循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì),C語言程序設(shè)計(jì)課件,與中南大學(xué)出版社教材相配套

1、第第4 4章章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 4.1 4.1 循環(huán)概述循環(huán)概述 4.2 4.2 用用gotogoto語句和語句和ifif語句構(gòu)成循環(huán)語句構(gòu)成循環(huán) 4.3 while4.3 while語句語句 4.4 do-while4.4 do-while語句語句 4.5 for4.5 for語句語句 4.6 4.6 循環(huán)的嵌套循環(huán)的嵌套 4.7 4.7 幾種循環(huán)的比較幾種循環(huán)的比較 4.8 break4.8 break和和continuecontinue語句語句 4.9 4.9 程序舉例程序舉例 4.1 4.1 循環(huán)概述循環(huán)概述 所謂循環(huán)即反復(fù)的意思，在C語言中指反復(fù)執(zhí)行某些相同的操作。

2、循環(huán)分為當(dāng)型循環(huán)和直到型循環(huán)。其傳統(tǒng)的流程圖如圖4-1（a）和（b）所示。 其相應(yīng)的N-S流程圖如圖4-2（a）和（b）所示.當(dāng)型循環(huán)指當(dāng)條件成立時(shí)反復(fù)執(zhí)行語句，即先判斷后執(zhí)行；而直到型循環(huán)指先執(zhí)行語句然后判斷條件是否成立，當(dāng)成立時(shí)再執(zhí)行語句，即先執(zhí)行后判斷。在C語言中可以用以下四種方法來實(shí)現(xiàn)循環(huán)：1. 用goto語句和if語句構(gòu)成循環(huán)；2. 用while語句；3. 用do-while語句；4. 用for語句。其中while語句和 for語句可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)。 do-while語句可以實(shí)現(xiàn)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)，而用goto語句和if語句既可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)。4.24.2

3、用用gotogoto語句和語句和ifif語句構(gòu)成循環(huán)語句構(gòu)成循環(huán) 用goto語句和if語句構(gòu)成循環(huán)有兩種格式：格式一：語句標(biāo)號：if(條件表達(dá)式) goto 語句標(biāo)號； 【例4.1】 這種用goto語句和if語句構(gòu)成循環(huán)的語句執(zhí)行過程為：先計(jì)算條件表達(dá)式的值，當(dāng)條件表達(dá)式成立（非0）時(shí)，執(zhí)行大括號中的語句或語句組，執(zhí)行到goto 語句時(shí)使程序又回到語句標(biāo)號所指向的if語句，使得大括號中的語句反復(fù)執(zhí)行，當(dāng)計(jì)算出的條件表達(dá)式的值不成立（為0）時(shí)，程序跳出循環(huán)，執(zhí)行大括號以下的語句。從它的執(zhí)行過程，我們可以看出，它是一種當(dāng)型循環(huán)。格式二：語句標(biāo)號： if(條件表達(dá)式) goto 語句標(biāo)號； 這種用g

4、oto語句和if語句構(gòu)成循環(huán)的語句執(zhí)行過程為：先執(zhí)行大括號中的語句或語句組，當(dāng)執(zhí)行到if語句，先計(jì)算條件表達(dá)式的值，當(dāng)條件表達(dá)式成立（非0）時(shí)，goto 語句使程序又回goto 語句所指向的語句標(biāo)號所指向的語句，然后又執(zhí)行大括號中的語句，使得大括號中的語句反復(fù)執(zhí)行，當(dāng)計(jì)算出的條件表達(dá)式的值為0時(shí)，程序跳出循環(huán)，執(zhí)行大括號以下的語句。雖然它執(zhí)行循環(huán)體的條件是條件表達(dá)式成立，從這一點(diǎn)看，它與一般的直到型循環(huán)不同，但從它的執(zhí)行過程，我們可以看出，它也屬于一種直到型循環(huán)。用這種結(jié)構(gòu)編寫程序，例題4.1可以改寫為：main() int i,sum=0; i=1; loop: sum=sum+i; /*標(biāo)

5、號名為loop*/ i=i+1; if (i=100) goto loop; printf(sum=%d,sum); 程序執(zhí)行結(jié)果為：sum=5050sum=5050 【例4.2】 使用格式一和格式二的循環(huán)不同點(diǎn)在于，第一種格式的循環(huán)，循環(huán)體內(nèi)的語句可以不執(zhí)行，而第二種格式的循環(huán)，循環(huán)體內(nèi)的語句至少要執(zhí)行一次。這里的循環(huán)體指語句標(biāo)號和goto 語句標(biāo)號及中間所有語句組成的一個(gè)集合。其中語句標(biāo)號是按標(biāo)識符規(guī)定書寫的符號（它的命名規(guī)則與變量名的命名規(guī)則相同，這在前面已經(jīng)介紹過，語句標(biāo)號放在某一語句行的前面，標(biāo)號后加冒號（：）。語句標(biāo)號起標(biāo)識語句的作用，語句標(biāo)號必須與goto語句同處于一個(gè)函數(shù)中。C

6、語言不限制程序中使用標(biāo)號的次數(shù)，但各標(biāo)號不得重名。 在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中一般不主張使用goto語句控制循環(huán)結(jié)構(gòu)， 以免造成程序流程的混亂，使理解和調(diào)試程序都產(chǎn)生困難。一個(gè)使用goto語句較為合理的用法是跳出單循環(huán)或從多層的嵌套中跳出循環(huán)體。 4.3 while4.3 while語句語句 While語句可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)。其一般形式如下： while(表達(dá)式)語句 省略號代表的是循環(huán)體語句。當(dāng)循環(huán)體是一條語句時(shí)，可以不用大括號，但當(dāng)循環(huán)體是兩條或兩條以上語句時(shí)，一定要用大括號。 其傳統(tǒng)的流程圖和N-S流程圖分別如圖4-3（a）和（b）所示。 執(zhí)行過程如下： 先計(jì)算表達(dá)式的值，當(dāng)值為真（非0）時(shí)，

7、執(zhí)行循環(huán)體語句，執(zhí)行完循環(huán)語句后，再返回計(jì)算機(jī)表達(dá)式的值，直到表達(dá)式的值為假（0）時(shí)，退出循環(huán)，執(zhí)行while語句的下一條語句。其語句可以為空語句、簡單語句或作為循環(huán)體部分的復(fù)合語句。 【例4.3】【例4.4】 【例4.5】 在使用while語句時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）while語句中的表達(dá)式一般是關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，只要表達(dá)式的值為真(非0)即可繼續(xù)循環(huán)； （2）循環(huán)體如包括有一個(gè)以上的語句，則必須用 括起來，組成復(fù)合語句；（3）應(yīng)注意循環(huán)條件的選擇以避免死循環(huán)；（4）允許while語句的循環(huán)體又是while語句，從而形成雙重循環(huán)。 4.4 do-while4.4 do-while語句

8、語句 do-while語句可以實(shí)現(xiàn)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)。其一般形式如下： do while(表達(dá)式)語句； 省略號代表的是循環(huán)體語句，表達(dá)式是循環(huán)條件。 其傳統(tǒng)的流程圖和N-S流程圖分別如圖4-1（b）和4-2（b）所示。循環(huán)是在循環(huán)的尾部檢驗(yàn)它的條件，而不是在頭部。 其執(zhí)行過程如下： 先執(zhí)行循環(huán)體語句一次，再判斷表達(dá)式的值，若為真（非0），則繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體語句，直到表達(dá)式的值為假（0）時(shí)才退出循環(huán)。do-while語句和while語句的區(qū)別在于do-while是先執(zhí)行后判斷，因此，do-while語句至少要執(zhí)行一次循環(huán)體語句。而while語句是先判斷后執(zhí)行，如果條件不滿足，則一次循環(huán)體語句也不執(zhí)行

9、。一般用while語句所編寫的程序也可以用do-while來編寫?！纠?.6】對于do-while語句還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）在if語句，while語句中， 表達(dá)式后面都不能加分號， 而在 do-while語句的表達(dá)式后面則必須加分號； （2）do-while語句也可以組成多重循環(huán)，而且也可以和while語句相互嵌套； （3）在do和while之間的循環(huán)體由多個(gè)語句組成時(shí)，也必須用 括起來組成一個(gè)復(fù)合語句； （4）do-while和while語句相互替換時(shí)，要注意修改循環(huán)控制條件。 4.5 for4.5 for語句語句 for語句是C語言中所提供的功能最強(qiáng)、使用最為靈活的一種循環(huán)語句。特別適

10、用于循環(huán)次數(shù)固定而循環(huán)條件不確定的情況。 4.5.1 for語句的一般形式語句的一般形式 for語句的一般形式如下：for(表達(dá)式1；表達(dá)式2；表達(dá)式3) （1）表達(dá)式1通常是用來給循環(huán)變量賦初值，一般是賦值表達(dá)式。也允許在for語句之外給循環(huán)變量賦初值，此時(shí)可省略該表達(dá)式； （2）表達(dá)式2通常是循環(huán)條件，一般為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，也可以是其它表達(dá)式； （3）表達(dá)式3通?？捎脕硇薷难h(huán)變量的值，一般是賦值表達(dá)式。 三個(gè)表達(dá)式都是可選項(xiàng)，都可以省略。但特別提請注意的是，表達(dá)式1和表達(dá)式2后的分號“；”不能省略。 for語句的執(zhí)行過程如下： （1）首先計(jì)算表達(dá)式1的值； （2）再計(jì)算表達(dá)式2的

11、值，若值為真（非0）則執(zhí)行循環(huán)體語句一次，否則跳出循環(huán)； （3）循環(huán)體語句執(zhí)行完后，再計(jì)算表達(dá)式3的值，轉(zhuǎn)（2）步去執(zhí)行。在整個(gè)for循環(huán)過程中，表達(dá)式1只計(jì)算一次，表達(dá)式2和表達(dá)式3則可能計(jì)算多次。 for語句的流程圖見圖4-6。 有一點(diǎn)需要指出：for循環(huán)的條件檢驗(yàn)總是在循環(huán)的頭部進(jìn)行的。這也就是說，當(dāng)開始時(shí)條件為不成立（0）時(shí)，不執(zhí)行循環(huán)體，例如程序段： x=10; for(y=10;y!=x,+y) printf ( %d , y); printf ( %d ,y); 進(jìn)入循環(huán)中，由于x等于y，循環(huán)沒有被執(zhí)行。由于條件表達(dá)式為假，因此不論循環(huán)體還是循環(huán)控制變量的一目加都沒有被執(zhí)行，所以

12、y仍然是賦給它的值10，且在屏幕上顯示值為10。 for語句最主要的特點(diǎn)是：特別適合已知循環(huán)次數(shù)的循環(huán)語句，下面介紹一下for語句中循環(huán)次數(shù)的計(jì)算方法。根據(jù)for循環(huán)的循環(huán)變量的變化情況。循環(huán)次數(shù)的計(jì)算可以用公式進(jìn)行計(jì)算： n=（int）(終值-初值+步長)/步長) 其中，初值指循環(huán)變量的初始值，終值指循環(huán)變量滿足條件的最終值，步長指循環(huán)變量每循環(huán)一次所變化的量。 例如：循環(huán)語句for(n=1；n=100；n+)（設(shè)n為整形變量）控制循環(huán)體反復(fù)執(zhí)行的次數(shù)為 n=(int)(100-1+1)/1)=100 又如：循環(huán)語句for(n=100；n0；n=n-2)（設(shè)n為整形變量）控制循環(huán)體反復(fù)執(zhí)行的

13、次數(shù)為 n=(int)(1-100-2)/（-2）)=50 4.5.2 for4.5.2 for循環(huán)的變量循環(huán)的變量 最常用的一種變量是使用逗號運(yùn)算符使得兩個(gè)或兩個(gè)以上的變量共同實(shí)現(xiàn)對循環(huán)的控制。例如，下面例子使用變量x和y共同來控制循環(huán)，這兩個(gè)變量都是在for語句的內(nèi)部被初始化。for(x=0,y=0;x+y10;+x) y=getchar()； y=y-0;/*subtract the ASCII code for 0 from y*/ 這里逗號分隔了兩個(gè)初始化語句。每次x增加1，重復(fù)循環(huán)，y值由鍵盤輸入。x和y之和大于或等于10時(shí)，才能中止循環(huán)。這就需要將y值初始化為零，以便在第一次計(jì)算

14、條件表達(dá)式的值時(shí)，它的值已經(jīng)被定義了。如果y沒有被定義，也許碰巧（或前面的程序用到過），它的值是10 或大于10，這就使得條件為false，并退出循環(huán)。 for循環(huán)還有另一種極有用的變體。在前面所提到的for語句的三個(gè)部分可以是C語言中任何有效的表達(dá)式。實(shí)際上，不必注意這些部分是用來干什么的。有些main中的for循的每個(gè)部分是由調(diào)用函數(shù)組成的，它們分別可以是提示用戶的信息或從鍵盤上輸入一個(gè)數(shù)。 4.5.3 無限循環(huán)無限循環(huán) for循環(huán)最有價(jià)值的一種用法是建立無限循環(huán)。由于構(gòu)成for循環(huán)的三個(gè)表達(dá)式都是沒有被要求，因此可以運(yùn)用空的條件表達(dá)式而使得循環(huán)無休止地進(jìn)行下去，例如： for(;) pr

15、intf(”this loop will run forever.n”) 有一點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào)：for循環(huán)中的語句可以是空語句，但不能省略分號，即for語句必須有兩個(gè)分號。4.5.4 無循環(huán)體無循環(huán)體for循環(huán)循環(huán) 正像C語言句法所定義的那樣，一條語句可以是空語句。這就是說，for循環(huán)體（或其他循環(huán)形式）都可以是空語句。這個(gè)事實(shí)可用來改善某些算法的效率以及產(chǎn)生時(shí)間延遲循環(huán)。 在編程過程中經(jīng)常需要給一個(gè)輸入流保留空間。例如，一個(gè)數(shù)據(jù)庫可能要求查詢一條信息，如“show all balance less than 40000”。那么，數(shù)據(jù)庫需要查詢每個(gè)字符，這些字符是無空格地逐個(gè)被放置在這條信息中的。即

16、，數(shù)據(jù)庫輸入處理程序識別“show”而不是“show”為一條命令?！纠?.7】 【例4.8】【例4.9】在使用for語句中要注意以下幾點(diǎn)：(1)for語句中的各表達(dá)式都可省略，但分號間隔符不能少；如：for(；表達(dá)式；表達(dá)式)省去了表達(dá)式1；for(表達(dá)式；表達(dá)式)省去了表達(dá)式2；for(表達(dá)式；表達(dá)式；)省去了表達(dá)式3；for(；)省去了全部表達(dá)式。 (2)在循環(huán)變量已賦初值時(shí)，可省去表達(dá)式1。如省去表達(dá)式2或表達(dá)式3則將造成無限循環(huán)，這時(shí)應(yīng)在循環(huán)體內(nèi)設(shè)法結(jié)束循環(huán)。 (3)循環(huán)體可以是空語句。例如：從鍵盤輸入一行字符然后逐個(gè)輸出每一個(gè)字符。 (4)for語句也可與while,do-while

17、語句相互嵌套，構(gòu)成多重循環(huán)。4.6 循環(huán)的嵌套循環(huán)的嵌套 一個(gè)循環(huán)體內(nèi)的語句又包含另一個(gè)完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)，稱為循環(huán)嵌套。如果內(nèi)嵌的循環(huán)體中還包含完整的循環(huán)，這就構(gòu)成了多層循環(huán)。 三種循環(huán)語句（while,for,do-while）可以相互嵌套。例如，以下幾種均為合法的循環(huán)嵌套。 (1)for語句和while語句構(gòu)成的循環(huán)嵌套；for() while() (2)do-while語句和for語句構(gòu)成的循環(huán)嵌套；do for( ) while()； (3)do-while語句和while語句構(gòu)成的循環(huán)嵌套；while() do() while(); (4)for語句和for語句構(gòu)成的循環(huán)嵌套。 for

18、( ) for() 【例4.10】【例4.11】4.7 幾種循環(huán)的比較幾種循環(huán)的比較 (1)四種循環(huán)都可以用來處理同一問題，一般情況下它們可以互相代替。但一般不提倡使用goto型循環(huán)語句； (2)while和do-while循環(huán)，只在while后面指定循環(huán)條件，在循環(huán)體中包括應(yīng)反復(fù)執(zhí)行的操作語句，包括使循環(huán)趨于結(jié)束的語句（如i+，或i=i+1等）。 for循環(huán)可以在表達(dá)式3中包含使循環(huán)趨于結(jié)束的操作，甚至可以將循環(huán)體中的操作全部放到表達(dá)式3中。因此for語句的功能更強(qiáng)，凡用while循環(huán)能完成的，用for循環(huán)都能實(shí)現(xiàn)。 (3)用while和do-while循環(huán)時(shí)，循環(huán)變量初始化的操作應(yīng)在while和do-while語句之前完成。而for語句可以在表達(dá)式1中實(shí)現(xiàn)循環(huán)變量的初始化。 (4)while和for循環(huán)是先判斷表達(dá)式，后執(zhí)行語句；而do-while循環(huán)相反，是先執(zhí)行語句，后判斷表達(dá)式，而goto循環(huán)則兩者兼有。 (5)對while循環(huán)、do-while循環(huán)和for循環(huán)，可以用break語句跳出循環(huán)，用con