C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 課件 第4章-循環(huán)結(jié)構(gòu)

第4章循環(huán)結(jié)構(gòu)掌握while、do-while和for三種循環(huán)結(jié)構(gòu)掌握break與continue在循環(huán)結(jié)構(gòu)中的用法掌握循環(huán)嵌套的用法具備使用三種循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)解決常見(jiàn)的重復(fù)操作問(wèn)題的能力本章目標(biāo)例子1：向國(guó)旗敬個(gè)禮4.1理解循環(huán)結(jié)構(gòu)程序代碼：#include"stdio.h"intmain(){

printf("1.向國(guó)旗敬禮，禮畢\n");

printf("2.向國(guó)旗敬禮，禮畢\n");

printf("3.向國(guó)旗敬禮，禮畢\n");

printf("4.向國(guó)旗敬禮，禮畢\n");

printf("5.向國(guó)旗敬禮，禮畢\n");

return0;}

思考：這個(gè)程序?qū)懙暮貌缓?？如果?0個(gè)同學(xué)參加升旗儀式，需要顯示每一個(gè)向國(guó)旗敬禮的同學(xué)，如何編寫(xiě)代碼？例子2：向國(guó)旗敬個(gè)禮4.1理解循環(huán)結(jié)構(gòu)程序代碼：#include"stdio.h"main(){ inti; i=1; while(i<=5){ printf("%d.向國(guó)旗敬禮，禮畢\n",i); i++; }}

思考：采用循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序，如何控制重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)？4.1理解循環(huán)結(jié)構(gòu)什么是“循環(huán)”？簡(jiǎn)單而言：循環(huán)就是不斷反復(fù)地執(zhí)行同一段程序。

（1）循環(huán)變量：第一次循環(huán)條件判斷之前初始化，設(shè)定循環(huán)操作的起點(diǎn)。（2）循環(huán)條件：用來(lái)判斷是否進(jìn)入循環(huán)體執(zhí)行重復(fù)的操作，隨著循環(huán)的進(jìn)行，循環(huán)條件通常逐漸趨于不成立。（3）循環(huán)體：需要重復(fù)執(zhí)行的語(yǔ)句塊，通常包含循環(huán)變量改變的語(yǔ)句，使得循環(huán)逐步趨于結(jié)束。4.1理解循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)的要素4.2while循環(huán)while語(yǔ)句語(yǔ)句的格式：while(表達(dá)式)

循環(huán)體語(yǔ)句說(shuō)明：（1）表達(dá)式可以是任意類型，一般為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，其值為循環(huán)條件。如果表達(dá)式的值為0表示條件不滿足，否則表示條件滿足。（2）循環(huán)體可以是任何單個(gè)語(yǔ)句，也可以是一組語(yǔ)句，當(dāng)是一組語(yǔ)句時(shí)，需要用大括號(hào)將語(yǔ)句組擴(kuò)起來(lái)。4.2while循環(huán)while執(zhí)行過(guò)程執(zhí)行過(guò)程：說(shuō)明：（1）當(dāng)表達(dá)式的值為真（非0）時(shí)，執(zhí)行其中的內(nèi)嵌語(yǔ)句（循環(huán)體），（2）回過(guò)頭來(lái)再判斷表達(dá)式的值，如此重復(fù)；（3）當(dāng)表達(dá)式為假（0）時(shí)結(jié)束循環(huán)。4.2while循環(huán)例4.4：用while循環(huán)求“1+2+3+…100”的和。程序代碼：#include<stdio.h>main(){ inti=1,sum=0; while(i<=100){ sum=sum+i; i++; } printf("%d",sum);}運(yùn)行結(jié)果：5050分析：累加求和的問(wèn)題

sum=1+2+3+…+100sum=0sum=sum+1sum=sum+2sum=sum+3……sum=sum+i和的新值和的當(dāng)前值求和項(xiàng)當(dāng)前值4.2while循環(huán)注意：（1）循環(huán)體有可能一次也不執(zhí)行。（2）循環(huán)前，必須給循環(huán)控制變量賦初值。（3）若循環(huán)體包含一條以上的語(yǔ)句，應(yīng)以復(fù)合語(yǔ)句形式出現(xiàn)。（4）循環(huán)體中，必須有改變循環(huán)控制變量值的語(yǔ)句（使循環(huán)趨向結(jié)束的語(yǔ)句）。

（5）無(wú)限循環(huán):while(1)循環(huán)體;（6）循環(huán)體為空如：

while((c=getchar())!='A');從鍵盤(pán)輸入字符直到輸入A為止

等價(jià)于:c=getchar();while(c!='A')c=getchar();4.3do-while循環(huán)do-while語(yǔ)句語(yǔ)句的格式：說(shuō)明（與while相同）：（1）表達(dá)式可以是任意類型，一般為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，其值為循環(huán)條件。如果表達(dá)式的值為0表示條件不滿足，否則表示條件滿足。（2）循環(huán)體可以是任何單個(gè)語(yǔ)句，也可以是一組語(yǔ)句，當(dāng)是一組語(yǔ)句時(shí)，需要用大括號(hào)將語(yǔ)句組擴(kuò)起來(lái)。do

循環(huán)體語(yǔ)句while(表達(dá)式);4.3do-while循環(huán)do-while執(zhí)行過(guò)程執(zhí)行過(guò)程：說(shuō)明：（1）

執(zhí)行循環(huán)體，當(dāng)表達(dá)式的值為真（非0）時(shí)；（2）再次執(zhí)行循環(huán)體，如此重復(fù)；（3）當(dāng)表達(dá)式為假（0）時(shí)結(jié)束循環(huán)。4.3do-while循環(huán)例4.7：用do-while循環(huán)求“1+2+3+…100”的和。程序代碼：#include"stdio.h"main(){ inti=1,sum=0; do{ sum=sum+i; }while(i<=100); printf("%d",sum);}運(yùn)行結(jié)果：5050#include<stdio.h>main(){ inti=1,sum=0; while(i<=100){ sum=sum+i; i++; } printf("%d",sum);}while循環(huán)：先做后判先判后做4.3do-while循環(huán)注意：（1）do~while循環(huán)的特點(diǎn)：先執(zhí)行循環(huán)體，后判斷表達(dá)式，實(shí)現(xiàn)“直到”型循環(huán)，所以循環(huán)體至少會(huì)執(zhí)行一次。（2）循環(huán)體中要有使循環(huán)趨于結(jié)束的語(yǔ)句；do~while循環(huán)最后的分號(hào)“;”不可少，否則將出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤4.4for循環(huán)for語(yǔ)句語(yǔ)句的格式：for(表達(dá)式1;表達(dá)式2;表達(dá)式3)

循環(huán)體語(yǔ)句;for(循環(huán)變量賦初值;循環(huán)條件;循環(huán)變量增值)循環(huán)體語(yǔ)句;表達(dá)式運(yùn)用4.4for循環(huán)for語(yǔ)句說(shuō)明：（1）循環(huán)體語(yǔ)句可以是任意語(yǔ)句；（2）三個(gè)表達(dá)式可以是任意類型；（3）表達(dá)式1用于給某些變量賦初值，多數(shù)情況下，在此處給循環(huán)控制變量賦初值；（4）表達(dá)式2用來(lái)說(shuō)明循環(huán)終止條件，多數(shù)情況下，是根據(jù)循環(huán)控制變量的值確定循環(huán)是否結(jié)束；（5）表達(dá)式3用來(lái)改變某些變量的值，多數(shù)情況下，使循環(huán)控制變量的值增加或減少，使循環(huán)控制變量的值向著使循環(huán)終止的方向改變。4.4for循環(huán)for執(zhí)行過(guò)程執(zhí)行過(guò)程：說(shuō)明：（1）計(jì)算表達(dá)式1的值，然后轉(zhuǎn)（2）；（2）計(jì)算表達(dá)式2的值，若其值為非0，轉(zhuǎn)（3）；否則轉(zhuǎn)（5）；（3）執(zhí)行循環(huán)體，轉(zhuǎn)（4）；（4）計(jì)算表達(dá)式3，轉(zhuǎn)（2）；（5）退出循環(huán)，執(zhí)行循環(huán)體下面的語(yǔ)句。4.4for循環(huán)例4.10：用for循環(huán)求“1+2+3+…100”的和。程序代碼：#include<stdio.h>main(){ inti,sum=0; for(i=1;i<=100;i++)/*循環(huán)要素*/ sum=sum+i; printf("%d",sum);}運(yùn)行結(jié)果：5050表達(dá)式1為變量賦初值表達(dá)式2說(shuō)明循環(huán)終止條件表達(dá)式3改變變量的值4.4for循環(huán)注意：for循環(huán)結(jié)構(gòu)的變化（1）

表達(dá)式1省略時(shí)，應(yīng)在for前給循環(huán)變量賦初值。如：k=1；

for（;k<=3;k++）s=s+k;（2）

表達(dá)式2省略時(shí)，不判斷循環(huán)條件，將成為“死循環(huán)”，需要在

循環(huán)體中引入break語(yǔ)句以退出循環(huán)；（3）表達(dá)式3省略時(shí)，循環(huán)體內(nèi)應(yīng)有使循環(huán)條件改變的語(yǔ)句。

如：for（k=1;k<=3;）

{s=s+k;

k++;}

4.4for循環(huán)注意：for循環(huán)結(jié)構(gòu)的變化（4）

同時(shí)省略表達(dá)式1和表達(dá)式3，只有表達(dá)式2，此時(shí)相當(dāng)于while

語(yǔ)句。如

k=1；while(k<=100){s=s+k;k++;}（5）表達(dá)式2一般是關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，但也可以是數(shù)值表達(dá)

式或字符表達(dá)式，只要其值不等于0就執(zhí)行循環(huán)體。

如：for（k=1;k-4;k++）s=s+k;

僅當(dāng)k的值等于4時(shí)終止循環(huán)。k-4是數(shù)值表達(dá)式。k=1；for（

;k<=100;){s=s+k;k++;}4.5循環(huán)結(jié)構(gòu)間的比較和總結(jié)while(表達(dá)式)

循環(huán)體語(yǔ)句do

循環(huán)體語(yǔ)句while(表達(dá)式);for(表達(dá)式1;表達(dá)式2;表達(dá)式3;)

循環(huán)體語(yǔ)句循環(huán)控制條件也可在循環(huán)體內(nèi)改變循環(huán)控制變量值（1）關(guān)于循環(huán)的控制：

循環(huán)控制變量

初始化也可在for前4.5循環(huán)結(jié)構(gòu)間的比較和總結(jié)（2）一種循環(huán)可以解決的問(wèn)題，使用另外兩種同樣可行，只

是方便程度不同。（3）while循環(huán)一般用于循環(huán)次數(shù)不定的情況，for循環(huán)一般用于循環(huán)次數(shù)確定的情況(也可以用于循環(huán)次數(shù)不定的情況)，do-while循環(huán)一般用于至少需要執(zhí)行一次的情況。（4）for循環(huán)和while循環(huán)是先判斷條件是否為真，再執(zhí)行循

環(huán)體，因此可出現(xiàn)循環(huán)一次也不執(zhí)行的情況；do-while

循環(huán)是先執(zhí)行循環(huán)體，再判斷條件是否為真，因此循環(huán)

體至少執(zhí)行一次。（5）while循環(huán)、do-while循環(huán)、for循環(huán)，可以用break語(yǔ)

句跳出循環(huán)，用continue語(yǔ)句結(jié)束本次循環(huán)。4.6break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句break語(yǔ)句語(yǔ)句的格式：

break；

功能：

是終止并退出當(dāng)前的循環(huán)語(yǔ)句，也就是跳出循環(huán)體語(yǔ)句，執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句后面的語(yǔ)句，再也不會(huì)進(jìn)入循環(huán)體，如圖所示。4.6break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句例4.12：判斷輸入的正整數(shù)是否為素?cái)?shù)，如果是素?cái)?shù)，輸出Yes，否則輸出No。程序代碼：#include"stdio.h"main(){ intm,i; scanf("%d",&m); for(i=2;i<=m-1;i++) if(m%i==0)break; if(i>=m)printf("Yes"); elseprintf("No");}

運(yùn)行結(jié)果：m=13Yes終止循環(huán)并跳出循環(huán)體4.6break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句continue語(yǔ)句語(yǔ)句的格式：

continue；

功能：

結(jié)束本次循環(huán)，跳過(guò)循環(huán)體中尚未執(zhí)行的部分，進(jìn)行下一次是否執(zhí)行循環(huán)的判斷，即往上跳，還有可能再次進(jìn)入循環(huán)體，如圖所示。4.6break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句例4.13：輸出100-200中不能被7整除的數(shù)。程序代碼：#include"stdio.h"main(){intn,count=0;for(n=100;n<=200;n++) { if(n%7==0)continue;printf("%d",n);count++;if(count%10==0) printf("\n");}}運(yùn)行結(jié)果：100101102103104106107108109110111113114115116117118120121122123124125127128129130131132134135136137138139141142143144145146148149150151152153155156157158159160162163164165166167169170171172173174176177178179180181183184185186187188190191192193194195197198199200跳出循環(huán)進(jìn)行下一次循環(huán)4.7循環(huán)的應(yīng)用例4.14：從鍵盤(pán)輸入一個(gè)正整數(shù)N，編寫(xiě)一個(gè)C語(yǔ)言程序計(jì)算N的階乘N!。示例輸入：5示例輸出：5!=120分析：首先需要定義一個(gè)初始變量來(lái)存儲(chǔ)階乘結(jié)果。然后將循環(huán)變量用N來(lái)初始化。循環(huán)結(jié)束后，輸出該變量的值。其次，這是將相鄰多個(gè)整數(shù)相乘，因而可以使用for循環(huán)或while循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。while(i>=1){result=result*i;--i;}具體如下：for(i=N;i>=1;--i){

result=result*i;

}4.7循環(huán)的應(yīng)用程序代碼：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>intmain(){inti,N;unsignedintresult=1;printf("請(qǐng)輸入計(jì)算其階乘的正整數(shù)：\n");scanf("%d",&N);for(i=N;i>=1;--i){result=result*i;}printf("%d!=%d\n",N,result);return0;}運(yùn)行結(jié)果：請(qǐng)輸入計(jì)算其階乘的正整數(shù)：55!=120存儲(chǔ)階乘結(jié)果循環(huán)變量4.7循環(huán)的應(yīng)用例4.15：期末考試結(jié)束后，老師想知道最高分是多少，請(qǐng)用C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)：從鍵盤(pán)輸入10名同學(xué)的成績(jī)，輸出其中的最高分。分析：首先可以使用變量max來(lái)記錄最大值。然后，在循環(huán)體里，每次輸入一個(gè)數(shù)時(shí)（使用scanf函數(shù)），和max比較，如果大于max，則將該數(shù)賦值給max。在此題中需要逐個(gè)比較不同學(xué)生的分?jǐn)?shù)，要比較10次，需要使用循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)輸入并進(jìn)行比較才能確定出最大值。

具體如下：for(k=1;k<=10;k++){

scanf("%d",&x);

if(x>=max)

max=x;

}將大數(shù)賦值給maxif循環(huán)比較最大值for循環(huán)比較10次4.7循環(huán)的應(yīng)用程序代碼：#include<stdio.h>intmain(){intk,x,max;max=-999999;for(k=1;k<=10;k++){scanf("%d",&x);if(x>=max)max=x;}printf("Max=%d\n",max);return0;}運(yùn)行結(jié)果：151235678279948758854Max=94輸入數(shù)據(jù)記錄最大值if循環(huán)比較最大值4.7循環(huán)的應(yīng)用例4.16：輸入若干名學(xué)生的某門(mén)課程成績(jī)，具體學(xué)生人數(shù)不確定，請(qǐng)編寫(xiě)程序求總成績(jī)和平均成績(jī)。分析：利用循環(huán)將逐個(gè)學(xué)生的成績(jī)累加得到總成績(jī)，但由于學(xué)生人數(shù)不確定，又不能用人數(shù)來(lái)構(gòu)造循環(huán)條件。對(duì)于這種情況，一般需要人為約定何種條件停止循環(huán)，本例采用輸入負(fù)數(shù)成績(jī)作為停止循環(huán)的條件。

具體如下：

scanf("%d",&s);

while(s>=0){

sum=sum+s;

n++;

scanf("%d",&s);

}先獲取成績(jī)儲(chǔ)存到s中，判斷其是否符合正數(shù)的條件進(jìn)入while循環(huán)累加總成績(jī)獲取新成績(jī)4.7循環(huán)的應(yīng)用程序代碼：#include"stdio.h"main(){ ints,sum,n; floataverage; n=0; sum=0; scanf("%d",&s); while(s>=0){ sum=sum+s; n++; scanf("%d",&s); } average=sum/(float)n; printf("sum=%d,average=%f\n",sum,average);}運(yùn)行結(jié)果：95786354-1sum=290,average=72.500000負(fù)數(shù)終止循環(huán)4.7循環(huán)的應(yīng)用例4.17：輸出1000以內(nèi)能被3整除且個(gè)位數(shù)為6的所有整數(shù)。分析：利用循環(huán)從0開(kāi)始逐個(gè)遍歷一遍1000以內(nèi)的整數(shù)進(jìn)行判斷。每次遍歷都判斷該整數(shù)是否能被3整除同時(shí)個(gè)位數(shù)為6，如果是，則輸出。

具體如下：

for(i=0;i<1000;i++){

if(i%3==0&&i%10==6){

printf("%d",i);

}

}for循環(huán)從0開(kāi)始到1000for循環(huán)判斷其被3整除且個(gè)位數(shù)為6

，若是則輸出

輸出當(dāng)前數(shù)和一個(gè)空格

4.7循環(huán)的應(yīng)用程序代碼：#include<stdio.h>intmain(){inti;for(i=0;i<1000;i++){if(i%3==0&&i%10==6){printf("%d",i);}}return0;}運(yùn)行結(jié)果：6366696126156186216246276306336366396

4264564865165465766066366666967267567868168468769069369669964.8循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套（1）一個(gè)循環(huán)體內(nèi)包含著另一個(gè)完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)，就稱為嵌套循環(huán)。（2）內(nèi)嵌的循環(huán)中又可以嵌套循環(huán)，從而構(gòu)成多重循環(huán)。（3）三種循環(huán)可以相互嵌套。下面幾種都是合法的嵌套形式：(1)while(){……

while(){……}…...}(4)while(){……

do{……}while();…….}(5)for(;;){……

while(){……}…...}(3)for(){……

for(;;){……}…….}(6)do{……

for(;;){……}…...}while();(2)do{……

do{……}while();…...}while();4.8循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套作用：可以使復(fù)雜的問(wèn)題結(jié)構(gòu)化，把一個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)拆分成一個(gè)一個(gè)更小的功能，然后再實(shí)現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中要注意結(jié)構(gòu)上的邏輯性和正確性，要保證每一個(gè)小功能能夠完全正確，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的功能。執(zhí)行順序是：外層循環(huán)體每執(zhí)行一次，內(nèi)層循環(huán)都要整體執(zhí)行一遍。當(dāng)內(nèi)層循環(huán)結(jié)束后，外層循環(huán)再進(jìn)行下一次迭代。這樣重復(fù)進(jìn)行直到外層循環(huán)結(jié)束為止。4.8循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套（1）嵌套的循環(huán)控制變量不應(yīng)同名，以免造成混亂。（2）內(nèi)循環(huán)變化快，外循環(huán)變化慢。例如：for(i=1;i<=9;i++){for(j=1;j<=i;j++)printf("%1d*%1d=%2d",i,j,i*j);

printf("\n");}（3）正確確定循環(huán)體。（4）循環(huán)控制變量與求解的問(wèn)題掛鉤。循環(huán)嵌套的說(shuō)明：4.8循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套例4.20：使用C語(yǔ)言的printf()打印長(zhǎng)方形圖案，輸入圖案的長(zhǎng)和寬。

例如：*

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**

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分析：（1）定義兩個(gè)整型變量，分別表