算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4

算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)任課教師：戴韡C語(yǔ)言根底本章講述C語(yǔ)言的根本語(yǔ)法變量定義變量運(yùn)算循環(huán)語(yǔ)句判斷語(yǔ)句輸入輸出語(yǔ)句循環(huán)語(yǔ)句三種常見(jiàn)的循環(huán)語(yǔ)句whiledo-whilefor

用while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)while語(yǔ)句用來(lái)實(shí)現(xiàn)“當(dāng)型〞循環(huán)結(jié)構(gòu)。一般形式：while(表達(dá)式)語(yǔ)句當(dāng)表達(dá)式為非0值時(shí)，執(zhí)行while語(yǔ)句中的內(nèi)嵌語(yǔ)句。其特點(diǎn)是:先判斷表達(dá)式，后執(zhí)行語(yǔ)句。例1.求1到100的和

#include<stdio.h>

voidmain()

{

inti，sum=0;

i=1;

while(i<=100)

{

sum=sum+i;

i++;

}

printf(″%d\n″，sum);

}說(shuō)明：(1)循環(huán)體如果包含一個(gè)以上的語(yǔ)句，應(yīng)該用花括弧括起來(lái)，以復(fù)合語(yǔ)句形式出現(xiàn).(2)在循環(huán)體中應(yīng)有使循環(huán)趨向于結(jié)束的語(yǔ)句。

運(yùn)行結(jié)果：5050

用while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)注意：循環(huán)體如果包含一個(gè)以上的語(yǔ)句，應(yīng)該用花括弧括起來(lái)，以復(fù)合語(yǔ)句形式出現(xiàn)。在循環(huán)體中應(yīng)有使循環(huán)趨向于結(jié)束的語(yǔ)句。如果無(wú)此語(yǔ)句，那么i的值始終不改變，循環(huán)永不結(jié)束。do-while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)do-while語(yǔ)句的特點(diǎn):先執(zhí)行循環(huán)體，然后判斷循環(huán)條件是否成立。一般形式:

do

循環(huán)體語(yǔ)句

while

(表達(dá)式)；執(zhí)行過(guò)程：先執(zhí)行一次指定的循環(huán)體語(yǔ)句，然后判別表達(dá)式，當(dāng)表達(dá)式的值為非零(“真〞)時(shí)，返回重新執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，如此反復(fù)，直到表達(dá)式的值等于0為止，此時(shí)循環(huán)結(jié)束。例2.求1到100的和

#include<stdio.h>

voidmain()

{

inti，sum=0;

i=1;

do

{

sum=sum+i;

i++;

}

while(i<=100);

printf("%d\n″，sum)；

}運(yùn)行結(jié)果：5050

用do-while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)while語(yǔ)句和用do-while語(yǔ)句的比較:在一般情況下，用while語(yǔ)句和用do-while語(yǔ)句處理同一問(wèn)題時(shí)，假設(shè)二者的循環(huán)體局部是一樣的，它們的結(jié)果也一樣。但是如果while后面的表達(dá)式一開(kāi)始就為假(0值)時(shí)，兩種循環(huán)的結(jié)果是不同的。例3.while和do-while循環(huán)的比較

(1)#include<stdio.h>(2)#include<stdio.h>

voidmain()voidmain()

{ {

intsum=0，i;intsum=0，i;

scanf(“%d″，&i);scanf(〞%d″，&i);

while(i<=10) do

{ {

sum=sum+i;sum=sum+i;

i++;i++;

}}

printf(“sum=%d\n″,sum);while(i<=10);

} printf(″sum=%d\n″,sum);

}運(yùn)行結(jié)果：1↙sum=55再運(yùn)行一次：

11↙sum=0運(yùn)行結(jié)果：1↙sum=55再運(yùn)行一次：

11↙sum=11說(shuō)明：(1)當(dāng)while后面的表達(dá)式的第一次的值為“真〞時(shí)，兩種循環(huán)得到的結(jié)果相同。否那么，二者結(jié)果不相同。

用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)C語(yǔ)言中的for語(yǔ)句使用最為靈活，不僅可以用于循環(huán)次數(shù)已經(jīng)確定的情況，而且可以用于循環(huán)次數(shù)不確定而只給出循環(huán)結(jié)束條件的情況，它完全可以代替while語(yǔ)句。一般形式:

for(表達(dá)式1；表達(dá)式2；表達(dá)式3)語(yǔ)句

用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)for語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程：(1)先求解表達(dá)式1。(2)求解表達(dá)式2，假設(shè)其值為真(值為非0)，那么執(zhí)行for語(yǔ)句中指定的內(nèi)嵌語(yǔ)句，然后執(zhí)行下面第(3)步。假設(shè)為假(值為0)，那么結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)到第(5)步。(3)求解表達(dá)式3。(4)轉(zhuǎn)回上面第(2)步驟繼續(xù)執(zhí)行。(5)循環(huán)結(jié)束，執(zhí)行for語(yǔ)句下面的一個(gè)語(yǔ)句

用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)表達(dá)式2?執(zhí)行語(yǔ)句成立不成立執(zhí)行for循環(huán)之后的語(yǔ)句執(zhí)行表達(dá)式3執(zhí)行表達(dá)式1循環(huán)初始條件循環(huán)控制條件循環(huán)體for語(yǔ)句等價(jià)于以下語(yǔ)句：表達(dá)式1；while〔表達(dá)式2〕{語(yǔ)句；表達(dá)式3；}

用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)for語(yǔ)句最簡(jiǎn)單的應(yīng)用形式也就是最易理解的如下形式：

for(循環(huán)變量賦初值；循環(huán)條件；循環(huán)變量增值)

例如:for(i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;

它相當(dāng)于以下語(yǔ)句：

i=1;while(i<=100){sum=sum+i;i++;}

顯然，用for語(yǔ)句簡(jiǎn)單、方便。

用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：(1)for語(yǔ)句的一般形式中的“表達(dá)式1〞可以省略，此時(shí)應(yīng)在for語(yǔ)句之前給循環(huán)變量賦初值。注意省略表達(dá)式1時(shí)，其后的分號(hào)不能省略。如for(；i<=100;i++)sum=sum+i;執(zhí)行時(shí)，跳過(guò)“求解表達(dá)式1〞這一步，其他不變。用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：(2)如果表達(dá)式2省略，即不判斷循環(huán)條件，循環(huán)無(wú)終止地進(jìn)行下去。也就是認(rèn)為表達(dá)式2始終為真。例如：for(i=1;;i++)sum=sum+i;

表達(dá)式1是一個(gè)賦值表達(dá)式，表達(dá)式2空缺。它相當(dāng)于：

i=1;while(1){sum=sum+1;i++;}用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：(3)表達(dá)式3也可以省略，但此時(shí)程序設(shè)計(jì)者應(yīng)另外設(shè)法保證循環(huán)能正常結(jié)束。如：for(i=1;i<=100;){sum=sum+i;i++;}在上面的for語(yǔ)句中只有表達(dá)式1和表達(dá)式2，而沒(méi)有表達(dá)式3。i++的操作不放在for語(yǔ)句的表達(dá)式3的位置處，而作為循環(huán)體的一局部，效果是一樣的，都能使循環(huán)正常結(jié)束。

用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：(4)可以省略表達(dá)式1和表達(dá)式3，只有表達(dá)式2，即只給循環(huán)條件。如：

for(;i<=100;)while(i<=100){sum=sum+i;相當(dāng)于

{sum=sum+i;i++;}i++;}

在這種情況下，完全等同于while語(yǔ)句。可見(jiàn)for語(yǔ)句比while語(yǔ)句功能強(qiáng)，除了可以給出循環(huán)條件外，還可以賦初值，使循環(huán)變量自動(dòng)增值等。用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：(5)3個(gè)表達(dá)式都可省略，如：

for(;;)語(yǔ)句相當(dāng)于

while(1)語(yǔ)句即不設(shè)初值，不判斷條件(認(rèn)為表達(dá)式2為真值)，循環(huán)變量不增值。無(wú)終止地執(zhí)行循環(huán)體。用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：(6)表達(dá)式1可以是設(shè)置循環(huán)變量初值的賦值表達(dá)式，也可以是與循環(huán)變量無(wú)關(guān)的其他表達(dá)式。如:

for(sum=0;i<=100;i++)sum=sum+i;

表達(dá)式3也可以是與循環(huán)控制無(wú)關(guān)的任意表達(dá)式。

用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：表達(dá)式1和表達(dá)式3可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的表達(dá)式，也可以是逗號(hào)表達(dá)式，即包含一個(gè)以上的簡(jiǎn)單表達(dá)式，中間用逗號(hào)間隔。如：

for(sum=0，i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;或

for(i=0，j=100;i<=j;i++，j--)k=i+j；表達(dá)式1和表達(dá)式3都是逗號(hào)表達(dá)式，各包含兩個(gè)賦值表達(dá)式，即同時(shí)設(shè)兩個(gè)初值，使兩個(gè)變量增值.用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：

在逗號(hào)表達(dá)式內(nèi)按自左至右順序求解，整個(gè)逗號(hào)表達(dá)式的值為其中最右邊的表達(dá)式的值。如:

for(i=1;i<=100;i++，i++)sum=sum+i;相當(dāng)于

for(i=1;i<=100;i=i+2)sum=sum+i;

用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：(7)表達(dá)式一般是關(guān)系表達(dá)式(如i<=100)或邏輯表達(dá)式

(如a<b&&x<y)，但也可以是數(shù)值表達(dá)式或字符表達(dá)式，只要其值為非零，就執(zhí)行循環(huán)體。用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：①for(i=0;(c=getchar())!=′＼n′;i+=c);在表達(dá)式2中先從終端接收一個(gè)字符賦給c，然后判斷此賦值表達(dá)式的值是否不等于′＼n′(換行符)，如果不等于′＼n′，就執(zhí)行循環(huán)體。注意：此for語(yǔ)句的循環(huán)體為空語(yǔ)句，把本來(lái)要在循環(huán)體內(nèi)處理的內(nèi)容放在表達(dá)式3中，作用是一樣的?？梢?jiàn)for語(yǔ)句功能強(qiáng)，可以在表達(dá)式中完本錢來(lái)應(yīng)在循環(huán)體內(nèi)完成的操作。用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)說(shuō)明：②for(;(c=getchar())!=′＼n′;)printf(″%c″，c);for語(yǔ)句中只有表達(dá)式2，而無(wú)表達(dá)式1和表達(dá)式3。其作用是每讀入一個(gè)字符后立即輸出該字符，直到輸入一個(gè)“換行〞為止。請(qǐng)注意，從終端鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入時(shí)，是在按Enter鍵以后才將一批數(shù)據(jù)一起送到內(nèi)存緩沖區(qū)中去的。運(yùn)行情況：Computer↙(輸入)Computer(輸出)而不是Ccoommppuutteerr用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)注意:C語(yǔ)言中的for語(yǔ)句比其他語(yǔ)言(如BASIC，PASCAL)中的FOR語(yǔ)句功能強(qiáng)得多。可以把循環(huán)體和一些與循環(huán)控制無(wú)關(guān)的操作也作為表達(dá)式1或表達(dá)式3出現(xiàn)，這樣程序可以短小簡(jiǎn)潔。但過(guò)分地利用這一特點(diǎn)會(huì)使for語(yǔ)句顯得雜亂，可讀性降低，最好不要把與循環(huán)控制無(wú)關(guān)的內(nèi)容放到for語(yǔ)句中。循環(huán)的嵌套一個(gè)循環(huán)體內(nèi)又包含另一個(gè)完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)稱為循環(huán)的嵌套。內(nèi)嵌的循環(huán)中還可以嵌套循環(huán)，這就是多層循環(huán)。三種循環(huán)(while循環(huán)、do-while循環(huán)和for循環(huán))可以互相嵌套。循環(huán)的嵌套下面幾種都是合法的形式：(1)

while()(2)do(3)for(;;){…{…{while()dofor(;;){…}{…}{…}}while();}}while();

循環(huán)的嵌套(4)

while()(5)for(;;)(6)do{…{…{…do{…}while()for(;;){}while(){}…{…}…}}}while()

break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句

break語(yǔ)句

break語(yǔ)句可以用來(lái)從循環(huán)體內(nèi)跳出循環(huán)體，即提前結(jié)束循環(huán)，接著執(zhí)行循環(huán)下面的語(yǔ)句一般形式：

break;注意:break語(yǔ)句不能用于循環(huán)語(yǔ)句和switch語(yǔ)句之外的任何其他語(yǔ)句中。

break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句

例:floatpi=3.14159;for(r=1;r<=10;r++){area=pi*r*r;if(area>100)break;printf(″r=%f,area=%f\n″，r,area);}

程序的作用是計(jì)算r=1到r=10時(shí)的圓面積，直到面積area大于100為止。從上面的for循環(huán)可以看到：當(dāng)area>100時(shí)，執(zhí)行break語(yǔ)句，提前結(jié)束循環(huán)，即不再繼續(xù)執(zhí)行其余的幾次循環(huán)。break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句

continue語(yǔ)句

作用為結(jié)束本次循環(huán)，即跳過(guò)循環(huán)體中下面尚未執(zhí)行的語(yǔ)句，接著進(jìn)行下一次是否執(zhí)行循環(huán)的判定.一般形式：

continue;break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句

continue語(yǔ)句和break語(yǔ)句的區(qū)別

continue語(yǔ)句只結(jié)束本次循環(huán)，而不是終止整個(gè)循環(huán)的執(zhí)行。

while(表達(dá)式1)for

{…

if(表達(dá)式2)continue;

…}0break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句

continue語(yǔ)句和break語(yǔ)句的區(qū)別break語(yǔ)句那么是結(jié)束整個(gè)循環(huán)過(guò)程，不再判斷執(zhí)行循環(huán)的條件是否成立。

while(表達(dá)式1)for

{…if(表達(dá)式2)break;…}例4.把100～200之間的不能被3整除的數(shù)輸出。

#include<stdio.h>

voidmain()

{

intn;

for(n=100;n<=200;n++)

{

if(n%3==0)continue;

printf("%d″，n);

}

}說(shuō)明：當(dāng)n能被3整除時(shí)，執(zhí)行continue語(yǔ)句，結(jié)束本次循環(huán)(即跳過(guò)printf函數(shù)語(yǔ)句)，只有n不能被3整除時(shí)才執(zhí)行printf函數(shù)。程序舉例

例5.用π/4≈1-1/3+1/5-1/7+…公式求π的近似值，直到某一項(xiàng)的絕對(duì)值小于為止。例5.求pi的近似值

#include<stdio.h>

#include<math.h>

voidmain()

{

ints;floatn，t，pi;

t=1；pi=0;n=1.0;s=1;

while(fabs(t)>1e-6)

{

pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;

}

pi=pi*4;

printf(″pi=%10.6f＼n″，pi);

}運(yùn)行結(jié)果：

pi=3.141594

程序舉例

例6.求Fibonacci數(shù)列前40個(gè)數(shù)。這個(gè)數(shù)列有如下特點(diǎn)：第1，2兩個(gè)數(shù)為1，1。從第3個(gè)數(shù)開(kāi)始，該數(shù)是其前面兩個(gè)數(shù)之和。即:F(1)=1(n=1)F(2)=1(n=2)F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n≥3)算法如下圖:例6.求Fibonacci數(shù)列前40個(gè)數(shù)。

#include<stdio.h>

voidmain()

{

longintf1，f2;

inti;

f1=1;f2=1;

for(i=1;i<=20;i++)

{

printf(″%12ld%12ld″，f1，f2);

if(i%2==0)printf(″＼n″);

f1=f1+f2;

f2=f2+f1;

}

}運(yùn)行結(jié)果：

11235813213455891442333776109871597258441816765109461771128657463687502512139319641831781151422983204013462692178309352457857022887922746514930352241578173908816963245986102334155

程序舉例

例7.譯密碼。為使電文保密，往往按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成密碼，收?qǐng)?bào)人再按約定的規(guī)律將其譯回原文。

例如:可以按以下規(guī)律將電文變成密碼：將字母A變成字母E，a變成e，即變成其后的第4個(gè)字母，W變成A，X變成B，Y變成C，Z變成D。素?cái)?shù)。例7.輸入一行字符，要求輸出其相應(yīng)的密碼

include<stdio.h>

voidmain()

{

charc;

while((c=getchar())!=