C語言程序設(shè)計：第4章 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計

1、第4章 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計4.1.2 基本算法結(jié)構(gòu)及其表示理論證明，無論多復(fù)雜的算法都可由順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)三種基本的算法結(jié)構(gòu)中的一種或幾種組成順序(sequence structure)結(jié)構(gòu)操作步驟順序執(zhí)行，只有一個入口和一個出口選擇(selection structure)結(jié)構(gòu)根據(jù)某個條件判斷的結(jié)果控制不同分支的操作執(zhí)行循環(huán)結(jié)構(gòu)(repetition structure)滿足一個指定條件，對算法中的計算或處理步驟重復(fù)計算若干次(每次使用不同的數(shù)據(jù))什么是結(jié)構(gòu)化算法？基本算法結(jié)構(gòu)4.1.2 基本算法結(jié)構(gòu)及其表示三種基本算法結(jié)構(gòu)的流程圖Y4.1.2 基本算法結(jié)構(gòu)及其表示流程圖表示實例4.

2、2.1 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法語句是構(gòu)造程序的基本成分。C語言中的語句主要有以下幾類：聲明語句表達式語句復(fù)合語句空語句條件語句循環(huán)語句跳轉(zhuǎn)語句語句4.2.2 表示順序算法結(jié)構(gòu)的語句構(gòu)成順序算法結(jié)構(gòu)的語句主要有:表達式語句復(fù)合語句空語句4.2.2 表示順序算法結(jié)構(gòu)的語句表達式語句：任何一個表達式后加上分號構(gòu)成的語句賦值表達式語句賦值表達式加上分號，如i=5;賦值語句與賦值表達式的區(qū)別函數(shù)調(diào)用表達式語句函數(shù)調(diào)用表達式加上分號,如printf(“Y”);混合形式，如y=sin(x)*(a=b)+3;無意義的表達式語句，如x*y;表達式語句4.2.2 表示順序算法結(jié)構(gòu)的語句復(fù)合語句：使用 “ ”將若干條語

3、句組合起來，在程序中作為一條語句看待。一般形式為：聲明序列語句序列復(fù)合語句4.2.2 表示順序算法結(jié)構(gòu)的語句例1(含聲明序列的復(fù)合語句) int a,b,c; /*a,b,c只在該復(fù)合語句中有效 */ c=a*b;例2(常見形式)while(i=5) s=s*i; i+;復(fù)合語句例子4.2.2 表示順序算法結(jié)構(gòu)的語句空語句：只有一個分號（;）的語句 例 while(getchar( )!= a); /* getchar( )函數(shù)表示從鍵盤輸入一個字符 */空語句4.2.2 表示順序算法結(jié)構(gòu)的語句例4.4 輸入三角形的三條邊長，計算其面積，輸出結(jié)果精確到2位小數(shù)#include #include

4、 int main(void)float a,b,c,s,area;scanf(“%f,%f,%f”,&a,&b,&c); s=1.0/2*(a+b+c);area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c);printf(“The area is %5.2fn”,area);4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句有些問題僅用順序結(jié)構(gòu)無法解決，例如求一個整數(shù)的絕對值構(gòu)成選擇算法結(jié)構(gòu)的語句有:if語句switch語句條件表達式關(guān)系表達式邏輯表達式4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句關(guān)系運算：對兩個操作數(shù)進行大小和相等的比較運算，比較的結(jié)果為成立與不成立 C語言中的關(guān)系運算符有： （小于） （大于

5、） =（大于或等于） =（等于） !=（不等于）關(guān)系運算符4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句關(guān)系表達式：由關(guān)系運算符、操作數(shù)（可以是各種表達式）及圓括號，按一定規(guī)則組成的運算式。例如： 53 x=y 97!=a關(guān)系表達式的運算結(jié)果：真為1，假為0。53結(jié)果為1，97!=a結(jié)果是什么？關(guān)系表達式4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句運算符優(yōu)先級與結(jié)合方向相同的運算符結(jié)合方向圓括號( )自左向右單目運算!、+、-、單目+與、-自右向左算術(shù)運算*、/、%自左向右+、-關(guān)系運算、=自左向右關(guān)系運算符的優(yōu)先級4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句74=3等價于(74)=35+36等價于(5+3)6x=34等價于

6、x=(331關(guān)系運算符的優(yōu)先級示例4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句字符型變量的比較：a=b實型變量的比較： d=b*b-4*a*c; if(fabs(d)0) 計算兩個實根 else 計算兩個共扼復(fù)根關(guān)系表達式中操作數(shù)的特殊性4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句邏輯運算：反映兩個操作數(shù)之間的邏輯關(guān)系 C語言中的邏輯運算符有： !（邏輯非） &（邏輯與） |（邏輯或）優(yōu)先級!&|邏輯運算符4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句表達式1表達式2!表達式1表達式1 & 表達式2表達式1 | 表達式2001000非0101非00001非0非0011邏輯運算真值表4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句邏輯表達式

7、：由邏輯運算符、操作數(shù)（可以是各種表達式）及圓括號，按一定規(guī)則組成的運算式 例：判斷year年份是否為閏年 year%4=0&year%100!=0|year%400=0邏輯表達式的計算!2|3 !x+a=v0&b-10; 計算后a=? b=? c=?&和|為順序點運算符，C編譯系統(tǒng)在處理它們時將忽略它們的優(yōu)先級。例如若原整型變量x、y、z的值均為2 +x|+y&+z+x&+y|+z 執(zhí)行完后x=? y=? z=?邏輯表達式求值的優(yōu)化處理(2)4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句if語句有三種結(jié)構(gòu)形式：(1)單路選擇結(jié)構(gòu)的if語句，一般形式為: if(表達式)語句或 if(表達式) 語句 if語

8、句的形式14.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句單路選擇if語句的執(zhí)行流程4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句#include int main(void) float a,b,t; scanf(“%f,%f ”,&a,&b); if(ab) t=a; a=b; b=t; printf(“a=%5.2f , b=%5.2f ”,a,b);例4.5 交換兩個變量的值4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句if語句有三種結(jié)構(gòu)形式：(2)兩路選擇結(jié)構(gòu)的if語句，一般形式為:if(表達式)語句1else語句2 if語句的形式24.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句兩路選擇if語句執(zhí)行流程4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的

9、語句#include int main(void)int x,a;scanf(“%d”,&a);if(x=0)a=x;else a=-x;printf(“ x=%f , |x|=%fn ”, x , a); 例4.1 求一個整數(shù)的絕對值4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句if語句有三種結(jié)構(gòu)形式：(3)多路選擇結(jié)構(gòu)的if語句，一般形式為:if(表達式1)語句1 else if(表達式2) 語句2 else if(表達式n-1) 語句n-1 else 語句n if語句的形式34.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句 多路選擇if語句的執(zhí)行流程4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句例4.6 輸入一個自然數(shù)，如果

10、是奇數(shù)輸出odd，如果是偶數(shù)輸出even，否則（等于0）輸出zero#include int main(void)unsigned num;scanf(“%u”,&num);if(num= =0) printf(“zero”);else if(num%2!=0) printf(“odd”);else printf(“even”);4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句例4.7 判別輸入的字符是數(shù)字、字母、空白（即空格、新行和Tab字符）還是其他字符的程序例 #include int main(void) char c; c=getchar( ); if(c=0& c=A&c=a&c0)2： if(

11、num%2!=0)3： printf(“odd”);4： else5： printf(“even”);6： else7： printf(“no”);if語句的嵌套4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句if語句的嵌套實例流程圖4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句else語句總是與它前面最近的一個沒有匹配過else的if語句匹配。 if(表達式1)if(表達式2)if(表達式3)語句1else 語句2if(表達式1)if(表達式2)if(表達式3)語句1else 語句2else匹配原則4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句if(表達式1) if(表達式2) if(表達式3) 語句1else 語句2if(表達

12、式1) if(表達式2) if(表達式3) 語句1else 語句2 if語句的嵌套形式4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句1： if(表達式1) 2： if(表達式2)3： 語句14： 語句25： else6： 語句37： else8： 語句4if語句的嵌套形式4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句例4.8 由計算機“想”一個數(shù)請人猜，如果人猜錯了，計算機給出提示指出人所猜的數(shù)是太大還是太?。蝗绻瞬聦α?，則輸出祝賀信息和該數(shù)。#include #include #include int main(void) int number,x; randomize(); number=random(3276

13、7);printf(ninput x:);scanf(%d,&x);4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句 if(x!= number)if(xnumber) printf(nlarger); else printf(nsmaller); else printf(Congratulations!);printf(“The actual number is %dn”,x); 例4.84.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句對于如下的if語句：if(表達式) x=表達式1;else x=表達式2;可用條件表達式實現(xiàn)。條件表達式的形式為：表達式1?表達式2:表達式3條件表達式的求值過程？上述if語句用條件表達

14、式如何表示？條件運算符與條件表達式4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句#include int main(void)int num,sign;scanf(“%d”,&num);sign=num=0?1:-1;printf(“%d*%d = %d.n”,num,num,sign*num*num);例4.9 輸入一個整數(shù)，計算其平方并輸出，但若原數(shù)是負數(shù)時先輸出負號（-） 4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句整個條件表達式的結(jié)果類型按表達式的求值規(guī)則確定，如-32?1.0:1的結(jié)果類型是double條件運算符的三個操作數(shù)只能是表達式，如ab?a=b:b=a;是錯誤的條件表達式條件運算符“?:”是一個順

15、序點運算符，例如“int m=10, n=5, k;”，則執(zhí)行k=n+?m:m+;后k，m和n的值分別為-10，10和6三目條件運算符具有右結(jié)合性且由其構(gòu)成的條件表達式允許嵌套，但實際是按順序點求值規(guī)則從左往右計算的。例如e=ad?b:d;條件表達式的使用注意點4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句多分支選擇語句switch，其一般形式為：switch (表達式) case 整型常量表達式1: 語句序列1;break;case 整型常量表達式2: 語句序列2;break; case 整型常量表達式n: 語句序列n;break;default: 語句序列n+1switch語句4.2.3 表示選擇算法

16、結(jié)構(gòu)的語句switch(score/10)case 10: printf(“An”); break;case 9: printf(“An”); break;case 8: printf(“Bn”); break;case 7: printf(“Cn”); break;case 6: printf(“Dn”); break;default: printf(“En”);利用switch語句實現(xiàn)按照成績高低輸出分數(shù)等級4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句如果switch語句中沒有使用default子句，則在所有比較都不相等時，不執(zhí)行任何操作行完一個case后的語句序列后，如果沒有遇到break語句，會

17、繼續(xù)執(zhí)行緊隨其后的下一個case后的語句序列，直到遇到一條break語句為止。例如： case 10: case 9: printf(“An”); break; /* case 10與case 9執(zhí)行的動作相同 */switch語句的使用說明4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句switch語句可以嵌套。例如：switch(x)case 1: switch(y)case 1: printf(“Onen”);break;case 2: printf(“Twon”);break; break;case 2: printf(“Three”);switch語句的使用說明4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句具

18、體要求： 提示輸入格式。鍵盤輸入形式為 x op y，x和y代表任一浮點數(shù)，op代表運算符“+、-、*、/ ”中的任一個； 檢查輸入的運算符是否正確，若輸入有誤，顯示出錯信息； 檢查除法運算是否可行； 若輸入正確，在“=”后顯示運算結(jié)果。例4.10 實現(xiàn)具有四則算術(shù)運算功能的簡單計算器程序4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句#includeint main(void) float x,y; char op; printf(Please input x op yn); scanf(%f%c%f,&x,&op,&y); switch(op) case +: printf(%f%c%f=%fn,x,o

19、p,y,x+y);break;例4.10 實現(xiàn)具有四則算術(shù)運算功能的簡單計算器程序4.2.3 表示選擇算法結(jié)構(gòu)的語句case -: printf(%f%c%f =%fn,x,op,y,x-y);break; case *: printf(%f%c%f =%fn,x,op,x*y);break; case /: if(y!=0) printf(%f%c%f =%fn,x,op,x/y); else printf(Divide error, divisor is 0!n); break; default :printf(Invalid operation!n);break; 例4.10 實現(xiàn)具有四

20、則算術(shù)運算功能的簡單計算器程序4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句例1：計算1+2+100之和例2：計算1!+2!+n!之和C語言提供的循環(huán)結(jié)構(gòu)語句while語句do-while語句for語句4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句while語句的一般形式為：while (表達式) 語句while語句中表達式的要求while語句中語句的要求while語句的執(zhí)行流程while語句4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句while語句的特點：循環(huán)體可能一次都不執(zhí)行表達式或循環(huán)體中應(yīng)包含能使循環(huán)結(jié)束的操作，否則會造成死循環(huán)適用于循環(huán)次數(shù)不確定的循環(huán)程序設(shè)計while語句4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句#incl

21、ude int main(void)int i=2,s=1;while(i=5) s=s*i; i+;printf(“The 5!=%dn”,s);例4.2 計算5！4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句#include int main(void)int i=1,sum=0;while(i=100) sum=sum+i;i+;printf(“1+2+100=%dn”,sum);例4.11 計算1+2+3+1004.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句注：假定文章的單詞之間僅以一個或多個空格、新行、Tab、逗號或句號（“.”）分隔#include #define YES 1 /* 輸入的單詞未完 */#

22、define NO 0 /* 下面是一個新單詞 */int main(void)int c, nl=0, nw=0, nc=0, inword= NO; while (c=getchar( )!= EOF)例4.12從鍵盤上輸入一篇英文文章，統(tǒng)計該文章的行數(shù)、單詞數(shù)及字符個數(shù)4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句+nc; if(c=n ) +nl; if(c= |c= n|c= t |c=.|c=,) inword=NO; else if(inword=NO) inword=YES; +nw ; printf(“nl=%d nw=%d nc=%dn” , nl, nw, nc); 例4.124.2

23、.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句例4.13利用公式計算。當當前項的絕對值小于等于10-8時停止計算。#include #include int main(void)double s=0, x=1; int sign=1; long k=1;while(fabs(x)1e-8) s+=x; k+=2;sign*=-1; x=sign/(double)k; s*=4; printf(“pi=%lfn”,s);4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句do-while語句的一般形式為：do語句while (表達式);do-while語句的執(zhí)行流程do-while與while的區(qū)別do-while語句4.2.4

24、表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句do-while語句常用于循環(huán)體至少需要執(zhí)行一次的問題中例如：累加從標準輸入設(shè)備上讀入的正整數(shù)直至讀入的數(shù)為0 doscanf(“%d”,&x);sum=sum+x; while (x!=0); do-while語句的特點4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句#include int main(void)int i=1,sum=0;dosum=sum+i;i+;while(i=100); printf(“1+2+100=%dn”,sum);例4.14 用do-while語句實現(xiàn)1+2+1004.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句for語句的一般形式為：for(表達式1;表達式2;

25、表達式3) 語句表達式1，表達式2和表達式3均可缺省，全部缺省的形式為：for (; ;) 語句表達式的標準缺省值恒為1for語句4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句for語句等價于：表達式1;while(表達式2) 語句 表達式3;while語句等價于：for(;表達式;) 語句for語句與while語句4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句for語句的最常見形式為：for(賦值表達式;循環(huán)控制表達式;循環(huán)變量修改表達式) 語句例如：for(i=0;i10;i+) putchar(getchar( );for語句的最常見形式4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句for

26、語句的三個表達式均可以缺省for語句允許同時對多個循環(huán)控制變量值進行修改for(x=0,y=100;x100;x+,y-)for語句的循環(huán)體語句可以放到表達式3的位置for(i=0;i10;putchar(getchar( ), i+);for語句的第一個表達式位置定義一個或多個變量for(int i=0;i=100;i+)for語句的靈活性4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句#include int main(void) int fahr; for(fahr=0; fahr=300; fahr+=20) printf(“%4d%8.1fn” ,fahr, 5.0/9.0*(fahr-32);

27、例4.16 按公式：C= 5/9(F-32) ，將華氏溫度轉(zhuǎn)換成攝氏溫度，并產(chǎn)生一張華氏0300度與對應(yīng)的攝氏溫度之間的對照表（每隔20度輸出一次）4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句BEGIN用變量f0記住第一個數(shù)，f1記住第二個數(shù)循環(huán)控制變量i從3遍歷到30（執(zhí)行以下四步）變量f為需要輸出的新的數(shù)，其值為f0和f1的和輸出f用新的f1更新f0用新的f更新f1END例4.17求斐波納契（Fibonacci）數(shù)列的前30項。斐波納契數(shù)列定義如下：F0=0 F1=1 Fi+1=Fi-1+Fi (i=1,2,)4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句#include int main(void)long

28、int f0=0,f1=1,f;int i;printf(“%7ld%7ld”,f0,f1);for(i=3;i=30;i+)例4.17求斐波納契（Fibonacci）數(shù)列的前30項。斐波納契數(shù)列定義如下：F0=0 F1=1 Fi+1=Fi-1+Fi (i=1,2,)f=f0+f1;printf(“%7ld”,f);if(i%10=0) printf(“n”); f0=f1;f1=f; 4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句程序的運行結(jié)果為： 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 10946 177

29、11 28657 46368 75025 121393 196418 317811 514229例4.17求斐波納契（Fibonacci）數(shù)列的前30項。斐波納契數(shù)列定義如下：F0=0 F1=1 Fi+1=Fi-1+Fi (i=1,2,)4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句例4.18 把從鍵盤上輸入的一個int型數(shù)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的字符串并輸出#include int main(void) int t,k,n;scanf(“%d” ,&n); k=n; if(n10;t*=10, n/=10); for(;t1;t/=10) putchar(k/t+0); k%=t; putchar(k+0);4.2

30、.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句嵌套循環(huán)：在一個循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體內(nèi)又包含另一循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)例如while() while() 語句 while(.) for(;) 語句嵌套循環(huán)4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句#include int main(void)int i,j,k,t=0; for(i=0;i=20;i+) for(j=0;j=0) printf(%5d%5d%5dt,i,j,k); t=t+1; if(t%5=0) printf(n); 例4.19 編寫程序，實現(xiàn)一元人民幣換成一分、兩分、五分的所有兌換方案 4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句程序共輸出兌換方案541種： 0 0 100

31、 0 1 98 0 2 96 0 3 94 0 4 92 0 5 90 0 6 88 0 7 86 0 8 84 0 9 82 18 4 2 18 5 0 19 0 5 19 1 3 19 2 1 20 0 0例4.19 編寫程序，實現(xiàn)一元人民幣換成一分、兩分、五分的所有兌換方案 4.2.4 表示循環(huán)算法結(jié)構(gòu)的語句#include #include int main(void) int x,y,z; printf(“n%5s%5s%5snn”, “x”, “y”, “z”); for(x=-5;x12;x+) for(y=-10;y10;y+) for(z=-6;z19;z+) if(int)

32、pow(x,3)+(int)pow(y,3)+(int)pow(z,3)=3) printf(“%5d%5d%5dn”,x,y,z);例4.20 對于-5x11，-10y9，-6z18，求x3+y3+z3=3的全部整數(shù)解 4.2.5 break語句和continue語句功能：在switch語句中結(jié)束switch語句的執(zhí)行在循環(huán)語句中，強制結(jié)束循環(huán)語句的執(zhí)行 形式：break;break語句4.2.5 break語句和continue語句#include int main(void) unsigned n,count=0; for(n=100;n1000;n+) if(n%11= =0)coun

33、t+;if(count11)printf(“%7d”,n); else break; 例4.21 找出100-999之間是11的倍數(shù)的前10個整數(shù) 4.2.5 break語句和continue語句#include int main(void) int i,j;for(i=1;i=10;i+) for(j=1;j=10;j+) if (i*j =60) printf(“%d*%d=%dn”,i,j,i*j); break; 例4.22 找出10以內(nèi)乘積等于60的兩個數(shù)，輸出一組這樣的兩個數(shù) 4.2.5 break語句和continue語句程序的輸出結(jié)果為：6*10=6010*6=60例4.22 找出10以內(nèi)乘積等于60的兩個數(shù)，輸出一組這樣的兩個數(shù) 4.2.5 break語句和continue語句#include int main(v