用法：,例2-25 輸入兩個(gè)整型數(shù)和一個(gè)算術(shù)運(yùn)算符，輸出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式及計(jì)算結(jié)果。,問題分析,（1）所輸入的兩個(gè)數(shù)按其輸入順序分別作為第一操作數(shù)（Value1）和第二操作數(shù)（Value2）；,（2）算術(shù)運(yùn)算符op限制為+、-、*、/，四種；,（3）表達(dá)式表示為：Value1 Value2。,通過上面的分析，我們知道可以用switch語句來區(qū)分op的四種取值，以決定如何構(gòu)造并計(jì)算對(duì)應(yīng)的表達(dá)式。,switch語句的應(yīng)用（2）,源程序,#include void main() int value1,value2; char op; cout value1 value2; cout op;,/輸入操作數(shù)1和操作數(shù)2,/輸入操作符到op變量中,switch (op) case +: cout value1 op value2 “=“ value1+ value2 endl; break; case -: cout value1 op value2 “=“ value1- value2 endl; break; case *: cout value1 op value2 “=“ value1* value2 endl;break; case /: cout value1 op value2 “=“ value1/ value2 endl; break; default: cout “輸入的操作符有誤！“ endl; ,2.9 break語句和continue語句,1. break語句,break和continue這兩個(gè)語句都可以用來改變程序的控制流程。,用途,可以出現(xiàn)在switch語句的分支語句組和各種循環(huán)語句的循環(huán)體中，用來終止switch語句、循環(huán)語句的執(zhí)行，轉(zhuǎn)入下一語句。,舉例,switch (color) case Red: cout “紅色“ endl; break; case Blue: cout “藍(lán)色“ endl; break; case Green: cout “綠色“ endl; ,break語句 （2）,break;,語法,語義,使程序從switch語句中，或循環(huán)語句的循環(huán)體中跳出，繼續(xù)執(zhí)行邏輯上的下一條語句。,break語句 （3）,2. continue語句,用途,與if語句聯(lián)合使用（作為if語句的一個(gè)分支），出現(xiàn)在循環(huán)語句的循環(huán)體中，用來終止本次循環(huán)。,while(exp) if (exp1) continue; ,語法,continue;,語義,結(jié)束本次循環(huán)，也即跳過循環(huán)體中尚未執(zhí)行的語句，進(jìn)入是否執(zhí)行下一次循環(huán)的判斷。,注意,continue語句只能出現(xiàn)在循環(huán)結(jié)構(gòu)中，而且必須與if語句或switch語句聯(lián)合使用，否則會(huì)導(dǎo)致循環(huán)無效。,continue語句 （2）,2.10 while語句,1. 循環(huán)問題的再提出,分析例2-25所給的程序，可以看出：該程序每運(yùn)行一次只能出一道算術(shù)題并求值，如果希望程序運(yùn)行過程中能不斷地重復(fù)出題、計(jì)算，如何做到這一點(diǎn)了？答案是惟一的：,用循環(huán)語句構(gòu)造循環(huán)結(jié)構(gòu)以控制出題、計(jì)算等動(dòng)作或處理的重復(fù)執(zhí)行。請(qǐng)看下面的例子：,例2-26 在例2-25所給程序的基礎(chǔ)增加循環(huán)出題、計(jì)算功能。,1. 循環(huán)問題的再提出 （2）,#include void main() int value1,value2; char op; cout value1 value2; cout op; switch (op) case +: cout value1 op value2 “=“ value1+ value2 endl; break; case -: cout value1 op value2 “=“ value1- value2 endl; break; case *: cout value1 op value2 “=“ value1* value2 endl;break; case /: cout value1 op value2 “=“ value1/ value2 endl; break; default: cout “輸入的操作符有誤！“ endl; ,（1）引入循環(huán)語句，將原題所要求的輸入操作數(shù)、操作符，顯示計(jì)算結(jié)果等處理作為循環(huán)語句的重復(fù)部分（右圖紅框部分），即可控制上述操作的重復(fù)執(zhí)行。,實(shí)現(xiàn)方法要點(diǎn),（2）用op=e作為循環(huán)的終了條件。,程序,#include void main() int value1,value2; char op= ; while (op!=e) cout value1 value2; cout op; if (op=e) continue;,/循環(huán)語句，控制循環(huán)體的重復(fù)執(zhí)行,switch (op) case +: cout value1 op value2 “=“ value1+ value2 endl; break; case -: cout value1 op value2 “=“ value1- value2 endl; break; case *: cout value1 op value2 “=“ value1*value2 endl; break; case /: cout value1 op value2 “=“ value1/value2 endl; break; default: cout “輸入的操作符有誤！“ endl; /switch end /while end /main end,程序分析,1. 循環(huán)問題的再提出 （4）,（1）我們對(duì)例3-13的程序增加一個(gè)while語句，該循環(huán)語句可以重復(fù)執(zhí)行到所輸入的操作符等于e,這樣就可保證該程序能重復(fù)出題、計(jì)算。,#include void main() int value1,value2; char op= ; while (op!=e) cout value1 value2; cout op; if (op=e) continue; switch (op) case +: cout value1 op value2 “=“ value1+ value2 endl; break; case -: cout value1 op value2 “=“ value1- value2 endl; break; case *: cout value1 op value2 “=“ value1*value2 endl; break; case /: cout value1 op value2 “=“ value1/value2 endl; break; default: cout “輸入的操作符有誤！“ endl; /switch end /while end /main end,（2）試問循環(huán)體中的 if （op=e ）continue 語句起到什么作用？,2循環(huán)語句概述,重復(fù)結(jié)構(gòu)（循環(huán)結(jié)構(gòu)）是十分重要的程序結(jié)構(gòu)，分為“當(dāng)型”和“直到型”兩種控制形式。,c+提供三種循環(huán)語句（while語句、do while語句、for語句），用來實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)。,其中while語句和for語句用來實(shí)現(xiàn)“當(dāng)型”循環(huán)結(jié)構(gòu)，do while語句則用來實(shí)現(xiàn)“直到型”循環(huán)結(jié)構(gòu)。,3 while語句,while語句的語法,while (exp) statement;,例如： void main() int i=0,s=0; while (i=100) s=s+i;i+; ,語法解釋,（）exp：表達(dá)式，可以是算術(shù)表達(dá)式、關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式等。其計(jì)算結(jié)果用來決定是否執(zhí)行下一次循環(huán)，因此被稱為循環(huán)條件表達(dá)式。,（）statement：可以是簡(jiǎn)單語句，也可以是復(fù)合語句。這些語句能被重復(fù)執(zhí)行，所以稱為：“循環(huán)體”。,注意,3 while語句（）,（1）通常把參與循環(huán)條件表達(dá)式運(yùn)算的關(guān)鍵數(shù)據(jù)對(duì)象稱為循環(huán)變量或循環(huán)控制變量。,例2-26的op和前例的i均起到這種關(guān)鍵作用，它們都是循環(huán)控制變量。,具體實(shí)現(xiàn)是：通過輸入op來改變表達(dá)式op!=e的值。 while (op!=e) cin op; ,3 while語句（3）,（2）循環(huán)體中必須含有能改變循環(huán)控制變量的運(yùn)算，否則會(huì)導(dǎo)致“死循環(huán)”。為什么？,（3）循環(huán)體如果包含多個(gè)語句，則必須用復(fù)合語句表示之。,問題：以下程序段能完成1+2+100的運(yùn)算嗎？ void main() int i=0,s=0; while (i=100) s=s+i;i+; ,答案：不能； 理由：違背了（2）和（3） 的規(guī)定。,4while語句的語義,當(dāng)循環(huán)條件表達(dá)式的值為真，則執(zhí)行循環(huán)體，否則結(jié)束循環(huán)。故稱為“當(dāng)型”循環(huán)。,語義,執(zhí)行步驟,（1）設(shè)置循環(huán)控制變量初值；,（2） 計(jì)算exp；,（3）如果exp的值為真，則轉(zhuǎn)（4），否則轉(zhuǎn) （6）；,（4）執(zhí)行statement；,（5）轉(zhuǎn)（2）；,（6）結(jié)束循環(huán)語句的執(zhí)行，轉(zhuǎn)下一語句。,用自然語言描述這種邏輯結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的語句的語義顯然不夠清晰，我們可以改用用流程圖或N-S結(jié)構(gòu)圖來描述其語義。,5while語句的應(yīng)用,下面我們通過一個(gè)有關(guān)字符串處理的實(shí)際問題來講述while語句的應(yīng)用。,例2-27 求指定字符串的長(zhǎng)度。,解釋,所謂字符串就是一個(gè)字符序列，該序列以結(jié)束符（0）結(jié)束。例如“ abcde”。,所謂字符串長(zhǎng)度就是字符序列所包含的字符個(gè)數(shù)。例如“abcde”的長(zhǎng)度為5。,5while語句的應(yīng)用（2）,實(shí)現(xiàn)方法,（1）將字符序列存放在字符數(shù)組中，該數(shù)組的每一元素存放一個(gè)字符。,例如：字符串“abcd”存放在s數(shù)組中，可以用右圖形象地表示：,（2）我們對(duì)字符串的n個(gè)字符逐個(gè)比較：si!=0（i=0,1,2,），直至找到結(jié)束符，即可判定該串結(jié)束，比較次數(shù)-1就是該串的長(zhǎng)度。,（3）n次比較過程可以用while語句來控制。,#include void main() char s30; int i; cout s; i=0; cout “所輸入的字符串長(zhǎng)度為：“ i endl; ,while (si!=0) i+;,程序,2.11 do while語句,1為什么要引入do while語句,while語句是先判斷循環(huán)條件再執(zhí)行循環(huán)體，這就存在著循環(huán)體一次都不執(zhí)行的可能，但是類似于例2-26這類問題，其特征是先出題，接著再判斷要不要出下一題，也即至少要執(zhí)行一次循環(huán)體。,這樣的循環(huán)問題屬于“直到型”循環(huán)問題。顯然不適合于用while語句來描述。所以我們引入do while語句來解決這類問題。,例2-28 將例2-26所給程序的循環(huán)部分由while循環(huán)改為do while循環(huán)。,#include void main() int value1,value2; char op,finish; do cout value1 value2; cout op; switch (op) cout finish; while(finish! = y); ,新增設(shè)的變量，其作用？,2do while語句的語法,語法,do statement while (exp);,exp：表達(dá)式，可以是算術(shù)表達(dá)式、關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式等。通常稱為稱為循環(huán)條件表達(dá)式，其計(jì)算結(jié)果用來決定是否執(zhí)行下一次循環(huán)。,statement:語句，可以是簡(jiǎn)單語句，也可以是復(fù)合語句。同while語句中的statement一樣，也稱為“循環(huán)體”。,注意,2do while語句的語法（2）,循環(huán)體中必須含有能改變循環(huán)控制變量取值的運(yùn)算，否則會(huì)導(dǎo)致“死循環(huán)”。,例2-28中，通過cin finish(輸入finish)，來改變finish!=y的值。,通常把參與循環(huán)條件表達(dá)式運(yùn)算的關(guān)鍵數(shù)據(jù)對(duì)象（變量）稱為循環(huán)變量或循環(huán)控制變量。, char op,finish; do cout finish; while(finish! = y);,3do while語句的語義,重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體直至循環(huán)條件表達(dá)式（exp）的值為假。故稱為“直到型”循環(huán)。,語義,執(zhí)行步驟,（1）執(zhí)行statement，也即執(zhí)行循環(huán)體；,（2） 計(jì)算exp；,（3）如果exp的值為真，則轉(zhuǎn)(1)，否則轉(zhuǎn)(4)；,（4）結(jié)束循環(huán)語句的執(zhí)行，轉(zhuǎn)下一語句。,do while語句和while語句在許多應(yīng)用上是一致的，但并不完全等價(jià)。例如，例2-27的問題顯然不能直接用do while語句去替換while語句，為什么？,表示do while語句語義的流程圖和N-S圖如下：,#include void main() char s30; int i; cout s; i=0; cout “所輸入的字符串長(zhǎng)度為：“ i endl; ,do i+; while (si!=0)；,因?yàn)檠h(huán)體至少執(zhí)行一次，所以當(dāng)s是空串時(shí)，輸出1。,我們將例2-27所給的程序作如下修改：,實(shí)例,3do while語句的語義（4）,例2-29 用do while語句實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入控制和合法性檢查。,問題分析,在數(shù)據(jù)處理程序中，通常需要通過鍵盤輸入數(shù) 據(jù)，對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行合法性判定是十分重要的。,例如對(duì)于性別這一數(shù)據(jù)，如果用單個(gè)字母來表示，則要求輸入的字符必須是M或F。,下面的程序用一個(gè)do while來控制性別數(shù)據(jù)的輸入和校驗(yàn)，其工作原理是：輸入后即進(jìn)行校驗(yàn)，如不符合要求，再行輸入、校驗(yàn)，直到符合要求為止。,#include void main() char sex; do cout sex; if (sex !=F ,程序,2.12 for語句,1 for語句應(yīng)用實(shí)例,前面討論的while語句和do while語句一般用于處理循環(huán)次數(shù)未知的循環(huán)問題，但實(shí)際上有很多的重復(fù)處理，其重復(fù)次數(shù)是事先可以確定的。請(qǐng)看下面的例子。,例2-30 計(jì)算s=1+2+3+100,前面已提到，這是一個(gè)重復(fù)99次加法運(yùn)算的問題。也即賦值表達(dá)式s=s+i須重復(fù)執(zhí)行99次。,問題分析,#include void main() int sum,i; sum=0; for (i=1,i=100;i+) sum = sum+i; cout “sum=:n“ sum emdl; ,程序,可以看出，對(duì)于重復(fù)次數(shù)已知的問題改用for語句來描述，將更為簡(jiǎn)潔、緊湊和嚴(yán)謹(jǐn)。,2for語句的語法,for (exp1;exp2;exp3) statement;,語法,語法解釋,（1）exp1：表達(dá)式1，用來設(shè)置循環(huán)控制變量初值，一般是賦值表達(dá)式或可以賦初值的說明語句；,（2）exp2: 表達(dá)式2、其計(jì)算結(jié)果可以作為循環(huán)條件，一般是關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式；,（3）exp3：表達(dá)式3、用來修改循環(huán)控制變量的值。一般是算術(shù)表達(dá)式或增、減量表達(dá)式（i+、i-）；,（4）statement：可以是簡(jiǎn)單語句，也可以是復(fù)合語句，是for語句的“循環(huán)體”。,注意,（1）for語句將與循環(huán)控制有關(guān)的運(yùn)算（exp1,exp2,exp3）均放在循環(huán)頂部，統(tǒng)一表示，顯得更為直觀、更為一體化，可以確保不會(huì)因?yàn)槌绦蛑惺韬瞿承┭h(huán)控制而出現(xiàn)潛在錯(cuò)誤。,2for語句的語法（2）,（2）exp1,exp2,exp3三個(gè)表達(dá)式之間必須用分號(hào)分隔。即使在某個(gè)表達(dá)式省略的情況下，分號(hào)也不能少。,for (exp1;exp2;exp3) statement;,（3）三個(gè)表達(dá)式都是任選項(xiàng)，也即都可以省略。,2for語句的語法（3）,for (exp1;exp2;exp3) statement;,省略exp1：表示無須設(shè)置循環(huán)控制變量初值，這種情 況下，應(yīng)在循環(huán)語句之前進(jìn)行初值設(shè)置。,例如，例2-30的for語句部分可以改為： i=2; sum=1; for (; i=100; i+) sum=sum+i;,省略exp2：意味著循環(huán)將可能無條件地進(jìn)行下去，因 此，必須在循環(huán)體內(nèi)設(shè)置能夠終止循環(huán)的語句，否則會(huì)導(dǎo)致死循環(huán)。,例如： for (i=2; ;i+) sum=sum+i; ;,2for語句的語法（4）,for (exp1;exp2;exp3) statement;,2for語句的語法（5）,for (exp1;exp2;exp3) statement;,省略exp3：如果在循環(huán)體中存在著修改循環(huán)控制變量 的操作，那么exp3就可以省略，否則同樣會(huì)導(dǎo)致“死循環(huán)”。,例如： for (i=2;i=100 ;) sum+=i+; ;,（4）for語句不但適用于循環(huán)次數(shù)已知的循環(huán)問題，同樣也適用于循環(huán)次數(shù)不確定的問題。它比while和do while語句更為靈活。,exp1、exp2、exp3均省略，則for語句變?yōu)椋?for (; ;),上面的結(jié)構(gòu)應(yīng)該說語法上是正確的，但語義上就有可能變成無限循環(huán)（如果循環(huán)體內(nèi)沒有相應(yīng)的終止循環(huán)的語句，勢(shì)必構(gòu)成死循環(huán)）。,2for語句的語法（6）,for (exp1;exp2;exp3) statement;,3for語句的語義,執(zhí)行過程,（1）計(jì)算exp1，通常用來設(shè)置循環(huán)變量的初值；,（2）計(jì)算exp2，如果其值為真則轉(zhuǎn)(3)，否則轉(zhuǎn)(5)；,（3）執(zhí)行statement，也即執(zhí)行循環(huán)體；,（4）計(jì)算exp3，轉(zhuǎn)(2)；,（5）結(jié)束for語句的執(zhí)行。,3for語句的語義（2）,（1）exp1雖然包含在for語句中，但僅執(zhí)行一次，而exp2、exp3卻必須循環(huán)執(zhí)行n次。,注意,（2）for語句與while是等價(jià)的（同構(gòu)的）,3for語句的語義（3）,for (exp1;exp2;exp3) statement;,exp1; while(exp2) statement; exp3; ,相比之下，似乎while結(jié)構(gòu)更易于理解，但for結(jié)構(gòu)則顯得更為簡(jiǎn)潔、更為嚴(yán)謹(jǐn)。,例2-31找出n1到n2之間不能被3整除的數(shù)并輸出之。設(shè)n1和n2都是整數(shù),并且n2=n1。,4for語句的簡(jiǎn)單應(yīng)用,問題分析,（1）假定n1=100，n2=200，則這一問題就是找出100到200這101個(gè)連續(xù)整數(shù)中不能被3整除的數(shù)。因?yàn)檠h(huán)次數(shù)已知，所以我們可以用for語句來處理這一問題。,（2）可以用for語句的exp1和exp3兩個(gè)表達(dá)式來生成n1到n2之間的n2-n1+1個(gè)連續(xù)整數(shù)。,exp1:i=n1; exp3:i+,程序,#include void main() int n1,n2,i,j=0; cout n1 n2; cout 10) cout endl; j=0; else cout “ “ i; / 外層的if結(jié)束 / for結(jié)束 cout endl “-n“; ,問題,（1）if (j10) 語句起什么作用？,（2）如何在每一輸出行下面增加一條表格橫線？,（3）如果 n2n1，程序應(yīng)如何處理？,4for語句的簡(jiǎn)單應(yīng)用（3）,#include void main() int n1,n2,i,j=0; cout n1 n2; cout 10) cout endl; j=1; cout “ “ i; / 外層的if結(jié)束 / for結(jié)束 cout endl “-n“; ,2.13 多重循環(huán),1多重循環(huán)的概念,所謂多重循環(huán)是指某一循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)包含其它的循環(huán)語句，這些內(nèi)嵌的循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)又可以包含循環(huán)語句，依此類推，形成循環(huán)語句的嵌套結(jié)構(gòu)，也稱為多重循環(huán)。,while、do while、for可以互相嵌套，例如while的循環(huán)體內(nèi)嵌套while、do while、for語句。,例如：for (;)for(;)while();.,2循環(huán)語句的幾種嵌套形式,程序中經(jīng)常出現(xiàn)的是直接多重嵌套和并列多重嵌套兩種形式。,直接多重嵌套,循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)包含另一循環(huán)語句，內(nèi)嵌的循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)又可以包含循環(huán)語句，依次類推，直至n重嵌套。如圖所示：,第1層,第2層,第n層,for ( ) for ( ) while ( ) ,循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)包含另一循環(huán)語句，內(nèi)嵌的循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)又可以包含循環(huán)語句，依次類推，直至n重嵌套。如圖所示：,直接多重嵌套,外層,內(nèi)層1,內(nèi)層2,內(nèi)層n,while ( ) while () for ( ) ,并列多重嵌套,循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)包含一些循環(huán)語句（=2），內(nèi)嵌的循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)又可以包含循環(huán)語句。依次類推，直至n重嵌套,如下圖所示：,循環(huán)體的執(zhí)行次數(shù),外循環(huán)的循環(huán)體執(zhí)行一次，被嵌套的循環(huán)語句執(zhí)行一遍（完成整個(gè)循環(huán)語句的執(zhí)行）。,例如： #include void main() int c1=0,c2=0; for (int i=0;i10;i+) c1+; for (int j=0;j10;j+) c2+; cout “c1=“c1“c2=“ c2endl; ,問題： （1）c1+;執(zhí)行幾次？ （2）c2+;執(zhí)行幾次？,答案： c1+;執(zhí)行10次？ c2+;執(zhí)行100次？,理由：？,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例,下面我們給出幾個(gè)多重循環(huán)的應(yīng)用實(shí)例，主要目的是為了加深對(duì)多重循環(huán)結(jié)構(gòu)的理解。,例2-32-1 判斷一個(gè)數(shù)是否為素?cái)?shù)。,問題分析,（1）只能被1和自身整除的數(shù)是素?cái)?shù)，對(duì)于程序?qū)崿F(xiàn)而言，判斷條件可改為：如果整數(shù)m不能被2，3，4，m-1整除，則m是素?cái)?shù)。,可以看出這是重復(fù)判斷問題，也即對(duì)任何一個(gè)整數(shù)m，應(yīng)滿足m%i不為0（i=2m-1），才是素?cái)?shù)。,（2）我們對(duì)上述算法稍作如下改進(jìn)，可以減少運(yùn)算量：,假定m不是素?cái)?shù)，則可以表示為：m=i*j，i=sqrt(m)。也即i=2sqrt（m）。,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（2）,例2-32-1 判斷一個(gè)數(shù)是否為素?cái)?shù)。,（3）判斷過程可以用一個(gè)循環(huán)語句實(shí)現(xiàn).,for (i=2;i=sqrt(m);i+） m是否能被i整除?,程序,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（3）,例2-32-1 判斷一個(gè)數(shù)是否為素?cái)?shù)。,#include #include /*判斷一個(gè)數(shù)是否為素?cái)?shù)*/ void main() int i,m,sqrtm; cout m; sqrtm=sqrt(m); for (i=2;isqrtm) cout m“是素?cái)?shù)“endl; ,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（4）,例2-32-2 找出1到100之間的100個(gè)連續(xù)整數(shù)中的所有素?cái)?shù)。,問題分析,（1）解決這個(gè)問題，只須在2-32-1的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)循環(huán)語句，控制生成100個(gè)連續(xù)整數(shù)，并對(duì)所生成的整數(shù)調(diào)用判斷素?cái)?shù)的操作即可。,for (m=1;m=100;m+) 判斷m是否為素?cái)?shù)；,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（5）,例2-32-1 找出1到100之間的100個(gè)連續(xù)整數(shù)中的所有素?cái)?shù)。,（2）素?cái)?shù)一定是奇數(shù)，而n1到n2之間只有：(n2-n1+1)/2個(gè)奇數(shù)。這意味著從1到100的循環(huán)，其步長(zhǎng)是2，而不是1。,因此可以用如下的循環(huán)語句來生成1100之間的連續(xù)整數(shù)中的所有奇數(shù)：,m的取值為：1,3,5,7,9,，99。,for (m=1;m=100;m+=2)；,#include #include #include /*/ /*找出1到100之間的100個(gè)連續(xù)整數(shù)中的所有素?cái)?shù) */ /*/ void main() int i,m,sqrtm; int l=0;,程序,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（4）,例2-32-2 找出1到100之間的100個(gè)連續(xù)整數(shù)中的所有素?cái)?shù)。,for (m=1;msqrtm) if (l+%10=0) cout endl; cout setw(5) m; ,/該數(shù)為素?cái)?shù),/m能被i整除,該程序包含一個(gè)二重循環(huán)結(jié)構(gòu)，外循環(huán)用來生成1,3,5,99總共50個(gè)奇數(shù)，內(nèi)循環(huán)用來確定某一奇數(shù)是否為素?cái)?shù)。,i*i*i+j*j*j+k*k*k=100*i+10*j+k,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（5）,例2-33 找出所有的三位數(shù)，其值等于三個(gè)數(shù)字的立方和。例如，153是一個(gè)三位整數(shù)，該數(shù)滿足：153=13+53+33。,問題分析,（1）設(shè)所求的三位數(shù)，其百位數(shù)是i，十位數(shù)是j，個(gè)位數(shù)是k，顯然我們所要查找的數(shù)應(yīng)滿足：,i: 19；j: 09；k：09。,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（5）,例2-33 找出所有的三位數(shù)，其值等于三個(gè)數(shù)字的立方和。例如，153是一個(gè)三位整數(shù)，該數(shù)滿足：153=13+53+33。,（2）該程序應(yīng)該包含一個(gè)三重循環(huán)，用來生成9*10*10=900個(gè)三位數(shù)，并找出其中符合條件的數(shù)。,for (i=1;i=9;i+) for (j=0;j=9;j+) for (k=0;k=9;k+),問題：為什么i不從0開始？,#include void main() int i,j,k; for (i=1;i=9;i+) for (j=0;j=9;j+) for (k=0;k=9;k+) if (i*i*i+j*j*j+k*k*k=100*i+10*j+k) cout 100*i+10*j+k “ “; ,程序,輸出：153 370 371 407,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（6）,例2-34 編制一個(gè)程序輸出一個(gè)由M組成的直角三角形。（p40),輸出字符圖形,M MM MMM MMMM MMMMM MMMMMM MMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMMM MMMMMMMMMM,問題分析,（1）該圖形共十行，首行1個(gè)字母，第二行2個(gè)字母，第三行3個(gè)字母，依次類推。,（2）可以用二重循環(huán)來控制圖形生成，外循環(huán)控制輸出十行，內(nèi)循環(huán)控制一行輸出幾個(gè)字母。,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（7）,例2-34 編制一個(gè)程序輸出一個(gè)由M組成的直角三角形。,程序,#include void main() for (int i=1;i=10;i+) for (int j=1;j=i;j+) cout “M”; cout endl; ,問題,（1）應(yīng)如何改進(jìn)程序才能使之不局限于只輸出由M 組成的圖形？,（2）應(yīng)如何改進(jìn)程序才能改變輸出的圖形的行數(shù)？,程序的改進(jìn),（1）將輸出字符常量改為輸出字符變量。解決問題1。,（2）將循環(huán)條件由i=10改為i=n，n通過鍵盤輸入。解決問題2,#include void main() int n;char c; coutn; coutc; for (int i=1;i=n;i+) for (int j=1;j=i;j+) cout c; cout endl; ,3多重循環(huán)應(yīng)用實(shí)例（8）,例2-35 編制一個(gè)程序輸出一個(gè)由字符組成的等腰三角形。,輸出字符圖形,MMMMMMMMMMMMMMMMMMM MMMMMMMMMMMMMMMMM MMMMMMMMMMMMMMM MMMMMMMMMMMMM MMMMMMMMMMM MMMMMMMMM MMMMMMM MMMMM MMM M,問題分析,（1）可以用二重循環(huán)來控制圖形生成，外循環(huán)控制輸出n行，內(nèi)循環(huán)1控制一行內(nèi)開頭輸出幾個(gè)空格，內(nèi)循環(huán)2控制在一行內(nèi)輸出幾個(gè)字母。,其循環(huán)結(jié)構(gòu)為： for (i=1;i=n;i+ 輸出若干空格；（內(nèi)循環(huán)1） 輸出若干字符；（內(nèi)循環(huán)2） 換行； ,（2）顯然：輸出若干空格和輸出若干字符都要用循環(huán)語句實(shí)現(xiàn)，并且這兩個(gè)循環(huán)語句是并列的。,程序,#include void main() int n;char c; coutn; coutc; for (int i=1;i=n;i+) for (int j=1;j=i-1;j+) cout “ ”; /輸出空格 for (int k=1;k=2*n+1-2*i;k+) cout c; /輸出符號(hào) cout endl; ,（3）行首空格數(shù)與i的關(guān)系： 第i行的空格數(shù)為i-1個(gè)。,問題分析,（4）行內(nèi)非空字符數(shù)與i的關(guān)系：第i行的字符數(shù)為2*n+1-2*i, （n是總行數(shù)） 假如n=10，則第i行的字符數(shù)為： 21-2*i,2.14 I/O操作語句（I/O Statement）,概念1I/O流,概念2I/O操作符,本節(jié)簡(jiǎn)單介紹I/O流的基本概念和基本功能，并討論利用I/O流實(shí)現(xiàn)輸入/輸出操作。,之前，我們經(jīng)常在程序中用到如下的I/O操作：,通過輸入操作符“”從cin流中抽取字符并進(jìn)行轉(zhuǎn)換與傳送 輸入操作；,通過輸出操作符“”將輸出量轉(zhuǎn)換成字符串并插入到cout流中 輸出操作。,上述操作涉及到兩個(gè)概念：,1標(biāo)準(zhǔn)I/O流（Standard I/O Stream）,標(biāo)準(zhǔn)I/O流是標(biāo)準(zhǔn)字符設(shè)備上的一系列字符組成的字符串。,標(biāo)準(zhǔn)字符設(shè)備分為標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備（鍵盤）和標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備（顯示器和打印機(jī)）兩大類。,cin： 標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備（標(biāo)準(zhǔn)輸入流） ，即鍵盤；,cout：標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備（標(biāo)準(zhǔn)輸出流），即顯示器；,clog：標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備（標(biāo)準(zhǔn)輸出流），即打印機(jī)。,C+的標(biāo)準(zhǔn)I/O流類（iostream.h）定義了cin、cout、clog三個(gè)名稱來表示上述設(shè)備。,2I/O操作符,標(biāo)準(zhǔn)I/O流類提供多個(gè)I/O操作符和I/O操作函數(shù)，其中最常用的I/O操作符有和。它們與cin、cout及輸入/輸出項(xiàng)構(gòu)成I/O表達(dá)式（或語句），實(shí)現(xiàn)輸入/輸出操作。,：輸入操作符，用來從cin流中抽取字符，所以也稱為抽取運(yùn)算符。,：輸出操作符，向cout或clog流中插入字符（串），所以也稱為插入運(yùn)算符。,例如：cin m;,例如：cout “i/o操作”；,3輸入表達(dá)式（語句）,舉例,例2-36 從鍵盤上輸入三個(gè)數(shù)分別保存在i，j，k中。, int i; float j; long k; cin ijk; ,設(shè)輸入序列為：123 456.7 123456789123,則： i j k,輸入表達(dá)式的語法,3輸入表達(dá)式（語句）（續(xù)）, . ,解釋,標(biāo)準(zhǔn)輸入流： cin ；,：輸入操作符，其操作對(duì)象必須是變量。, int i,j,k; cin ijk; ,一個(gè)“”后隨一個(gè)輸入量，輸入量只能是變量。,4輸出表達(dá)式（語句）,舉例,例2-37 計(jì)算i+j+k，并在屏幕上顯示計(jì)算結(jié)果。, int i,j,k; cin ijk; cout “i+j+k=“i+j+kendl ; ,設(shè)輸入序列為：10 10 10 則屏幕上輸出：i+j+k=30,輸出表達(dá)式的語法, .,解釋,4輸出表達(dá)式（語句）（續(xù)）,標(biāo)準(zhǔn)輸出流：cout或clog ：, int i,j,k; cin i,j,k; cout “i+j+k=“i+j+kendl ; ,：輸出操作符；,輸出量：,常量,變量,表達(dá)式,函數(shù)調(diào)用,解釋,4輸出表達(dá)式（語句）（續(xù)）, int i,j,k; cin i,j,k; cout “i+j+k=“i+j+kendl ; ,流狀態(tài)，也稱為控制符，用來設(shè)定格式，將在下一小節(jié)介紹。,注意：同一輸出流中可以含有n個(gè)輸出量，并且這n個(gè)輸出量的數(shù)據(jù)類型可以相同也可以不同，最后都被轉(zhuǎn)換成字符串，插入到輸出流中。,#include void main() main() int a,b,c,d; d=(a=1,b=a+2,c=b+3); cout “ d=(a=1,b=a+2,c=b+3)的運(yùn)算結(jié)果是：“ d endl; ;,例2-38 下面的程序用來計(jì)算指定表達(dá)式，并輸出計(jì)算結(jié)果。,4輸出表達(dá)式（語句）（續(xù)）,5 流狀態(tài)（Stream States）,程序1： #include void main() double average = 9.40067; cout average endl; ,對(duì)雙精度類型數(shù)據(jù)average 按默認(rèn)格式輸出，結(jié)果顯示6位有效位：,9.40067,請(qǐng)比較以下兩個(gè)程序：,作用,流狀態(tài)符也稱為格式控制符，用來設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)輸出流的輸出格式。,對(duì)average 按fixed控制符和setprecision(2)控制符指定的格式輸出。結(jié)果顯示：,程序2： #include #include using namespace std; void main() double average = 9.40067; cout fixed setprecision(2) average endl; ,設(shè)置固定的浮點(diǎn)表示格式,設(shè)置浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)字位數(shù),9.40,5 流狀態(tài)（Stream States）（續(xù)）,常用的流狀態(tài),5 流狀態(tài)常用流狀態(tài)（續(xù)）,流狀態(tài)取消符,例2-39 請(qǐng)觀察下面程序中加入各種流狀態(tài)輸出流的格式。,5 流狀態(tài)常用流狀態(tài)（續(xù)）,#include #include using namespace std; void main() cout 3)3)endl; coutnoshowposfixed12345.678endl; coutscientific123456.678endl; ,+12 12 0x12 ff FF +123 +123.000 0 false 12345.678000 1.234568e+005,注意,5 流狀態(tài)常用流狀態(tài)（續(xù)）,（1）流狀態(tài)符必須插入在需要改變格式的輸出量之前，不能在之后。例如：,coutscientific123456.678endl;,設(shè)置科學(xué)記數(shù)法輸出格式的流狀態(tài)符必須置于輸出量123456.678之前，否則不起作用。,例如要按大寫16進(jìn)制數(shù)輸出一個(gè)整型數(shù)，同時(shí)要使用hex和uppercase)兩個(gè)控制符。 int a1 = 42; cout hex uppercase a1 endl;,輸出：2A,（2）流狀態(tài)符經(jīng)常要成對(duì)合用方能收到效果 。,5 流狀態(tài)常用流狀態(tài)（續(xù)）,（3）left與right是對(duì)立的，dec、oct、hex三者也是對(duì)立的。,帶參數(shù)的流狀態(tài),5 流狀態(tài)帶參數(shù)的流狀態(tài),例2-40 cout.width(5); cout.fill(s); cout23endl; cout23,輸出： sss23 23,注意,（2）width()為一次性操作，即一次設(shè)置的作用范圍僅局限于緊隨其后的一個(gè)輸出量，下一個(gè)輸出量無效。,（1）上述三個(gè)流狀態(tài)符必須通過cout捆綁調(diào)用。,5 流狀態(tài)帶參數(shù)的流狀態(tài)（續(xù)）,例如：cout.width(3)。,例2-40 cout.width(5); cout.f