C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第5章.ppt

第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì),西南大學(xué) 計(jì)算機(jī)系,C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),2019/7/14,2,本章主要內(nèi)容,while循環(huán)控制 do-while循環(huán)控制 for循環(huán)控制 用goto語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制 循環(huán)結(jié)構(gòu)中的跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句 循環(huán)的嵌套 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)舉例,2019/7/14,3,5.1 while循環(huán)控制,語(yǔ)句一般格式 while （表達(dá)式） 語(yǔ)句,一般為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，也可以是C語(yǔ)言其他類型的合法表達(dá)式 用來(lái)控制循環(huán)體是否執(zhí)行,稱為內(nèi)嵌語(yǔ)句，可以是基本語(yǔ)句、控制語(yǔ)句，也可以是復(fù)合語(yǔ)句 是循環(huán)重復(fù)執(zhí)行的部分,2019/7/14,4,功能：,計(jì)算表達(dá)式的值，為非0（邏輯真）時(shí)，重復(fù)執(zhí)行內(nèi)嵌語(yǔ)句，每執(zhí)行一次，就判斷一次表達(dá)式的值，直到表達(dá)式的值為0 時(shí)結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行while后面的語(yǔ)句。,循環(huán)控制條件,循環(huán)體,2019/7/14,5,例如：,【例5.1】編寫程序，求100個(gè)自然數(shù)的和 即： s=1+2+3+ +100,思路：尋找加數(shù)與求和的規(guī)律,加數(shù)i從1變到100，每循環(huán)一次，使i增1，直到i的值超過(guò)100。i的初值設(shè)為1。 求和設(shè)變量 sum 存放和，循環(huán)求sum=sum+i，直至i超過(guò)100。,2019/7/14,6,算法和程序：,main( ) int i,sum; i=1; sum=0; while (i=100) sum=sum+i; i+; printf(“sum=%dn“,sum); ,運(yùn)行jc5_1,程序輸出結(jié)果： sum=5050,i: 循環(huán)控制變量 sum: 累加器,2019/7/14,7,注意：,如果while的 (表達(dá)式) 值為0，則循環(huán)體一次也不執(zhí)行 (例如當(dāng)i的初值=101) 。 在循環(huán)體中必須有使循環(huán)趨向結(jié)束的操作，否則循環(huán)將無(wú)限進(jìn)行（死循環(huán)）。 在循環(huán)體中，語(yǔ)句的先后位置必須符合邏輯，否則會(huì)影響運(yùn)算結(jié)果。,思考程序段的輸出？ while (i=100) i+; sum=sum+i; ,運(yùn)行后，輸出： sum=5150 原因是什么？,2019/7/14,8,注意（續(xù)）：,為了保證循環(huán)正常運(yùn)行，應(yīng)該特別注意： 循環(huán)控制條件的描述 控制條件的初始狀態(tài)（初始值） 循環(huán)體內(nèi)部對(duì)控制條件的影響,2019/7/14,9,5.2 do-while語(yǔ)句,語(yǔ)句一般格式 do 語(yǔ)句 while （表達(dá)式）； 功能： 先執(zhí)行內(nèi)嵌語(yǔ)句（循環(huán)體），之后計(jì)算表達(dá)式的值，不為0（邏輯真）時(shí)，再執(zhí)行循環(huán)體并判斷條件，直到表達(dá)式的值為 0 結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行while下面的語(yǔ)句。,2019/7/14,10,do-while循環(huán)的算法,N-S結(jié)構(gòu)圖,main( ) int i=1,sum=0; do sum=sum+i; i+; while (i=100); printf(“%dn“,sum); ,用do-while語(yǔ)句 求100個(gè)自然數(shù)的和,2019/7/14,11,說(shuō)明：,while和do-while都能實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制，while結(jié)構(gòu)程序通常都可以轉(zhuǎn)換成do-while結(jié)構(gòu),區(qū)別： do- while 語(yǔ)句先執(zhí)行循環(huán)體再判斷條件，循環(huán)體至少執(zhí)行一次； while 語(yǔ)句先判斷條件再執(zhí)行循環(huán)體，循環(huán)體有可能一次也不執(zhí)行 dowhile循環(huán)體中一定要有能使表達(dá)式值趨于0的操作(如i+)，否則會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)。,2019/7/14,12,do-while語(yǔ)句的簡(jiǎn)單應(yīng)用,【例5.3】用輾轉(zhuǎn)相除法求m和n的最大公約數(shù),2019/7/14,13,算法和程序：,main( ) int m,n,r; scanf(“%d, %d“, ,運(yùn)行jc5_3,程序運(yùn)行情況如下： 24, 60 12,2019/7/14,14,5.3 for語(yǔ)句,語(yǔ)句一般格式 for (表達(dá)式1;表達(dá)式2;表達(dá)式3) 語(yǔ)句,功能： 計(jì)算表達(dá)式1的值，再判斷表達(dá)式2，如果其值為非0（邏輯真），則執(zhí)行內(nèi)嵌語(yǔ)句(循環(huán)體)，并計(jì)算表達(dá)式3；之后再去判斷表達(dá)式2，一直到其值為0時(shí)結(jié)束循環(huán)，執(zhí)行后續(xù)語(yǔ)句。,循環(huán)初始條件,循環(huán)控制條件,循環(huán)體,2019/7/14,15,for語(yǔ)句的算法,例如： main( ) int i,sum; sum=0; for ( i=1; i=100; i+) sum=sum+i; printf(“sum=%dn“,sum); ,可部分或全部省略，但“;”不可省略,2019/7/14,16,省略for語(yǔ)句的表達(dá)式, 表達(dá)式1、2、3全省略，即： for ( ; ; ) 就等同于：while (1)，會(huì)無(wú)限循環(huán)（死循環(huán)）,注意：在省略某個(gè)表達(dá)式時(shí)，應(yīng)在適當(dāng)位置進(jìn)行循環(huán)控制的必要操作，以保證循環(huán)的正確執(zhí)行, 省略表達(dá)式1和表達(dá)式3，即： for（；表達(dá)式2；） 就等同于：while（ 表達(dá)式2 ） 省略表達(dá)式2，即： for（表達(dá)式1； ；表達(dá)式3） 就等同于：表達(dá)式1; while(1)表達(dá)式3;,2019/7/14,17,例如：, i=1; for ( ; i100) for (i=1; i100) i+; ,2019/7/14,18,說(shuō)明：,所有用 while 語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)的循環(huán)都可以用for 語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)。,等價(jià)于：,for(表達(dá)式1；表達(dá)式2 ；表達(dá)式3) 語(yǔ)句；,表達(dá)式1； while （表達(dá)式2） 語(yǔ)句； 表達(dá)式3； ,2019/7/14,19,for語(yǔ)句的簡(jiǎn)單應(yīng)用,【例5.4】求n! ，即計(jì)算p=123n的值。,思路：求階乘與求累加的運(yùn)算處理過(guò)程類似，只要將“+”變?yōu)椤?”。,設(shè)置： 乘數(shù)i ，初值為1，終值為n（n是循環(huán)控制終值，需要從鍵盤輸入） 累乘器 p ，每次循環(huán)令p = p*i,2019/7/14,20,程序：,main( ) int i, n; long p; p=1; printf(“Enter n:“); scanf(“%d“, ,思考： 如何輸出1!, 2!, , n! ？ 如何求s =1!+ 2!+ + n! ？,運(yùn)行jc5_4,2019/7/14,21,熟悉幾個(gè)循環(huán)語(yǔ)句,while (!x) x+; 當(dāng) x=0 時(shí)，執(zhí)行循環(huán)體x+;,while (c=getchar( ) != n) n=n+1; n 稱為計(jì)數(shù)器，作用是統(tǒng)計(jì)輸入字符的個(gè)數(shù) while (num+5); 先執(zhí)行循環(huán)體x*=-3，再判斷條件(x5) for (n=0; n26; n+) printf(“%c “, n+A); 作用是輸出26個(gè)大寫字母 for (sum=0, i=1; i=100; sum=sum+i, i+=2) ; 作用是計(jì)算100以內(nèi)的奇數(shù)和,2019/7/14,22,幾種循環(huán)語(yǔ)句的比較,while和do-while語(yǔ)句的表達(dá)式只有一個(gè)，for語(yǔ)句有三個(gè)。 while 和for先判斷循環(huán)條件后執(zhí)行循環(huán)體，do-while語(yǔ)句先執(zhí)行循環(huán)體后判斷循環(huán)條件。,while語(yǔ)句多用于循環(huán)次數(shù)不定的情況 do-while語(yǔ)句多用于至少要運(yùn)行一次的情況 for語(yǔ)句多用于要賦初值或循環(huán)次數(shù)固定的情況,2019/7/14,23,5.4 用goto語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán),有興趣的同學(xué)自學(xué) 不提倡使用goto語(yǔ)句,注意： goto語(yǔ)句能實(shí)現(xiàn)程序無(wú)條件轉(zhuǎn)移，為編程提供了便利。但是無(wú)限制地使用，會(huì)破壞程序的結(jié)構(gòu)化程度。因此應(yīng)限制使用。,2019/7/14,24,5.5 循環(huán)結(jié)構(gòu)中的跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句,有如下三種語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)： continue語(yǔ)句 break語(yǔ)句 goto語(yǔ)句 在循環(huán)語(yǔ)句的循環(huán)體中使用，可以進(jìn)行循環(huán)的流程控制,2019/7/14,25,5.5.1 continue語(yǔ)句及應(yīng)用,功能： 中斷循環(huán)體的本次執(zhí)行（即跳過(guò)循環(huán)體中尚未執(zhí)行的語(yǔ)句），立即開(kāi)始執(zhí)行下一次循環(huán)。,while語(yǔ)句,do-while語(yǔ)句,for語(yǔ)句,2019/7/14,26,例如：, int x,n=0,s=0; while (n10) scanf(“%d“, int x,n=0,s=0; do scanf(“%d“, for (n=0,s=0; n10; n+) scanf(“%d“, ,2019/7/14,27,應(yīng)用舉例,【例5.7】把100200之間能被7整除的數(shù)，以十個(gè)數(shù)為一行的形式輸出，最后輸出一共有多少個(gè)這樣的數(shù)。,2019/7/14,28,算法和程序,main( ) int n,j=0; for(n=100;n=200;n+) if (n%7!=0) continue; printf(“%6d“,n); j+; if (j%10=0) printf(“n“); printf(“ n j=%dn“,j); ,運(yùn)行jc5_7,2019/7/14,29,5.5.2 循環(huán)中break的應(yīng)用,功能： 利用break語(yǔ)句能夠強(qiáng)迫終止本層循環(huán)，轉(zhuǎn)到后續(xù)語(yǔ)句執(zhí)行。,while語(yǔ)句,do-while語(yǔ)句,for語(yǔ)句,2019/7/14,30,例如：, int x,n=0,s=0; while (n10) scanf(“%d“, int x,n=0,s=0; do scanf(“%d“, for (n=0,s=0; n10; n+ ) scanf(“%d“, ,2019/7/14,31,5.6 循環(huán)的嵌套,如果循環(huán)語(yǔ)句的循環(huán)體內(nèi)又包含了另一條循環(huán)語(yǔ)句，則稱為循環(huán)的嵌套 例如： #include main( ) int i, j; for ( i=1; i10; i+ ) for ( j=1; j=i; j+ ) printf (j=i)?“%4dn“:“%4d“,i*j); ,運(yùn)行jc5_a,外循環(huán)語(yǔ)句,內(nèi)循環(huán)語(yǔ)句,2019/7/14,32,注意：,while、do-while、for循環(huán)語(yǔ)句可以并列，也可以相互嵌套，但要層次清楚，不能出現(xiàn)交叉。 多重循環(huán)程序執(zhí)行時(shí)，外層循環(huán)每執(zhí)行一次，內(nèi)層循環(huán)都需要循環(huán)執(zhí)行多次。 例如：,for(a=1;a=10;a+) for (b=0;b=5;b+) ,外循環(huán)執(zhí)行了10次，內(nèi)循環(huán)執(zhí)行6次 循環(huán)正常結(jié)束時(shí)，內(nèi)循環(huán)執(zhí)行了106=60次,2019/7/14,33,5.7 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì),【例5.5】按每行輸出5個(gè)數(shù)的形式輸出Fibonacci數(shù)列的前20項(xiàng) 。,思路：Fibonacci數(shù)列的前幾項(xiàng)是：1、1、2、3、5、8、13、21、34、。此數(shù)列的變化規(guī)律是：,設(shè)變量f1、f2和f3，并為f1和f2賦初值1，令f3=f1+f2得到第3項(xiàng)； 將f1f2， f2f3，再求f3=f1+f2得到第4項(xiàng)； 依此類推求第5項(xiàng)、第6項(xiàng),這是一種遞推算法 應(yīng)采用循環(huán)實(shí)現(xiàn),2019/7/14,34,算法和程序,#define N 20 main( ) int i,f1,f2,f3; f1=f2=1; printf(“n%8d%8d“,f1,f2); for (i=3; i=N; i+) f3=f1+f2; f1=f2; f2=f3; printf(“%8d“,f3); if (i%5=0) printf(“n“); ,運(yùn)行jc5_5,2019/7/14,35,舉例2,【例5.12】判斷輸入的某個(gè)數(shù)m是否為素?cái)?shù)。若是素?cái)?shù)，輸出“YES”，若不是，輸出“NO”。,思路：素?cái)?shù)是指只能被1和它本身整除的數(shù)，如5、7、11、17、等。,分別用2、3、，m-1嘗試能否整除整數(shù)m。如果m能被某個(gè)數(shù)整除，則m就不是素?cái)?shù)。,這是一種窮舉算法 設(shè)除數(shù)為j，從2循環(huán)到m-1,2019/7/14,36,算法和程序：,#include “math.h“ main( ) int j,m,k; printf(“Enter an integer number: “); scanf(“%d“, ,運(yùn)行jc5_12,2019/7/14,37,程序的優(yōu)化,對(duì)于窮舉法來(lái)說(shuō)，為了提高程序的效率，就要減少嘗試次數(shù)。,#include “math.h“ main( ) int j,m,k; printf(“Enter an integer number: “); scanf(“%d“, ,思考：如何輸出100200中所有的素?cái)?shù),2019/7/14,38,舉例3,【例5.13】用牛頓迭代法求方程 2x3+4x2-7x-6=0 在x=1.5附近的根。,思路：設(shè)xn為一個(gè)接近xa的近似根，過(guò)(xn, f(xn) 點(diǎn)做切線，切線方程為：,即:,牛頓迭代公式,2019/7/14,39,算法基本步驟：, 先設(shè)一個(gè)方程近似根x0，求出方程f的值和方程導(dǎo)數(shù)f1的值； f=2x03+4x02-7x0-6 f1=6x02+8x0-7 用迭代公式x=x0-f/f1進(jìn)行迭代，求出x比x0要接近方程真實(shí)的根； 當(dāng)|x-x0|大于某個(gè)很小的數(shù)時(shí)(如10-6)，認(rèn)為未找到，此時(shí)將xx0，再次求f、f1，并迭代，又求出一個(gè)新的更接近方程根的x； 一直到 |x-x0|10-6時(shí)得到方程近似根：x或x0。,這是一種迭代算法 用循環(huán)實(shí)現(xiàn),2019/7/14,40,算法和程序：,#include “math.h“ main( ) float x,x0,f,f1; x=1.5; do x0=x; f=2*x0*x0*x0+4*x0*x0-7*x0-6; f1=6*x0*x0+8*x0-7; x=x0-f/f1; while(fabs(x-x0)1e-6); printf(“%fn“,x); ,運(yùn)行jc5_13,2019/7/14,41,舉例4,【例5.11】編程序求210000以內(nèi)的完全數(shù)。,完全數(shù)：一個(gè)數(shù)的因子（除了這個(gè)數(shù)本