C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程-第5章

會(huì)計(jì)學(xué)1C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程--第5章2023/1/1725.1while循環(huán)控制語(yǔ)句一般格式while（表達(dá)式）

語(yǔ)句

一般為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，也可以是C語(yǔ)言其他類(lèi)型的合法表達(dá)式

用來(lái)控制循環(huán)體是否執(zhí)行稱(chēng)為內(nèi)嵌語(yǔ)句，可以是基本語(yǔ)句、控制語(yǔ)句，也可以是復(fù)合語(yǔ)句是循環(huán)重復(fù)執(zhí)行的部分第1頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/173功能：計(jì)算表達(dá)式的值，為非0（邏輯真）時(shí)，重復(fù)執(zhí)行內(nèi)嵌語(yǔ)句，每執(zhí)行一次，就判斷一次表達(dá)式的值，直到表達(dá)式的值為0時(shí)結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行while后面的語(yǔ)句。

當(dāng)表達(dá)式為真語(yǔ)句N(xiāo)-S結(jié)構(gòu)圖NY流程圖表達(dá)式非0?語(yǔ)句循環(huán)控制條件循環(huán)體第2頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/174例如：【例5.1】編寫(xiě)程序，求100個(gè)自然數(shù)的和即：

s=1+2+3+…+100

思路：尋找加數(shù)與求和的規(guī)律

加數(shù)i——從1變到100，每循環(huán)一次，使i增1，直到i的值超過(guò)100。i的初值設(shè)為1。求和——設(shè)變量

sum存放和，循環(huán)求sum=sum+i，直至i超過(guò)100。

第3頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/175算法和程序：main(){inti,sum;i=1;sum=0;while(i<=100)

{sum=sum+i;i++;

}printf("sum=%d\n",sum);}運(yùn)行jc5_1程序輸出結(jié)果：sum=5050i:循環(huán)控制變量sum:累加器

i=1，sum=0當(dāng)i<=100sum=sum+ii++輸出sum第4頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/176注意：如果while的(表達(dá)式)值為0，則循環(huán)體一次也不執(zhí)行

(例如當(dāng)i的初值=101)。在循環(huán)體中必須有使循環(huán)趨向結(jié)束的操作，否則循環(huán)將無(wú)限進(jìn)行（死循環(huán)）。在循環(huán)體中，語(yǔ)句的先后位置必須符合邏輯，否則會(huì)影響運(yùn)算結(jié)果。思考程序段的輸出？

……while(i<=100){i++;sum=sum+i;}運(yùn)行后，輸出：sum=5150原因是什么？

第5頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/177注意（續(xù)）：為了保證循環(huán)正常運(yùn)行，應(yīng)該特別注意：循環(huán)控制條件的描述

控制條件的初始狀態(tài)（初始值）

循環(huán)體內(nèi)部對(duì)控制條件的影響第6頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1785.2do-while語(yǔ)句語(yǔ)句一般格式do語(yǔ)句

while（表達(dá)式）；

功能：先執(zhí)行內(nèi)嵌語(yǔ)句（循環(huán)體），之后計(jì)算表達(dá)式的值，不為0（邏輯真）時(shí)，再執(zhí)行循環(huán)體并判斷條件，直到表達(dá)式的值為0結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行while下面的語(yǔ)句。第7頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/179

do-while循環(huán)的算法循環(huán)體當(dāng)表達(dá)式為真N-S結(jié)構(gòu)圖NY循環(huán)體表達(dá)式非0？流程圖main(){inti=1,sum=0;do{sum=sum+i;i++;}while(i<=100);printf("%d\n",sum);}用do-while語(yǔ)句求100個(gè)自然數(shù)的和第8頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1710說(shuō)明：while和do-while都能實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制，while結(jié)構(gòu)程序通常都可以轉(zhuǎn)換成do-while結(jié)構(gòu)區(qū)別：do-while語(yǔ)句先執(zhí)行循環(huán)體再判斷條件，循環(huán)體至少執(zhí)行一次；while語(yǔ)句先判斷條件再執(zhí)行循環(huán)體，循環(huán)體有可能一次也不執(zhí)行do—while循環(huán)體中一定要有能使表達(dá)式值趨于0的操作(如i++)，否則會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)。

第9頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1711do-while語(yǔ)句的簡(jiǎn)單應(yīng)用【例5.3】用輾轉(zhuǎn)相除法求m和n的最大公約數(shù)定義m、n、rm<nTFm和n交換r=m%nm=nn=r當(dāng)r!=0時(shí)輸出最大公約數(shù)m第10頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1712算法和程序：main(){intm,n,r;scanf("%d,%d",&m,&n);if(m<n){r=m;m=n;n=r;}

do{r=m%n;m=n;n=r;}while(r!=0);printf("%d\n",m);}運(yùn)行jc5_3程序運(yùn)行情況如下：24,6012第11頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/17135.3for語(yǔ)句語(yǔ)句一般格式for(表達(dá)式1;表達(dá)式2;表達(dá)式3)語(yǔ)句功能：計(jì)算表達(dá)式1的值，再判斷表達(dá)式2，如果其值為非0（邏輯真），則執(zhí)行內(nèi)嵌語(yǔ)句(循環(huán)體)，并計(jì)算表達(dá)式3；之后再去判斷表達(dá)式2，一直到其值為0時(shí)結(jié)束循環(huán)，執(zhí)行后續(xù)語(yǔ)句。循環(huán)初始條件循環(huán)控制條件循環(huán)體第12頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1714for語(yǔ)句的算法N-S結(jié)構(gòu)圖for(表達(dá)式1;表達(dá)式2;表達(dá)式3)語(yǔ)句N(xiāo)Y流程圖計(jì)算表達(dá)式1語(yǔ)句計(jì)算表達(dá)式3表達(dá)式2為真?例如：main(){inti,sum;sum=0;

for(i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;

printf("sum=%d\n",sum);}可部分或全部省略，但“;”不可省略第13頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1715省略for語(yǔ)句的表達(dá)式⑴表達(dá)式1、2、3全省略，即：for(;;)

就等同于：while(1)，會(huì)無(wú)限循環(huán)（死循環(huán)）注意：在省略某個(gè)表達(dá)式時(shí)，應(yīng)在適當(dāng)位置進(jìn)行循環(huán)控制的必要操作，以保證循環(huán)的正確執(zhí)行⑵省略表達(dá)式1和表達(dá)式3，即：for（；表達(dá)式2；）

就等同于：while（

表達(dá)式2）⑶省略表達(dá)式2，即：

for（表達(dá)式1；；表達(dá)式3）

就等同于：表達(dá)式1;while(1)｛…表達(dá)式3;｝第14頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1716例如：⑴i=1;for(;i<=100;i++)sum+=i；⑵for(i=1;;i++){…if(i>100)……}⑶for(i=1;i<=100;){…i++;…}⑷i=1;for(;;){…if(i>100)…

i++;…}第15頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1717說(shuō)明：所有用while

語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)的循環(huán)都可以用for

語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)。

等價(jià)于：for(表達(dá)式1；表達(dá)式2；表達(dá)式3)

語(yǔ)句；表達(dá)式1；while（表達(dá)式2）{

語(yǔ)句；

表達(dá)式3；

}第16頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1718for語(yǔ)句的簡(jiǎn)單應(yīng)用【例5.4】求n!，即計(jì)算p=1×2×3×…×n的值。

思路：求階乘與求累加的運(yùn)算處理過(guò)程類(lèi)似，只要將“+”變?yōu)椤?”。設(shè)置：乘數(shù)i

，初值為1，終值為n（n是循環(huán)控制終值，需要從鍵盤(pán)輸入）累乘器p

，每次循環(huán)令p=p*i第17頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1719程序：main(){inti,n;longp;

p=1;

printf("Entern:");scanf("%d",&n);for(i=1;i<=n;i++)

p=p

*

i;printf("p=%ld\n",p);}思考：如何輸出1!,2!,…,n!？如何求s=1!+2!+…+n!？運(yùn)行jc5_4第18頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1720熟悉幾個(gè)循環(huán)語(yǔ)句while(!x)x++;

當(dāng)x=0

時(shí)，執(zhí)行循環(huán)體x++;while((c=getchar())!='\n')n=n+1;n稱(chēng)為計(jì)數(shù)器，作用是統(tǒng)計(jì)輸入字符的個(gè)數(shù)while(num++<=2);printf("%d\n",num);循環(huán)體是空語(yǔ)句，退出循環(huán)后輸出num的值dox*=-3;while(x>5);先執(zhí)行循環(huán)體x*=-3，再判斷條件(x>5)for(n=0;n<26;n++)printf("%c",n+'A');作用是輸出26個(gè)大寫(xiě)字母for(sum=0,i=1;i<=100;sum=sum+i,i+=2);作用是計(jì)算100以?xún)?nèi)的奇數(shù)和

第19頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1721幾種循環(huán)語(yǔ)句的比較while和do-while語(yǔ)句的表達(dá)式只有一個(gè)，for語(yǔ)句有三個(gè)。while和for先判斷循環(huán)條件后執(zhí)行循環(huán)體，do-while語(yǔ)句先執(zhí)行循環(huán)體后判斷循環(huán)條件。while語(yǔ)句多用于循環(huán)次數(shù)不定的情況do-while語(yǔ)句多用于至少要運(yùn)行一次的情況for語(yǔ)句多用于要賦初值或循環(huán)次數(shù)固定的情況第20頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/17225.4用goto語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)有興趣的同學(xué)自學(xué)不提倡使用goto語(yǔ)句注意：goto語(yǔ)句能實(shí)現(xiàn)程序無(wú)條件轉(zhuǎn)移，為編程提供了便利。但是無(wú)限制地使用，會(huì)破壞程序的結(jié)構(gòu)化程度。因此應(yīng)限制使用。第21頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/17235.5循環(huán)結(jié)構(gòu)中的跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句有如下三種語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)：continue語(yǔ)句break語(yǔ)句goto語(yǔ)句在循環(huán)語(yǔ)句的循環(huán)體中使用，可以進(jìn)行循環(huán)的流程控制第22頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1724后續(xù)語(yǔ)句…continue;

…YN表達(dá)式?后續(xù)語(yǔ)句…continue;…表達(dá)式?YN5.5.1continue語(yǔ)句及應(yīng)用功能：中斷循環(huán)體的本次執(zhí)行（即跳過(guò)循環(huán)體中尚未執(zhí)行的語(yǔ)句），立即開(kāi)始執(zhí)行下一次循環(huán)。while語(yǔ)句do-while語(yǔ)句后續(xù)語(yǔ)句計(jì)算表達(dá)式3計(jì)算表達(dá)式1…continue;…表達(dá)式2?YNfor語(yǔ)句第23頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1725例如：⑴intx,n=0,s=0;while(n<10){scanf("%d",&x);

if(x<0)continue;

s+=x;n++;};

⑵intx,n=0,s=0;do{scanf("%d",&x);

if(x<0)continue;

s+=x;n++;}while(n<10);

⑶for(n=0,s=0;n<10;n++){scanf("%d",&x);

if(x<0)continue;

s+=x;}第24頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1726應(yīng)用舉例【例5.7】把100～200之間能被7整除的數(shù)，以十個(gè)數(shù)為一行的形式輸出，最后輸出一共有多少個(gè)這樣的數(shù)。

for(n=100;n<=200;n++)n能被7整除

TF終止本次循環(huán)輸出n

輸出10個(gè)數(shù)

TF

換行第25頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1727算法和程序main(){intn,j=0;for(n=100;n<=200;n++){if(n%7!=0)continue; printf("%6d",n);

j++;

if(j%10==0)printf("\n");

}printf("\nj=%d\n",j);}運(yùn)行jc5_7第26頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1728后續(xù)語(yǔ)句…break;…YN表達(dá)式?后續(xù)語(yǔ)句…break;…表達(dá)式?YN5.5.2循環(huán)中break的應(yīng)用功能：利用break語(yǔ)句能夠強(qiáng)迫終止本層循環(huán)，轉(zhuǎn)到后續(xù)語(yǔ)句執(zhí)行。while語(yǔ)句do-while語(yǔ)句后續(xù)語(yǔ)句計(jì)算表達(dá)式3計(jì)算表達(dá)式1…break;…表達(dá)式2?YNfor語(yǔ)句第27頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1729例如：⑴intx,n=0,s=0;while(n<10){scanf("%d",&x);

if(x<0)break;s+=x;n++;};⑵intx,n=0,s=0;do{scanf("%d",&x);

if(x<0)break;s+=x;n++;}while(n<10);⑶for(n=0,s=0;n<10;n++){scanf("%d",&x);

if(x<0)break;s+=x;}第28頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/17305.6循環(huán)的嵌套如果循環(huán)語(yǔ)句的循環(huán)體內(nèi)又包含了另一條循環(huán)語(yǔ)句，則稱(chēng)為循環(huán)的嵌套例如：

#include<stdio.h>main(){inti,j;

for(i=1;i<10;i++)for(j=1;j<=i;j++)printf((j==i)?"%4d\n":"%4d",i*j);

}運(yùn)行jc5_a外循環(huán)語(yǔ)句內(nèi)循環(huán)語(yǔ)句第29頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1731注意：while、do-while、for循環(huán)語(yǔ)句可以并列，也可以相互嵌套，但要層次清楚，不能出現(xiàn)交叉。多重循環(huán)程序執(zhí)行時(shí)，外層循環(huán)每執(zhí)行一次，內(nèi)層循環(huán)都需要循環(huán)執(zhí)行多次。例如：for(a=1;a<=10;a++){for(b=0;b<=5;b++)

……}外循環(huán)執(zhí)行了10次，內(nèi)循環(huán)執(zhí)行6次循環(huán)正常結(jié)束時(shí)，內(nèi)循環(huán)執(zhí)行了10×6=60次第30頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/17325.7循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)【例5.5】按每行輸出5個(gè)數(shù)的形式輸出Fibonacci數(shù)列的前20項(xiàng)

。思路：Fibonacci數(shù)列的前幾項(xiàng)是：1、1、2、3、5、8、13、21、34、…。此數(shù)列的變化規(guī)律是：1（n=1）1（n=2）fn-1+fn-2（n>2）fn=設(shè)變量f1、f2和f3，并為f1和f2賦初值1，令f3=f1+f2得到第3項(xiàng)；將f1←f2，f2←f3，再求f3=f1+f2得到第4項(xiàng)；依此類(lèi)推求第5項(xiàng)、第6項(xiàng)…這是一種遞推算法應(yīng)采用循環(huán)實(shí)現(xiàn)第31頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1733算法和程序#defineN20main(){inti,f1,f2,f3;f1=f2=1;printf("\n%8d%8d",f1,f2);for(i=3;i<=N;i++)

{f3=f1+f2;f1=f2;f2=f3;printf("%8d",f3);

if(i%5==0)printf("\n");

}

}f1=1，f2=1并輸出for(i=3;i<=20;i++)f3=f2+f1f1=f2，f2=f3

輸出f3

輸出5個(gè)數(shù)

TF

換行運(yùn)行jc5_5第32頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1734舉例2【例5.12】判斷輸入的某個(gè)數(shù)m是否為素?cái)?shù)。若是素?cái)?shù)，輸出“YES”，若不是，輸出“NO”。

思路：素?cái)?shù)是指只能被1和它本身整除的數(shù)，如5、7、11、17、…等。

分別用2、3、…，m-1嘗試能否整除整數(shù)m。如果m能被某個(gè)數(shù)整除，則m就不是素?cái)?shù)。這是一種窮舉算法設(shè)除數(shù)為j，從2循環(huán)到m-1第33頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1735算法和程序：#include"math.h"main(){intj,m,k;printf("Enteranintegernumber:");scanf("%d",&m);for(j=2;j<=m-1;j++)

if(m%j==0)break;printf("%d",m);if(j>=m)printf("YES\n");elseprintf("NO\n");}

輸入一個(gè)數(shù)mfor(j=2;j<=m-1;j++)m%j==0TF

退出循環(huán)

j>=mTF輸出"YES“輸出"NO"運(yùn)行jc5_12第34頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1736程序的優(yōu)化對(duì)于窮舉法來(lái)說(shuō)，為了提高程序的效率，就要減少?lài)L試次數(shù)。#include"math.h"main(){intj,m,k;printf("Enteranintegernumber:");scanf("%d",&m);

k=sqrt(m);for(j=2;j<=k;j++)

if(m%j==0)break;printf("%d",m);if(j>=k+1)printf("YES\n");elseprintf("NO\n");}思考：如何輸出100～200中所有的素?cái)?shù)

第35頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1737舉例3【例5.13】用牛頓迭代法求方程

2x3+4x2-7x-6=0在x=1.5附近的根。

思路：設(shè)xn為一個(gè)接近xa的近似根，過(guò)(xn,f(xn))點(diǎn)做切線，切線方程為：即:xnxn+1xy0f(x)(xn,f(xn))(xn+1,f(xn+1))xa

方程的根—牛頓迭代公式第36頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1738算法基本步驟：①

先設(shè)一個(gè)方程近似根x0，求出方程f的值和方程導(dǎo)數(shù)f1的值；f=2x03+4x02-7x0-6f1=6x02+8x0-7②

用迭代公式x=x0-f/f1進(jìn)行迭代，求出x比x0要接近方程真實(shí)的根；③

當(dāng)|x-x0|大于某個(gè)很小的數(shù)時(shí)(如10-6)，認(rèn)為未找到，此時(shí)將x→x0，再次求f、f1，并迭代，又求出一個(gè)新的更接近方程根的x；④

一直到|x-x0|≤10-6時(shí)得到方程近似根：x或x0。這是一種迭代算法用循環(huán)實(shí)現(xiàn)第37頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1739算法和程序：#include"math.h"main(){floatx,x0,f,f1;

x=1.5;do{x0=x;f=2*x0*x0*x0+4*x0*x0-7*x0-6;f1=6*x0*x0+8*x0-7;

x=x0-f/f1;}while(fabs(x-x0)>1e-6);printf("%f\n",x);}x賦初值x0=x計(jì)算f計(jì)算f1計(jì)算x=x0-f/f1當(dāng)|x-x0|>10-6時(shí)輸出x運(yùn)行jc5_13第38頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1740舉例4【例5.11】編程序求2～10000以?xún)?nèi)的完全數(shù)。

完全數(shù)：一個(gè)數(shù)的因子（除了這個(gè)數(shù)本身）之和等于該數(shù)本身。思路：設(shè)定i從2變到10000，對(duì)每個(gè)i找到其因子和s；判定i＝s？若相等，則i為完全數(shù)，否則不是。

例如：6的因子是1、2、3，因子和1+2+3＝6因此6是完全數(shù)使用窮舉算法用雙層循環(huán)實(shí)現(xiàn)第39頁(yè)/共43頁(yè)2023/1/1741算法和程序：main(){inti,j,s;

for(i=2;i<=10000;i++)

{s=0;