C語言程序設(shè)計(jì)第5章--循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)

1、C語言程序設(shè)計(jì)主編：連衛(wèi)民 何 櫻第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)本章主要內(nèi)容：5.1 for 語句（重點(diǎn)）5.2 while 語句（重點(diǎn)）5.3 do-while 語句5.4 break 和 continue 語句5.5 多重循環(huán)（重點(diǎn)）5.6 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)舉例本章教學(xué)要求：了解循環(huán)結(jié)構(gòu)的概念 熟悉循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的方法 掌握while、do-while、for循環(huán)控制語句的使用方法。 5.1 for 語句本節(jié)主要介紹循環(huán)結(jié)構(gòu)的概念以及循環(huán)結(jié)構(gòu)程序能解決的問題。 循環(huán)結(jié)構(gòu)的概念定義：循環(huán)是指在所設(shè)計(jì)的程序中，有條件地反復(fù)執(zhí)行某一段程序的現(xiàn)象。循環(huán)結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中一種很重要的結(jié)構(gòu)，又稱為重復(fù)

2、結(jié)構(gòu)。循環(huán)的特點(diǎn)：在給定條件成立時(shí)，反復(fù)執(zhí)行某個(gè)程序段，直到條件不成立為止。給定的條件稱為循環(huán)條件，反復(fù)執(zhí)行的程序段稱為循環(huán)體。循環(huán)結(jié)構(gòu)的分類：當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)和直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)。 循環(huán)條件和循環(huán)體設(shè)置不好，很可能得不到預(yù)期的結(jié)果，甚至出現(xiàn)死循環(huán)。 第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.1 for 語句5.1.1 for語句的格式for語句的一般格式為：for(表達(dá)式；表達(dá)式；表達(dá)式) 語句；其中：表達(dá)式1: 為循環(huán)變量賦初值表達(dá)式2: 為循環(huán)繼續(xù)的條件表達(dá)式3: 為循環(huán)變量的增值語句: 又被稱為循環(huán)體，它是當(dāng)表達(dá)式2為真（非0）時(shí)要重復(fù)執(zhí)行的語句，它可以由一條語句或復(fù)合語句組成。 第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5

3、.1 for 語句5.1.2 for語句的執(zhí)行過程（1）計(jì)算表達(dá)式1的值，給循環(huán)變量賦初值，表達(dá)式僅在進(jìn)入for語句時(shí)執(zhí)行一次。（2）判斷表達(dá)式2的值，若其為“真”（非0），則執(zhí)行循環(huán)體語句，然后轉(zhuǎn)到第（3）步；若其為“假”（0），則結(jié)束循環(huán)，執(zhí)行for語句的下一條語句。（3）計(jì)算表達(dá)式3的值。表達(dá)式3改變循環(huán)變量的值，它在每次執(zhí)行完循環(huán)體語句之后，都要被執(zhí)行一次。然后返回第（2）步繼續(xù)執(zhí)行。 for語句的執(zhí)行過程流程圖如圖5-1所示。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.1 for 語句第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.1 for 語句說明：（1）for語句的使用非常靈活，它的三個(gè)表達(dá)式可以省略1個(gè)或2個(gè)，

4、也可以3個(gè)都省略，但間隔符“；”必須保留。例如：下列程序段把i=1提到for語句之前，省略了表達(dá)式1。 int i=1;s=0; for( ;i=100 ;i+) s=s+I;例如：下列兩個(gè)程序段均為死循環(huán)，因?yàn)楸磉_(dá)式2的值永遠(yuǎn)為真。（2）在for語句中，表達(dá)式1和表達(dá)式3都可以是一項(xiàng)或是多項(xiàng)，多于一項(xiàng)時(shí)，各項(xiàng)之間用“，”分隔，形成逗號(hào)表達(dá)式。 第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.1 for 語句5.1.3 for語句的用法【例5-1】編程計(jì)算s=1+2+3+.+100，用for語句實(shí)現(xiàn)。 依照此程序，請(qǐng)讀者自行完成下列編程題： 計(jì)算：s=1+3+5+.+99 計(jì)算：s=1+2+3+.+n第5章 循環(huán)

5、結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.1 for 語句【例5-2】編程求n!。分析：n!=1*2*3*n。求階乘時(shí)需要賦初值為1，不能是0，因?yàn)?乘任何數(shù)都是0如果n值較大，n!可能溢出，應(yīng)將結(jié)果變量說明為float或double類型。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.1 for 語句【例5-3】把100200之間能被7整除的數(shù)輸出。分析：能被7整除的數(shù)是：x%7=0#include int main() int i;for(i=100;i=200;i+) if(i%7=0) printf(%5d,i);printf(n);return 0;第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.2 while語句5.2.1 while語句的格式w

6、hile語句的一般格式為： while(表達(dá)式) 語句；其中：（1）“表達(dá)式”是循環(huán)條件，可以為任何類型表達(dá)式，表達(dá)式必須用( )括起來；（2）“語句”又被稱為循環(huán)體，為C語言中的任何一種語句（包括復(fù)合語句、if語句、case 語句)。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.2 while語句5.2.2 while語句的執(zhí)行過程while語句的執(zhí)行過程如下：（1）計(jì)算表達(dá)式的值，并判斷其為“真”（非0）或“假”（0）。（2）若表達(dá)式的值為“真”，則執(zhí)行循環(huán)體語句，然后返回到while語句重復(fù)第（1）步；若表達(dá)式的值為“假”，則結(jié)束循環(huán)，執(zhí)行while語句的下一語句。while語句的執(zhí)行過程如圖5-2所示。

7、第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.2 while語句說明：（1）while語句的特點(diǎn)是：先判斷表達(dá)式，后執(zhí)行循環(huán)體語句。如果第一次判斷表達(dá)式的值為“假”，則循環(huán)體語句一次也不執(zhí)行。（2）循環(huán)體語句可以是一條語句，也可以是復(fù)合語句。（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)由循環(huán)條件和循環(huán)體語句構(gòu)成，在循環(huán)體中應(yīng)該包含使循環(huán)趨向于結(jié)束的語句，否則會(huì)形成死循環(huán)。程序中應(yīng)避免出現(xiàn)死循環(huán)。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.2 while語句5.2.3 while語句的用法【例5-5】輸出一行數(shù)字0 1 2 3 4，要求每個(gè)數(shù)字中間空3格。#include int main()int i;i=0;while(i5) printf(%4d,i+

8、);printf(n);return 0; 第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.2 while語句【例5-6】將輸入的正文復(fù)制到輸出，每次一個(gè)字符。分析：以 E0F 為結(jié)束標(biāo)志的字符流稱為一個(gè)正文，可以包含空白字符，例如空格 和換行字符n。鍵入 Ctrl+z則 getchar 函數(shù)返回文件結(jié)束字符 EOF。程序中：c=getchar(); while(c!=EOF) putchar(c); c=getchar(); 可簡(jiǎn)化為：while(c=getchar()!=EOF) putchar(c);第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.2 while語句【例5-7】輸入一行字符，分別統(tǒng)計(jì)出其中英文字母、空格、數(shù)字的

9、個(gè)數(shù)。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.3 do-while語句5.3.1 do-while語句的格式do-while語句的一般格式為：do 語句；while(表達(dá)式)；其中：（1）語句部分可以是簡(jiǎn)單語句或復(fù)合語句；（2）表達(dá)式是循環(huán)條件，可以是任何類型表達(dá)式，表達(dá)式必須用（）括起來。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.3 do-while語句5.3.2 do-while語句的執(zhí)行過程do-while語句的執(zhí)行過程如下：（1）執(zhí)行循環(huán)體語句；（2）計(jì)算表達(dá)式的值，判斷其為“真”（非0）或“假”（0）。若為“真”，則返回第1步，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體；若為“假”，則結(jié)束循環(huán)，執(zhí)行do-while語句的下一語句。do-

10、while語句的執(zhí)行過程如圖5-3所示。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.3 do-while語句說明：（1）do-while語句和while都能實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制，while結(jié)構(gòu)的程序通常都可以轉(zhuǎn)換成do-while結(jié)構(gòu)；（2）do-while語句與while語句的區(qū)別是：while語句先判斷循環(huán)條件是否滿足，如果滿足再執(zhí)行循環(huán)體，因此有可能一次也不執(zhí)行循環(huán)體；而do-while語句是先執(zhí)行一次循環(huán)體，然后再判斷循環(huán)條件是否滿足，因此，循環(huán)體至少要執(zhí)行一次。因此，do-while語句通常用于那些至少要執(zhí)行一次循環(huán)的情況。（3）do-while循環(huán)體中一定要有能使條件表達(dá)式值趨于0的操作，否則會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)

11、。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.3 do-while語句5.3.3 do-while語句的用法【例5-9】計(jì)算： 直到最后一項(xiàng)的絕對(duì)值小于10-6為止。分析：這是一個(gè)求級(jí)數(shù)和問題，方法是依次計(jì)算每一項(xiàng)，并將該項(xiàng)與前面各項(xiàng)之和累加，如果某項(xiàng)絕對(duì)值小于10-6（反映精度），則求和結(jié)束，否則，重復(fù)上述過程。從式子的第二項(xiàng)起，每一項(xiàng)都是前一項(xiàng)乘以一個(gè)因子： (-x2)/(n*(n-1) （n=3,5,7,9,）如果用t表示每一項(xiàng)的值，則： t=t*(-x2)/(n*(n-1) （n=3,5,7,9,）第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.3 do-while語句5.3.4 三種循環(huán)語句比較 當(dāng)程序中需要用到循環(huán)語

12、句時(shí)，選擇哪個(gè)語句和個(gè)人使用習(xí)慣有關(guān)，但一般來說有以下一些流行的風(fēng)格。（1）for語句適合循環(huán)次數(shù)已知的情況。（2）while語句適合循環(huán)次數(shù)不確定，但已知循環(huán)條件。（3）do-while語句與while語句可以互通使用，但do-while更適合于至少循環(huán)一次的情況。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.4 break和continue語句5.4.1 break語句格式：break；功能：結(jié)束循環(huán)，執(zhí)行循環(huán)語句的下一語句。break語句只能用于下面兩種情況：（1）出現(xiàn)在循環(huán)語句的循環(huán)體中，當(dāng)循環(huán)條件還未變?yōu)榧贂r(shí)提前結(jié)束循環(huán)語句的執(zhí)行（強(qiáng)行退出循環(huán)）。（2）出現(xiàn)在switch語句中，使程序中途退出swit

13、ch語句，即跳過break語句之后直到switch語句體結(jié)束的所有語句。除上述兩處外，其他位置均不能出現(xiàn)break語句。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.4 break和continue語句【例5-10】編寫程序，用循環(huán)計(jì)算圓面積，如果輸入非數(shù)字半徑則結(jié)束循環(huán)。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.4 break和continue語句5.4.2 continue語句格式：continue；功能：終止循環(huán)體的本次執(zhí)行，控制轉(zhuǎn)移到循環(huán)體的末尾，循環(huán)是否繼續(xù)取決于循環(huán)條件是否滿足。continue語句只能出現(xiàn)在循環(huán)語句的循環(huán)體中。例如：for(i=0;i10;i+) ch=getchar(); if(ch=n) c

14、ontinue; putchar(); 第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.5 多重循環(huán)5.5.1 多重循環(huán)的格式多重循環(huán)的格式如下：while(表達(dá)式) for( 表達(dá)式1;表達(dá)式2;表達(dá)式3 ) 以上循環(huán)就構(gòu)成了雙重循環(huán)。三種循環(huán)語句（for、while、do-while）均可以互相嵌套形成多重循環(huán)結(jié)構(gòu)。需要注意，內(nèi)外層循環(huán)是完整的，相互之間不允許交叉。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.5 多重循環(huán)5.5.2 多重循環(huán)的執(zhí)行過程下面以一個(gè)雙重循環(huán)的程序?yàn)槔?，說明多重循環(huán)的執(zhí)行過程。【例5-11】寫出下列程序的運(yùn)行結(jié)果。 本例中:i 循環(huán)稱為外層循環(huán),控制輸出幾行j 循環(huán)稱為內(nèi)層循環(huán),控制一行輸出幾列第5

15、章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.5 多重循環(huán)5.5.3 多重循環(huán)的使用【例5-12】編程計(jì)算：s=1!+3!+5!第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.5 多重循環(huán)【例5-13】求Fibonacci數(shù)列：1，1，2，3，5，8， 的前40項(xiàng)。分析：Fibonacci的規(guī)律是：數(shù)列從第3項(xiàng)開始，每項(xiàng)都是其前兩項(xiàng)之和。即： a=1;b=1; a=a+b;b=a+b; a=a+b;b=a+b; 第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.5 多重循環(huán)【例5-14】打印下列圖形： ABCDEF BCDEF CDEF DEF EF F第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.6 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)舉例【例5-15】任意10個(gè)數(shù)，求正數(shù)的個(gè)數(shù)及正數(shù)和。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.6 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)舉例【例5-16】輸出三位數(shù)中的“水仙花數(shù)”。 水仙花數(shù)是指一個(gè)3位數(shù) ，其各位數(shù)字的 3次冪之和等于該數(shù)本身。例如，153是一個(gè)“水仙花數(shù)”，153=13+53+33分析：本題的關(guān)鍵是要分離出3位數(shù)的百位、十位和個(gè)位數(shù)字。第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.6 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)舉例【例5-17】將一張100元的人民幣換成10元、5元和1元的零鈔，一共有幾種兌換方法。分析：因?yàn)?0元最多只能有2張，20元最多有5張，10元最多有10張，也可以一張也沒有，所以三個(gè)循環(huán)的范圍分別是：02、05、010第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)5.