第3章程序結構和流程控制

1、 第3章 程序結構和流程控制語句目的與要求3.1 程序的三種基本結構和語句3.2 分支語句3.3 循環(huán)語句3.4 控制執(zhí)行順序的語句3.5 程序設計舉例本章小結目的與要求 通過本章學習，應掌握程序的三種基本結構，即順序結構、分支結構和循環(huán)結構，并掌握C+語言中實現(xiàn)這三種基本結構的控制語句的格式、功能和執(zhí)行過程。能使用這些控制語句編寫具有順序、分支和循環(huán)三種基本結構的程序。3.1 程序的三種基本結構和語句 3.1.1 程序的三種基本結構1.順序結構S1S2順序結構順序結構(a)(b)2.分支結構 真假BS2S1分支結構分支結構(a)(b)多分支結構真真真假假B1B2BnS1S2SnSn+1.假

2、多分支結構多分支結構3.循環(huán)結構真假BS當型循環(huán)結構當型循環(huán)結構(a)(b)直到型循環(huán)結構假真SB直到型循環(huán)結構直到型循環(huán)結構(a)(b)三種基本結構都具有下列的共同特征 （1）單入口和單出口，即只有一個入口和一個出口； （2）沒有無用的部分，即結構中所有部分都有被執(zhí)行的機會； （3）不存在“死循環(huán)”（無終止的循環(huán)），即執(zhí)行時間是有限的。 已有人從理論上證明了，由三種基本結構順序組合構成的程序能處理任何復雜的問題。3.1.2 C+程序的組成源程序文件1源程序文件2源程序文件n編譯預處理命令函數(shù)1函數(shù)n函數(shù)2函數(shù)說明函數(shù)體數(shù)據(jù)定義執(zhí)行語句C+程序的組成C+程序3.1.3 C+程序的語句 C+程序

3、的語句可以分成以下六大類： 1.說明語句 2.控制語句 3.函數(shù)調(diào)用語句 4.表達式語句 5.空語句 6.復合語句3.2 分支語句 分支語句用于實現(xiàn)分支結構程序設計。 分支程序有兩路分支結構和多路分支結構，兩路分支結構可用if語句實現(xiàn)，多路分支結構可用嵌套的if語句和switch語句實現(xiàn)。 3.2.1 if語句 1.if語句（即條件語句）的三種形式 （ 1）單選條件語句單選條件語句的格式為： if () 【例3.1】 輸入兩個整數(shù)a和b，輸出其中較大的一個數(shù)。 例程例程單選條件語句執(zhí)行過程表達式語句假(0)真(非0）(a)(b)if語句的三種形式（2）雙選條件語句雙選條件語句的格式為： if

4、() else 【例3.2】 輸入兩個整數(shù)a和b，輸出其中較大的一個數(shù)。例程例程兩選條件語句執(zhí)行過程表達式語句1假(0)語句2真(非0)(a)(b)if語句的三種形式（3）多選條件語句多選條件語句的格式為： if () else if () else if () . else if () else 【例3.3】有下列分段函數(shù)： 編一程序，輸入x，輸出y的值。 x2-5 0 x10y=x+1 x0 x3 x10例程例程2.if語句的嵌套 在if語句中又包含一個或多個if語句稱為if語句的嵌套。其一般格式為： if () if () else else if () else 【例3.5】 求三個整

5、數(shù)a、b、c中的最大者，a、b、c由鍵盤輸入。 注意：ifif語句嵌套使用時，應語句嵌套使用時，應當注意當注意elseelse與與ifif的配對關系。的配對關系。C+C+規(guī)定：規(guī)定：elseelse總是與其前面最總是與其前面最近的還沒有配對的近的還沒有配對的ifif進行配對。進行配對。 例程例程3.2.2 條件運算符和條件表達式 (1)條件運算符： ? :(2)條件表達式： ?:(3)執(zhí)行過程： if 表達式1 條件表達式=表達式2 else 條件表達式=表達式3； (4)優(yōu)先級 條件運算符的優(yōu)先級高于賦值運算符和逗號運算符，低于算術運算符、關系運算符和邏輯運算符。 3.2.3 switch語

6、句 1switch語句（即開關語句）(1)作用： switch語句即開關語句，它根據(jù)給定的條件，決定執(zhí)行多個分支程序段中的某一個分支程序段。(2)格式： switch () case : case : . case : default: 【例3.7】 輸入06的整數(shù)，將其轉(zhuǎn)換成對應的星期幾。 例程例程2break語句在switch語句中的作用 （1）作用： 中止當前語句的執(zhí)行，并跳轉(zhuǎn)到下一條語句處執(zhí)行。（2）格式： break;【例3.8】 商店打折售貨。購貨金額數(shù)量越大，折扣越大。具體標準為(m：購貨金額，d：折扣率)： m250(元)d=0% 250m500d=5% 500m1000d=7

7、.5% 1000m2000 d=10% m2000d=15% 從鍵盤輸入購貨金額，計算實付的金額。例程例程3.3 循環(huán)語句 所謂循環(huán)結構就是在給定條件成立的情況下，重復執(zhí)行一個程序段；當給定條件不成立時，退出循環(huán)，再執(zhí)行循環(huán)下面的程序。 實現(xiàn)循環(huán)結構的語句稱為循環(huán)語句。在C+中，循環(huán)語句有while語句、dowhile語句和for語句。3.3.1 while語句 (1)作用： 實現(xiàn)“當型”循環(huán)結構。(2)格式： while () (3)執(zhí)行過程： 先計算表達式的值，當表達式的值為非0時，重復執(zhí)行指定的語句；當表達式的值為0時，結束循環(huán)?！纠?.9】用while語句計算：S=1+2+3+4+n。

8、【例3.10】用while語句計算T=n!，即求連乘積：T=1234n。例程例程例程例程 while語句執(zhí)行過程語句真(非0)假(0)表達式(a)(b)3.3.2 dowhile語句 (1)作用： 實現(xiàn)“直到型”循環(huán)結構。 (2)格式： do while ()； (3)執(zhí)行過程： 先執(zhí)行語句，然后計算表達式的值，當表達式的值為非0時， 就重復執(zhí)行指定的語句；當表達式的值為0時，結束循環(huán)?！纠?.11】用dowhile語句計算S=1+2+3+4+n。【例3.12】 用dowhile語句計算T=n!，即求連乘積：T=1234n。 例程例程例程例程真(非0)假(0)表達式語句Do while執(zhí)行過程

9、(a)(b)3.3.3 for語句1.for語句格式： for (;) 2.for語句的執(zhí)行過程：表達式2語句真(非0)假(0)求解表達式1求解表達式3for 語句執(zhí)行流程圖TF for (;)退出for語句 執(zhí)行過程for語句【例3.13】用for 語句計算： S=1+2+3+4+n?！纠?.14】 用for 語句計算T=n!，即求T=1234n?！纠?.15】計算S= ，即求： 201k) 1k(k12120120191321211例程例程例程例程例程例程3.3.4 三種循環(huán)語句的比較 （1）while與for語句為先判斷后執(zhí)行（當型：可能一次也不執(zhí)行循環(huán)體）； dowhile語句是先執(zhí)行

10、后判斷（直到型：循環(huán)體至少執(zhí)行一次）。（2）三種語句都是循環(huán)條件為真時執(zhí)行循環(huán)體，為假時結束循環(huán)。（3）在循環(huán)體至少執(zhí)行一次的情況下，三種循環(huán)語句構成的循環(huán)結構可以相互轉(zhuǎn)換。 實際上，用得最多的是for語句，其次是while語句，而dowhile語句相對于前兩種語句則用得較少。 3.3.5 循環(huán)語句的嵌套 循環(huán)語句中又包含有循環(huán)語句的結構稱為循環(huán)語句的嵌套。 【例3.16】 求出100200之間的所有素數(shù)，輸出時一行打印五個素數(shù)。例程例程3.4 控制執(zhí)行順序的語句3.4.1 break語句（1）作用： 終止switch語句與單循環(huán)語句的執(zhí)行； 對多重循環(huán)語句，可從內(nèi)循環(huán)體跳到外循環(huán)體。（2）格

11、式： break; 可將【例3.16】的程序進行改造。例程例程3.4.2 continue語句 （1）作用： 在循環(huán)語句中，結束本次循環(huán)，重新開始下一次循環(huán)。（2）格式： continue; 【例3.17】 輸入10個整數(shù)，統(tǒng)計其中正數(shù)的和及正數(shù)的個數(shù)。 例程例程3.4.3 語句標號和goto語句 1.語句標號（1）作用： 指示語句在程序中的位置，常常作為轉(zhuǎn)移語句(goto語句)的轉(zhuǎn)移目標。（2）格式： : 語句標號用標識符來表示，它的命名規(guī)則與標識符的命名相同。 2.goto語句（1）作用： 改變程序的流程，無條件地轉(zhuǎn)移到指定語句標號的語句處去執(zhí)行。（2）格式： goto ;3.4.4 ex

12、it( )和abort( )函數(shù)1.exit( )函數(shù)（1）作用： 無條件正常終止程序的執(zhí)行，并將控制返回給操作系統(tǒng)。（2）格式： exit();2.abort( )函數(shù)（1）作用： 用于異常終止程序的執(zhí)行。（2）格式： abort( )；3.5 程序設計舉例 程序設計有三種基本結構，即順序結構、分支結構和循環(huán)結構。 分支結構程序主要是用分支語句（if、switch）實現(xiàn)的，而循環(huán)結構程序則主要是用循環(huán)語句（while、do while、for）語句實現(xiàn)。 本節(jié)重點對分支與循環(huán)語句的應用編程舉例。 3.5.1 分支語句應用舉例 分支語句用于實現(xiàn)分支結構程序設計。 能夠用分支結構程序解決的常見問

13、題有：比較數(shù)的大小、找出若干數(shù)中最大值與最小值、分段函數(shù)、解一元二方程、判斷閆年、多分支問題。 分支語句有if語句和switch語句。 （1）if 語句 if語句又有單選、雙選與多選if語句，格式分別為： 單選if語句 雙選if語句 多選if語句if () if () if () else else if else if語句可以嵌套使用，但應當注意else與if的配對關系。C+規(guī)定：else總是與其前面最近的還沒有配對的if進行配對。if 語句【例3.18】 編寫程序，求一元二次方程ax2+bx+c=0的解。 C+程序設計的一般步驟為：l進行數(shù)學分析建立求解數(shù)學模型；l 根據(jù)數(shù)學模型確定程序框

14、架及所用語句；l 根據(jù)數(shù)學模型確定所要定義的變量及其數(shù)據(jù)類型；l給變量輸入數(shù)據(jù)；l 編寫計算程序，執(zhí)行程序得到運算結果；l輸出運算結果。 例程例程（2）switch語句 switch語句的格式為： switch () case : . case : default: 注意：在執(zhí)行switch語句的過程中，一般用break語句結束switch語句的執(zhí)行【例3.19】 輸入某一年的年份和月份，計算該月的天數(shù)。 例程例程3.5.2 循環(huán)語句應用舉例 循環(huán)語句用于實現(xiàn)循環(huán)結構程序設計。 能夠用循環(huán)結構程序解決的常見問題有：累加和、連乘積、求一批數(shù)的和及最大值與最小值、求數(shù)列的前n項、判素數(shù)、求兩個整數(shù)

15、的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)、用迭代法求平方根、用窮舉法求不定方程組的整數(shù)解、打印圖形等等。 循環(huán)語句有while語句、dowhile語句和for語句。 循環(huán)語句格式while語句、dowhile語句和for語句的格式如下：while語句 dowhile語句 while () do ； while ()； for語句 for (;) ；應注意三種循環(huán)語句的特點、它們間的區(qū)別及由三種循環(huán)語句構成的嵌套循環(huán)結構。 循環(huán)語句應用舉例【例3.20】 用公式 ，即：求自然對數(shù)底e的近似值(n=10)。分別用while語句、dowhile語句和for語句三種語句實現(xiàn)。 【例3.21】 ，用累加和的方法求s值，

16、直到 最后一項 0.00001為止。【例3.22】 裴波那契數(shù)列的前幾個數(shù)為1，1，2，3，5，8，其規(guī)律為： f1=1(n=1) f2=1(n=2) fn=fn-1+fn-2(n3) 編寫程序求此數(shù)列的前面40個數(shù)。101n!n11e!1! 31! 21! 111ne!) 1(! 41! 31! 21! 11! 01nsn!) 1(nn例程例程例程例程例程例程循環(huán)語句應用舉例【例3.23】 有100個學生種100棵樹，其中高中生每人種3棵樹，初中生每人種2棵樹，小學生每3人種1棵樹，問高中生、初中生、小學生各有多少人？【例3.24】 編寫程序，按下列格式打印九九表。 * 1 2 3 4 5

17、6 7 8 9 1 1 2 2 4 3 3 6 9 4 4 8 12 16 5 5 10 15 20 25 6 6 12 18 24 30 36 7 7 14 21 28 35 42 49 8 8 16 24 32 40 48 56 64 9 9 18 27 36 45 54 63 72 81例程例程例程例程本章小結 一個C+程序由若干個源程序文件組成，一個源程序文件可以有若干個函數(shù)和編譯預處理命令組成，一個函數(shù)由函數(shù)說明部分和函數(shù)體組成，函數(shù)體由數(shù)據(jù)定義和若干個執(zhí)行語句組成。語句是組成程序的基本單元。 程序的三種基本結構和C+語句1.程序的三種基本結構 組成C+程序的函數(shù)是由若干個基本結構組

18、合而成的。有三種基本結構，即順序結構、分支結構和循環(huán)結構。各種控制結構是通過語句來實現(xiàn)的。2.C+中的語句 C+語言的語句可以分成六大類，即說明語句、控制語句、函數(shù)調(diào)用語句、表達式語句、空語句和復合語句。其中控制語句主要有分支語句與循環(huán)語句。 3.分支語句 分支語句用于實現(xiàn)分支結構程序設計。分支語句有if語句和switch語句。 （1）if浯句 if語句的格式為： if () else if語句可以嵌套使用，但應當注意else與if的配對關系。C+規(guī)定：else總是與其前面最近的還沒有配對的if進行配對。（2）條件運算符和條件表達式 由條件運算符（? :）構成的條件表達式的一般格式為： ?:

19、（3）switch語句 switch語句的格式為： switch () case : case : . case : default: 分支結構程序解決的常見問題 注意：在執(zhí)行switch語句的過程中，每當執(zhí)行完一個case后面的語句后，程序會不加判斷地自動執(zhí)行下一個case后面的語句。如果要結束switch語句的執(zhí)行，可用break語句來實現(xiàn)。 能夠用分支結構程序解決的常見問題有：比較數(shù)的大小、找出若干數(shù)中最大值與最小值、分段函數(shù)、解一元二方程、判斷閆年、多分支問題。 4.循環(huán)語句 循環(huán)語句用于實現(xiàn)循環(huán)結構程序設計。循環(huán)語句有while語句、dowhile語句和for語句。（1）while語

20、句 while語句用來實現(xiàn)“當型”循環(huán)結構，其格式為： while () （ 2）dowhile語句 dowhile語句用來實現(xiàn)“直到型”循環(huán)結構，其格式為： do while ()； （3）for語句 for語句是功能較強的一種循環(huán)語句，其格式為： for (;) 應注意三種循環(huán)語句的特點、它們間的區(qū)別及由三種循環(huán)語句構成的嵌套循環(huán)結構。循環(huán)結構程序解決的常見問題 能夠用循環(huán)結構程序解決的常見問題有：累加和、連乘積、求一批數(shù)的和及最大值與最小值、求數(shù)列的前n項、判素數(shù)、求兩個整數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)、用迭代法求平方根、用窮舉法求不定方程組的整數(shù)解、打印圖形等。 5.控制執(zhí)行順序的語句 （

21、1）break語句 break語句的格式為： break; break語句只能用在循環(huán)語句和switch語句中，其功能是終止循環(huán)語句和switch語句的執(zhí)行。（2）continue語句 continue語句的格式為： continue; continue語句只能用在循環(huán)語句中，其功能是結束本次循環(huán)，重新開始下一次循環(huán)。 （3）goto語句 C+允許語句前帶有一個標號，稱為語句標號。 C+中帶標號語句的格式為： : goto語句的格式為： goto ; goto語句的功能是改變程序的執(zhí)行流程，無條件地轉(zhuǎn)移到指定語句標號的語句處去執(zhí)行。從程序設計的角度出發(fā)，在程序設計時應盡量避免使用goto語句。

22、 6本章重點、難點重點：重點：程序的三種基本結構，各種控制語句的格式、功能、執(zhí)行過程及使用方法。難點：難點：使用if、while、for語句編寫分支與循環(huán)程序。例3.1#include void main(void) int a,b,max; coutab; max=a; if (bmax) max=b; coutmax=maxendl;返回返回程序執(zhí)行后提示： Input a，b： 3 8 max=8例3.2#include void main(void) int a,b,max; coutab; if (ab) max=a; else max=b; coutmax=maxendl;返回返回

23、程序執(zhí)行后提示： Input a，b： 3 8 max=8例3.3#include void main(void) float x,y; coutx; if (x0) y=x+1; else if (x10) y=x*x-5; else y=x*x*x; couty=yendl;程序執(zhí)行后提示： Input x： 3 y=4返回返回例 3.5#include void main() int a,b,c,max; coutabc; if (ab) if (ac) max=a; else max=c; else if (bc) max=b; else max=c; coutmax=maxendl;

24、程序執(zhí)行后提示： Input a,b,c：1 4 5 max=5返回返回例 3.7(A)#include void main() int a; couta; switch (a) case 0:coutSundayn; case 1:coutMondayn; case 2:coutTuesdayn; case 3:coutWednesdayn; case 4:coutThursdayn; case 5:coutFridayn; case 6:coutSaturdayn; default:coutInput data error.n; 返回返回例 3.7(B)#include void main

25、() int a; couta; switch (a) case 0:coutSundayn;break; case 1:coutMondayn;break; case 2:coutTuesdayn;break; case 3:coutWednesdayn;break; case 4:coutThursdayn;break; case 5:coutFridayn;break; case 6:coutSaturdayn;break; default:coutInput data error.n; 返回返回例3.8#include void main() int m,c; float d,f; c

26、outm; if (m=2000) c=8; else c=m/250;switch (c) case 0:d=0;break; case 1:d=5;break; case 2: case 3:d=7.5;break; case 4: case 5: case 6: case 7:d=10;break; case 8:d=15;break; f=m*(1-d/100.0); coutf=fendl;程序執(zhí)行后提示： Input m：500 f=462.5返回返回例3.9 #include void main() int i,n,sum; coutn; sum=0; i=1; while (i

27、=n) sum=sum+i; i+; coutsum=sumendl;程序執(zhí)行后提示： Input an integer：5 sum=15 返回返回例3.10#include void main() int i,n; float t; coutn; t=1.0; i=1; while (i=n) t=t*i; i+; coutt=tendl;程序執(zhí)行后提示： Input an integer：5 t=120返回返回例3.11#include void main() int i,n,sum; coutn; sum=0; i=1; do sum=sum+i; i+; while (i=n); co

28、utsum=sumendl;返回返回例3.12#include void main() int i,n;float t; coutn; t=1.0; i=1; do t=t*i; i+; while (i=n); coutt=tendl;返回返回例3.13#include void main(void) int i,n,sum; coutn; sum=0; for (i=1;i=n;i+) sum=sum+i; coutsum=sumendl;返回返回例3.14#include void main() int i,n;float t; coutn; t=1.0; for (i=1;i=n;i+

29、) t=t*i; coutt=tendl;返回返回例3.15#include void main(void)int i;float t,sum;sum=0;for (i=1;i=20;i+) t=1.0/(i*(i+1); sum=sum+t;coutS=sumendl;程序執(zhí)行后輸出： s=0.952381返回返回例3.16(1)#include #include #include void main(void) int a,k,i,n,flag; n=0; for (a=100;a=200;a+) k=sqrt(a); flag=1; for (i=2;i=k & flag=1;i+) i

30、f (a%i=0) flag=0; if (flag=1) coutsetw(12)a; n=n+1; i f ( n % 5 = = 0 ) coutendl; coutendl; 程序運行后，輸出：101 103 107 109 113127 131 137 139 149151 157 163 167 173179 181 191 193 197199返回返回例3.16(2)#include #include #include void main(void) int a,k,i,n; n=0; for (a=100;a=200;a+) k=sqrt(a); for (i=2;ik) co

31、utsetw(12)a; n=n+1; i f ( n % 5 = = 0 ) coutendl; coutendl; 程序運行后，輸出：101 103 107 109 113127 131 137 139 149151 157 163 167 173179 181 191 193 197199返回返回例3.17#include void main() int a,i,k=0,s=0; coutInput 10 integer:; for (i=1;ia; if (a=0) continue; k+; s+=a; coutk=kts=sn;程序執(zhí)行后提示： Input 10 integer：1

32、 2 3 4 5 6 7 8 9 0 k=9 s=45返回返回例3.18(1)#include #include void main(void) float a,b,c,d,t1,t1,x1,x2; coutabc; if (a=0.0) if(b=0.0) coutInput data error!endl; else x1=c/b; coutSingle root:x1endl; e l s e d=b*b4*a*c; t1=b/(2*a); t2=sqrt(fabs(d)/(2*a); if (d=0.0) x1=t1; coutTwo equal real roots:x10.0) x

33、1=t1+t2; x2=t1t2; coutTwo distinct real roots:x1,x2endl; else coutComplex roots:; coutt1+t2i,t1t2iendl; 例3.18(2)例3.18(3)程序運行后，提示： Input a,b,c:2 -5 3輸出： Two distinct real roots:1.5,1返回返回例3.19(1)#include void main() int year,month,day; coutyearmonth; switch (month) case 1: case 3: case 5: case 7: case

34、 8: case 10: case 12:day=31;break; 例3.19(2) case 4: case 6: case 9: case 11:day=30;break; case 2:if (year%400=0 | year%4=0 & year%100!=0) day=29; else day=28; break; default:coutInput data error!endl;day=0;break; if (day!=0) coutThe day of year,month is dayendl;例3.19(3)程序運行后，提示： Input year and month

35、:2002 1輸出： The day of 2002,1 is 31返回返回例3.20(1) (用while語句編程) #include void main(void) int i=1; float s=1.0,t=1,p; while(i=10) t=t*i; p=1/t; s=s+p; i+; coute=sendl;程序執(zhí)行輸出： e=2 例3.20(2) (用dowhile語句編程) #include void main(void) int i=1; float s=1.0,t=1,p; do t=t*i; p=1/t; s=s+p; i+;while(i=10); coute=sen

36、dl; 程序執(zhí)行輸出： e=2 例3.20(3) (用for語句編程) #include void main(void) int i;float s=1.0,t=1,p;for(i=1;i=10;i+) t=t*i;p=1/t;s=s+p; coute=sendl; 程序執(zhí)行輸出： e=2例3.20(4) 在本例中，程序運算輸出結果e=2與自然對數(shù)的底e=2.71828誤差較大。為了使誤差控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)，應要求數(shù)列中最后一項的值小于。即： 若取=0.00001，則循環(huán)的結束條件為p=0.00001。上述程序可改為如下形式。!1n例3.20(5) (用while語句編程)#include void main(void) int i=1; float s=1.0,t=1,p=1; while(p=0.00001) t=t*i; p=1/t; s=s+p; i+;