C语言第5章循环结构程序设计课件.ppt

1、 前面已介绍了顺序结构,选择结构，本章介绍循环结构。如:sum=1+2+3+100;,i1002i实际问题:一组重复执行的语句。则用循环结构解决。C语言用四种形式循环2.do-while 语句 3.For 语句4.break、continue和goto语句1.While 语句 while语句在C语言中用得比较多，它是通过判断循环控制条件是否满足来决定是否继续循环，又称“当型”循环。1.形式:while(表达式)循环体语句2.执行过程:先判断表达式的值。若0.则执行其后面的语句,否则while执行完毕。专门的当型循环语句while语句3.流程图:表达式语句0=0下一语句将上述例子用while语句

2、写出 while(i=100)sum+=i;i+;语句中应有使表达式=0的语句。否则会出现无限循环死循环。注:while后面的语句一般为复合语句,即：加 我们来看下面的例子例5.1 写一个程序，输入一个班学生的成绩，求全班的平均成绩。分析：输入成绩、计算平均成绩都是一个重复性过程，因此可以用循环语句来实现。在这里，我们并不知有多少个学生，也就是说不知循环到底有多少次，但考虑到成绩没有负数，这样就可以把循环条件定为：每当输入的分数大于等于0时就继续输入成绩；输入的分数小于0时就停止输入。解题步骤如下：(1)输入一个分数(2)当“分数=0”时，做下列工作：累计总分；人数加一；输入下一分数；(3)重

3、复第(2)步，直到“分数0”。程序：#include main()float score,average=0;/*average存放平均成绩，初值为0*/int n=0;/*n用来存放学生数，初值为0*/scanf(%f,&score);/*输入第一个学生的分数*/while(score=0)average+=score;/*average先用来放总分*/n+;/*学生数增一*/scanf(%f,&score);/*输入下一个学生的分数*/if(n!=0)average=average/n;/*求平均成绩，average*/printf(%6.2f,average);/*输出平均成绩avera

4、ge,保留两位小数*/在使用while语句的时候，我们要注意以下两个问题：(1)循环体如果包含一个以上的语句，应该用花括号括起来，以复合语句的形式出现。如果不加花括号，则while语句的范围只到while后面的第一个分号处。比如上例中，while语句中如无花括号，则while语句范围只到“average+=score;”。(2)在循环体中应有使循环趋向于结束的语句。比如上例中，循环结束的条件是“score=0”，那么当我们把这个班的成绩全部输入完后，一定要输入一个负数，才能使程序往下执行。(3)循环体语句有可能一次也不执行。比如说上例中，当第一次输入的分数就为负数时，则循环体一次也不执行。do

5、-while语句的特点是：先执行循环体中的语句，再通过判断表达式的值来决定是否继续循环，循环条件的测试是在循环的尾部进行的。它是一种专门的“直到型”循环语句。它的一般形式为:do循环体语句while(表达式);语句表达式0=03.流程:对于例5.1用do-while语句编写程序如下：#include main()float score,average=0;int n=0;do/*不进行判断，先进入循环*/scanf(%f,&score);/*输入学生的分数*/if(score=0)average+=score;n+;while(score=0);/*表达式为非0，则继续*/if(n!=0)av

6、erage/=n;/*求平均成绩，average*/printf(%6.2f,average);/*输出平均成绩average,保留两位小数*/例5.2 编程序求1+3+5+7+9+这样的数之和。如果累加数大于750时，则程序终止并输出结果。main()int i=1,sum=0;while(sum=750)sum=sum+i;i=i+2;printf(n%d,sum);例5.3 用do-while语句求1至1000之间满足“用3除余2，用5除余3，用7除余2”的数，且一行只打印五个数。分析：判断一个数被另一个数除，用取模运算%。三个条件是“与”的关系。一行打印五个数，可以通过计数到5再回车换

7、行。程序代码如下：#include main()int i=1,j=0;doif(i%3=2&i%5=3&i%7=2)printf(%4d,i);j=j+1;if(j%5=0)printf(n);i=i+1;while(i1000);注意：1、do-while语句的循环体语句至少要被执行一次，因为它是进入循环后再判别表达式。而while语句却是首先判别表达式，如果表达式值为0，则一次循环也不执行。2、循环控制变量必须在循环体内有所改变，才能使while和do-while语句的循环控制条件表达式的值不断改变，直至循环结束。否则会造成死循环。例如：i=1;while(i=100)putchar(*

8、);i+;这个循环永远不会结束，因为“i+；”语句不属于循环体中的语句，循环控制变量i没有在循环体内被改变。程序应该作如下改变：i=1;while(i=100)putchar(*);i+;这条循环语句执行的结果是输出100个“*”。还可以将它改成do-while语句：i=1;doputchar(*);i+;while(i=100);大家可以看到，对于同一个问题，既可以用while语句处理，也可以用do-while语句处理。那么，它们到底有什么区别呢？while语句与dowhile语句的区别:当第一次执行时，若表达式=0时,则while语句与do while有所不同,do while 执行一次后

9、面的语句,而while不执行。1.一般形式 首先计算表达式1,接着执行表达式2,若表达式2的值0,则执行语句,接着计算表达式3,再判断表达式2的值.依此重复下去,直到表达式2的值=0(假)。for语句是C语言中最有特色的循环语句，使用最为灵活方便。for(表达式1;表达式2;表达式3)循环体语句2.流程:计算表达式1求表达式2值语句计算表达式3=0(假)0(真)2.执行过程(1)先求解表达式1。(2)求解表达式2，若其值为真(值非0)，则执行for语句中指定的循环体语句，然后执行下面第(3)步。若为假(值为0)，则结束循环，转到第(5)步。(3)求解表达式3。(4)转回上面第(2)步继续执行。

10、(5)循环结束，执行for语句下面的一个语句。用for语句写出上述例子for用while代替的流程 表达式1;while(表达式2)语句 表达式3;for(i=1;i=100;i+)sum+=i;for语句完全可以用while代替,但for直观、简单、方便for语句中的各表达式含义(1)表达式1：初值表达式，用于在循环开始前，为循环变量设置初始值。(2)表达式2：循环控制逻辑表达式，它控制循环执行的条件，决定循环次数。(3)表达式3：循环控制变量修改表达式，定义了循环一次，循环控制变量的变化情况。注意：表达式1，表达式2，表达式3必须用分号隔开只要条件为真，for循环就一直执行，一旦条件变为假

11、，程序就从紧跟在for循环后面的语句重新开始执行。循环体语句：被重复执行的语句。下面通过一个例子来看for语句的执行过程。例5.4 在屏幕上打印1到100的数字。当然解决这个问题我们可以用100个printf语句实现，但当要打印的数字量很大时，采用这种方式显然是不合适的，我们可以用for循环语句来实现。程序如下：#include main()int x;for(x=1;x=100;x+)printf(%d,x);在这个程序中，x经初始化置为1，因为x小于100，调用printf语句x+1，并且测试x，看其是否仍然小于或等于100。重复进行这个过程，直到x大于100，循环结束。在这个例子中，x是

12、循环控制变量：循环每重复一次x发生变化，并对x进行检查。例5.5 写程序计算s=1+2+3+100分析：此题可用循环语句来编写程序，循环控制变量i从1增加到100。设s的初值为0，则循环体为：s=s+i;/*i=l，2，,100*/程序：#include main()int s0,i;for(il;i100;i+)s=s+i;/*循环体语句*/printf(s%d,s);上面程序中，for语句的执行过程为：计算表达式1“il；”，得到循环控制变量的初值；求解表达式2，若表达式2的值为零(当x100)，则结束for循环；执行循环体语句“ss+i;”；求解表达式3，“i+；”，然后转向步骤。对于f

13、or循环，有一点非常重要，即条件测试永远是在循环开始时进行，如果在循环开始时条件为假，那么循环体语句就不会被执行。如：int i=10;for(k=10;k!=i;k+)printf(%d,k);printf(%d,k);在这个循环程序段中，循环开始时，由于i=k，所以根本不会执行，正是由于条件表达式取值为假，循环体语句和循环的增量部分都不执行，因此，k一直为10，最后屏幕上输出的数字也是10。例5.6 写程序计算s=1-3+5-7-99+101。这个例子也可看成是数的累加，但与上面的例子稍有差别，就是相加的数一个为正数，一个为负数。程序代码如下：#include main()int i,t=

14、1,s=0;for(i=1;i=101;i+=2)t=t*i;s=s+t;t=(-t)/i;/*正1，负1交叉*/printf(%dn,s);for语句与while语句的比较for语句等价于下列语句序列：表达式表达式1;while(表达式表达式2)语句；语句；表达式表达式3；相比之下，for语句显得结构整齐、紧凑、清晰。for语句的变形语句的变形1.表达式的省略如果在for语句之前给循环变量赋了初值，则表达式1可以省略，但其后的分号不可省略。对于例5.2,其循环语句可以写成如下形式：i=1;/*在for语句之前给循环变量赋初值*/for(;i100;i+)s=s+i；如果省略表达式3，则应在f

15、or语句的循环体内修改循环控制变量。例如：for(i1;i100;)ss+i;i+;/*修改循环控制变量*/如果表达式1和表达式3都省略，则for语句就相当于while语句。例如：il;/*for语句之前给循环变量赋初值*/for(;i100;)ss+i;i+;/*修改循环控制变量*/就相当于：i=1;while(i100)break;/*如果i100，则退出循环*/2.for语句中的逗号表达式逗号运算符的主要应用就是在for语句中。for语句中的表达式l和表达式3可以是逗号表达式，特别是在有两个循环变量参与对循环控制的情况下。若表达式1和表达式3为逗号表达式，将使程序显得非常清晰。例如：#i

16、nclude main()int i,j;for(i1,j10;ij;i+,j-)printf(i=%d,j=%dn,i,j);运行结果是：i1，jl0i2，j9i3，j8i4，j7i5，j6以上程序中，i和j都是循环控制变量，for语句的表达式l是逗号表达式，它为两个循环变量赋初值：il，j10；表达式3也是逗号表达式，它们的作用是修正两个循环控制变量的值：i+，j-。3.循环体为空语句C语言的句法允许一个语句为空，这就意味着上述类型的for 循环(或其它循环)的循环体也可以为空。对for语句，循环体为空语句的一般形式为：for(表达式1;表达式2；表达式3)；例如：求s1+2+3+100可

17、以用如下循环语句完成：for(sum0,i1;i100)break;/*如果i100,则退出循环*/printf(s%d,s);在本程序执行中，当i100时，强行终止for循环，继续执行for语句的下一条语句printf(s=%d，s)；再比如：main()int i;for(i=0;i100;i+)printf(%d,i);if(i=10)break;这段程序将在屏幕上显示010的数字。虽然循环条件是i=0)sum+=x;else break;/*输入负数，循环结束*/printf(sum=%101d,sum);在一个switch()语句中使用break，只会影响switch，而不会影响它所

18、在的循环。另外，一个break只能跳出最内层的循环。例如：for(i=0;i100;i+)count=1;for(;)printf(%d,count);count+;if(count=10)break;这个程序将在屏幕上显示数字1到10共100次，每当编译程序碰到break语句，控制就回到for循环的外层。continue语句continue语句的形式为：continue;continue语句被称为继续语句。该语句的功能是使本次循环提前结束，即跳过循环体中continue语句后面尚未执行的循环体语句，继续进行下一次循环的条件判别。例5.9 输出100以内能被9整除的数。#include mai

19、n()int n;for(n=9;n=100;n+)if(n%9!=0)continue;printf(%d,n);在本例中，对9100的每一个数进行测试，如该数不能被9整除，即模运算不为0，则由continue语句转去下一次循环，只有模运算为0时，才能执行后面的printf语句，输出能被9整除的数。例5.10 显示输入的字符，如果按的是Esc键，则退出循环；如果按的是Enter键，则不做任何处理，继续输入下一个字符。#include conio.hmain()char ch;for(;)ch=getch();*字符输入函数*/if(ch=27)break;/*Esc键的ASCII码为27*/

20、if(ch=13)continue;/*按的是Enter键，跳过字符输出语句*/putch(ch);/*显示输入的字符*/getch();/*让程序停一下，按任意键继续*/说明：getch()和putch()的作用与getchar()和putchar()相似。不同的是：(1)getch()不显示键盘输入的字符。(2)getchar()输入字符时，要按Enter键，计算机才会响应。而用getch()时，输入字符不需要回车。goto语句goto语句被称为无条件转移语句.它的一般形式为：goto标号；标号；执行goto语句使流程转移到相应标号所在的语句，并从该语句继续执行。语句标号用标识符表示，即以

21、字母或下划线开头，由字母、数字和下划线组成。标号语句的形式是：标号：语句标号：语句下面我们用goto语句来实现求平均成绩的任务。#includestdio.hmain()float score,average=0;int n=0;scanf(%f,&score);/*输入第一个学生的分数*/if(score=0)/*表示式为非0，转移到loop标号处*/goto loop;average=average/n;/*求平均成绩average*/end:printf(%6.2f,average);/*输出平均成绩average,保留两位小数*/if(score=0)/*表示式为非0，转移到loop标

22、号处*/goto loop;average=average/n;/*求平均成绩average*/end:printf(%6.2f,average);/*输出平均成绩average,保留两位小数*/goto语句只能使流程在函数内转移，不得转移到该函数外。break语句只能终止循环层，需要从多重循环的内层一下转移到最外层时，可以使用goto语句。从上面使用goto语句进行循环的程序可以看出，goto语句使程序的结构性和可读性都变差，要尽量避免使用goto语句。在循环体语句中又包含有另一个完整的循环结构的形式，称为循环的嵌套。嵌套在循环体内的循环体称为内循环，外面的循环体称为外循环。如果内循环体中又

23、有嵌套的循环语句，则构成多重循环。While、do-while、for三种循环都可以互相嵌套。例5.11 输出nn个字符*。分析：(1)n行*的输出，可用下列循环控制：for(i=1;i=n;i+)(2)每行n个*的输出，可用下列循环语句实现：for(j=1;j=n;j+)putchar(*);putchar(n);所以输出n*n行“*”可用双重循环语句实现如下：for(i=1,i=n;i+)for(j=1;j=n;j+)putchar(*);/*输出一行*/putchar(n);/*换行*/这是循环控制变量之间没有依赖关系的多重循环。许多情况下，内循环的循环控制变量的初值或终值依赖于外循环控

24、制变量 例5.12编写程序输出如下图形。*分析：用循环控制变量i(1i5)控制输出行，for(i=1,i=5,i+)(2)每行上的*个数是随着行控制变量i的值变化而变化的。i=1时，执行1次putchar(*);i=2时，执行2次putchar(*)；i=5时，执行5次putchar(*)；输出第i行时执行i次“putchar(*)；”，所以内循环体语句应如下：for(j=1,j=i;j+)putchar(*);/*输出一行*/输出该图形的完整的二重循环结构如下：for(i=1;i=5;i+)for(j=1;j=i;j+)putchar(*);/*输出第i行*/putchar(n);以上两个例

25、子都是两重for循环嵌套。另外，三种循环语句也可以互相嵌套。例如：(1)while()for(;)(2)do while()while();循环嵌套的程序中，要求内循环必须被包含在外层循环的循环体中，不允许出现内外层循环体交叉的情况。如图5.5所图5.5 循环交叉为非法结构在do-while循环体内开始while()循环，但是do-while循环结束在while()循环体内，它们互相交叉，这是非法结构。图5.5 循环交叉为非法结构do while();while();实际问题是复杂的，解决实际问题的程序需要多种结构复合。复合结构指的是在循环体包含选择结构，或在选择结构中含有循环结构，含有复合结

26、构的程序称为复合结构程序。复合结构程序必须做到嵌套层次清楚，嵌套层次之间不能相互交叉。例5.13 下面的程序计算100至1000之间有多少个数其各位数字之和是5。程序：#include main()int i,s,k,count=0;for(i=100;i0)/*循环结构*/switch(score/10)/*循环体嵌套选择结构*/case 10:case 9:printf(%d：An,score);break;case 8:case 7:printf(%d：Bn,score);break;case 6:printf(%d：Cn,score);break;default:printf(%d：D

27、n,score);scanf(%d,&score);/*输入下一个学生的成绩*/例5.15 找出31000中的全部素数。分析：(1)素数是除1和它本身之外不能被任何个整数所整除的自然数(1除外)。如2，3，5，7是素数。1，4，6，8，10不是素数。(2)判断某数i是否为素数的一个简单办法是用2，3，4，i-1这些数据逐个去除i，只要被其中的一个数整除了，则i就不是素数。数学上已证明，对于自然数i只需用2，3，4，i1/2测试。(3)外层循环控制。for(i3;i1000;i+)(4)用j2，i1/2测试i。如果i能被这些数中的某一个整除，i就不是素数；否则i就是素数。测试过程如下：flag0

28、;/*设标志*/;for(j2;j=sqrt(i);j+)if(i%j=0)/*被j整除，i不是素数*/flag1;break;/*标志设为1，停止测试*/*内循环*/程序流程图如图5.6。图5.6 例5.15 程序流程图#include main()unsigned int i,j,count,flag;/*用flag作标志*/count=0;/*计数器清0*/for(i3;i1000;i+)flag0;for(j2;jsqrt(i);j+)if(i%j0)/*能整除，不是素数，标志设为1*/flagl;break;/*内循环结束*/if(flag0)/*若flag为0，i是素数*/prin

29、tf(%4d,i);count+;if(count%80)printf(n);/*每行输出8个素数*/*外循环*/)例5.16 用公式,求的近似值，直到最后一项的绝对值小于10-6为止。图5.7 例5.16程序流程图图5.7 例5.16程序流程图图5.7 例5.16程序流程图分析：这是一个累加求和问题，显然可用循环语句来实现。在这里由于循环的次数首先并不确定，所以我们可以用while循环语句。定义变量pi存放结果。最初pi0；定义变量t存放当前项。最初t1；循环控制：while(fabs(t)1e-6)循环累加：pi=pi+t；t由分子和分母两部分组成。分子用f表示，f的初值为1,每次符号交替

30、f=-f；分母用v表示，初值为1，每次v的值增加2。即v+=2。程序流程图如图5.7所示 图5.7 例5.16程序流程图程序代码：#include void main()int f1;float pi0,t1,v1;while(fabs(t)1e-6)pipi+t;v+2;/*准备下一个累加的数据*/f-f;tf/v;pi*=4;printf(n pi=%10.8f,pi);例5.17 电文加密问题。已知电文加密规律为：将字母变成其后面的第4个字母，其他字符保持不变。例如，ae，AE，WA。编写一个程序，输入行字符，要求转换成加密电文输出。分析：输入字符ch，如果ch是字母，则进行加密处理ch+4；判断加密后ch是否超出字母的范围，如果超过，则ch-26；循环控制条件：ch!n。程序流程图如图5.8所示。图5.8 例5.17程序流程图程序：#include void main()char ch;while(chgetchar()!n)if(cha&chA&chZ&chz)/*ch在加密后越界*/ch-26;printf(%c,ch);/*输出电文*/运行时，输入：student123输出结果：wxyhirx123