C语言程序设计教程(第5版)-第5章-循环结构.pptx

1、第第5 5章章 循环结构循环结构 李丽娟李丽娟 20192019年年8 8月月第5章 循环结构本章主要内容1.for循环语句结构2.while循环语句结构3.do-while循环结构4.break和continue语句的作用5.循环结构的嵌套6.案例分析第5章 循环结构循环循环就是重复地执行某些语句。程序中的循环次数是有限的，循环次数是有限的，由循环条件决定可以确定循环次数。C语言提供了3种循环结构语句：for语句 while语句 do_while语句5.1 for语句for语句是一种计数循环。循环次数由循环变量来控制。for语句的一般形式为：for(;)for语句的3个重要的组成部分：1初始

2、表达式初始化循环控制变量。2条件表达式测试循环条件。3循环表达式更新循环控制变量的值。5.1 for语句for语句的语法功能：1计算的值。该表达式是对循环控制变量进行初始化。2判断的值。该表达式就是循环条件，若该表达式的值为“真”，则执行；若该表达式的值为“假”，则退出循环，执行循环结构外的语句。3计算的值。该表达式更新循环控制变量的值。4转第2步。for(;)5.1 for语句for语句的流程图：注意：若中有多条语句，则构成复合语句，被包含在一对花括号中。若只有一条，可以不使用花括号。初始表达式 条件表达式 语句体 循环表达式 F T 5.1 for语句例例1：编写程序，求几何级数之和：分析

3、：分析：该数学表达式为123100。设：sum为级数的和（初值为零）；i为循环变量；将i从1按步长为1增加到100，循环计算：sum=sum+i；求得该级数的和。程序：example5_1.c 1001ii5.1 for语句 for语句所具有的特性。1可以省略，但须保留分号（;），同时在for之前必须给循环控制变量赋值，形式为：;for（;）2一般不可省略，否则为无限循环。例如：for（i=1;i+）sum=sum+i;相当于条件总为真，程序会一直不停地执行直到“数据溢出”。5.1 for语句3亦可省略，但在循环语句体中必须有语句来修改循环变量，以使条件表达式的值在某一时刻为假，使程序能正常结

4、束循环。例如：for(sum=0,i=1;i=100;)sum=sum+i;i+;43个表达式均省略，即for(;)，为无限循环，程序中要避免避免这种情况的发生。5.1 for语句5条件表达式可以是关系表达式、数值表达式。只要表达式的值不等于零，就执行循环体语句。如：for(i=0;(c=getchar()!=n;i+=c);6初始表达式、循环表达式可以是逗号表达式，用来完成逗号表达式中各表达式的功能。例如：for(sum=0,i=1;i=100;i+,i+)相当于：sum=0;for(i=1;i0，b0；如果ab，或者输入的值为负数，则程序提示输入错误，不进行任何计算，直接退出程序。i bi

5、 ai5.1 for语句程序流程图：程序：example5_2.c 思考：思考：该算法的缺点；设计更好的算法。假如输入的数可以为任意整数，如果ab，计算 ；如果ab，则计算 。请设计算法并编写程序验证。i bi aii ai bi5.1 for语句例例3 3：编写程序，从键盘输入m和n的值，用符号“*”在屏幕上打印出如下所示具有m行n列的矩形图案。*分析：分析：图案有规律，共有m行，每行有n个*号。可采用循环嵌套的方式：第1层(外层)控制行数，用i来表示，输出m行“*”；第2层(内层)控制列数，用j来表示，输出n列“*”。5.1 for语句算法流程图如图所示：虚线框内是内层循环，用来输出每一行

6、的n个*号。程序：example5_3.c 思考：怎样利用for循环的嵌套，输出更多有规律的平面图案。关键：找出图案的规律。5.1 for语句例例4 4：编写一个可以为小学生提供加法、减法和乘法的二元算术运算练习的程序，计算100以内的两个数的和、两个数的差和两个数得的积，每次测试10 个题目，依次由学生输入答案，并由计算机判断输入的答案是否正确，最后由计算机给出简单评价。分析：分析：根据题意，组成算术表达式的操作符有3种形式：+、*，分别用1、2、3来代表。用ops表示操作符，a，b分别代表两个操作数；a，b和ops由计算机随机生成，并计算表达式的值result；用户输入表达式的结果inpu

7、t；将input与result进行比较；通过比较的结果，给出对计算结果的评价。5.1 for语句程序算法流程图如图所示：程序：example5_4.c程序特别处理：如果(ab)，计算(ab)；否则计算(ba)。思考：思考：1如果每次测试的题目不止10个，需要怎样修改算法和程序？2如果要求程序在结束了一组测试之后，可以继续进行测试，需要怎样修改算法和程序？3如果要加入两位数的除法计算，需要怎样修改算法和程序？iN 定义整型变量 i,right=0,error=0 定义整型变量 a,b,op,result,input 定义字符型变量 ops 随机生成 a,b,ops;用 switch 生成算术表达

8、式;输出对错统计结果 N Y 用户输入运算结果；判断用户输入结果的对错；i+开始 结束 5.2 while语句while语句的一般形式为：while（）循环语句；循环变量表达式；和一起构成循环体语句。while语句的语法功能：1计算的值，若该值为“假”，则跳出循环，执行循环体后面的语句；若该值为“真”，则执行循环体语句。2重复步骤1的操作。while语句的流程图如图所示5.2 while语句 while（）循环语句；循环变量表达式；关于while语句的几点说明。1不可缺少，其作用是更新计算循环变量的值，使循环能正常结束。2若没有，则有可能会使程序出现无限循环而发生错误。3由于while循环是先

9、判断的值，后决定是否执行，因此，有可能一次也没有执行。5.2 while语句例例5 5：改写程序，将例5-1所示的简单几何级数求和问题用while语句来实现。(阅读、思考、比较)5.2 while语句例例6 6：编写程序，从键盘输入一个正整数n，求n!。分析：分析：n!=n*(n1)*(n2)*2*1 （约定：n0，0!=1）计算机在计算阶乘时，是从1开始计算直到n为止。用i代表循环变量，s代表n!的结果值，则循环计算表达式：s=s*i，即可求得n！。算法流程图如图所示。算法流程图如图所示。程序：程序：example5_6.c思考：能否用思考：能否用forfor循环实现？循环实现？5.2 wh

10、ile语句例例7 7：编写程序，统计从键盘输入的字符个数（回车换行符也是一个字符），当遇到结束标志时程序结束。分析：分析：关键是循环计数。设置一个累加器count（初值为0），每次从键盘输入一个字符，只要该字符的值不等于结束标志，累加器的值就增1：count=count+1；算法流程图如图所示。程序：程序：example5_7.c count=0(ch=getchar()!=EOF count=count+1 输出 count F T 开始 结束 5.2 while语句例例8 8：阅读练习：【例5-8】编写程序，进行学生某门课程成绩的分类统计。从键盘输入每位学生的成绩等级，以大小写的A、B、C

11、、D和E表示成绩等级，A为最高，D为最低。统计出总人数及各成绩段的人数，忽略回车键和空格键，以EOF作为输入结束。思考：算法流程图的其他表示方法。5.3 do-while语句do_while语句的一般形式为：do while();do_while语句的语法功能：1执行，2计算；若该表达式的值为“真”，则执行步骤1；若该表达式的值为“假”，则退出循环语句结构。do_while语句的流程图如图所示注意：注意：要避免出现无限循环而发生错误。表达式的值0 F T 5.3 do-while语句集中循环的特点比较：do_while与while和for循环的区别：do_while循环中的至少会执行一次；而w

12、hile和for循环中的有可能一次也不被执行。for循环和while循环的算法流程图描述是一致的。for循环适合于循环次数确定的情况。对大多数问题，do_while、while和for循环是可以互换的。5.3 do-while语句例9：求几何级数的和：用do_while语句的形式实现。分析：分析：循环变量i的值从1100递增，i的初值为1、终值为100，累加器sum的初值为0 循环计算：sum=sum+i。算法流程图如图所示。程序：exam5_9.c1001ii 初始化循环变量 i=1 级数的和 sum=0 sum=sum+i;i+;i100 输出 sum T F 开始 结束 5.3 do-w

13、hile语句例例1010：编写程序，从键盘输入x的值，求 ，直到最后一项绝对值小于le7（即107）为止（注：x为弧度值）。分析：分析：关键是对多项式进行分解计算。第1项为x；从第2项开始，每一项都是前一项乘以一个因子：(n=3,5,7,9)用s代表sin x的值，s的初值为0；用t代表每一项的值，t的初值为x；从第2项开始，后面每1项的值为：(n=3,5,7,9)循环计算表达式：s=s+t；直到t的值满足精度要求为止。357sin3!5!7!xxxxx2(1)xn n2(1)()xn ntt 5.3 do-while语句算法流程图如图所示。程序：example5_10.c思考：程序怎样控制计

14、算的精度？可否用while和for循环来实现？其他算法。double s,t,x;int n=1 输入 x 的值 s=0;t=x;s=s+t;n=n+2;t=t*(x*x)/(n*(n1);fabs(t)le7 输出结果：sin(x)的值 T F 开始 结束 5.4 用于循环中的break语句和continue语句1break语句语句break语句可用于分支结构和循环语句结构。break语句的作用：跳出当前的控制结构。在循环语句中，要谨慎使用break语句。常用于循环语句体内某一个if条件分支的语句中，用来表示在循环过程中满足某一条件时，结束循环。5.4 用于循环中的break语句和conti

15、nue语句例例1111：编写程序，求圆面积在100平方米为以内的半径，输出所有满足条件的半径值和圆面积的值，并输出第1个大于100的圆半径和圆面积。分析：分析：计算圆面积的表达式为：r2。依次取半径为1，2，3，循环计算圆的面积area；当area100时结束。算法流程图如图所示，外层虚线框为循环结构，内层虚线框为if结构。程序：程序：example5_11float pi=3,14159,area;int r;r=1 r10 area=pi*r*r area100 break;输出 r,area r+输出跳出循环的 r,area 值 F T F T 开始 结束 5.4 用于循环中的break

16、语句和continue语句循环结构中若采用了break语句，其算法结构属于非结构化的设计。用于结束当前循环语句的break语句都可以修改成不使用break语句的形式。应尽量避免使用break语句，满足结构化的要求。思考：思考：怎样修改例11的程序，使其成为结构化的程序。提示5.4 用于循环中的break语句和continue语句2continue语句语句continue语句的一般形式为：continue;continue的语法规则：结束本次循环，提前进入下一轮循环。注意：注意：continue语句不会跳出循环结构，而是提前进行下一个循环。while语句和do_while语句遇到continue

17、时，程序会立刻转到条件表达式，开始下一轮循环；而在for语句中遇到continue时，程序会立刻转到循环表达式，更新循环变量，开始下一轮循环。5.4 用于循环中的break语句和continue语句例例1212：编写程序，输出在50100中不能被3整除的数。分析：分析：对任意正整数n，若n%30，则输出该数n；如果n%30，则不输出该数n。算法流程图如图所示：程序：程序：example5_12.c 思考：思考：不使用continue语句，怎样修改程序？5.4 用于循环中的break语句和continue语句 continue语句同break语句一样，也有可能会破坏程序的结构化，使程序成为非结构

18、化的程序，因此，应当尽量避免使用continue语句。提示5.4 用于循环中的break语句和continue语句例例1313：编写程序，循环地从键盘输入整数，计算并输出数的个数、总和以及算术平均值，若输入了数字0，则不计入总数，以结束标志作为输入的结束。分析：分析：假设从键盘输入的整数为n，数据的个数为count，数据的总和为sum，算术平均值为average。如果n=0，则计数count的值不增加，不计入总和；否则count的值增1，总合sum=sum+n。最后的算术平均值为average=sum/n。算法流程图如图所示：程序：程序：example5_ 13.c 思考：思考：不使用cont

19、inue语句，怎样修改程序？5.4 用于循环中的break语句和continue语句比较break语句和continue语句的区别：例例1414：阅读程序：example5_14.c 和example5_14a.c。比较break语句和continue语句在程序中的区别。注意：为确保算法的结构化，清尽量不用或少用break和continue语句。5.5 循环结构的嵌套循环结构的嵌套，指的是在某一种循环结构的语句中包含有另一个循环结构。理论上，循环嵌套的深度不受限制，但实际中不提倡使用嵌套层次太多的循环结构。循环结构嵌套时，要注意：嵌套的层次不能交叉；嵌套的内外层循环不能使用同名的循环变量；并列

20、结构的内外层循环允许使用同名的循环变量。5.5 循环结构的嵌套例例1515：编写程序，在屏幕上输出阶梯形式的乘法口诀表。分析；分析；乘法口诀表可以由9行9列来表示，可用i代表行，j代表列。其中：第1行有1列 第2行有2列 第i行有i列利用循环嵌套，算法流程图如图所示：程序：程序：example5_15.c i=1 i9 i+定义循环变量 i,j j=1 ji 输出 j*i 的值 j+换行 F F T 开始 结束 T 5.6 goto语句goto语句是一种无条件转向语句，可以用在程序的任何地方。goto语句的一般形式为：goto ;goto语句的作用：转到标号语句所在的地方继续执行。说明：为任何

21、合法的标识符；放在某个语句前面并加上冒号“:”作为语句的标号；只对goto 语句有意义，带有标号的语句被称作标号语句。例如：error:、end:、exp:等均为合法的语句的标号。5.6 goto语句 goto语句是一种非结构化的语句。goto语句会破坏结构化程序的逻辑结构，严重时会造成程序错误，因此，在程序设计中应尽量少用或不用goto语句。goto语句常用于在深层嵌套的情况下从里层完全退出到嵌套的最外层。特别提示如：for()for()for();if(mistake)goto error;error:;5.6 goto语句例16：阅读【例5-16】，用 goto语句计算简单几何级数的和。

22、回顾该问题的其他解决方案。例例1717：编写程序，输出40以内的能同时被3和4整除的数。分别给出两种算法：使用goto语句。1001isumi5.6 goto语句算法流程图：算法为非结构化的或：程序：程序：example5_17.c 5.6 goto语句不使用goto语句来实现。算法流程图：程序：程序：example5_18.c 比较例5-17和例5-18的算法。思考结构化算法的思想。5.7 程 序 范 例【例5-19】编写程序，输出ASC序列中从33127（十进制）的字符对照表。算法核心：简单的循环输出。【例5-20】设公鸡每只5元，母鸡每只3元，小鸡每元3只，现用100元钱买100只鸡，编

23、写一个程序，算出可以各买多少只鸡？算法核心：循环嵌套。5.7 程 序 范 例【例5-21】编写程序，在屏幕上输出下面的结果，输出数据的行数通过键盘输入，要求在520行之间。3 5 7 9 6 8 10 12 9 11 13 15 12 14 16 18 15 17 19 21算法核心：分析输出数据的规律，简单循环结构。5.7 程 序 范 例【例5-22】输出如图5-19所示的图案，图案的最大宽度值（水平方向*号的个数）由键盘输入。要求最大的宽度值必须为奇数。算法核心：分析输出数据的规律，用循环嵌套。*5.8 本 章 小 结1.主要讨论了3种循环语句：for、while和do_while循环。2

24、.了解了break 语句、continue 语句和goto语句的作用。3.3种循环可互相嵌套以构成各种混合嵌套结构。4.while循环和for循环都要先判断条件再执行循环体语句，因此，有可能一次也不执行循环体语句，而do_while循环不论怎样都会先执行一次循环体语句。5.使用循环结构时要注意避免以下几个方面的问题。循环体语句为复合语句，但没有使用花括号。程序发生无限循环。混淆break 语句与continue语句的功能。本 章 习 题一、填空题。【题5.1】【题5.10】二、单选题。【题5.11】【题5.18】三、编程题。【题5.22】【题5.23】【题5.26】【题5.227】【题5.29】【题5.39】【题5.43】附加：请编写程序,输出下面7种图案。