循環(huán)for（）-西安交通大學(xué)、看

西安交通大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心

20131第3章運(yùn)算的流程控制計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)（C++）內(nèi)容提要2程序的執(zhí)行順序循環(huán)分支3.1程序的執(zhí)行順序3C++程序從main函數(shù)開(kāi)始，按順序逐行執(zhí)行每一條語(yǔ)句。程序的執(zhí)行是有順序的從上到下，如果不是循環(huán)，執(zhí)行過(guò)的不會(huì)反復(fù)??！兩類(lèi)語(yǔ)句可以控制方向循環(huán)，可以有條件地重復(fù)執(zhí)行某些語(yǔ)句分支，可以有選擇地跨過(guò)某些語(yǔ)句3.2不同情況分別處理——分支不同情況，分別處理特殊情況，特殊處理3.3.1

特殊情況特殊處理（單路分支）...if

(<條件>){<if塊>}...條件語(yǔ)句塊truefalse語(yǔ)句塊語(yǔ)句塊分程序，局部變量4【例3-1】用戶用戶輸入量個(gè)數(shù)，求它們的最大值?！舅惴ā吭O(shè)a,b表示輸入的兩個(gè)數(shù)，max表示最大值①輸入a,b；②max=a③如果b>max,則max=b④max。問(wèn)題擴(kuò)展編程求三個(gè)數(shù)的最大數(shù)。編程計(jì)算下列分段函數(shù)的值53.3.2

不同情況分別處理（兩路分支）【例3-4】解一元二次方程。輸入一元二次方程的a,b,c三個(gè)系數(shù)，解一元二次方程ax2+bx+c=0;輸出兩個(gè)根（含復(fù)根）?！締?wèn)題分析】a=0?6b=0?Δ>0?

Δ=0Δ<0?【算法】8輸入a,b,c；如果a=0,如果b=0,輸出“輸入的系數(shù)不構(gòu)成方程”；否則（即b≠0）計(jì)算單根x=-c/b輸出單根x否則（即a≠0）計(jì)算delta=b*b-4*a*c如果delta>=0delta=sqrt(delta)輸出x1=(-b+delta)/2a和x2=(-b-delta)/2a否則delta=sqrt(-delta)輸出f復(fù)根：x1=-b/2a+j*delta/2a;x2=-b/2a-j*delta/2a(注意j是虛數(shù)單位)結(jié)束9//例3-2解一元二次方程#include

<iostream>

//包含需要的頭文件#include<cmath>

//求根函數(shù)sqrt需要的頭文件using

namespace

std;

//名字空間int

main()//主函數(shù){double

a,b,c;//定義變量保存系數(shù)

double

delta;//表示根的判別式

double

x,x1,x2;//表示根cout<<"請(qǐng)輸入一元二次方程的三個(gè)系數(shù)a,b,c:";//顯示提示信息

cin>>a>>b>>c;//輸入一元二次方程的系數(shù)if(a==0)//二次項(xiàng)系數(shù)a等于0的情況{if(b==0)//一次項(xiàng)系數(shù)也等于0，不是方程{cout<<"輸入的系數(shù)不構(gòu)成方程"<<endl;}else//二次項(xiàng)系數(shù)等于0，一次項(xiàng)系數(shù)不為0，一元一次方程{x=-c/b;//計(jì)算單根cout<<"實(shí)際為一元一次方程，根為"<<x<<endl;//輸出}}else//二次項(xiàng)系數(shù)a不為0的情況{delta=b*b-4.0*a*c;//計(jì)算判別式的值

if(delta>=0)//判別式大于等于0，有實(shí)根{delta=sqrt(delta);//判別式開(kāi)方

x1=(-b+delta)/2.0/a;//根1x2=(-b-delta)/2.0/a;//根2cout<<"方程有實(shí)根，它們是:"<<endl;//顯示根

cout<<"x1="<<x1<<",x2="<<x2<<endl;//}else//判別式小于0，有復(fù)根【源程序】p6110【程序測(cè)試】11要檢驗(yàn)程序的正確性，還應(yīng)設(shè)計(jì)哪些測(cè)試用例？問(wèn)題擴(kuò)展算法的重要性算法與程序的關(guān)系復(fù)數(shù)的構(gòu)造if的嵌套，語(yǔ)句的嵌套3.2.3多種情況分類(lèi)處理（多重分支switch）12【例3-3】編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算器功能，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的加、減、乘、除表達(dá)式式的計(jì)算。設(shè)用戶輸入的表達(dá)式具有如下格式：<操作數(shù)1>

<運(yùn)算符>

<操作數(shù)2>其中的操作數(shù)是整數(shù)或?qū)崝?shù)，運(yùn)算符是“+”、“-”、

“*”或“/”之一，三個(gè)量之間用空格隔開(kāi)。問(wèn)題分析輸入

3

+

5 輸出9輸入

3

*

5 輸出15如果 運(yùn)算符不同，操作就不同if語(yǔ)句可以實(shí)現(xiàn)嗎？switch語(yǔ)句的格式switch(<表達(dá)式>){case<常量表達(dá)式1>:<case塊1>case<常量表達(dá)式2>:<case塊2>...case<常量表達(dá)式n>:<case塊n>default:<默認(rèn)case塊>}13關(guān)鍵詞：<表達(dá)式>的數(shù)據(jù)類(lèi)型：整型、字符、邏輯、枚舉defaultbreak【算法描述】14用num1,num2,op分別表示輸入的表達(dá)式的兩個(gè)操作數(shù)和一個(gè)運(yùn)算符。如果op="+",則result=num1+num2,輸出result;如果op="-",則result=num1-num2,輸出result;如果op="*",則result=num1*num2,輸出result;如果op="/",則如果num2=0,顯示“除數(shù)為0”；否則，計(jì)算result=num1/num2,輸出result;其他，顯示“運(yùn)算符錯(cuò)誤”?！驹闯绦颉縫6315【源程序】p63–輸出信息用字符串表示（字符數(shù)組）–信息的表達(dá)–數(shù)據(jù)的輸入–信息處理–數(shù)據(jù)輸出測(cè)試指南3.3多次加工——循環(huán)程序設(shè)計(jì)163.3.1

已知次數(shù)的循環(huán)for(<變量>=<初始值表達(dá)式>;<循環(huán)條件>;<增量>){<循環(huán)體>}例如int

i=0,n=10,sum=0;for(i=0;i<n;i++){sum=sum+i;}

//結(jié)果？

分程序，局部變量for的一般形式for語(yǔ)句更一般的形式為：for(<表達(dá)式1>;<表達(dá)式2>;<表達(dá)式3>){<循環(huán)體>}表達(dá)式可以省略（不推薦）for（；；）{<循環(huán)體>}17//example3-4

求n個(gè)數(shù)的和及平均值#include<iostream>//包含輸入輸出頭文件

using

namespace

std;//指定名字空間int

main()//主函數(shù){int

n;//聲明變量，表示元素個(gè)數(shù)double

x,sum,average;//聲明變量，表示輸入的數(shù)，和，平均值

int

i;//循環(huán)變量sum=0;//和置初始值

average=0;//平均值置初始值

cout<<"請(qǐng)輸入元素個(gè)數(shù):";cin>>n;//輸入元數(shù)個(gè)數(shù)for(i=0;i<n;i++)//循環(huán)，n次{cout<<"請(qǐng)輸入第"<<i+1<<"個(gè)元素:";//提示信息

cin>>x;//輸入一個(gè)數(shù)sum=sum+x;//求和}average=sum/n;//計(jì)算平均值

cout<<"The

sumis"<<sum<<endl;cout<<"The

average

is"<<average<<endl;return

0;//函數(shù)返回}【例3-4】編寫(xiě)程序，計(jì)算n個(gè)數(shù)的和及平均值。n的值和n個(gè)數(shù)由用戶輸入。【問(wèn)題分析】【算法描述】用n表示數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，x表示某個(gè)元素，

sum表示和，average表示平均值。①n=0,sum=0;average=0;②輸入n③對(duì)i=1,...,n④⑤輸入x計(jì)算sum=sum+x⑥average=sum/n⑦輸出sum及average。18問(wèn)題擴(kuò)展①請(qǐng)編程計(jì)算1+2+3+...+n。②計(jì)算n!。③計(jì)算兩個(gè)n維向量的夾角。設(shè)是兩個(gè)n維向量，計(jì)算它們的夾角。要求程序循環(huán)提示用戶輸入向量并進(jìn)行計(jì)算。19【算法】計(jì)算向量的夾角。設(shè)向量用數(shù)組a[N]b[N]表示。①輸入兩個(gè)向量；②計(jì)算a,b的內(nèi)積innerproduct:innerproduct=0對(duì)i=0,...,n-1計(jì)算innerproduct=innerproduct+a[i]*b[i]③計(jì)算a,b的模modea,modeb；④計(jì)算cosinetheta=innerproduct/modea/modeb計(jì)算theta=arccosin(cosinetheta)⑥輸出theta⑦轉(zhuǎn)①20for(;;)

//循環(huán)，不斷接受用戶輸入并計(jì)算向量的夾角{cout<<"請(qǐng)輸入向量的維數(shù)(n>0):";//提示cin>>n;

//輸入向量的實(shí)際維數(shù)cout<<"請(qǐng)輸入向量a:";

//提示for(i=0;i<n;i++)

//輸入向量a，逐個(gè)輸入其元{

cin>>a[i];cout<<"請(qǐng)輸入向量b:";for(i=0;i<n;i++)}//輸入向量b，逐個(gè)輸入其元{

cin>>b[i];

}22//變量賦初始值，開(kāi)始為innerproduct=0;modea=0;modeb=0;for(i=0;i<n;i++)//逐步求和，加n次{

innerproduct=innerproduct+a[i]*b[i];//內(nèi)積modea=modea+a[i]*a[i];modeb=modeb+b[i]*b[i];//向量a的模的平方//向量b的模的平方}modea=sqrt(modea);modeb=sqrt(modeb);//開(kāi)方，得a的模//開(kāi)方，得b的模cosinetheta=innerproduct/modea/modeb;

//夾角余theta=acos(cosinetheta);theta=theta/PAI*180;//夾角弧度//夾角度cout<<"它們的夾角為:"<<theta<<endl;

//顯示}return

0;

}//會(huì)進(jìn)入下一循環(huán)233.3.2依據(jù)條件進(jìn)行循環(huán)1.當(dāng)型循環(huán)while(<循環(huán)條件>){<循環(huán)體>}2.直到型循環(huán)do{<循環(huán)體>}while(<循環(huán)條件>);24【例3-5】計(jì)算e的近似值。數(shù)學(xué)上，證明的極限是存在的，記為e。對(duì)函數(shù)ex作泰勒展開(kāi)，當(dāng)

x=1時(shí)編程計(jì)算e的近似值，當(dāng)最后一項(xiàng)小于10-15時(shí)停止計(jì)算。輸出保留到小數(shù)點(diǎn)后16位。25【問(wèn)題分析】階乘如何計(jì)算？通項(xiàng)如何計(jì)算？如何求和？如何保留小數(shù)點(diǎn)后16位？26【算法描述】27①用e表示“e”的近似值，u表示通項(xiàng)，n表示項(xiàng)的序號(hào)，初時(shí)：e=1,u=1,n=1②計(jì)算新通項(xiàng)u=u/n;加到近似解e中：e=e+u;構(gòu)造下一項(xiàng)的分母n：n=n+1；③若u>=1.0e-15，轉(zhuǎn)②。（滿足某條件時(shí)轉(zhuǎn)到前面某步，就環(huán)）④輸出e。【源程序】28#include

<iostream>using

namespace

std;//包含需要的頭文件//名字空間intmain()

//主函數(shù){double

e,u,n;//定義變量，表示e,通項(xiàng)，通項(xiàng)分母e=1;u=1;n=1;//e的初始值//通項(xiàng)初始值//通項(xiàng)分母初始值cout.setf(ios::fixed);cout.precision(20);數(shù)位//定點(diǎn)顯示//精度,與上句結(jié)合,小數(shù)點(diǎn)后do{u=u/n;

//構(gòu)造新通項(xiàng)e=e+u;

//加到近似值中n++;

//新通項(xiàng)的分母cout<<e<<endl;

//顯示當(dāng)前的近似值}while(u>1.0E-15);//不滿足精度時(shí)循環(huán)return

0;}【思考題】上述循環(huán)可以用while,for嗎？如何用？29#

include

<iostream>using

namespace

std;int

main(){char

s[100]="abc";int

n=0;n=0;while(s[n]!=0){n++;};cout<<"length="<<n<<endl;n=0;do

{n++;}while(s[n]!=0);cout<<"length="<<n<<endl;return

0;}while{}和do{}while();--求字符串的長(zhǎng)度#

include

<iostream>using

namespace

std;int

main(){char

s[100]="";int

n=0;//

while(1){//cin>>s;n=0;while(s[n]!=0){

n++;

}cout<<"length="<<n<<endl;}return

0;}#

include

<iostream>using

namespace

std;int

main(){char

s[100]="b";int

n=0;n=0;do{n++;}while(s[n]!=0);cout<<"length="<<n<<endl;return

0;}303.3.3

終止循環(huán)和直接進(jìn)入下次循環(huán)31【3-6】編程計(jì)算一個(gè)實(shí)數(shù)的任意次方根。用戶輸入一個(gè)實(shí)數(shù)x和開(kāi)方的次數(shù)n，顯示方根，如用戶輸入23

,顯示2的三次方根1.25992。要求當(dāng)用戶輸入0

0時(shí)程序結(jié)束，用戶輸入x<0且n<=0時(shí)或x<=0且1/n不為整數(shù)時(shí)顯示“輸入錯(cuò)誤”的提示并繼續(xù)輸入?！驹闯绦颉?/example3-6

計(jì)算x的任意次方根

#include<iostream>//包含輸入輸出頭文件

#include<cmath>using

namespace

std;//指定名字空間

int

main()//主函數(shù){double

x;double

n;while(1)

//一直循環(huán){cin>>x>>n;if(x==0

&&

n==0)//終止條件{cout<<"Programterminated"<<endl;break;

//跳出最近循環(huán)}elseif((x<0

&&

n<=0)||(x<=0

&&

1/n!=int(1/n)))//錯(cuò)誤條件{cout<<"error

reinput"<<endl;continue;

//直接進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)}cout<<x<<"\t"<<n<<"th

root

"<<pow(x,1.0/n)<<endl;}return

0;//函數(shù)返回}【算法描述】求x 的n次方根32循環(huán)進(jìn)行下列計(jì)算輸出提示信息“本程序計(jì)算x的n次方根,請(qǐng)輸入x,n”輸入x,n如果x==0并且n==0break如果(x<0并且n<=0)或(x<=0且1/n不為整數(shù))輸出錯(cuò)誤信息“輸入錯(cuò)誤，”直接進(jìn)入下一次循環(huán)y=pow(x,1/n);輸出y3.4綜合實(shí)例333.4.1數(shù)組的輸入、排序和輸出【例3-6】冒泡排序。用戶從鍵盤(pán)輸入N，然后輸入N個(gè)實(shí)數(shù)，使用冒泡排序方法對(duì)這N個(gè)元素排序，輸出排序后的數(shù)據(jù)。【問(wèn)題分析】數(shù)組元素的輸入？冒泡排序？數(shù)組元素的輸出【算法描述】34設(shè)有N個(gè)元素，用數(shù)組a[i]表示，i=0,...,N①輸入N;②輸入a[i],i=0,...,N-1；③對(duì)i=1,...,n-2④⑤對(duì)j=0,...,n-2-i若a[j]>a[j+1],則交換它們的值。–⑥對(duì)i=0,...,N-1，輸出a[i]?！驹闯绦颉縫73問(wèn)題擴(kuò)展35用戶不提前輸入元素個(gè)數(shù)，自動(dòng)判斷用戶的輸入結(jié)束？輸出數(shù)組元素，每行5個(gè)？3.4.2字符串的處理36輸入、輸出、文字編輯、搜索引擎【例3-7】文字信息統(tǒng)計(jì)。用戶輸入一段文本（英文），統(tǒng)計(jì)其字符總個(gè)數(shù)，大寫(xiě)字母?jìng)€(gè)數(shù)、小寫(xiě)字母?jìng)€(gè)數(shù)、數(shù)字個(gè)數(shù)及其他字符個(gè)數(shù)。問(wèn)題分析字符串的輸入？統(tǒng)計(jì)結(jié)束？輸出算法描述37設(shè)字符串用str[100]表示，str[i]表示第i+1個(gè)字符（從1開(kāi)始）。用len表示字符串長(zhǎng)度，capital表示大寫(xiě)字母?jìng)€(gè)數(shù)，smallletter表示小寫(xiě)字母?jìng)€(gè)數(shù)，

digit表示數(shù)字個(gè)數(shù)，others表示其他字母?jìng)€(gè)數(shù)，初始時(shí)它們的值均為0。①輸入字符串；②i=0；③如果str[i]=’\0’,轉(zhuǎn)⑥；否則執(zhí)行④；④

len=len+1如果str[i]為大寫(xiě)字母capital++；否則如果str[i]為小寫(xiě)寫(xiě)字母smallletter++；否則如果str[i]為數(shù)字digit++；否則others++i=i+1，轉(zhuǎn)③；⑥輸出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。38【例3-6】尋找自冪數(shù)。用戶輸入位數(shù)n，找出并顯示出所有n位的自冪數(shù)?！締?wèn)題分析】分離各位40//例3-8自冪數(shù)#include

<iostream>

//包含需要的頭文件#include<cmath>

//數(shù)學(xué)函數(shù)需要的頭文件using

namespace

std;

//名字空間int

main(){int

n;//表示數(shù)的位數(shù)int

start,end;//表示n位數(shù)的起始值和終止值

int

m;//待分解各位的數(shù)，即待判斷的數(shù)

int

digit;//某個(gè)數(shù)位的值int

sum;//各位數(shù)的n次方的和，每個(gè)數(shù)在檢驗(yàn)開(kāi)始前要賦0int

i;//循環(huán)變量，待檢驗(yàn)的數(shù)cout<<"求n位自冪數(shù)，請(qǐng)輸入位數(shù):";//提示信息

cin>>n;//輸入位數(shù)while(n>0)//大于0時(shí)計(jì)算{start=pow(10,n-1);//n位數(shù)的起始值

end=pow(10,n)-1;//n位數(shù)的終止值

cout<<n<<"位自冪數(shù):";//輸出說(shuō)明信息for(i=start;i<=end;i++)//從“起始值”到“終止值”逐個(gè)檢驗(yàn){m=i;//因?yàn)闄z驗(yàn)過(guò)程會(huì)破壞該數(shù)，而后還要使用，所以將i賦給m//檢驗(yàn)過(guò)程中m的值會(huì)改變，而i的值不變。sum=0;//各位數(shù)的n次方和，檢驗(yàn)前賦0while(m!=0)//m不為0時(shí)檢驗(yàn)，m開(kāi)始為待檢驗(yàn)的數(shù)，隨著取各位數(shù)字，其值改變{digit=m%10;//取最低位數(shù)字，第1次是原數(shù)的各位，第2次為原數(shù)的十位

sum=sum+pow(digit,n);//n次方，再求和m=m/10;//去掉個(gè)位，剛才的十位成為新個(gè)位}//上面的循環(huán)結(jié)束時(shí)sum就是各位數(shù)字的n次方的和

if(sum==i)//邏輯表達(dá)式的值為true時(shí)，表示是自冪數(shù){【算法分析】①輸入位數(shù)n。②計(jì)算n位數(shù)的起始值和終止值⑥d=m%10,sum=sum+dn，start=10n-1end=10n-1i=start⑦m=m/10轉(zhuǎn)⑤如果sum=i,顯示i。③如果i>end轉(zhuǎn)⑨。⑧i=i+1，轉(zhuǎn)③④

m=i，sum=0⑨結(jié)束。⑤如果m=0,轉(zhuǎn)⑦。41【源程序】42