第5章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計

第五章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計第一節(jié)為什么使用循環(huán)如何解決求?==1001nnsum算法1：直接寫出算式sum=1+2+3+4+5+…+100算法2：考慮到1+2+3+…+100可以改寫為：(((1+2)+3)+…+100)，則有

S1：p1=0+1S2:p2=p1+2S3:p3=p2+3…S99:p99=p98+99S100:p100=p99+100,結(jié)果在p100里。算法3：考慮用變量i存放加數(shù),變量p存放上一步的和。那么每一步都可以寫成：p+i,然后讓p+i的和存入p，即每步都是p=p+i。

S0:p=0,i=1S1:p=p+i,i=i+1S2:p=p+i,i=i+1S3:p=p+i,i=i+1…S100:p=p+i,i=i+1如何解決求?==1001nnsum算法4：在上面的算法基礎(chǔ)上采用循環(huán)功能實(shí)現(xiàn)。

S0:p=0,i=1(循環(huán)初值)

S1:p=p+i,i=i+1（循環(huán)體）

S2:如果i小于或等于100，重復(fù)執(zhí)行步驟S1及S2；否則，算法結(jié)束（循環(huán)控制）。p中的值就是1+2+…+100的值。如何解決求?==1001nnsum?==1001nnsum求解問題的N-S圖打印p的值當(dāng)i≤100p=p+ii=i+1

p=0,i=1用Excel進(jìn)行過程分析！

while語句

1．形式：

while（表達(dá)式）語句

2．作用：

實(shí)現(xiàn)“當(dāng)型”循環(huán),當(dāng)條件滿足時，執(zhí)行語句3．特點(diǎn)：

先判斷表達(dá)式，后執(zhí)行語句

條件表達(dá)式循環(huán)體語句真假第二節(jié)while語句與dowhile語句題目分析：sum=1+2+3+……+100變量設(shè)定：

sum

存放計算的中間結(jié)果和最后結(jié)果，

i

存放被加數(shù);算法分析：

1.開始：sum=0,i=12.如果滿足條件i<=100，則執(zhí)行3，否則轉(zhuǎn)5;3.反復(fù)累加,迭代式子：sum=sum+i; 被加數(shù)i的變化規(guī)律:

i=i+1;

4.轉(zhuǎn)2繼續(xù);5.結(jié)束循環(huán)，輸出結(jié)果。例5.1用while語句求#include<stdio.h>main(){inti,sum;

sum=0;i=1;

while(i<=100)

{sum=sum+i; i=i+1; }printf(“sum=%d",sum);}循環(huán)初值循環(huán)條件循環(huán)體{累加迭代式子}例5.1用while語句求舉一反三：1、sum=1+2+3+……+n，其中n由用戶指定。2、sum=1+2+3+……+98+993、sum=2+3+4+……+99+1004、sum=2+4+6+8+……+98+100訓(xùn)練：在上例基礎(chǔ)上思考：如何求提示：凡是此類的求疊加和，而且每個加數(shù)有規(guī)律的都可用循環(huán)語句完成！訓(xùn)練：同類型的題目：拓展：求1~20之間的奇數(shù)之和及偶數(shù)之積。

2．作用：實(shí)現(xiàn)“直到型”循環(huán)3．特點(diǎn)：先執(zhí)行語句，后判斷條件，直到條件不滿足為止。

do—while語句1．形式： do

語句

while（表達(dá)式）； 說明：1、2、do-while語句有兩個保留字，do和while必須成對出現(xiàn)

do語句在執(zhí)行循環(huán)體后才檢查表達(dá)式，所以循環(huán)體至少執(zhí)行一次。循環(huán)體語句條件表達(dá)式循環(huán)體語句條件表達(dá)式do_while語句的圖形表達(dá)真假main(){inti,sum=0;i=1;

do {sum=sum+i; i++; }while(i<=100);

printf(“sum=%d”,sum); }例5.2用do_while語句實(shí)現(xiàn)1+2+3+···+100循環(huán)初值循環(huán)條件循環(huán)體{累加迭代式子}兩種循環(huán)語句形式的比較用while語句實(shí)現(xiàn)main(){inti,sum=0;i=1;

while(i<=100) {sum=sum+i;i++; }printf("sum=%d",sum);}運(yùn)行結(jié)果:sum=5050用do-while語句實(shí)現(xiàn)main(){inti,sum=0;i=1;do{sum=sum+i;i++; }while(i<=100);printf("sum=%d",sum);}運(yùn)行結(jié)果:sum=5050該題目既可以用while語句實(shí)現(xiàn)，也可以用do…while語句實(shí)現(xiàn)，而且結(jié)果相同！二者在什么時候有區(qū)別呢？當(dāng)while條件一開始就為假時，二者結(jié)果有區(qū)別?。≌埳蠙C(jī)體會dowhile循環(huán)和while循環(huán)的區(qū)別1、dowhile循環(huán)，總是先執(zhí)行一次循環(huán)體，然后再判斷表達(dá)式的值。因此，無論表達(dá)式是否為“真”，循環(huán)體至少執(zhí)行一次。2、while循環(huán)先判斷循環(huán)條件再執(zhí)行循環(huán)體，循環(huán)體可能一次也不執(zhí)行。3、在if語句、while語句中，表達(dá)式后面都不能加分號，而在dowhile語句的條件表達(dá)式后面則必須加分號。main(){inti,sum=0;for(i=1;i<=100;i++) sum=sum+i;printf(“sum=%d”,sum);}循環(huán)初值循環(huán)條件循環(huán)體{累加迭代式子}例5.3用for語句實(shí)現(xiàn)1+2+3+···+100第三節(jié)for語句實(shí)現(xiàn)循環(huán)for(表達(dá)式1；表達(dá)式2；表達(dá)式3)循環(huán)體；表達(dá)式1；while(表達(dá)式2){循環(huán)體；表達(dá)式3；}等價形式for語句一般形式for語句執(zhí)行過程：1)計算表達(dá)式1;2)計算表達(dá)式2，若其值為非0（循環(huán)條件成立），則轉(zhuǎn)3）執(zhí)行循環(huán)體；若其值為0（循環(huán)條件不成立），則轉(zhuǎn)5）結(jié)束循環(huán)；3)執(zhí)行循環(huán)體；4)計算表達(dá)式3，然后轉(zhuǎn)2）；5)結(jié)束循環(huán)，執(zhí)行for循環(huán)之后的語句。for語句的的靈活使用1、i=1;for(;i<=100;i++)for(i=1;i<=100;i++)一般寫法：表達(dá)式1一般是設(shè)置循環(huán)變量初值，但也可以是與循環(huán)變量無關(guān)的其他表達(dá)式，可以是零個、一個或多個表達(dá)式，多個以逗號分隔。for語句的的靈活使用2、for(i=1;;i++)相當(dāng)于

i=1;while(1){i++;}for(i=1;i<=100;i++)一般寫法：表達(dá)式2是設(shè)置循環(huán)的條件。若省略了表達(dá)式2，編譯可以通過，但循環(huán)條件永遠(yuǎn)為真，即無限循環(huán)。應(yīng)避免此種情況??！for語句的的靈活使用3、for(i=1;i<=100;){i++;}for(i=1;i<=100;i++)一般寫法：表達(dá)式3是使循環(huán)趨于結(jié)束的語句，可以看作是循環(huán)體的一部分。表達(dá)式3可省略，但應(yīng)設(shè)法保證循環(huán)正常結(jié)束，也就是可以把表達(dá)式3放在循環(huán)體中。for語句的的靈活使用4、sum=0;i=1;

for(;i<=100;)i++;或

for(sum=0,i=1;i<=100;i++)sum=0;for(i=1;i<=100;i++)一般寫法：5、for(;;)

三個表達(dá)式都可以省略，編譯可以通過，但系統(tǒng)在此無限循環(huán)下去??！舉一反三：1、for(s=0,i=10;i>=1;i--)s=s+i;2、for(s=0,i=1;i<=10;i+=2)s=s+i;3、for(s=0,i=2;i<=10;i+=2)s=s+i;完成1~10的自然數(shù)的和。完成1~10的奇數(shù)和。完成1~10的偶數(shù)和?！炯寄苡?xùn)練二】求正整數(shù)n的階乘n!,其中n由用戶輸入。程序如下：main(){floatfact=1.0;inti,n;scanf("%d",&n);for(i=1;i<=n;i++)fact=fact*i;printf("fac=%f",fact);}main(){floatr,s;inti;floatPi=3.14159;for(i=1,r=0.5;i<=6;i++,r++){s=Pi*r*r;printf("\nr=%4.1f,s=%f",r,s);}}運(yùn)行結(jié)果：r=0.5,s=0.785398r=1.5,s=7.068578r=2.5,s=19.634937r=3.5,s=38.484578r=4.5,s=63.617199r=5.5,s=95.033104【例5.5】寫一個程序，計算半徑分別為0.5mm,1.5mm,2.5mm,3.5mm,4.5mm,5.5mm時圓的面積。main(){floatr,s;for(r=0.5;r<=5.5;r++){s=3.14159*r*r;printf("\nr=%4.1f,s=%f",r,s);}}運(yùn)行結(jié)果：

r=0.5,s=0.785398r=1.5,s=7.068578r=2.5,s=19.634937r=3.5,s=38.484578r=4.5,s=63.617199r=5.5,s=95.033104goto語句實(shí)現(xiàn)循環(huán)：

main(){inti=1,sum=0;loop:if(i<=100)//loop為標(biāo)識符，可自行命名{sum=sum+i;i++;

gotoloop;}printf(“sum=%d”,sum);}說明：goto語句是轉(zhuǎn)向語句，可以和if語句構(gòu)成循環(huán)，也可以通過它從循環(huán)體中跳出來。但goto語句的程序可讀性差，建議不使用該語句，而盡量使用前面介紹的幾種循環(huán)語句。第四節(jié)幾種循環(huán)的比較例如：求1到100之間不能被3整除的數(shù)，用三種循環(huán)均可實(shí)現(xiàn)。/*用while語句實(shí)現(xiàn)*/main(){inti=1;while(i<=100){if(i%3!=0)printf("%4d",i);i++;}}/*用for語句實(shí)現(xiàn)*/main(){inti;for(i=1;i<=100;i++)if(i%3!=0)printf("%4d",i);}/*用do-while語句實(shí)現(xiàn)*/main(){inti=1;do{if(i%3!=0)printf("%4d",i);i++;}while(i<=100);}（6）三種基本循環(huán)結(jié)構(gòu)一般可以相互替代，不能說哪種更加優(yōu)越。具體使用哪一種結(jié)構(gòu)依賴于程序的可讀性和程序設(shè)計者個人程序設(shè)計的風(fēng)格。（1）循環(huán)變量初始化：while和do-while的循環(huán)變量初始化在while和do-while語句之前完成；而for循環(huán)變量初始化可以在表達(dá)式1中完成。（2）循環(huán)條件：while和do-while循環(huán)只在while后面指定循環(huán)條件；而for循環(huán)在表達(dá)式2中指定。（3）循環(huán)變量修改使循環(huán)趨向結(jié)束：while和do-while

循環(huán)要在循環(huán)體內(nèi)包含使循環(huán)趨于結(jié)束的操作；

for循環(huán)可以在表達(dá)式3中完成。（4）for循環(huán)可以省略循環(huán)體，將部分操作放到表達(dá)式2，表達(dá)式3中，for語句功能強(qiáng)大。（5）while和for循環(huán)先測試表達(dá)式，后執(zhí)行循環(huán)體，而do-while是先執(zhí)行循環(huán)體，再判斷表達(dá)式。第五節(jié)多重循環(huán)（嵌套循環(huán)）一個循環(huán)體內(nèi)又包含另一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu),即循環(huán)套循環(huán)——叫多重循環(huán)（“嵌套循環(huán)”）。按照循環(huán)的嵌套次數(shù)，分別稱為二重循環(huán)、三重循環(huán)。一般將處于內(nèi)部的循環(huán)稱為內(nèi)循環(huán)，處于外部的循環(huán)稱為外循環(huán)。一般單重循環(huán)只有一個循環(huán)變量，雙重循環(huán)具有兩個循環(huán)變量，多重循環(huán)有多個循環(huán)變量。【例5.5】打印九九乘法表1×1=11×2=2……1×9=92×1=22×2=4……2×9=183×1=33×2=6……3×9=27………………9×1=99×2=18……9×9=81分析：

第一行為1*i=i；第二行為2*i=2i;第三行為3*i=3i;……;第九行為9*i=9i。行號i從1~9，每次遞增1；列號j從1~9，也是每次遞增1。程序如下：main(){inti,j;for(i=1;i<=9;i++){for(j=1;j<=9;j++)printf("%3d*%d=%2d",i,j,i*j);printf("\n");

}}i為行號，從1-9循環(huán)1×1=11×2=2……1×9=92×1=22×2=4……2×9=183×1=33×2=6……3×9=27………………9×1=99×2=18……9×9=81j為列號，從1-9循環(huán)舉一反三：輸出下三角形的九九表！【例5.6】用循環(huán)語句打印下列圖案：

***************

i=1i<=5j=1j<=20

輸出空格字符j++j=1j<=i輸出“*”字符j++換行i++程序如下：main(){inti,j;for(i=1;i<=5;i++){for(j=1;j<=i;j++)printf("*");printf("\n");}}控制行數(shù)為5行，從i=1即第1行開始?？刂?數(shù)為i個，i為當(dāng)前行數(shù)。舉一反三：參考上述程序，分別用循環(huán)語句打印下列兩個圖案：122333444455555

112123123412345【例5.7】用循環(huán)語句打印下列圖案：

*************************

程序如下：main(){inti,j;for(i=1;i<=5;i++){for(j=1;j<=20-i;j++)printf(““);for(j=1;j<=2*i-1;j++)printf("*");printf("\n");}}舉一反三：參考上述程序，打印下列圖案：

1123123451234567能力拓展：百錢百雞問題。用100元錢買100只雞，每只公雞5元，每只母雞3元，每3只小雞1元，要求每種雞至少買一只，且必須是整只的，問各種雞各買多少只？提示：（1）這是一個組合問題；（2）設(shè)i，j，k分別表示公雞、母雞和小雞的只數(shù)。為了確定

i，j，k的取值范圍，可以有不同方法；方法一：i：1～20；j：1～33；k：1～100；依據(jù)價錢確定出公雞、母雞和小雞的只數(shù):i,j,k的取值范圍。方法二：i：1～20；j：1～33；k：100-i-j；假定每種雞至少有一只。第六節(jié)break和continue語句一、break語句一般形式為：

break;break語句的執(zhí)行過程：終止對switch語句或循環(huán)語句的執(zhí)行（跳出這兩種語句），而轉(zhuǎn)移到其后的語句處執(zhí)行?！纠?.8】從鍵盤上連續(xù)輸入字符，并統(tǒng)計其中大寫字母的個數(shù)，直到輸入“換行”字符時結(jié)束。程序如下：#include"stdio.h"main(){

charch;intsum=0;while(1){ch=getchar();if(ch=='\n')break;if(ch>='A'&&ch<='Z')sum++;}printf("sum=%d\n",sum);}

相當(dāng)于循環(huán)條件永遠(yuǎn)為真。如果ch的值為換行符則跳出循環(huán)如果是大寫字母，計數(shù)器加1參考此例，完成程序設(shè)計題5，p105關(guān)于break語句的說明

break語句只用于循環(huán)語句或switch語句中。在循環(huán)語句中，break常常和if語句一起使用，表示當(dāng)條件滿足時，立即終止循環(huán)。注意break不是跳出if語句，而是跳出循環(huán)結(jié)構(gòu)。(2)循環(huán)語句可以嵌套使用，break語句只能跳出（終止）其所在的本層循環(huán)，而不能完全跳出多層循環(huán)。要實(shí)現(xiàn)逐層跳出多層循環(huán)可以設(shè)置一個標(biāo)志變量，控制跳出循環(huán)。二、continue語句一般形式：

continue；

continue語句的功能是結(jié)束本次循環(huán)。即跳過本層循環(huán)體中余下尚未執(zhí)行的語句，接著進(jìn)行下一次循環(huán)條件的判定。注意：執(zhí)行continue語句并沒有使整個循環(huán)終止?！纠?.9】將1~100之間能同時被3和7整除的數(shù)輸出。程序如下：#include"stdio.h"main(){intn;for(n=1;n<=100;n++){if((n%3!=0)||(n%7!=0))continue;printf(“%5d”,n);

}}輸出：21426384if(n%3==0&&n%7==0)printf(“%5d”,n);改成下面的語句是一樣的結(jié)果！第七節(jié)循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計舉例【例5.10】讀入10個數(shù)，編寫程序求其中的最大值。設(shè)變量x表示存放讀入數(shù)據(jù)的變量，變量max存放最大值，i表示循環(huán)次數(shù)。1、首先讀入第一個數(shù)，存入x中，將它設(shè)為最大值：max=x。2、依次讀入其他的數(shù)，與最大值max進(jìn)行比較，若比最大值max大，則用當(dāng)前值代替max的值，如此循環(huán)9次。3、打印最大值。該算法比喻成“擂臺賽”！程序如下：main(){inti=0;floatx,max;printf("\nPleaseinputdata:");scanf("%f",&x);max=x;for(i=1;i<10;i++){scanf("%f",&x);if(max<x)max=x;}printf("TheMaxdatais:%f\n",max);}讀入第一個數(shù)存為最大的數(shù)循環(huán)次數(shù)為9次思考：1、將0作為初值依次跟10個數(shù)進(jìn)行比較可以嗎？2、求10個數(shù)中的最小值，應(yīng)怎么修改程序？程序如下：main(){floatx,sum=0,ave;inti=0;printf("Pleaseinputdata:");scanf("%f",&x);while(x>=0){sum=sum+x;i++;scanf("%f",&x);}printf("\ni=%d,ave=%f\n",i,sum/i);}【例5.11】求一批數(shù)據(jù)的平均值。若程序只用一個scanf語句，該如何修改程序？【例5.12】求階乘的和s=1！+2！+3！+...+20！main(){doubles=0,t=1;inti;for(i=1;i<=20;i++) {t=t*i; s=s+t;}printf("s=%e\n",s);}更新每一個階乘疊加跟求s=1+21+22+23+…220類似！【能力拓展】編程求S=1/1!+1/2!+1/3!+…+1/20!方法一：用兩重循環(huán)完成，外重循環(huán)控制累加，循環(huán)變量從1~20。內(nèi)重循環(huán)求階乘。方法二：用一重循環(huán)完成，利用公式n!=(n-1)!*n。課后練習(xí)：求e=S=1/1!+1/2!+1/3!+…+1/n!，直到最后一項(1/n!)小于10-9為止。【技能訓(xùn)練】一個百萬富翁遇見一個陌生人，達(dá)成換錢的協(xié)議。陌生人說：第一天我給你10萬元，你只需給我一分錢；第二天我依然給你10萬元，你只需給我二分錢；第三天我給你10萬元，你給我四分錢……以后你每天給我的錢是前一天的二倍，直到滿30天，富翁很高興，欣然同意了。請編程計算一下，30天后每人各得多少錢?分析：設(shè)fu：富翁得到的錢的總數(shù)

mo：陌生人得到的錢的總數(shù)

t:陌生人每天得到的錢數(shù)第一天：fu=100000.0t=0.01,mo=0.01元循環(huán)：2～30天

t=2*t;mo=mo+t;

fu=fu+100000.0;程序如下：#include"stdio.h"main(){intn,i;floatfu,mo,t;fu=0;mo=0;t=0.01;for(i=1;i<=30;i++){mo=mo+t;

t=2*t;fu=fu+100000.0;}printf("richman'smoney=%f",fu);printf("\nstranger'smoney=%f",mo);}運(yùn)行結(jié)果：Therichman'smon