C++第三章-結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計.ppt

1、第三章 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計,3.1 順序結(jié)構(gòu) 3.2 選擇結(jié)構(gòu) 3.3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 3.4 其它控制語句 3.5 應用舉例,3.1 順序結(jié)構(gòu),順序結(jié)構(gòu)：按照語句出現(xiàn)的先后順序依次執(zhí)行。 3.1.1 表達式語句 形式： 表達式； 例如：,i+; sum=a+b; coutabendl;,3.1.2 空語句,形式： ； 作用: 當程序中某個位置在語法上需要一條語句，而在語義上又不 要求執(zhí)行任何動作時，可放上一條空語句。 一般適用于在循環(huán)語句中做空循環(huán)體； 如：,for (m = 0; m1000; m+) ;,3.1.3 復合語句,形式： 變量定義 語句組 作用：當程序中某個位置在語法上只允許一條語句，

2、 而在語義上要執(zhí)行多條語句才能完成某個操作時，需要使用復合語句。,例如：,if(x=0) couta; coutb;,引例：已知三角形的三邊，求其面積。,#include iostream.h #include math.h void main() float a,b,c,p,s; cinabc; p=(a+b+c)/2; s=sqrt(fabs(p*(p-a)*(p-b)*(p-c); cout三角形面積為:sendl; ,3.2 選擇結(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu)：根據(jù)條件的值來判斷程序的流向。 C/C+中，提供兩類選擇控制語句: if語句，實現(xiàn)n分支，要求n個表達式; switch語句，實現(xiàn)多分支；只用

3、1個表達式。,3.2.1 if 語句,if語句的三種形式: 形式1： if (表達式) 語句 作用：當表達式為真(非0)時，執(zhí)行表達式后面的語句, 否則繞過該語句，而執(zhí)行其后面的語句。 【例3.1】已知兩個數(shù)x和y，比較它們的大小，使得x大于y。,if(xy;,#include iostream.h void main() int x,y,t; coutxy; if (xyendl; ,程序：,形式2： if (表達式) 語句1 else 語句2 作用：當表達式為真(非0)時，執(zhí)行語句1，否則執(zhí)行語句2。 【例3.2】計算分段函數(shù)：,要使max存放x、y中大者， min存放小者，分析下面程序段

4、正確否？,if (x) y=sin(x)+sqrt(x*x+1); else y=cos(x)x*x+3*x;,if (xy) max = x; min = y; else max = y; min = x;,error C2181: illegal else without matching if,形式3： if (表達式1) 語句1 else if (表達式2) 語句2 else if (表達式n) 語句n else 語句n+1 作用：當表達式1的值為true時，執(zhí)行語句1；否則判斷當表達式2的值為true時執(zhí)行語句2；依此類推，若表達式的值都為false，則執(zhí)行語句n+1。,【例3.3】

5、已知成績mark，要求顯示對應五級制的評定，評定條件：,if (mark = 90) cout 優(yōu); else if (80 = mark ,if (mark = 60) cout= 70) cout= 80) cout=90) cout 優(yōu); else cout 不及格;,分析下面兩程序段：,注意： 不管有幾個分支，程序執(zhí)行一個分支后，其余分支不再執(zhí)行。 else if不能寫成elseif。 當多分支中有多個表達式同時滿足，則只執(zhí)行第一個與之匹配的語句。,if (mark = 90) cout=80) cout=70) cout=60) cout 及格; else cout 不及格;,if語

6、句的嵌套形式,if語句的嵌套是指if或else后面的語句本身又是一個if語句。 如： if(表達式1) if(表達式11) 語句11 else 語句12 else 語句2,if (表達式1) if (表達式2) 語句1 else 語句2,注意： 為了增強程序的可讀性，建議采用鋸齒型的書寫形式。 else始終與它上面的最近的if語句配對，而這個if語句又沒有 其它的else與之匹配 。,如何使之與第一個if配對？,【例3.4】已知x，y，z三個數(shù)，使得xyz。 可用一個IF語句和一個嵌套的IF語句實現(xiàn)。,if (xy) t=x ; x=y ; y=t; if (yz) t=y ; y=z ; z

7、=t ; if (xy) t=x ; x=y ; y=t ; ,if (xy) t = x, x = y, y = t; if (xz) t = x, x = z, z = t; if (yz) t = y, y = z, z = t;,3.2.2 switch語句,形式： switch(表達式） case 常量表達式1：語句組1； break； case 常量表達式2：語句組2； break； case 常量表達式n：語句組n； break； default： 語句組n+1 ,執(zhí)行順序：當表達式的值與某個常量表達式的值相等時，則執(zhí)行該常量表達式后面相應的語句，若使用了break, 則執(zhí)行完該

8、語句后便退出switch語句；否則，還要依次執(zhí)行其后面的各條語句。若找不到相匹配的常量表達式，則執(zhí)行default后面的語句。,必須為整型或字符型,2a+1 (1=a2) 【例3.5】用switch結(jié)構(gòu)求分段函數(shù)b= a2-3 (2=a4) a 其它,正確： switch(int)a) case 1: b=2*a+1;break; case 2: case 3: b=a*a-3;break; default: b=a; ,錯誤： switch(int)a) case a=1 ,共用同一個語句組,思考：若省去break語句，情況會怎樣？,【例3.4】百分制以5級制顯示：,switch (int(

9、mark/10) case 10: case 9: cout 優(yōu); break; case 8: cout 良; break; case 7: cout 中; break; case 6: cout 及格; break; default: cout 不及格; ,思考：若省去break語句，情況會怎樣？,if (mark = 90) cout=80) cout=70) cout=60) cout 及格; else cout 不及格;,綜合應用： 自測四則運算 要求：自動產(chǎn)生1-10的操作數(shù)和運算符代碼，用戶輸入答案，計算機顯示正確與否。 分析：利用rand函數(shù)產(chǎn)生操作數(shù)和運算符代碼； 利用swi

10、tch語句進行運算符代碼轉(zhuǎn)換和運算 用戶輸入答案后進行判卷,進一步分析: 要產(chǎn)生若干道題?,#include iostream.h #include stdlib.h void main() int num1,num2,nop; char op,c; float result,an; num1=rand() % 11; num2=rand() % 11; nop =rand() % 4; switch (nop) case 0: op=+;result=num1+num2;break; case 1: op=-;result=num1-num2;break; case 2: op=*;resu

11、lt=num1*num2; break; case 3: op=/;result=num1/num2; coutan; if (result=an) cout okendl; else cout errorendl; ,3.3 循環(huán)結(jié)構(gòu),C+語言提供了三種循環(huán)語句：,流程圖如下： while do-while for,while (表達式) 語句,do 語句 while (表達式);,for(表達式1;表達式2;表達式3) 語句,#include iostream.h #include stdlib.h void main() int num1,num2,nop; char op; float

12、 result,an; /do num1=rand() % 11; num2=rand() % 11; nop =rand() % 4; switch (nop) case 0: op=+;result=num1+num2;break; case 1: op=-;result=num1-num2;break; case 2: op=*;result=num1*num2; break; case 3: op=/;result=num1/num2; coutan; if (result=an) coutc; / while (c=y); ,【例3.6】用上述三種循環(huán)語句求,while語句:,n =

13、 1;s = 0; while (n=100) s=s+n; n=n+1; ,n = 1; s = 0; do s = s+n; n = n+1; while(n=100);,do-while語句:,for (n = 1,s = 0;n=100;n+) s=s+n;,for語句:,【例3.7】求下列級數(shù)的前m項和,要求其誤差小于0.00001。,分析: 級數(shù)的通項為 xm/m!, 第i項ti與第i-1項 ti-1之間存在如下關(guān)系： ti=t i-1*x/i,int i(1);float t(1),e(0); while(t1e-5) e+=t; t*=x/i; i+;,int i(1);flo

14、at t(1),e(0); for( ;t1e-5; ) e+=t; t *=x/i; i+;,for(i=1,t=1,e=0;t1e-5; e+=t, t *=x/i,i+);,分號不能省略,空語句,3.3.3 循環(huán)的嵌套,循環(huán)的嵌套：循環(huán)體內(nèi)包含另一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)。 三種循環(huán)語句皆可以相互嵌套 。 【例3.8】打印九九乘法表,#include iostream.h void main() coutt 九九乘法表endl; coutt -endl; for(int i=1;i=9;i+) for(int j=1;j=9;j+) coutij=i*jt; coutendl; ,程序：,思考：

15、打印上三角或下三角程序如何改動？,3.4 其它控制語句,break語句和 continue語句 break語句有兩個作用： 用于switch語句中，保證多分支情況的正確執(zhí)行； 用于循環(huán)語句中，強制終止本層循環(huán)(跳出本層循環(huán))。 Continue語句的作用： 繞過本次循環(huán)，強行進入下一次循環(huán)。 即它只能跳過循環(huán)體中continue后面的語句。 注意： continue只能用于循環(huán)語句,3.4 其它控制語句,【例3.9】 break 和 continue 語句的區(qū)別,for(m=20;m0;m-) if(m % 6=0) break; coutm ; ,for(m=20;m0;m-) if(m %

16、 6=0) continue; coutm ; ,3.5 應用舉例,1. 求最大值（或最小值） 【例3.10】從鍵盤輸入一組數(shù)，求這組數(shù)中的最大值。,cinm; max=m; /第一個數(shù)假設(shè)為最大數(shù) while (cinm,m!=0) if (mmax) max=m;,max=0; /設(shè)一個較小的數(shù)為最大值的初值 for(int i=0;im; if (mmax) max=m; ,以輸入0作為結(jié)束，輸入數(shù)的個數(shù)未知,輸入數(shù)的個數(shù)已知,for(k=n;k0;k-) if(m%k= =0,2.最大公約數(shù),假設(shè)m、n是兩個整數(shù)，且mn,【例3.11】用輾轉(zhuǎn)相除法求兩自然數(shù)的最大公約數(shù)。 算法思想：

17、(1) 對于已知兩數(shù)m，n，使得mn (2) m除以n得余數(shù)r (3) 若r=0，則n為最大公約數(shù)，結(jié)束；否則執(zhí)行(4) (4) mn，nr，再重復執(zhí)行(2),輾轉(zhuǎn)相除法 while (r=m % n)!=0) m=n;n=r; coutn;,輾轉(zhuǎn)相減法 m=m-n mn n=n-m nm m、n為公約數(shù) m=n while (m!=n) if(mn)m-=n;else n-=m;,#include iostream.h void main( ) int m, n, t, r; coutmn; if(mn) t=m; m=n; n=t; while (r=m % n)!=0) m=n;n=r;

18、 cout最大公約數(shù)為 nendl; ,程序：,3.質(zhì)數(shù) 【例3.12】求2100之間的素數(shù)，并以每行顯示8個質(zhì)數(shù)。 質(zhì)數(shù)：除1和它本身外，不能被其他任何一個整數(shù)整除的自然數(shù)。 分析： (1) 判別某數(shù)m是否為素數(shù)最簡單的方法是:用i=2，3，m-1逐個判別m能否被j整除，只要有一個能整除，m不是素數(shù)，退出循環(huán)；若都不能整除，則m是素數(shù)?？蛇M一步證明：若m不能被 中任一整數(shù)整除，則m為質(zhì)數(shù)。 (2) 每行顯示8個，只要對求得的質(zhì)數(shù)計數(shù)，滿8個換行。,. for(i=2;m%i!=0;i+); if(i=m) .,. k= sqrt(m); for(i=2;ik) .,程序： #include

19、iostream.h void main() int m,i,countm(0); for(m = 2;mm-1) coutmt; countm+; if (countm % 8 =0) coutendl; ,4. 求部分級數(shù)和 【例3.13】計算sin(x)的值，公式為： 當?shù)趎項的絕對值小于10-5時結(jié)束。 分析：關(guān)鍵是找部分級數(shù)和的通項，如下表示： ti+2= -1*ti*x*x/(i+1)*(i+2) i=1,3,5,7,t=x;i=1; sinx=0; while(fabs(t)=1e-5) sinx+=t; t=-t*x*x/(i+1)*(i+2); i=i+2; ,5. 窮舉法

20、【例3.14】百元買百雞問題。假定小雞每只5角，公雞每只2元，母雞每只3元。現(xiàn)有100元錢要買100只雞，列出所有可能的購雞方案。 分析： (1) 設(shè)母雞、公雞、小雞各為x、y、z只，列出方程為： x+y+z = 100 3x+2y+0.5z = 100 三個未知數(shù)，兩個方程，此題有若干個整數(shù)解。 (2) 采用試湊法(也稱為窮舉法或枚舉法)來實現(xiàn)，即將可能出現(xiàn)的各種情況一一羅列測試，判斷是否滿足條件，采用循環(huán)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。,用三重循環(huán)來實現(xiàn): for(x=0;x=33;x+) for(y=0;y=50;y+) for(z=0;z=100;z+) if(3*x+2*y+0.5*z)=100) ,用

21、二重循環(huán)來實現(xiàn): for(x=0;x=33;x+) for(y=0;y=50;y+) z=100-x-y; if(3*x+2*y+0.5*z)=100) coutsetw(9)xsetw(9)ysetw(9)zendl; ,猴子吃桃子。小猴在某天摘桃若干個，當天吃掉一半多一個；第二天吃了剩下的桃子的一半多一個；以后每天都吃尚存桃子的一半多一個，到第7天要吃時只剩下一個，問小猴共摘下了多少個桃子？ 分析：這是一個“遞推”問題，先從最后一天推出倒數(shù)第二天的桃子，再從倒數(shù)第二天的桃子推出倒數(shù)第三天的桃子。設(shè)第n天的桃子為xn，那么它是前一天的桃子數(shù)的xn-1 的一半減1，即xn-1 =（ xn +1

22、）2,5.遞推法 “遞推法”也稱為 “迭代法”，其基本思想是把一個復雜的計算過程轉(zhuǎn)化為簡單過程的多次重復，每次重復都從舊值的基礎(chǔ)上遞推出新值，并由新值代替舊值。,#include iostream.h void main() int i,x=1; /第7天的桃子 cout=1;i-) cout 第i 天的桃子數(shù)為:x只endl; ,x = (x + 1) * 2;,5.遞推法,【例3.15】利用牛頓迭代法求方程 在x0附近的根的近似值。 牛頓迭代公式為： 輸入x0值，由公式求出x1，再由x1從公式求出x2,.,直到 時可視x n+1為方程f(x)=0在X0附近的一個近似根 ,設(shè)為10-5 。,x1=1; do x0=x1; x1=x0 - (3*x0*x0*x0-4*x0*x0-5*x0+13)/(9*x0*x0-8*x0-5) while(fabs(x1-x0)1e-5);,思考: 若迭代最高次數(shù)M后，即使達不到精度也要輸出結(jié)果, 程序該如何修改？,#include iostream.h #include math.h void main( ) double x0,x1,f1x,fx; x0=1; do fx=3*x0*x0*x0-4*x0*x0-5*x0+13; f1x=9*x0*x0-8*x0-5; /f(x0)的導數(shù) x1=x0-fx/f1x