第3章控制結(jié)構(gòu) -1

1、第第3章章 控制結(jié)構(gòu)控制結(jié)構(gòu) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容3.1 基本控制結(jié)構(gòu)基本控制結(jié)構(gòu)3.2 程序中的控制運算符程序中的控制運算符3.3 程序中的選擇結(jié)構(gòu)程序中的選擇結(jié)構(gòu)3.4 程序中的循環(huán)結(jié)構(gòu)程序中的循環(huán)結(jié)構(gòu)3.5 蒙特卡羅法與隨機數(shù)函數(shù)蒙特卡羅法與隨機數(shù)函數(shù)3.6 位運算符位運算符/173.1 基本控制結(jié)構(gòu)基本控制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)名稱結(jié)構(gòu)名稱傳統(tǒng)流程圖傳統(tǒng)流程圖N-SN-S流程圖流程圖順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)3.1.1 基本語句基本語句空語句空語句（Empty Statement） ;表達式語句表達式語句(Expression Statement） 賦值語句賦值語句(Assignm

2、ent Statement)函數(shù)調(diào)用語句函數(shù)調(diào)用語句(Function Invocation Statement)控制語句控制語句(Control Flow Statement)復合語句復合語句（Compound Statement）/173.1.2 常用的輸入輸出函數(shù)常用的輸入輸出函數(shù)格式輸出函數(shù)格式輸出函數(shù) printf()格式輸入函數(shù)格式輸入函數(shù) scanf()字符輸入函數(shù)字符輸入函數(shù) getch() 和和 getchar()同：都是從終端輸入一個字符作為函數(shù)的值。異：getch() 無回顯讀入，不需要回車確認。 getchar() 需要回車確認。字符輸出函數(shù)字符輸出函數(shù)putch()和

3、和putchar()#include main()char c=B;/將將c的值輸出至的值輸出至Screenputch(65);/輸出輸出ASCII碼為碼為65的字母的字母Aputch(n); /輸出轉(zhuǎn)義字符輸出轉(zhuǎn)義字符n，實現(xiàn)換行顯示，實現(xiàn)換行顯示putch(c); /輸出字符變量輸出字符變量c的值字母的值字母Bgetch(); /17字符輸入及輸出函數(shù)示例字符輸入及輸出函數(shù)示例從鍵盤輸入大寫字母，輸出對應的小寫字母和ASCII碼分析：英文字母相應的大寫與小寫ASCII碼相差32(= a-A)，將大寫字母的ASCII碼加32(或a-A)，即可得出相應的小寫字母的ASCII碼。#include

4、 #include main()char c1,c2;printf(char=);/prompt語句語句c1=getchar();/從終端輸入一字符并賦給從終端輸入一字符并賦給c1putch(c1); /將將c1的值輸出至的值輸出至Screenprintf(%4dn,c1); /輸出輸出c1的的ASCII碼值碼值c2=c1+32;/大寫字母轉(zhuǎn)小寫字母大寫字母轉(zhuǎn)小寫字母putch(c2); /將將c2的值輸出至的值輸出至Screenprintf(%4dn,c2);/輸出輸出c2的的ASCII碼值碼值getch();/173.1.3順序結(jié)構(gòu)程序設計示例順序結(jié)構(gòu)程序設計示例例例 求圓的面積和周長。求

5、圓的面積和周長。 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析: 輸入量: 半徑 r, float輸出量: 面積 s, 周長l, float 算法分析算法分析: 輸入半徑 r。計算面積s。計算周長l。輸出面積s和周長l。 3.1.3順序結(jié)構(gòu)程序設計示例順序結(jié)構(gòu)程序設計示例例例 求圓的面積和周長。求圓的面積和周長。#define PI 3.141593 /定義一個宏定義一個宏P(guān)I，將，將PI作為符號常量作為符號常量#include #include main() float r, s, m; /定義所使用的變量定義所使用的變量 printf(Enter the radius:); /提示信息提示信息 scanf(%f, &

6、r); /輸入已知量輸入已知量 s=PI*r*r/計算待求量計算待求量 m=2*PI*r; printf(s=%fn,s);/輸出所求值輸出所求值 printf(m=%fn,m); getch(); Enter the radius: 1 s= 3.141593m=6.2831863.1.3順序結(jié)構(gòu)程序設計示例順序結(jié)構(gòu)程序設計示例例例已知三角形的兩邊邊長及其夾角，求此三角形的第3邊的邊長。 分析分析: 設三角形的三邊長分別為a、b、c，已知兩邊長a,b及其夾角(取變量名為alfa)。則由 c2=a2+b2-2abcos 可得出c。算法分析算法分析: 輸入兩邊邊長a,b及夾角 alfa計算第三邊

7、邊長c輸出第三邊邊長 c3.1.3順序結(jié)構(gòu)程序設計示例順序結(jié)構(gòu)程序設計示例例例已知三角形的兩邊邊長及其夾角，求第三邊邊長。已知三角形的兩邊邊長及其夾角，求第三邊邊長。#include #include /程序中調(diào)用了數(shù)學函數(shù)程序中調(diào)用了數(shù)學函數(shù)sqrt及及cos #include main() float a, b, c, p, alfa; /將角度將角度定義為變量定義為變量alfa printf(Enter two sides of a triangle and included angle: n);/在程序運行輸入數(shù)據(jù)之前給出提示信息在程序運行輸入數(shù)據(jù)之前給出提示信息 scanf(%f %

8、f %f,&a,&b,&alfa); /輸入兩邊及夾角輸入兩邊及夾角 p=a*a+b*b-2*a*b*cos(alfa*3.14/180); c=sqrt(p); /求第三邊邊長求第三邊邊長c printf(“c=%fn”,c);/輸出第三邊邊長輸出第三邊邊長c的值的值 getch(); Enter two sides of a triangle and included angle: 3 4 90c=4.9980883.2程序中的控制運算符程序中的控制運算符3.2.1關(guān)系運算符關(guān)系運算符(relational operator)關(guān)系運算符關(guān)系運算符： 小于小于大于大于= 大于等于大于等于 =

9、 等于等于!= 不等于不等于Relational operators take expressions as operands and evaluate to type int. They will always evaluate to either 1 (true), or 0 (false).結(jié)果是一個邏輯量，即“真”或“假”，分別用整數(shù)1和0表示。注意注意: :區(qū)分區(qū)分=號和號和=號。號。避免對實數(shù)作相等或不等的判斷。避免對實數(shù)作相等或不等的判斷。正確表示數(shù)學上的連續(xù)不等式。正確表示數(shù)學上的連續(xù)不等式。 321 與與 32&21 3.2.2 邏輯運算符（邏輯運算符（logical ope

10、rator）邏輯運算符邏輯運算符： ！ 邏輯非邏輯非& 邏輯與邏輯與| 邏輯或邏輯或The logical operator ! is called the negation operator. It is a unary operand because it has one operand. Dont confuse negation with unary minus. !5 = ?結(jié)果是一個邏輯量，即結(jié)果是一個邏輯量，即“真真”或或“假假”，分別用整數(shù)，分別用整數(shù)1和和0表示。表示。短路特性短路特性(short-circuit evaluation)a&b&c a|b|c 在在C語言中表示

11、條件語言中表示條件判斷某一字符（變量判斷某一字符（變量ch表示）是否英文字母表示）是否英文字母 A =ch & ch= Z | a =ch & chb)?a:b;等價于等價于if(ab) max=a; else max=b; 例例 判斷鍵盤輸入的一個字符是否為大寫字母，如果是則轉(zhuǎn)換為小判斷鍵盤輸入的一個字符是否為大寫字母，如果是則轉(zhuǎn)換為小寫字母，否則不轉(zhuǎn)換。輸出處理后的字符。寫字母，否則不轉(zhuǎn)換。輸出處理后的字符。#include main() char ch; scanf(%c,&ch); ch=(ch=A&chy) x+; y+;3.3.1 if語句語句if語句格式語句格式1示例示例例例從鍵

12、盤上輸入一個數(shù)從鍵盤上輸入一個數(shù)x，若，若x大于等于大于等于0，則則y=1；若；若x小于小于0，則，則y=-1。#include #include main() float x; int y; printf(“x=”); scanf(“%f”,&x); if (x=0) y=1; if (xy) x+; else y+;3.3.1 if語句語句例例已知三角形的三條邊已知三角形的三條邊a、b、c,求面積求面積area。分析分析：若a、b、c滿足任意2數(shù)之和大于第3個數(shù)的條件，則三邊可以構(gòu)成三角形，此時計算并顯示結(jié)果；反之，三邊不構(gòu)成三角形，此時給出錯誤提示。)(21cbas)()(csbsass

13、area，if語句格式語句格式2示例示例if if語句格式語句格式2 2示例示例#include #include #include main() float a,b,c,s,area; printf(Side a=);scanf(%f,&a); printf(Side b=);scanf(%f,&b); printf(Side c=);scanf(%f,&c); if(a+bc&a+cb&b+ca)s=0.5*(a+b+c);area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c);printf(area=%6.2fn,area); elseprintf(Data error,reentr

14、y！); getch();Side a=4 Side b=5 Side c=6 area=9.92在在if語句中的語句中的語句語句處又是處又是if語句，則稱為語句，則稱為if語句語句的嵌套。一般格式如下：的嵌套。一般格式如下：if(表達式表達式1)if(表達式表達式2)語句語句1else語句語句2elseif(表達式表達式3)語句語句3else語句語句4 在嵌套的在嵌套的if語句中，習慣寫成鋸齒形，以增加程序的可語句中，習慣寫成鋸齒形，以增加程序的可讀性。讀性。 3.3.1 if3.3.1 if語句語句內(nèi)層的if語句如果是簡化的if，如：if(表達式表達式1)if(表達式表達式2)語句語句1e

15、lse語句語句2從最內(nèi)層開始，else總是與它上面最近的、未曾配對的if配對。嵌套的嵌套的if if語句語句if語句的格式語句的格式3 (Multiple selection)else-if格式格式if(表達式表達式1)語句語句1else if(表達式表達式2)語句語句2else if(表達式表達式3)語句語句3.else if(表達式表達式n)語句語句nelse 語句語句n+13.3.1 if3.3.1 if語句語句例：輸入考試成績的等級，打印出百分制分數(shù)段例：輸入考試成績的等級，打印出百分制分數(shù)段（A等等85分以上，分以上，B等等7084，C等等6069，D等等60以下）。以下）。main

16、() char grade;scanf(%c,&grade);if(grade=A) printf(85100n);else if(grade=B) printf(7084n);else if(grade=C) printf(6069n);else if(grade=D) printf(60n);else printf(Errorn);3.3.1 if語句語句語法格式：語法格式： switch (表達式表達式) case 常量表達式常量表達式1:語句語句1 case 常量表達式常量表達式2:語句語句2 . . . case 常量表達式常量表達式n:語句語句n default: 語句語句n+1

17、3.3.2 3.3.2 switch語句語句上例中的if部分可以考慮寫成下面的switch語句：switch(grade)case A: printf(85100n);case B: printf(7084n);case C: printf(6069n);case D: printf(60n);default: printf(Errorn);if(grade=A) printf(85100n);else if(grade=B) printf(7084n);else if(grade=C) printf(6069n);else if(grade=D) printf(60n);else print

18、f(Errorn); 若grade=C，則輸出：606960Error3.3.2 3.3.2 switch語句語句改進的改進的switch語句語句語法格式語法格式: :switch(表達式表達式)case 常量常量1：語句：語句1;break;case 常量常量2：語句：語句2;break; . . .case 常量常量n：語句：語句n;break;default：語句：語句n+1; 改進后的switch語句：switch(grade)case A: printf(85100n);break;case B: printf(7084n); break;case C: printf(6069n);

19、 break;case D: printf(60n); break;default: printf(Errorn);若grade=C，則輸出：6069多個多個case可以共用一組執(zhí)行語句。如：可以共用一組執(zhí)行語句。如：switch(grade)case A: case B: case C: printf(60100n);break;case D: printf(60n);break;default: printf(Errorn);改進的改進的switch語句語句就一個表達式的判斷（條件滿足就一個表達式的判斷（條件滿足/條件不滿足）而言，條件不滿足）而言，一次只能產(chǎn)生兩條分支。一次只能產(chǎn)生兩條分

20、支。實際應用中，選擇時常常有可能面臨多條分支，這實際應用中，選擇時常常有可能面臨多條分支，這時就會使用時就會使用嵌套嵌套的的if語句或者語句或者switch語句語句或者兩種語或者兩種語句嵌套組合。句嵌套組合。 x (x2) 例例 y= 2x-1 (2x10) 3x+10 (x10) 任意輸入任意輸入x,輸出輸出y, 編寫程序?qū)崿F(xiàn)該函數(shù)。編寫程序?qū)崿F(xiàn)該函數(shù)。方法一：用方法一：用if語句形式編寫語句形式編寫方法二：用方法二：用if-else if語句形式編寫語句形式編寫方法三：用方法三：用switch語句編寫程序語句編寫程序3.3.33.3.3多重選擇結(jié)構(gòu)多重選擇結(jié)構(gòu)(Multiple selec

21、tion structure) )x=3.563.560000,6.120000選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例方法一：用方法一：用if語句形式編寫語句形式編寫#include #include main()float x, y;printf(x=);scanf(%f,&x);if(x2) y=x;if(2=x & x=10) y=3*x+10;printf(%f,%fn,x,y);getch();選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例方法二：用方法二：用if-else if語句語句#include #include main()float x, y;printf(x

22、=);scanf(%f,&x);if(x2) y=x;else if(2=x & x=10) y=3*x+10;printf(%f,%fn,x,y);getch();選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例#include #include main()float x,y;int z;printf(x=);scanf(%f,&x);z=1*(x2)+2*(2=x & x=10); switch(z) case 1:y=x;break; case 2:y=2*x-1;break; case 3:y=3*x+10;printf(%f,%fn,x,y);getch();方法三：用方法三：用switch語句語句例 輸入年、月，輸出該月有多少天。分析：每年的1、3、5、7、8、10、12月有31天；4、6、9、11月有30天；2月閏年有29天，平年有28天。年號能被4整除，但不能被100整除，或者年號能被400整除的年均是閏年。設年份為year，判斷year是否閏年：if(year%4=0&year%100!=0|year%400=0) 選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例main()int year,month,days;printf(輸入年輸入年,月：月：);scanf(%d,%d,&year,&month);switch(month)case 1:cas