第五章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計講解材料

第五章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計往前走，直到到達目標為止沒到？往前走YN只要.....

5.1程序中需要用循環(huán)結(jié)構(gòu)什么是循環(huán)？為什么要使用循環(huán)？問題1：問題2:求學(xué)生平均成績

分數(shù)相加后除以課數(shù)在許多問題中需要用到循環(huán)控制。循環(huán)結(jié)構(gòu)就是用來處理需要重復(fù)處理的問題的，所以又稱重復(fù)結(jié)構(gòu)。它和順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)共同作為各種復(fù)雜程序的基本構(gòu)造單元。循環(huán)條件(結(jié)束條件)循環(huán)的內(nèi)容循環(huán)要素：實現(xiàn)循環(huán)的方式：whiledowhileforsum=sum+i;i++;sum=0;i=1;i<=100NY輸出sum計算1+2+3+......+100表達式語句非00while（表達式）語句；while語句intmain(){inti,sum=0;i=1;while(i<=100){sum+=i;i++;}printf(“%d\n”,sum);return0;}循環(huán)體循環(huán)條件說明：(1)循環(huán)體如果包含一個以上的語句，應(yīng)該用花括號括起來，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)果：

50505.2.2

dowhile語句表達式語句串非00格式：

do{語句串；

}while（表達式）；語義：執(zhí)行語句串直到表達式為假dowhile語句循環(huán)體循環(huán)條件do{語句串；

}while（表達式）；intmain(){inti=1,sum=0;do{sum+=i++;}while(i<=100);printf(“%d”,sum);return0;}表達式語句串非00dowhile語句循環(huán)體循環(huán)條件while和do-while循環(huán)的比較凡是能用while循環(huán)處理，都能用do…while循環(huán)處理。do…while循環(huán)結(jié)構(gòu)可以轉(zhuǎn)換成while循環(huán)結(jié)構(gòu)。在一般情況下，用while語句和用do-while語句處理同一問題時，若二者的循環(huán)體部分是一樣的，它們的結(jié)果也一樣。但是如果while后面的表達式一開始就為假(0值)時，兩種循環(huán)的結(jié)果是不同的。例5.11while和do-while循環(huán)的比較

(1)(2)

#include<stdio.h>#include<stdio.h>

voidmain()voidmain()

{intsum=0，i;{intsum=0，i;

scanf(“%d″，&i);scanf(”%d″，&i);

while(i<=10)do

{sum=sum+i;{sum=sum+i;

i++;i++;

}}while(i<=10);

printf(“sum=%d\\n”，printf(“sum=%d\\n”,

sum);sum);

}}運行結(jié)果：1↙sum=55再運行一次：11↙sum=0運行結(jié)果：1↙sum=55再運行一次：11↙sum=11說明：當(dāng)while后面的表達式的第一次的值為“真”時，兩種循環(huán)得到的結(jié)果相同。否則，二者結(jié)果不相同。表達式語句串非00dowhile語句表達式語句非00while語句表達式語句表達式語句兩類循環(huán)的對比當(dāng)型循環(huán)直到型循環(huán)說明：設(shè)計循環(huán)結(jié)構(gòu)，要考慮兩個問題：一是循環(huán)體，二是循環(huán)結(jié)束條件。注意while循環(huán)中判斷的條件是循環(huán)繼續(xù)的條件，而不是結(jié)束條件。例如:for(i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;相當(dāng)于：

i=1;while(i<=100){ sum=sum+i; i++; }5.3用for語句實現(xiàn)循環(huán)

5.3.1for語句的一般形式和執(zhí)行過程格式：

for(e1;e2;e3)s語義：

e1;while(e2){s;e3;}e2e1非00e3s循環(huán)體for(循環(huán)變量賦初值；循環(huán)條件；循環(huán)變量增值)

for(e1;e2;e3)ssum=0;for(i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;for(i=1,sum=0;i<=100;sum=sum+i++);e2e1非00e3s循環(huán)控制變量for(i=1,sum=0;i<=100;i++)sum=sum+i;i<=100i=1非00i++sum=sum+i循環(huán)體C語言中的for語句使用最為靈活，不僅可以用于循環(huán)次數(shù)已經(jīng)確定的情況，而且可以用于循環(huán)次數(shù)不確定而只給出循環(huán)結(jié)束條件的情況，它完全可以代替while語句?？梢园蜒h(huán)體和一些與循環(huán)控制無關(guān)的操作也作為表達式1或表達式3出現(xiàn)，這樣程序可以短小簡潔。但過分地利用這一特點會使for語句顯得雜亂，可讀性降低，最好不要把與循環(huán)控制無關(guān)的內(nèi)容放到for語句中。16在for和while語句之后一般沒有分號有分號表示循環(huán)體就是分號之前的內(nèi)容，即循環(huán)體不存在while(i<100);

i++;for(i=0;i<100;i++);

printf("%d",i);for通常有一個循環(huán)變量控制循環(huán)的次數(shù)，不要在循環(huán)體內(nèi)改變這個變量注意17如果循環(huán)次數(shù)已知，用for如果循環(huán)次數(shù)未知，用while如果循環(huán)體至少要執(zhí)行一次，用do-while只是思路，不是定律選擇三種循環(huán)的一般思路18輸入全班N個人的分數(shù)，求出最高分#include<stdio.h>#defineN10main(){inti,max=0,score;printf(“input%dscore:”,N);for(i=0;i<N;i++){scanf(“%d”,&score);if(score>max)max=score;}printf(“max=%d\n”,max);}19輸入全班N個人的分數(shù)，求出最高分#defineN10main(){inti,max=0,score;printf(“input%dscore:”,N);

i=1;while(i<=N){scanf(“%d”,&score);if(score>max)max=score;

i++;}printf(“max=%d\n”,max);}

人口增長預(yù)測。據(jù)2005年末統(tǒng)計，我國人口為130756萬人，如果人口的年增長率為1%，請計算到哪一年中國總?cè)丝诔^15億。例題5.5解題思路計算人口增長和計算存款利息的公式是相同的。假設(shè)原來人口為p0，則一年后的人口：其中r是年增長率。用此公式依次計算出每年的人口，每算出一年的人口后就檢查一下是否達到或超過15億？如果未達到或超過15億，就再計算下一年的人口，直到某一年的人口達到或超過15億為止。編寫程序 #include<stdio.h>

voidmain()

{

doublep=1.30756e9,r=0.01;

inty;

for(y=2006;p<1.5e9;y++)

{/*賦值號兩側(cè)的變量p代表不同含義*/

p=p*(1+r);

}

printf("year=%d,p=%e\n",y-1,p);

}運行結(jié)果：year=2019,p=1.503007e+009說明： y代表年份。循環(huán)體中只有一個語句，用來計算從2006年開始的各年的人口數(shù)。在for語句中設(shè)定的循環(huán)條件是p<15億，當(dāng)某一年的p達到或超過15億，就停止循環(huán)，輸出年份和當(dāng)年的人口數(shù)。由于在最后結(jié)束循環(huán)前y又加了1，因此在輸出年份時應(yīng)輸出y-1的值而不是y的值。

一個變量開始時有一初值，通過一定的運算，可以推算出一個新的值，再從這個新值又推出下一個新值，即不斷用計算出的新值去取代原有的值，這種方法稱為迭代。上面的計算公式p=p*(1+r)稱迭代公式。迭代算法一般是用循環(huán)來實現(xiàn)的。迭代是一種常用的算法，用人工實現(xiàn)很麻煩，而用計算機實現(xiàn)卻十分方便。總結(jié)：要寫出一個正確的循環(huán)結(jié)構(gòu)，對循環(huán)控制變量要做三方面的工作：

1、對循環(huán)控制變量賦初值。

2、將循環(huán)控制變量寫入正確的控制條件。

3、對循環(huán)控制變量值的更新。如x=1;

/*給x賦初值*/

while(x<10)

/*循環(huán)條件*/

{s=s+x;x++;

/*對x的值做更新、調(diào)整*/

}找問題:(1)while(count!=10);{count=1;sum=sum+x;count=count+1;}(2)name=10;do{name=name+1;printf(“ok”);}while(name=1)5.4循環(huán)的嵌套一個循環(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)(while循環(huán)、do-while循環(huán)和for循環(huán))可以互相嵌套。5.4循環(huán)的嵌套下面幾種都是合法的形式：(1)

while()(2)do(3)for(;;){…{…{while()dofor(;;){…}{…}{…}}while();}}while();5.4循環(huán)的嵌套(4)while()(5)for(;;)(6)do{…{…{…do{…}while()for(;;){}while(){}…{…}…}}}while()

s=0;for(i=0;i<10;i++)

for(j=0;j<10;j++)s+=i*10+j;printf(“s=%d\n”,s);i=1i<10s=0j=0j<10s+=i*10+jj++i++NNyy輸出s讀程序?s=0;for(i=0;i<10;i++);for(j=0;j<10;j++);s+=i*10+j;區(qū)別！s=0;for(i=0;i<10;i++)for(i=0;i<10;i++)s+=i*10+i;s=0;for(i=0;i<10;i++)for(j=0;j<10;j++)s+=i*10+j;31編程輸出如下形式的乘法九九表32#include<stdio.h>main(){ intm,n; for(m=1;m<10;m++) printf("%4d",m);/*打印表頭*/ printf("\n"); for(m=1;m<10;m++) printf("-"); printf("\n"); for(m=1;m<10;m++) { for(n=1;n<10;n++) { printf("%4d",m*n); } printf("\n"); }}33將上例輸出格式改成如下的下三角格式打印34#include<stdio.h>main(){ intm,n; for(m=1;m<10;m++) printf("%4d",m);/*打印表頭*/ printf("\n"); for(m=1;m<10;m++) printf("-"); printf("\n"); for(m=1;m<10;m++) { for(n=1;n<=m;n++) { printf("%4d",m*n); } printf("\n"); }}5.5提前結(jié)束循環(huán)

5.5.1用break語句提前退出循環(huán)

break語句可以用來從循環(huán)體內(nèi)跳出循環(huán)體，即提前結(jié)束循環(huán)，接著執(zhí)行循環(huán)下面的語句。一般形式：

break;說明:

break語句不能用于循環(huán)語句和switch語句之外的任何其他語句中。

統(tǒng)計各班級的學(xué)生的平均成績。已知各班人數(shù)不等，但都不超過30人。編一個程序能處理人數(shù)不等的各班學(xué)生的平均成績。例題5.6解題思路

如果各班人數(shù)相同，問題比較簡單，只需用一個for語句控制即可：

for(i=1;i<31;i++)

但是現(xiàn)在有的班不足30人，應(yīng)當(dāng)設(shè)法告訴計算機本班的人數(shù)，使程序也能統(tǒng)計出該班的平均成績?？梢约s定，當(dāng)輸入的成績是負數(shù)時，就表示本班數(shù)據(jù)已結(jié)束(一般情況下成績不會是負數(shù))。在程序接收到一個負的分數(shù)時就提前結(jié)束循環(huán)，計算出本班平均成績。用break語句可以用來實現(xiàn)提前結(jié)束循環(huán)。5.5提前結(jié)束循環(huán)編寫程序5.5提前結(jié)束循環(huán)#include<stdio.h>

voidmain()

{

floatscore,sum=0,average;

inti,n;

for(i=1;i<31;i++)

{

scanf("%f",&score);/*輸入一個學(xué)生的成績*/

if(score<0)break;/*如果輸入負值，則跳出循環(huán)*/

sum=sum+score;/*把該成績累加到sum*/

}

n=i-1;/*學(xué)生數(shù)應(yīng)是i-1*/

average=sum/n;/*計算平均成績*/

/*輸出學(xué)生數(shù)和平均成績*/

printf("n=%d,average=%7.2f\n",n,average);}運行結(jié)果：100↙(輸入一個學(xué)生成績)80↙70↙-1↙(輸入負數(shù)，表示本班數(shù)據(jù)結(jié)束)n=3,average=90.00說明：如果一個班有30人，則輸入完30人的成績后累計總分后自動結(jié)束循環(huán)，不必再輸入負數(shù)作為結(jié)束標志。在結(jié)束循環(huán)后i的值等于31(因為執(zhí)行完30次循環(huán)后，i再加1，變成31，此時才終止循環(huán))，因此學(xué)生數(shù)n應(yīng)該等于i-1。如果一個班人數(shù)少于30人，則在輸入完全班學(xué)生的成績后，輸入一個負數(shù)，此時程序就跳過循環(huán)體其余的語句，也不再繼續(xù)執(zhí)行其余的幾次循環(huán)。直接跳到循環(huán)下面的語句(n=i-1;)繼續(xù)執(zhí)行。剛輸入的數(shù)不進行累加(不執(zhí)行sum=sum+score;)。注意此時i的值，假如已輸入了25個有效分數(shù)，在第26次循環(huán)時輸入一個負數(shù)，此時i的值是26，而學(xué)生數(shù)n應(yīng)是i-1。5.5提前結(jié)束循環(huán)5.5提前結(jié)束循環(huán)

5.5.2用continue語句提前結(jié)束本次循環(huán)continue語句作用為結(jié)束本次循環(huán)，即跳過循環(huán)體中下面尚未執(zhí)行的語句，接著進行下一次是否執(zhí)行循環(huán)的判定.一般形式：

continue;5.5提前結(jié)束循環(huán)

5.5.2用continue語句提前結(jié)束本次循環(huán)continue語句和break語句的區(qū)別：

continue語句只結(jié)束本次循環(huán)，而不是終止整個循環(huán)的執(zhí)行。while(表達式1)

{…

if(表達式2)continue;

…}continue語句和break語句的區(qū)別：

break語句則是結(jié)束整個循環(huán)過程，不再判斷執(zhí)行循環(huán)的條件是否成立。

while(表達式1)

{…if(表達式2)break;…}5.5提前結(jié)束循環(huán)

5.5.2用continue語句提前結(jié)束本次循環(huán)

輸入一個班全體學(xué)生的成績，把不及格的學(xué)生成績輸出，并求及格學(xué)生的平均成績。例題5.7解題思路

在進行循環(huán)中，檢查學(xué)生的成績，把其中不及格的成績輸出，然后跳過后面總成績的累加和求平均成績的語句。用continu語句即可處理此問題。5.5提前結(jié)束循環(huán)#include<stdio.h>

voidmain()

{

floatscore,sum=0,average;

inti,n=0;

for(i=1;i<6;i++)/*假設(shè)有5個學(xué)生*/

{

printf("pleaseenterscore:");

scanf("%f",&score);/*輸入學(xué)生成績*/

if(score<60)/*如不及格*/

{/*輸出不及格的成績*/

printf("Fail:%7.2f\n",score);

continu;}/*跳過下面的語句，結(jié)束本次循環(huán)*/

sum=sum+score;

n=n+1;/*n是用來統(tǒng)計及格學(xué)生人數(shù)*/

}

average=sum/n;/*及格學(xué)生平均分數(shù)*/

/*輸出及格學(xué)生人數(shù)和平均分數(shù)*/

printf("\nn=%d,average=%7.2f\n",n,average}運行結(jié)果：pleaseenterscore:89↙pleaseenterscore:56↙Fail:56pleaseenterscore:76↙pleaseenterscore:58↙Fail:58pleaseenterscore:98↙n=3average=87.675.5提前結(jié)束循環(huán)編寫程序說明：輸入不及格學(xué)生成績后，輸出該成績，然后跳過循環(huán)體中未執(zhí)行的語句，即不參加累計總分sum，也不累計合格學(xué)生數(shù)n。但是，繼續(xù)執(zhí)行后面的幾次循環(huán)。5.5提前結(jié)束循環(huán)5.6幾種循環(huán)的比較(1)三種循環(huán)都可以用來處理同一問題，一般情況下它們可以互相代替。(2)在while循環(huán)和do-while循環(huán)中，只在while后面的括號內(nèi)指定循環(huán)條件，因此為了使循環(huán)能正常結(jié)束，應(yīng)在循環(huán)體中包含使循環(huán)趨于結(jié)束的語句(如i++，或i=i+1等)。5.6幾種循環(huán)的比較for循環(huán)可以在表達式3中包含使循環(huán)趨于結(jié)束的操作，甚至可以將循環(huán)體中的操作全部放到表達式3中。因此for語句的功能更強，凡用while循環(huán)能完成的，用for循環(huán)都能實現(xiàn)。(3)用while和do-while循環(huán)時，循環(huán)變量初始化的操作應(yīng)在while和do-while語句之前完成。而for語句可以在表達式1中實現(xiàn)循環(huán)變量的初始化。5.6幾種循環(huán)的比較(4)while循環(huán)、do…while循環(huán)和for循環(huán)，都可以用break語句跳出循環(huán)，用continue語句結(jié)束本次循環(huán)。

有一對兔子，出生后第3個月起每個月都生一對兔子。小兔子長到第3個月后每個月又生一對兔子。假設(shè)所有兔子都不死，問40個月的兔子總數(shù)為多少？例題5.8解題思路5.7程序舉例

第幾個月小兔子對數(shù)中兔子對數(shù)老兔子對數(shù)兔子總數(shù)110012010131012411135212563238753513┆┆┆┆┆可以看到每個月的兔子總數(shù)依次為

1,1,2,3,5,8,13…這就是有名的費波那西(Fibonacci)數(shù)列。

5.7程序舉例

編寫程序5.7程序舉例

#include<stdio.h>

voidmain()

{

longintf1,f2;

inti;

f1=1;f2=1;

for(i=1;i<=20;i++)

{

printf("%12ld%12ld",f1,f2);

if(i%2==0)printf("\n");

f1=f1+f2;

f2=f2+f1;

}

}運行結(jié)果：

11235813213455891442333776109871597258441816765109461771128657463687502512139319641831781151422983204013462692178309352457857022887922746514930352241578173908816963245986102334155說明：(1)變量f1和f2用長整型，在printf函數(shù)中輸出格式符用“%12ld”，而不是用“%12d”，這是由于在第23個數(shù)后，整數(shù)值已超過整數(shù)最大值32767，因此必須用長整型變量才能容納，并用“%ld”格式輸出。(2)if語句的作用是使輸出4個數(shù)后換行。i是循環(huán)變量，當(dāng)i為偶數(shù)時換行，而i每增值1，就要計算和輸出2個數(shù)(f1，f2)，因此i每隔2換一次行相當(dāng)于每輸出4個數(shù)后換行輸出。5.7程序舉例

給一個整數(shù)m，判斷它是否素數(shù)。例題5.9解題思路5.7程序舉例

讓m被i(i由2變到k=)除，如果m能被某一個i(2～k之間的任何一個整數(shù))整除，則m必然不是素數(shù)，不必再進行下去。此時的i必然小于或等于k；如果m不能被2-k之間的任一整數(shù)整除，則m應(yīng)是素數(shù)，此肘在完成最后一次循環(huán)后，使i再加1，因此i的值就等于k+1，這時才終止循環(huán)。在循環(huán)結(jié)束之后判別i的值是否大于或等于k+1，若是，則表明未曾被2-k之間任一整數(shù)整除過，因此輸出“是素數(shù)”。53判斷m是否是素數(shù)輸入m判斷m是否是素數(shù)輸出結(jié)果一個自然數(shù)，若除了1和它本身外不能被其他整數(shù)整除，則稱為素數(shù)。54k=sqrt(m)i=2i<=ki能被m整除m不是素數(shù)i++yNm是素數(shù)yNi>kyN#include<stdio.h>

#include<math.h>

voidmain()

{intm,i,k;

printf(“pleaseenteraintegernumber:”);

scanf(“%d”,&m);/*輸入一個整數(shù)m*/

k=(int)sqrt(m);/*對m求平方根，再取整*/

for(i=2;i<=k;i++)/*i作為除數(shù)*/

/*如果m被i整除，m肯定不是素數(shù)*/

if(m%i==0)break;

if(i>k)printf("%disaprimenumber.\n",m);

elseprintf("%disnotaprimenumber.\n",m);

}編寫程序5.7程序舉例

運行結(jié)果：

pleaseenteraintegernumber:17↙17isaprimenumber.

譯密碼。為使電文保密，往往按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成密碼，收報人再按約定的規(guī)律將其譯回原文。例題5.10解題思路5.7程序舉例

可以按以下規(guī)律將電文變成密碼：將字母A變成字母E，a變成e，即變成其后的第4個字母，W變成A，X變成B，Y變成C，Z變成D。ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ#include<stdio.h>

voidmain()

{charc;

while((c=getchar())!=‘\n’)

{/*判定c是否字母*/

if((c>=‘a(chǎn)'&&c<='z')||(c>='A'&&c<='Z'))

{c=c+4;/*是字母就加4*/

/*如在字母范圍外就減26*/

if(c>'Z'&&c<='Z'+4||c>'z')c=c-26;

}

printf("%c",c);

}

printf("\n");

}編寫程序5.7程序舉例

運行結(jié)果：

China!↙

Glmre!

說明：內(nèi)嵌的if語句不能寫成:if(c>’Z’||c>’z’)/*請和程序笫7行比較*/c=c-26;因為如果所有小寫字毋都滿足“c>′Z′”的條件，從而也都執(zhí)行“c=c-26;”語句，這就會出錯。因此必須限制其范圍為“c>′Z′&&c<=′Z′+4”，即原字母為W到Z。只有符合此條件才減26，否則，不應(yīng)按此規(guī)律轉(zhuǎn)換。5.7程序舉例

5.8提高部分

5.8.2for語句的各種形式for語句相當(dāng)靈活，形式變化多樣：

(1)for語句的一般形式中的“表達式1”可以省略，此時應(yīng)在for語句之前給循環(huán)變量賦初值。注意省略表達式1時，其后的分號不能省略。如：

for(；i<=100;i++)sum=sum+i;

執(zhí)行時，跳過“求解表達式1”這一步，其他不變。(2)如果表達式2省略，即不判斷循環(huán)條件，循環(huán)無終止地進行下去。也就是認為表達式2始終為真。如：

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

表達式1是一個賦值表達式，表達式2空缺。它相當(dāng)于：

i=1;while(1){sum=sum+1;i++;}5.8提高部分

5.8.2for語句的各種形式(3)表達式3也可以省略，但此時程序設(shè)計者應(yīng)另外設(shè)法保證循環(huán)能正常結(jié)束。如：

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

在上面的for語句中只有表達式1和表達式2，而沒有表達式3。i++的操作不放在for語句的表達式3的位置處，而作為循環(huán)體的一部分，效果是一樣的，都能使循環(huán)正常結(jié)束。5.8提高部分

5.8.2for語句的各種形式(4)可以省略表達式1和表達式3，只有表達式2，即只給循環(huán)條件。如：

for(;i<=100;)while(i<=100){sum=sum+i;相當(dāng)于

{sum=sum+i;i++;}i++;}

在這種情況下，完全等同于while語句?？梢奻or語句比while語句功能強，除了可以給出循環(huán)條件外，還可以賦初值，使循環(huán)變量自動增值等。5.8提高部分

5.8.2for語句的各種形式(5)3個表達式都可省略，如：

for(;;)語句相當(dāng)于