C語言程序設計教程循環(huán)結構程序設計（精）

1、第5章 循環(huán)結構程序設計 北京科技大學 計算機系C 語言程序設計1本章主要內(nèi)容while循環(huán)控制do-while循環(huán)控制for循環(huán)控制用goto語句實現(xiàn)循環(huán)控制循環(huán)結構中的跳轉語句循環(huán)的嵌套循環(huán)結構程序設計舉例25.1 while循環(huán)控制 語句一般格式 while （表達式） 語句 一般為關系表達式或邏輯表達式，也可以是C語言其他類型的合法表達式 用來控制循環(huán)體是否執(zhí)行稱為內(nèi)嵌語句，可以是基本語句、控制語句，也可以是復合語句是循環(huán)重復執(zhí)行的部分 3功能： 計算表達式的值，為非0（邏輯真）時，重復執(zhí)行內(nèi)嵌語句，每執(zhí)行一次，就判斷一次表達式的值，直到表達式的值為0 時結束循環(huán)，轉去執(zhí)行while后

2、面的語句。 當表達式為真 語句N-S結構圖NY流程圖表達式非0?語句循環(huán)控制條件循環(huán)體4例如：【例】編寫程序，求100個自然數(shù)的和即： s=1+2+3+ +100 思路：尋找加數(shù)與求和的規(guī)律 加數(shù)i從1變到100，每循環(huán)一次，使i增1，直到i的值超過100。i的初值設為1。求和設變量 sum 存放和，循環(huán)求sum=sum+i，直至i超過100。 5算法和程序：main( ) int i,sum; i=1; sum=0; while (i=100) sum=sum+i; i+; printf(sum=%dn,sum);運行jc5_1程序輸出結果：sum=5050i: 循環(huán)控制變量sum: 累加器

3、 i=1，sum=0 當i = 100 sum=sum+i i+輸出sum6注意： 如果while的 (表達式) 值為0，則循環(huán)體一次也不執(zhí)行 (例如當i的初值=101) 。在循環(huán)體中必須有使循環(huán)趨向結束的操作，否則循環(huán)將無限進行（死循環(huán)）。 在循環(huán)體中，語句的先后位置必須符合邏輯，否則會影響運算結果。 思考程序段的輸出？ while (i=100) i+; sum=sum+i; 運行后，輸出：sum=5150原因是什么？ 7注意（續(xù)）：為了保證循環(huán)正常運行，應該特別注意： 循環(huán)控制條件的描述 控制條件的初始狀態(tài)（初始值） 循環(huán)體內(nèi)部對控制條件的影響85.2 do-while語句語句一般格式

4、do 語句 while （表達式）； 功能：先執(zhí)行內(nèi)嵌語句（循環(huán)體），之后計算表達式的值，不為0（邏輯真）時，再執(zhí)行循環(huán)體并判斷條件，直到表達式的值為 0 結束循環(huán)，轉去執(zhí)行while下面的語句。9 do-while循環(huán)的算法 循環(huán)體當表達式為真N-S結構圖NY循環(huán)體表達式非0？流程圖main( ) int i=1,sum=0; do sum=sum+i; i+; while (i=100); printf(%dn,sum);用do-while語句求100個自然數(shù)的和 10說明： while和do-while都能實現(xiàn)循環(huán)控制，while結構程序通常都可以轉換成do-while結構區(qū)別：do-

5、while 語句先執(zhí)行循環(huán)體再判斷條件，循環(huán)體至少執(zhí)行一次； while 語句先判斷條件再執(zhí)行循環(huán)體，循環(huán)體有可能一次也不執(zhí)行dowhile循環(huán)體中一定要有能使表達式值趨于0的操作(如i+)，否則會出現(xiàn)死循環(huán)。 11do-while語句的簡單應用 【例】用輾轉相除法求m和n的最大公約數(shù)定義m、n、rmnT F m和n交換r=m%nm=nn=r 當r != 0時輸出最大公約數(shù)m12算法和程序：main( ) int m,n,r; scanf(%d, %d,&m,&n); if (mn) r=m; m=n; n=r; do r=m%n; m=n; n=r; while(r!=0); printf(

6、%dn,m); 運行jc5_3程序運行情況如下：24, 6012135.3 for語句 語句一般格式 for (表達式1;表達式2;表達式3) 語句 功能：計算表達式1的值，再判斷表達式2，如果其值為非0（邏輯真），則執(zhí)行內(nèi)嵌語句(循環(huán)體)，并計算表達式3；之后再去判斷表達式2，一直到其值為0時結束循環(huán)，執(zhí)行后續(xù)語句。循環(huán)初始條件循環(huán)控制條件循環(huán)體14for語句的算法N-S結構圖for (表達式1;表達式2;表達式3) 語句NY流程圖計算表達式1 語句計算表達式3表達式2為真?例如：main( ) int i,sum; sum=0; for ( i=1; i=100; i+) sum=sum+

7、i; printf(sum=%dn,sum);可部分或全部省略，但“;”不可省略15省略for語句的表達式 表達式1、2、3全省略，即： for ( ; ; ) 就等同于：while (1)，會無限循環(huán)（死循環(huán)）注意：在省略某個表達式時，應在適當位置進行循環(huán)控制的必要操作，以保證循環(huán)的正確執(zhí)行 省略表達式1和表達式3，即： for（；表達式2；） 就等同于：while（ 表達式2 ） 省略表達式2，即： for（表達式1； ；表達式3） 就等同于：表達式1; while(1)表達式3;16例如： i=1; for ( ; i100) for (i=1; i100) i+; 17說明：所有用 w

8、hile 語句實現(xiàn)的循環(huán)都可以用for 語句實現(xiàn)。 等價于：for(表達式1；表達式2 ；表達式3) 語句；表達式1；while （表達式2） 語句； 表達式3； 18for語句的簡單應用【例】求n! ，即計算p=123n的值。 思路：求階乘與求累加的運算處理過程類似，只要將“+”變?yōu)椤?”。設置：乘數(shù)i ，初值為1，終值為n（n是循環(huán)控制終值，需要從鍵盤輸入）累乘器 p ，每次循環(huán)令p = p*i19程序：main( ) int i, n; long p; p=1; printf(Enter n:); scanf(%d,&n); for (i=1; i=n; i+) p = p * i; p

9、rintf(p = %ld n,p);思考：如何輸出1!, 2!, , n! ？如何求s =1!+ 2!+ + n! ？ 運行jc5_420熟悉幾個循環(huán)語句while (!x) x+; 當 x=0 時，執(zhí)行循環(huán)體x+; while (c=getchar( ) != n) n=n+1; n 稱為計數(shù)器，作用是統(tǒng)計輸入字符的個數(shù)while (num+5); 先執(zhí)行循環(huán)體x*=-3，再判斷條件(x5) for (n=0; n26; n+) printf(%c , n+A); 作用是輸出26個大寫字母for (sum=0, i=1; i=100; sum=sum+i, i+=2) ;作用是計算100以

10、內(nèi)的奇數(shù)和 21幾種循環(huán)語句的比較while和do-while語句的表達式只有一個，for語句有三個。while 和for先判斷循環(huán)條件后執(zhí)行循環(huán)體，do-while語句先執(zhí)行循環(huán)體后判斷循環(huán)條件。while語句多用于循環(huán)次數(shù)不定的情況do-while語句多用于至少要運行一次的情況for語句多用于要賦初值或循環(huán)次數(shù)固定的情況225.4 用goto語句實現(xiàn)循環(huán)有興趣的同學自學不提倡使用goto語句注意：goto語句能實現(xiàn)程序無條件轉移，為編程提供了便利。但是無限制地使用，會破壞程序的結構化程度。因此應限制使用。235.5 循環(huán)結構中的跳轉語句有如下三種語句實現(xiàn)跳轉：continue語句break

11、語句goto語句在循環(huán)語句的循環(huán)體中使用，可以進行循環(huán)的流程控制24后續(xù)語句continue; YN表達式?后續(xù)語句continue;表達式?YN5.5.1 continue語句及應用 功能：中斷循環(huán)體的本次執(zhí)行（即跳過循環(huán)體中尚未執(zhí)行的語句），立即開始執(zhí)行下一次循環(huán)。while語句do-while語句后續(xù)語句計算表達式3計算表達式1continue;表達式2?YNfor語句25例如： int x,n=0,s=0;while (n10) scanf(%d,&x); if (x0) continue; s+=x; n+; ; int x,n=0,s=0;do scanf(%d,&x); if (

12、x0) continue; s+=x; n+; while (n10); for (n=0,s=0; n10; n+) scanf(%d,&x); if (x0) continue; s+=x; 26應用舉例 【例】把100200之間能被7整除的數(shù)，以十個數(shù)為一行的形式輸出，最后輸出一共有多少個這樣的數(shù)。 for (n=100; n=200; n+) n能被7整除 T F 終止本次循環(huán) 輸出n 輸出10個數(shù) T F 換行27算法和程序main( ) int n,j=0; for(n=100;n=200;n+) if (n%7!=0) continue; printf(%6d,n); j+; i

13、f (j%10=0) printf(n); printf( n j=%dn,j); 運行jc5_728后續(xù)語句break;YN表達式?后續(xù)語句break;表達式?YN5.5.2 循環(huán)中break的應用功能：利用break語句能夠強迫終止本層循環(huán)，轉到后續(xù)語句執(zhí)行。while語句do-while語句后續(xù)語句計算表達式3計算表達式1break;表達式2?YNfor語句29例如： int x,n=0,s=0;while (n10) scanf(%d,&x); if (x0) break; s+=x; n+; ; int x,n=0,s=0;do scanf(%d,&x); if (x0) break

14、; s+=x; n+; while (n10); for (n=0,s=0; n10; n+ ) scanf(%d,&x); if (x0) break; s+=x; 305.6 循環(huán)的嵌套如果循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)又包含了另一條循環(huán)語句，則稱為循環(huán)的嵌套例如： #include main( ) int i, j; for ( i=1; i10; i+ ) for ( j=1; j=i; j+ ) printf (j=i)?%4dn:%4d,i*j); 運行jc5_a外循環(huán)語句內(nèi)循環(huán)語句31注意：while、do-while、for循環(huán)語句可以并列，也可以相互嵌套，但要層次清楚，不能出現(xiàn)交叉。多重

15、循環(huán)程序執(zhí)行時，外層循環(huán)每執(zhí)行一次，內(nèi)層循環(huán)都需要循環(huán)執(zhí)行多次。例如：for(a=1;a=10;a+) for (b=0;b2）fn= 設變量f1、f2和f3，并為f1和f2賦初值1，令f3=f1+f2得到第3項；將f1f2， f2f3，再求f3=f1+f2得到第4項；依此類推求第5項、第6項這是一種遞推算法應采用循環(huán)實現(xiàn)33算法和程序#define N 20main( ) int i,f1,f2,f3; f1=f2=1; printf(n%8d%8d,f1,f2); for (i=3; i=N; i+) f3=f1+f2; f1=f2; f2=f3; printf(%8d,f3); if (

16、i%5=0) printf(n); f1=1，f2=1并輸出for (i=3; i=20; i+) f3=f2+f1 f1=f2，f2=f3 輸出f3 輸出5個數(shù) T F 換行運行jc5_534舉例2【例】判斷輸入的某個數(shù)m是否為素數(shù)。若是素數(shù)，輸出“YES”，若不是，輸出“NO”。 思路：素數(shù)是指只能被1和它本身整除的數(shù)，如5、7、11、17、等。 分別用2、3、，m-1嘗試能否整除整數(shù)m。如果m能被某個數(shù)整除，則m就不是素數(shù)。這是一種窮舉算法設除數(shù)為j，從2循環(huán)到m-135算法和程序：#include math.hmain( ) int j,m,k; printf(Enter an int

17、eger number: ); scanf(%d,&m); for (j=2; j=m) printf(YESn); else printf(NOn); 輸入一個數(shù)mfor (j=2; j=m T F輸出YES“ 輸出NO運行jc5_1236程序的優(yōu)化對于窮舉法來說，為了提高程序的效率，就要減少嘗試次數(shù)。#include math.hmain( ) int j,m,k; printf(Enter an integer number: ); scanf(%d,&m); k=sqrt(m); for (j=2; j=k+1) printf(YESn); else printf(NOn);思考：如何

18、輸出100200中所有的素數(shù) 37舉例3【例】用牛頓迭代法求方程 2x3+4x2-7x-6=0 在附近的根。 思路：設xn為一個接近xa的近似根，過(xn, f(xn) 點做切線，切線方程為：即:xnxn+1xy0f(x)(xn, f(xn)(xn+1, f(xn+1) xa 方程的根牛頓迭代公式 38算法基本步驟： 先設一個方程近似根x0，求出方程f的值和方程導數(shù)f1的值；f=2x03+4x02-7x0-6f1=6x02+8x0-7 用迭代公式x=x0-f/f1進行迭代，求出x比x0要接近方程真實的根； 當|x-x0|大于某個很小的數(shù)時(如10-6)，認為未找到，此時將xx0，再次求f、f1

19、，并迭代，又求出一個新的更接近方程根的x； 一直到 |x-x0|10-6時得到方程近似根：x或x0。這是一種迭代算法用循環(huán)實現(xiàn)39算法和程序：#include math.hmain( ) float x,x0,f,f1; ; do x0=x; f=2*x0*x0*x0+4*x0*x0-7*x0-6; f1=6*x0*x0+8*x0-7; x=x0-f/f1; while(fabs(x-x0)1e-6); printf(%fn,x);x賦初值x0=x計算f計算f1 計算x=x0-f/f1當 |x-x0|10-6時輸出x運行jc5_1340舉例4【例】編程序求210000以內(nèi)的完全數(shù)。 完全數(shù)：一個數(shù)的因子（除了這個數(shù)本身）之和等于該數(shù)本身。思路：設定i從2變到10000，對每個i找到其因子和s；判定 is？若相等，則i為完全數(shù)，否則不是。 例如