武漢理工大學(xué)C語言課件 c5第五章 循環(huán)結(jié)構(gòu)1

1、1 C 語言程序設(shè)計(jì) Lecture 5 2 l 循環(huán)循環(huán)：就是在給定的條件成立時(shí)反復(fù)執(zhí) 行某一程序段，被反復(fù)執(zhí)行的程序段稱為 循環(huán)體循環(huán)體。 l 在C語言中可以用以下語句來實(shí)現(xiàn)循環(huán)： 1、用while語句；（“當(dāng)”循環(huán)） 2、用do-while語句；（“直到”循環(huán)） 3、用for語句；（計(jì)數(shù)循環(huán)） 4、用goto語句和if語句構(gòu)成循環(huán)。 3 1、while 語句 常稱為“當(dāng)型”循環(huán)語句。 4 2 、while 語句的形式： while (表達(dá)式）表達(dá)式） 循環(huán)體；循環(huán)體； l特點(diǎn)：先判斷表達(dá)式，后執(zhí)行語句。 l說明： 循環(huán)體有可能一次也不執(zhí)行 循環(huán)體可為任意類型語句 下列情況，退出while

2、循環(huán) 條件表達(dá)式不成立（為零） 循環(huán)體內(nèi)遇break,return,goto 無限循環(huán): while(1) 循環(huán)體循環(huán)體; 5 6 break語句 一般形式: break; 功能: 跳出所在的多分支switch語句 跳出所在的while、do-while、for循環(huán)語句（提前結(jié)束 循環(huán)）。 continue語句 一般形式: continue; 功能: 提前結(jié)束本次(本輪)循環(huán)體的執(zhí)行，接著進(jìn)行下一次 循環(huán)條件的判別。 7 for( e1;e2;e3) if(e) continue; for( e1;e2;e3) if(e) break; 非0 0 非0 0 0 非0 0 非0 語句語句 循循

3、環(huán)環(huán) 體體 8 9 1、do-while語句 常稱為“直到型直到型”循 環(huán)語句。 10 2、do-while的形式： do 循環(huán)體；循環(huán)體； while (表達(dá)式）；表達(dá)式）； l特點(diǎn)：先執(zhí)行，后判斷。 l說明： 至少執(zhí)行一次循環(huán)體 dowhile可轉(zhuǎn)化成while結(jié)構(gòu) 例:用dowhile求 1+2+3+4+5+100。 （ch5_03.c） 11 1. 循環(huán)體如果包含一個(gè)以上的語句，應(yīng)該用 花括號(hào)括起來，以復(fù)合語句形式出現(xiàn)。 2. 循環(huán)體中應(yīng)有使循環(huán)趨于結(jié)束的語句。 例：分析下列三個(gè)程序段 12 直到循環(huán)結(jié)構(gòu)：直到循環(huán)結(jié)構(gòu)： main() int i,sum=0; i=1; do sum=

4、sum+i; i+; while(i=100); printf(“%dn”,sum); 13 q 可以用于循環(huán)次數(shù)確可以用于循環(huán)次數(shù)確 定的情況；定的情況； q 可以用于循環(huán)次數(shù)不可以用于循環(huán)次數(shù)不 確定的情況；確定的情況； q 可實(shí)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)while和和 do-while語句所有功能。語句所有功能。 14 2、for的形式：的形式： for (表達(dá)式表達(dá)式1；表達(dá)式；表達(dá)式2；表達(dá)式；表達(dá)式3） 循環(huán)體循環(huán)體 l說明：說明： for語句中語句中expr1, expr2 ,expr3 類型任意，都類型任意，都 可省略，但分號(hào)不可省可省略，但分號(hào)不可省. 無限循環(huán)無限循環(huán): for ( ; ;

5、) for語句可以轉(zhuǎn)換成語句可以轉(zhuǎn)換成while結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 循環(huán)變量循環(huán)變量 賦初值賦初值 循環(huán)終止循環(huán)終止 條件條件 循環(huán)變量循環(huán)變量 控制控制 15 sum=0; for(i=1;i=100;i+) sum=sum+i; 它相當(dāng)于以下語句： i=1; while (i=100) sum=sum+i; i+; 16 （1）for語句一般形式中的語句一般形式中的“表達(dá)式表達(dá)式1”可以可以 省略；省略； 如：如： sum=0;i=1; for ( ; i=100;i+) sum=sum+i; （2）表達(dá)式）表達(dá)式2省略，即不判斷循環(huán)條件，循省略，即不判斷循環(huán)條件，循 環(huán)無終止地進(jìn)行下去；環(huán)無終止地

6、進(jìn)行下去； 如：如： for(sum=0,i=1;i+) sum=sum+i; 17 （3）表達(dá)式）表達(dá)式3也可以省略，但此時(shí)保證循環(huán)能正常結(jié)束。也可以省略，但此時(shí)保證循環(huán)能正常結(jié)束。 如：如：for(sum=0,i=1;i=100;) sum=sum+i; i+; （4） 可以省略表達(dá)式可以省略表達(dá)式1和表達(dá)式和表達(dá)式3，只有表達(dá)式，只有表達(dá)式2。 如：如：i=1; sum=0;i=1;sum=0; for (;i=100;) while (i100) break; sum=sum+i; i+; 19 （6）循環(huán)體為空語句）循環(huán)體為空語句 對(duì)對(duì)for語句，循環(huán)體為空語句的一般形式為語句，循環(huán)

7、體為空語句的一般形式為: for (表達(dá)式表達(dá)式1；表達(dá)式；表達(dá)式2；表達(dá)式；表達(dá)式3) ； 如：如：for(sum=0,i=1；ib ) 3.字符表達(dá)式字符表達(dá)式: for (; (c=getchar() != n;) printf(“%c”,c); (cal8.c;totl5f.c;cent.c) 23 解題思路解題思路 1. 每當(dāng)我們讀入一張選票，只有每當(dāng)我們讀入一張選票，只有6種種 情況，將它們加到相應(yīng)的人選上。情況，將它們加到相應(yīng)的人選上。 2. -1結(jié)束循環(huán)結(jié)束循環(huán) 3. case語句作為開關(guān)。語句作為開關(guān)。 例 統(tǒng)計(jì)選票?，F(xiàn)有選票如下 3,1,2,1,1,3,3,2,1,2,3,

8、3,2,1,1, 3,2,0,1,4,-1. -1是結(jié)束標(biāo)志。設(shè)1選李, 2選張，3選王， 0和4為廢票，誰會(huì)當(dāng)選？ 24 main() int vote,l_vote,z_vote,w_vote, invalidvote; l_vote=0; z_vote=0; w_vote=0; invalidvote=0; scanf(“%d”, while (vote!=-1) switch (vote) case 1: l_vote+;break; case 2: z_vote+;break; case 3: w_vote+;break; case 0: case 4: invalidvote+;b

9、reak; scanf(“%d”, printf(Li%2d,zhang%d2d,wang%2d,invalid%2d”, l_vote,z_vote,w_vote,invalidvote); 25 例 輸入一個(gè)整數(shù)，計(jì)算它的位數(shù).并反向輸出. 分析:設(shè)一個(gè)數(shù)13579,一位一位地切下末位 l循環(huán)結(jié)束條件: num=0; l同時(shí)計(jì)數(shù) count=count+1; bit=num%10 num=num/10 count=0;輸入輸入num num!=0 輸出輸出num%10 count+ num=num/10 輸出輸出count 26 27 1、 無條件轉(zhuǎn)移語句； 形式：goto 標(biāo)號(hào)； 2、有

10、標(biāo)號(hào)的語句稱為標(biāo)號(hào)語句； 形式： 標(biāo)號(hào)：語句； 3、 goto語句在使用時(shí)只能轉(zhuǎn)移到goto所在的函數(shù) 內(nèi)的標(biāo)號(hào)處，不能轉(zhuǎn)移到該函數(shù)外； 4、 可以從多重循環(huán)的內(nèi)層轉(zhuǎn)移到最外層，而break 只能跳出一層循環(huán)。 28 main() int i=1,sum=0; loop: if (i101) sum=sum +i; i+; goto loop; printf(“SUM = %fn”,sum); loop: sum=sum+i; i+; if(i101) goto loop; 29 (1) while() while() . (2) do do while( ); . while( ); (3)

11、 while() do while( ); . l三種循環(huán)可互相嵌套三種循環(huán)可互相嵌套,層數(shù)不限層數(shù)不限 l外層循環(huán)可包含兩個(gè)以上內(nèi)循環(huán)外層循環(huán)可包含兩個(gè)以上內(nèi)循環(huán) l嵌套循環(huán)的執(zhí)行流程嵌套循環(huán)的執(zhí)行流程 l嵌套循環(huán)的跳轉(zhuǎn)嵌套循環(huán)的跳轉(zhuǎn) 禁止：禁止： 從外層跳入內(nèi)層從外層跳入內(nèi)層 跳入同層的另一循環(huán)跳入同層的另一循環(huán) (4) for( ; ;) do while(); while() . 30 31 例例1： main() int i,j; for(i=0; i3;i+) for(j=1;j=4;j+) printf( %d,j); printf(n); 運(yùn)行后輸出：運(yùn)行后輸出： 1 2 3

12、4 1 2 3 4 1 2 3 4 例例2： main() int i,j; for(i=0; i3;i+) for(j=1;j=4;j+) printf( %d,j); if( ! (j%3) ) break; printf(n); 運(yùn)行后輸出：運(yùn)行后輸出： 1 2 3 1 2 3 1 2 3 32 例例4： main() int i, j; for( i=0; i3; i+) printf( %d, i ); printf(n ) ; for( i=1; i=4; i+) printf(%d, i ) ; 運(yùn)行后輸出：運(yùn)行后輸出： 例例3 3： main() int i, j; for(

13、i=0; i3; i+) for( j=1;j=4;j+) printf( %d,j); if( ! (j%3) ) goto K; printf(n); K: ; 運(yùn)行后輸出：運(yùn)行后輸出： 1 2 3 0 1 2 1234 33 分析: l 求累加和s s=0 for(k=1;k=n;k+) 求累乘積tk s=s+tk l 求累乘積tk=k! tk =1 for(i=1;i=k;i+) tk=tk*i main( ) int i,k; long s, t; printf(nInput n:); scanf(%d, s=0; for(k=1;k=n;k+) t=1; for(i=1;i=k;i

14、+) t=t*i; s=s+t; printf(ns=%ld,s); 34 35 36 37 寫循環(huán)，先要發(fā)現(xiàn)循環(huán)。注意計(jì)算中的重復(fù)性動(dòng) 作，引進(jìn)循環(huán)可能統(tǒng)一描述和處理。 重復(fù)動(dòng)作的常見例子： l累積一批可按規(guī)律算出的數(shù)據(jù)（如累加等）； l反復(fù)從一個(gè)結(jié)果算出下一結(jié)果（遞推等）； l對(duì)一批數(shù)據(jù)做同樣的加工處理；等。 38 I.循環(huán)涉及哪些變量，引進(jìn)什么臨時(shí)性變量？ II.這些變量在循環(huán)正式開始前應(yīng)給什么初值？ 循環(huán)如何開始？ III.每次循環(huán)中變量的值應(yīng)如何改變？ IV.什么情況下繼續(xù)循環(huán)（什么情況下終止）？ V.循環(huán)終止后如何得到所需結(jié)果？ 39 循環(huán)中常出現(xiàn)幾類變量，了解這些有助于思 考和分

15、析。這也是寫循環(huán)程序的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。 1）循環(huán)控制變量(循環(huán)變量)：循環(huán)前設(shè)初值，循 環(huán)遞增/遞減，達(dá)到/超過界限時(shí)循環(huán)結(jié)束?？刂?循環(huán)的進(jìn)行/結(jié)束。 for中常有這類變量。 for(n = 0; n 10; n+). for(n = 2; n 52; n += 4) . 40 2）累積變量：循環(huán)中常用+=或*=等更新。初值常 用運(yùn)算的單位元（加用0；乘用1為初值）。循環(huán) 結(jié)束時(shí)變量終值被作為循環(huán)計(jì)算結(jié)果。 3）遞推變量：前兩類變量的推廣形式。復(fù)雜循環(huán) 常用幾個(gè)協(xié)同的變量，每次由一個(gè)/幾個(gè)變量推出 一個(gè)新值，其余依次更新。 對(duì)變量x1、x2、x3，循環(huán)體可能有序列： x1 = x0.; x2 =

16、x1.; x3 = . x1 . x2 .; 41 三種循環(huán)語句while, do-while和for 建立循環(huán)通常有以下情況: 1. 給定次數(shù), for比較適用 for(i=1;i100;i+) 2. 給定條件, while比較適用 while(x+y)a for(k=3;kb) t=a;a=b; b=t; for(x=a;x1000) break; printf(s=%d,n=%d,s,n); 47 5. main() int i,n=0; float score30,aver=0.0; for(i=0;i100|scorei0) printf(Error! );goto aa; aver

17、+=scorei; aver=aver/30; for(i=0;iaver)n+; printf(aver=%f,n=%dn,aver,n); 48 7. main() int i; long n=1; for(i=1;i=1.0e-6) pi=pi+t; n=n+2; s=-s; t=s/n; pi=pi*4; printf(“pi=%10.6fn”,pi); 50 方法一：數(shù)列是正、負(fù)相間的，在這里可用一方法一：數(shù)列是正、負(fù)相間的，在這里可用一 個(gè)個(gè)“開關(guān)開關(guān)”變量變量 t 來解決符號(hào)的問題。來解決符號(hào)的問題。 main() float s=0; int t=1,i ; for(i=1;i

18、101;i+) s+=1.*t / i ; t= -t ; printf(s=%fn,s); 在處理循環(huán)時(shí)應(yīng)注意在處理循環(huán)時(shí)應(yīng)注意 初、終值的設(shè)定！初、終值的設(shè)定！ 51 方法二：分別求出方法二：分別求出正項(xiàng)和正項(xiàng)和s1(奇數(shù)倒數(shù)奇數(shù)倒數(shù))與負(fù)項(xiàng)與負(fù)項(xiàng) 和和s2(偶數(shù)倒數(shù)偶數(shù)倒數(shù))，則則s=s1-s2 main() float s,s1=0,s2=0; int i; for(i=1;i101;i+=2) s1+=1.0/ i; s2+=1.0/(i+1); s=s1-s2; printf(s=%fn,s); 52 f(x)= (4-x2)dx b a 53 main() float a,b,h

19、,n1,n2,s=0; int i; printf(“請(qǐng)輸入積分限a和b:”); scanf(“%f%f”, h=(b-a)/1000; for(i=0;i1000;i+) n1=4-(a+i*h)*(a+i*h); n2=4-(a+(i+1)*h)*(a+(i+1)*h); s+=(n1+n2)*h/2; printf(“s=%10.2fn”,s); 54 #include #define GOAL 39 main() int i; printf(“Please input a integer number:n); do scanf(%d, if(iGOAL) printf(%d is to

20、o big,input again.n,i); else if(iGOAL) printf(%d is too samll,input again.n,i); else printf(OK!n); while(i!=GOAL); 55 #include #include main() int i; int GOAL,num=0; printf(Please input a number from 0 to 99, or -1 to exit:n); GOAL=random(100); /*產(chǎn)生0到99的隨機(jī)數(shù)*/ do scanf(%d, if(i=-1) printf(nExit game!

21、); break; 56 num+; if(iGOAL) printf(%d is too big, input again.n,i); else if(iGOAL) printf(%d is too samll, input again.n,i); else printf(OK!n); printf(You take %d times to pass!,num); while(i!=GOAL); 57 例例 枚舉問題枚舉問題或稱為或稱為窮舉法窮舉法。一般用于不。一般用于不 定方程求非負(fù)整數(shù)解的問題。它將方程中定方程求非負(fù)整數(shù)解的問題。它將方程中 未知數(shù)可以取的到的非負(fù)整數(shù)逐個(gè)進(jìn)行驗(yàn)未知數(shù)可以

22、取的到的非負(fù)整數(shù)逐個(gè)進(jìn)行驗(yàn) 證找出所有滿足方程的解。證找出所有滿足方程的解。 例如：例如：一元人民幣兌換成一元人民幣兌換成1分、分、2分、分、5分共有分共有 多少種方法？多少種方法？ 若若5分、分、2分、分、1分的個(gè)數(shù)分別為分的個(gè)數(shù)分別為x個(gè)、個(gè)、y個(gè)、個(gè)、z 個(gè)，則個(gè)，則x的取值為的取值為020，y的取值為的取值為050，z 的取值為的取值為0100。 于是有不定方程：于是有不定方程： 5x+2y+z=100。 58 main() int i,j,k,m=0; for(i=0;i21;i+) for(j=0;j51;j+) for(k=0;k101;k+) if(5*i+2*j+k=100)

23、 m+=1; printf(m=%dn,m); 59 上面程序的循環(huán)次數(shù)超過上面程序的循環(huán)次數(shù)超過10萬次，且大量的循環(huán)萬次，且大量的循環(huán) 都不滿足方程?？蓪?duì)程序進(jìn)行優(yōu)化，由于隨著都不滿足方程?？蓪?duì)程序進(jìn)行優(yōu)化，由于隨著5分個(gè)數(shù)分個(gè)數(shù) 的增加，的增加，2分個(gè)數(shù)就會(huì)減少，因此循環(huán)變量分個(gè)數(shù)就會(huì)減少，因此循環(huán)變量j可控制在可控制在 （100-5i）/2以內(nèi)以內(nèi),這樣使得這樣使得5i+2j=100。若不足。若不足100 則補(bǔ)充則補(bǔ)充1分，分，將問題轉(zhuǎn)換成為求循環(huán)次數(shù)的問題了將問題轉(zhuǎn)換成為求循環(huán)次數(shù)的問題了。 main() int i,j,m=0; for(i=0;i21;i+) for(j=0;jE

24、, W-A。非字母字符忽略。 l思路: 1.建立循環(huán), 循環(huán)結(jié)束以輸入回車符為準(zhǔn) while (c=getchar()!=n) 2. 判斷輸入是否是字符,否則忽略 if (c=a int counter; total=0;counter=0; average = 0; scanf (“%d”, while (value !=-1) total = total + value; counter + +; scanf (“%f”, if (counter = 0) printf (“No data entered.n”); else average = total / counter; print

25、f (The average of %d values is %f”, counter,average) 23.9 85.68 227E02 0.00863 75 93.44 71 14.7E-05 66 -1 The average of 9 values is 2568.336412 63 本例還是要考慮每行的空格數(shù)、和星本例還是要考慮每行的空格數(shù)、和星 號(hào)數(shù)問題，但要關(guān)注號(hào)數(shù)問題，但要關(guān)注空格數(shù)與星號(hào)數(shù)空格數(shù)與星號(hào)數(shù)在增在增 加到一定的時(shí)候又要減少的規(guī)律。加到一定的時(shí)候又要減少的規(guī)律。 64 for(i=0;i4;i+) for(j=0;j20-i;j+) printf(“ ”); /*

26、空格遞減空格遞減*/ for(k=0;k2*i+1;k+) printf(“*”); /*星號(hào)遞增星號(hào)遞增 */ #include main() int i,j,k; for(i= -2;i=2;i+) for(j=1;j=18+fabs(i);j+) printf( ); for(k=1;k=5-2*fabs(i);k+) printf(*); printf(n); fabs(i)變化規(guī)律是：變化規(guī)律是： 2,1,0,1,2。 每行的空格數(shù)是：每行的空格數(shù)是： 20,19,18,19,20。 每行的星號(hào)數(shù)是：每行的星號(hào)數(shù)是： 1,2,3,2,1。 注意初終值從注意初終值從-2到到 2的目的。

27、的目的。 65 例 汽車?yán)锍瘫砩系淖x數(shù)是95859，7小時(shí)之 后里程表的讀數(shù)是一個(gè)對(duì)稱數(shù)（最大是5 位數(shù)），問汽車的速度（是一個(gè)整數(shù)）。 解題思路: l檢查所有的在95859到99999之間的對(duì)稱 數(shù)，如果它與95859的差能被7整除，則商 是速度。 66 /* 第一種算法*/ main() long i95859,a,b,c,e,d; flaot f,g; while (i=99999 ) a=i/10000; b=(i-a*10000)/1000; c=(i-a*10000-b*1000)/100; d=(i-a*10000-b*1000-c*100)/10; e=i-a*10000-b*

28、1000-c*100-d*10; if (a=e) i+; 該程序需要執(zhí)行循環(huán)該程序需要執(zhí)行循環(huán) 99999-95859次！次！ 67 /*第二種算法*/ main() long i,distance,a,b,c,d; (for i=1;i=200;i+) distance=95859+i*7; a=distance/10000 b=(distance-a*10000)/1000; c=(distance-a*10000-b*1000)/100; d=(distance-a*10000-b*1000-c*100)/10; e=distance-a*10000-b*1000-c*100-d*10

29、; if (a=e) and (b=d) printf(“The speed is %d”,i); 68 /*第三種算法*/ main() long i,j,distance,speed:real; for(i=6;i=9;i+) for (j=0;j=9;j+) distance=90000+i*1000+j*100+i*10+9; if (distanc%7)=0) printf(“The speed is %d”,distance/7); distance = distance-95959 if (distance%7)=0) printf(“The speed is %d”,dista

30、nce/7); 該程序需要循環(huán)該程序需要循環(huán)(9-6)*10+1次！次！ 69 分析分析： （ 1 ） 因 為 新 出 現(xiàn) 的 數(shù) （因 為 新 出 現(xiàn) 的 數(shù) （ d c b c d ） 是 ：） 是 ： 個(gè)位數(shù)字（個(gè)位數(shù)字（d）與萬位數(shù)字、十位數(shù)字（）與萬位數(shù)字、十位數(shù)字（c）與）與 千位數(shù)字相同，而百位數(shù)字（千位數(shù)字相同，而百位數(shù)字（b）只能是）只能是， 表示萬位和千位的變量表示萬位和千位的變量a取值范圍為：取值范圍為：9599。 所以，要將所以，要將a分隔出的十位數(shù)字和個(gè)位數(shù)字分別分隔出的十位數(shù)字和個(gè)位數(shù)字分別 賦予賦予d和和c 。 （2）約束條件是：公里數(shù)對(duì)稱且車速為整數(shù)。）約束條件

31、是：公里數(shù)對(duì)稱且車速為整數(shù)。 70 循環(huán)循環(huán)a=95;a=99;a+ 求出萬、千位上的數(shù)字求出萬、千位上的數(shù)字 循環(huán)百位數(shù)字循環(huán)百位數(shù)字b=0;b=99 找出對(duì)稱的數(shù)字找出對(duì)稱的數(shù)字 計(jì)算路程、車速計(jì)算路程、車速 車速為整且路程車速為整且路程 為正為正 跳出并輸出跳出并輸出 71 main() int a,b,c,d,n,v; long int m; for(a=95;a=99;a+) d=a/10; c=a-d*10; /*分別求出萬、千位上的數(shù)字分別求出萬、千位上的數(shù)字 */ for(b=0;b0) goto loop; loop: printf(v=%dkm/h m=%ldkmn,v,m); 車速為整數(shù)且路程為正車速為整數(shù)且路程為正 時(shí)轉(zhuǎn)出循環(huán)并輸出結(jié)果時(shí)轉(zhuǎn)出循環(huán)并輸出結(jié)果 找出對(duì)稱找出對(duì)稱 的數(shù)字的數(shù)字 72 在本例這樣的情況下，從內(nèi)循