c語言循環(huán)結(jié)構(gòu)（課堂PPT）

1、1循環(huán)2C語言的重復(fù)語句用于設(shè)置循環(huán)。循環(huán)是重復(fù)執(zhí)行其他語句的一種語句，循環(huán)中重復(fù)執(zhí)行的語句就是循環(huán)體 C語句中，每個循環(huán)都有一個控制表達式。每次執(zhí)行循環(huán)體時都要對控制表達式進行計算。 如果表達式為真，也就是不為零，那么繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)。3C 提供三種循環(huán)語句: while語句：用于判定控制表達式在循環(huán)體執(zhí)行之前的循環(huán)。 do語句：用于判定控制表達式在循環(huán)體執(zhí)行之后的循環(huán)。 for語句：對于自增或自減計數(shù)變量的循環(huán)十分方便。 4使用while語句是最簡單、最基本的設(shè)置循環(huán)方法。 While語句格式如下：while ( 表達式表達式) 語句語句表達式即為控制表達式；語句則是循環(huán)體。 5while語句

2、示例：while (i n) /* 控制表達式控制表達式 */ i = i * 2; /* 循環(huán)體循環(huán)體 */執(zhí)行while語句時，首先計算控制表達式的值。如果值不為零（真），那么執(zhí)行循環(huán)體，接著再次判定表達式。這個過程持續(xù)進行直到最終控制表達式的值變?yōu)榱恪?while語句示例：計算大于或等于數(shù)n的最小的2次冪：i = 1;while (i n) i = i * 2;設(shè)n為10時，下面跟蹤顯示了while語句執(zhí)行情況：i = 1;i現(xiàn)在值為1.i n成立嗎?是，繼續(xù)。i = i * 2;i現(xiàn)在為2.i n成立嗎?是，繼續(xù)。i = i * 2;i現(xiàn)在為4。i n成立嗎?是，繼續(xù)。i = i *

3、2;i現(xiàn)在為8。i n成立嗎?是，繼續(xù)。i = i * 2;i現(xiàn)在為16。i 0) printf(T minus %d and countingn, i); i-;即使沒有嚴格要求的時候，一些程序員始終使用大括號括住循環(huán)體：while (i 0) printf(T minus %d and countingn, i); i-;整個過程持續(xù)到顯示信息為整個過程持續(xù)到顯示信息為“T minus 1 and counting”。9關(guān)于while語句的一些討論： 在while循環(huán)終止時，控制表達式的值為假。因此，當通過表達式i 0控制循環(huán)終止時，i必須是小于或等于0的。 可能根本不執(zhí)行while循環(huán)體

4、。因為控制表達式是在循環(huán)體執(zhí)行之前進行判定。 while語句常?？梢杂卸嘀貙懛?。更加簡明的遞減計數(shù)循環(huán)如下：while (i 0) printf(T minus %d and countingn, i-);10如果控制表達式的值始終是非零值的話，while語句將無法終止。C語句程序員有時故意用非零常量作為控制表達式來構(gòu)造無限循環(huán)：while (1) 除非循環(huán)體含有跳出循環(huán)控制的語句(break, goto, return)或調(diào)用了導(dǎo)致程序終止的函數(shù)，否則上述這種形式的while語句將永遠執(zhí)行下去。11程序square.c用一個while語句顯示平方值表格。用戶指定平方值表格的行數(shù)：This p

5、rogram prints a table of squares.Enter number of entries in table: 5 1 1 2 4 3 9 4 16 5 2512square.c /* Prints a table of squares using a while statement */ #include int main(void) int i, n; printf(This program prints a table of squares.n); printf(Enter number of entries in table: ); scanf(%d, &

6、n); i = 1; while (i = n) printf(%10d%10dn, i, i * i); i+; return 0;13程序sum.c 對用戶輸入的整數(shù)數(shù)列求和：This program sums a series of integers.Enter integers (0 to terminate): 8 23 71 5 0The sum is: 107程序需要使用循環(huán)，循環(huán)采用scanf函數(shù)讀取用戶輸入數(shù)，然后再把這個數(shù)加到運算的總和中。14sum.c /* Sums a series of numbers */ #include int main(void) int n

7、, sum = 0; printf(This program sums a series of integers.n); printf(Enter integers (0 to terminate): ); scanf(%d, &n); while (n != 0) sum += n; scanf(%d, &n); printf(The sum is: %dn, sum); return 0;運行結(jié)果：運行結(jié)果：505050501001nn1001nn(1)循環(huán)體如果包含一個以上的語句，應(yīng)該用花括弧括起來，以復(fù)合語句形式出現(xiàn).(2)在循環(huán)體中應(yīng)有使循環(huán)趨向于結(jié)束的語句。 運行結(jié)

8、果：運行結(jié)果：5050505017do語句的一般格式如下：do 語句語句 while ( 表達式表達式 ) ;執(zhí)行do語句時，先執(zhí)行循環(huán)體，再計算控制表達式的值。如果表達式的值非零，那么再次執(zhí)行循環(huán)體，然后再次計算表達式的值。18使用do語句重寫前面的“倒數(shù)計數(shù)”程序：i = 10;do printf(T minus %d and countingn, i); -i; while (i 0);do語句和while語句沒有本質(zhì)的區(qū)別。唯一的不同在于do語句的循環(huán)體至少會被執(zhí)行一次。19最好對所有的do語句都使用大括號包括循環(huán)體，因為沒有大括號的do語句很容易被誤認為是while語句：do pri

9、ntf(T minus %d and countingn, i-);while (i 0);粗心的讀者可能會把單詞while誤認為是while語句的開始。while(i=100)while(i=100)運行結(jié)果：運行結(jié)果：505050501001nn運行結(jié)果：運行結(jié)果：505050501001nn22程序numdigits.c 計算用戶輸入的整數(shù)的位數(shù)：Enter a nonnegative integer: 60The number has 2 digit(s).方法是將將用戶輸入的整數(shù)反復(fù)除以10，直到結(jié)果變?yōu)?，除的次數(shù)就是用戶輸入整數(shù)的位數(shù)。do語句比while語句更適合，因為每個整數(shù)

10、，即便是0都至少有一位數(shù)字。23numdigits.c /* Calculates the number of digits in an integer */ #include int main(void) int digits = 0, n; printf(Enter a nonnegative integer: ); scanf(%d, &n); do n /= 10; digits+; while (n 0); printf(The number has %d digit(s).n, digits); return 0;24for語句適合應(yīng)用在使用“計數(shù)”變量的循環(huán)中，然而它也靈

11、活用于許多其他類型的循環(huán)中。for語句的一般格式如下：for ( 表達式1; 表達式2; 表達式3 ) 語句表達式1、表達式2和表達式3全都是表達式。示例：for (i = 10; i 0; i-) printf(T minus %d and countingn, i);25for語句的執(zhí)行流程for(表達式1;表達式2;表達式3) 語句;26for語句和while語句關(guān)系緊密。 除了極少數(shù)情況，for循環(huán)總可以等價替換為while循環(huán)：表達式表達式1;while ( 表達式表達式2 ) 語句語句 表達式表達式3;表達式1是在循環(huán)開始執(zhí)行前，只執(zhí)行一次的初始化步驟。27表達式2控制用于控制循環(huán)

12、的終止(循環(huán)持續(xù)執(zhí)行，只要表達式2的值非零）。表達式3是在每次循環(huán)的最后被執(zhí)行的一個操作。按照這種模式，上面的for循環(huán)可以改寫為如下的while循環(huán)：i = 10;while (i 0) printf(T minus %d and countingn, i); i-;28研究等價的while語句有助于更好地理解for語句。例如，假設(shè)把先前for循環(huán)示例中的i-替換為-i：for (i = 10; i 0; -i) printf(T minus %d and countingn, i);等價的while循環(huán)顯示上述的替換對循環(huán)沒有任何影響：i = 10;while (i 0) printf(T

13、 minus %d and countingn, i); -i;29由于for語句中的第一和第三表達式都是以語句的方式執(zhí)行的，所以它們的值互不相關(guān)它們有用僅僅是因為有副作用。 所以，這兩個表達式常常是賦值表達式或自增/自減表達式。30for語句對于“向上加”（變量自增）或“向下減”（變量自減）的循環(huán)來說是最好的選擇。對于向上加或向下減共有n次的情況，for語句經(jīng)常會采用下列形式中的一種。從從0向上加到向上加到n1：for (i = 0; i n; i+) 從從1向上加到向上加到n：for (i = 1; i = 0; i-) 從從n向下減到向下減到1：for (i = n; i 0; i-)

14、31常見語句錯誤： 在控制表達式中用 (反之亦然）?！跋蛏霞印笔褂没蚧?運算符。 在控制表達式中使用=代替, , 或=。 編寫的控制表達式用i=n代替i 0; -i) printf(T minus %d and countingn, i);如果省略第三個表達式，那么循環(huán)體需確保第二個表達式的值最終會變?yōu)榧伲篺or (i = 10; i 0;) printf(T minus %d and countingn, i-);33當?shù)谝缓偷谌磉_式都省略時，for循環(huán)與while循環(huán)沒有任何區(qū)別：for (; i 0;) printf(T minus %d and countingn, i-);等價于w

15、hile (i 0) printf(T minus %d and countingn, i-);while語句的形式更清楚，因此更可取。34如果省略第二個表達式，那么它默認為真，因此for語句不會終止（除非以某種其他形式停止）。 例如：某些程序員用下列的for語句建立無限循環(huán)：for (;) 35C99中，for語句的第一個表達式能被替換為一個聲明（定義）。 這個特性允許程序員在for循環(huán)中定義變量：for (int i = 0; i n; i+) 這樣，變量i不需要在for循環(huán)前定義。 36在for語句中定義的變量不能在循環(huán)體外訪問，即在循環(huán)外不可見）：for (int i = 0; i n

16、; i+) printf(%d, i); /* legal; i is visible inside loop */ printf(%d, i); /* WRONG */37讓for語句定義自己的循環(huán)控制變量通常是個好的做法，方便且讓程序易于理解。 當然，如果程序需要在循環(huán)結(jié)束后訪問這樣的變量，那么就需要采用for語句常規(guī)的方式。for語句可以定義多個相同類型的變量：for (int i = 0, j = 0; i n; i+ +) 38有時，for語句可能需要多個初始表達式，或在每次循環(huán)時一次對幾個變量進行自增（減）操作?？梢栽趂or語句的第一和第三表達式中使用逗號表達式實現(xiàn)這些想法。逗號表

17、達式具有如下形式：表達式1, 表達式2這里表達式1和表達式2可以是任意兩個表達式。 39逗號表達式的計算分兩步實現(xiàn)： 第一，計算表達式1并丟棄計算結(jié)果。 第二，計算表達式2并將計算結(jié)果作為整個逗號表達式的結(jié)果。計算表達式1始終是有意義的。當計算逗號表達式+i, i + j, i先自增，然后計算i + j 假設(shè)，變量i和j的值分別為1和5，那么上面逗號表達式的值為7，而i的值將自增為2。40逗號運算符是左結(jié)合性的，所以編譯器把下列表達式：i = 1, j = 2, k = i + j解釋為：(i = 1), (j = 2), (k = (i + j)即左邊的操作先于右邊的執(zhí)行，這樣表達式i =

18、1, j = 2, 和k = i + j 將從左到右執(zhí)行。41逗號運算符允許將兩個或多個表達式黏貼成一個表達式。在后面章節(jié)中我們會看到某些定義將從逗號運算符中受益。for語句是唯一除上述之外還可以發(fā)現(xiàn)逗號運算符的地方。 例如：for (sum = 0, i = 1; i = N; i+) sum += i;利用附加的逗號運算符，for語句可以初始化兩個及以上的變量。42程序square.c(Section 6.1)可以通過將while循環(huán)轉(zhuǎn)化為for循環(huán)的方式進行改進：43square2.c /* Prints a table of squares using a for statement

19、*/ #include int main(void) int i, n; printf(This program prints a table of squares.n); printf(Enter number of entries in table: ); scanf(%d, &n); for (i = 1; i = n; i+) printf(%10d%10dn, i, i * i); return 0;44C語言對控制循環(huán)行為的三個表達式?jīng)]有加任何限制。 雖然這些表達式通常對同一個變量進行初始化、判定和更新，但是不要求它們之間以任何方式進行相互關(guān)聯(lián)。程序square3.c 等價

20、于square2.c，但是包含一個for語句，它初始化一個變量(square), 判定另一個變量(i), 并對第三個變量(odd)進行自增操作。 for語句這種極大的靈活性有時是十分有用的，但是原始的程序無疑更加清晰。45square3.c /* Prints a table of squares using an odd method */ #include int main(void) int i, n, odd, square; printf(This program prints a table of squares.n); printf(Enter number of entries

21、 in table: ); scanf(%d, &n); i = 1; odd = 3; for (square = 1; i = n; odd += 2) printf(%10d%10dn, i, square); +i; square += odd; return 0;46通常循環(huán)的退出點是在while或for循環(huán)體之前，或do循環(huán)體之后。使用break語句可以在循環(huán)體中間設(shè)置退出點，甚至設(shè)置多個退出點。47break語句能夠把程序控制從switch語句中轉(zhuǎn)移出來，而且還可以用于跳出while、do或for循環(huán)?？梢跃帉懸粋€循環(huán)用于測試一個數(shù)是否是素數(shù)，只要發(fā)現(xiàn)一個約數(shù)就用brea

22、k語句終止循環(huán)：for (d = 2; d n; d+) if (n % d = 0) break;48在循環(huán)終止后，可以用if語句來確定是提前終止（即n不是素數(shù)）還是正常終止（n是素數(shù)）：if (d n) printf(%d is divisible by %dn, n, d);else printf(%d is primen, n);49break語句特別適合退出點在循環(huán)體中間，而不是循環(huán)體之前或之后的循環(huán)。 例如，用于讀入用戶輸入并且在遇到特殊輸入值時終止的循環(huán)：for (;) printf(Enter a number (enter 0 to stop): ); scanf(%d, &

23、amp;n); if (n = 0) break; printf(%d cubed is %dn, n, n * n * n);50break語句把程序控制從最內(nèi)層封閉的while、do、for或switch語句中轉(zhuǎn)移出來。 當這些語句出現(xiàn)嵌套時，break語句只能跳出一層嵌套：while () switch () break; break語句從語句從switch語句中轉(zhuǎn)移出程序控制，但沒有從語句中轉(zhuǎn)移出程序控制，但沒有從while循環(huán)中轉(zhuǎn)移出來。循環(huán)中轉(zhuǎn)移出來。51continue語句與break語句類似： break語句把程序控制轉(zhuǎn)出循環(huán)體。 continue語句把程序控制轉(zhuǎn)移到循環(huán)體結(jié)束

24、之前的一點。 break語句使程序控制跳出循環(huán)，continue語句把程序控制留在循環(huán)體內(nèi)。break語句和continue語句的另一個區(qū)別：break語句可以在用于switch語句和循環(huán)中，而continue語句則只能用在循環(huán)中。52使用使用continue語句語句的循環(huán)示例：的循環(huán)示例：n = 0;sum = 0;while (n 10) scanf(%d, &i); if (i = 0) continue; sum += i; n+; /* continue jumps to here */53不用continue語句的相同循環(huán)示例：n = 0;sum = 0;while (n

25、10) scanf(%d, &i); if (i != 0) sum += i; n+; 1001nn當n能被3整除時，執(zhí)行continue語句，結(jié)束本次循環(huán)(即跳過printf函數(shù)語句)，只有n不能被3整除時才執(zhí)行printf函數(shù)。1001nn當n能被3整除時，執(zhí)行continue語句，結(jié)束本次循環(huán)(即跳過printf函數(shù)語句)，只有n不能被3整除時才執(zhí)行printf函數(shù)。56goto語句語句能跳轉(zhuǎn)到函數(shù)中任何有標號的語句處。能跳轉(zhuǎn)到函數(shù)中任何有標號的語句處。標號是放置在語句開始處的標識符：標識符：語句一條語句可以有多個標號。 goto語句語句格式如下：格式如下：goto 標識符;執(zhí)

26、行語句語句 goto L，把程序控制轉(zhuǎn)移到標號L后的語句上， 轉(zhuǎn)移目標語句必須與goto語句在同一個函數(shù)中。57如果C語言沒有break語句，goto語句可以用于退出循環(huán)：for (d = 2; d n; d+) if (n % d = 0) goto done;done: if (d n) printf(%d is divisible by %dn, n, d);else printf(%d is primen, n);58goto語句語句在日常的在日常的C語言編程中很少用到。語言編程中很少用到。break、continue和return 等語句本質(zhì)上都是受限制的goto語句語句，它們和，它

27、們和exit函數(shù)一起足夠應(yīng)付函數(shù)一起足夠應(yīng)付其他編程語言中大多數(shù)其他編程語言中大多數(shù)goto語句語句的情況。的情況。盡管如此，goto語句偶爾還是很有用的。59考慮從包含switch語句的循環(huán)中退出的問題。 break語句不會產(chǎn)生期望的效果：它可以跳出switch語句，但是無法跳出循環(huán)。 goto語句語句可以解決這個問題：可以解決這個問題：while () switch () goto loop_done; /* break wont work here */ loop_done: goto語句在需要從嵌套的多層循環(huán)中轉(zhuǎn)出時還是很語句在需要從嵌套的多層循環(huán)中轉(zhuǎn)出時還是很有用。有用。 1001n

28、n這里用的是“當型”循環(huán)結(jié)構(gòu)，當滿足“i=100” 時執(zhí)行花括弧內(nèi)的循環(huán)體。 運行結(jié)果：運行結(jié)果：5050505061許多簡單的交互式程序都是基于菜單的，它們向用戶顯示可供選擇的命令列表。一旦用戶選擇了某條命令，程序就執(zhí)行相應(yīng)的操作，然后提示用戶輸入下一條命令。這個過程一直會持續(xù)到用戶選擇“退出”或“停止”命令。這類程序的核心顯然是循環(huán)。for (;) 提示用戶輸入命令; 讀入命令; 執(zhí)行命令;62執(zhí)行這個命令將需要switch語句（或級聯(lián)式if語句）for (;) 提示用戶輸入命令; 讀入命令; switch (command) case 命令1: 執(zhí)行操作1; break; case 命令

29、2: 執(zhí)行操作2; break; . . . case 命令n: 執(zhí)行操作n; break; default: 顯示錯誤信息; break; 63程序checking.c用這種循環(huán)來維護賬本的余額程序?qū)橛脩籼峁┻x擇菜單：刷新帳戶余額，往帳戶上存錢，從帳戶上取錢，顯示當前余額，退出程序。64* ACME checkbook-balancing program *Commands: 0=clear, 1=credit, 2=debit, 3=balance, 4=exit Enter command: 1Enter amount of credit: 1042.56Enter command:

30、2Enter amount of debit: 133.79Enter command: 1Enter amount of credit: 1754.32Enter command: 2Enter amount of debit: 1400Enter command: 2Enter amount of debit: 68Enter command: 2Enter amount of debit: 50Enter command: 3Current balance: $1145.09Enter command: 465checking.c /* Balances a checkbook */ #

31、include int main(void) int cmd; float balance = 0.0f, credit, debit; printf(* ACME checkbook-balancing program *n); printf(Commands: 0=clear, 1=credit, 2=debit, ); printf(3=balance, 4=exitnn); for (;) printf(Enter command: ); scanf(%d, &cmd); switch (cmd) case 0: balance = 0.0f; break;66 case 1:

32、 printf(Enter amount of credit: ); scanf(%f, &credit); balance += credit; break; case 2: printf(Enter amount of debit: ); scanf(%f, &debit); balance -= debit; break; case 3: printf(Current balance: $%.2fn, balance); break; case 4: return 0; default: printf(Commands: 0=clear, 1=credit, 2=debi

33、t, ); printf(3=balance, 4=exitnn); break; 67語句可以為空，即除了末尾的分號外什么符號也沒有。 下面一行代碼包含三條語句：i = 0; ; j = 1;空語句主要有一個好處：編寫空循環(huán)體的循環(huán)。 68考慮下面尋找素數(shù)的循環(huán)：for (d = 2; d n; d+) if (n % d = 0) break;如果把條件n % d = 0移到循環(huán)控制表達式中，那么循環(huán)體將會為空：for (d = 2; d 0); /* WRONG */ printf(T minus %d and countingn, i); -i;while圓括號后多余的分號（空語句）造

34、成無限循環(huán)。 70例3:i = 11;while (-i 0); /* WRONG */ printf(T minus %d and countingn, i);循環(huán)體在循環(huán)終止后只執(zhí)行一次；顯示信息如下：循環(huán)體在循環(huán)終止后只執(zhí)行一次；顯示信息如下：T minus 0 and counting例4:for (i = 10; i 0; i-); /* WRONG */ printf(T minus %d and countingn, i);同樣，循環(huán)體只執(zhí)行一次，并顯示相同的信息。 一個循環(huán)體內(nèi)又包含另一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu) 稱為循環(huán)的嵌套。內(nèi)嵌的循環(huán)中還可以嵌套 循環(huán)，這就是多層循環(huán)。 三種循環(huán)(

35、while循環(huán)、do-while循環(huán)和for循 環(huán))可以互相嵌套。 下面幾種都是合法的形式：(1) while( ) (2) do (3) for(;) while( ) do for(;) while( ); while( ); (4) while( ) (5) for(;) (6) do do while( ) for(;) while( ) while( ) 循環(huán)嵌套中，每層循環(huán)的進行都有相應(yīng)的控制機制（比如循環(huán)變量）。但是在某一層x中，可能會使用甚至改變另一層使用甚至改變另一層y的控制機制（比如在x層中引用甚至修改y層的循環(huán)變量的值），這是造成多層循環(huán)難以理解的重要原因。例：int m

36、ain()int i,k,s=0;for(i=1;i=10;i+)for(k=1;k=i;k+)s+=k;printf(%d,s);此程序的作用是什么？打印的結(jié)果是？例：int main()int i,k,s=0;for(i=1;i=10;i+)for(k=1;k=i;k+)if(k%2=0) i+;s+=k;printf(%d,s);此程序的作用是什么？打印的結(jié)果是？例：使用循環(huán)，在屏幕上打印如下圖案： * * * * * *效果：分析：1. 將圖形放入笛卡爾坐標系（即建模） * * * * * * * * * * * *坐標平移2. 得到數(shù)學(xué)模型： 0123456-1-2-3-4-5-6打印空格打印空格打印空格打印空格打印星號3. 用數(shù)學(xué)不等式來描述打印星號區(qū)域：（1）寫出四條邊線的方程(也可先不平移坐標，寫出原方程后再平移)：(x-3)+(y+3)=3, -(x-3)+(y+3)=3,-(x-3)-