高级语言程序设计教学课件第4章循环结构

1、第四章 循环结构,2,结构化程序设计的三种控制结构,顺序结构 选择结构 循环结构,3, 顺序结构 ,A,B,4,P,A,B,T,F, 选择结构 ,P,A,T,F,5,P=1,A1,P=2,A2,P=n,An,F,T,T,T,F,F,F, 选择结构 ,6, 循环结构 ,P,A,T,F,P,A,T,F,7,学习目标,while语句 dowhile语句 for语句,8,内容,4.1 循环结构概述 4.2 while循环 4.3 do-while循环 4.4 for循环 4.5 循环的嵌套 4.6 循环的中途退出 4.7 算法举例,9,4.1 循环结构概述,【例4-1】从键盘上随机的输入10个数，输出

2、其中最大数 模仿 【例3-6】从键盘上随机的输入三个数，输出最大数,10,【例3-6】从键盘上随机的输入三个数，输出最大数,#include void main(void) int a, b, c, max; printf(输入三个数: ); scanf(%d%d%d, ,11,【例4-1】从键盘上随机的输入10个数，输出其中最大数,#include void main(void) int a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8, a9, max; printf(“输入10个数: ); scanf(%d%d%d%d%d%d%d%d%d%d, ,12,if(a1ma

3、x) max=a1; if(a2max) max=a2; if(a3max) max=a3; if(a4max) max=a4; if(a5max) max=a5; if(a6max) max=a6; if(a7max) max=a7; if(a8max) max=a8; if(a9max) max=a9; printf(%d 是最大数n, max); ,13,【例4-1】从键盘上随机的输入10个数，输出其中最大数,#include void main() int x, max, n=1; scanf(%d, ,用循环程序实现,14,14,循环结构特点,在给定条件成立时，反复执行某程序段，直到

4、条件不成立为止。 给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。,15,C语言中，实现循环的语句,1用 while 语句 2用 do-while 语句 3用 for 语句 4用 goto 语句和 if 语句构造循环,16,while(表达式) 语句,4.2 while循环,while语句 一般形式 执行流程,17,while循环特点,先判断表达式，后执行循环体 说明： 循环体有可能一次也不执行（当循环条件不满足） while语句中的表达式可以是任何表达式，常用的是关系表达式和逻辑表达式，只要表达式的值为真（非0）即可继续循环,#include main() int i=1, sum=0;

5、 while ( i= 5 ) sum = sum + i; i+; printf(%d, sum); ,18,【例】用while循环求,i sum 0 sum=0+1=1 i+ 2 1 sum=1+2=3 i+ 3 3 sum=3+3=6 i+ 4 6 sum=6+4=10 i+ 5 10 sum=10+5=15 i+ 6 15,1+2+3+100?,100,循环变量初值,循环变量终值,循环变量增值,19,注 意,当循环体包含一个以上的语句时，应该用花括弧括起来，以复合语句形式出现。 如果不加花括弧，while语句的执行范围只到while后面的第一个分号处,while(i=100)； sum

6、 = sum+i; i+; ,while(i=100) sum = sum+i; i+;,while(i=100) sum = sum+i; i+; ,20,main() int i, sum=0; i=1; while(i=100) sum = sum+i; i+; printf(%d, sum); ,【例4-2】求前n个数的平方和, n;,scanf(%d, ,n,*i;,printf(n=%d,sum=%d, n, sum);,输入一个整数n：5 n=0, sum=55 Press any key to continue,输入一个整数n：0 n=0, sum=0 Press any ke

7、y to continue,21,【例4-1】从键盘上随机的输入10个数，输出其中最大数。使用while语句完成,#include void main() int x , max, n=1; scanf(%d, ,while(n10) ,22,根据上例：输入10个整数，求其中正数的个数及其平均值,main() int a, i=0, n=0, sum=0; float aver; while ( i 0) sum = sum+a; n+; aver=(float)sum/n; printf(n=%d,aver=%f,n,aver); ,23,#include void main() int i

8、=1; float jc=1; while(i=10) jc = jc*i; i+; printf(%10.0fn, jc); ,#include void main( ) int i=1, n; float jc=1; scanf(%d, ,例求 10!,例任意输入n, 求 n!,24,#include void main() int letter=0; char ch; ch=getchar(); while(ch!=n) letter+; ch=getchar(); printf(“有%d个字符n, letter); ,P97例5-3从键盘输入一行字符，以n结束,统计输入的字符个数。,2

9、5,【例4-3】 猴子吃桃子问题：猴子第一天摘下若干个桃子，当即吃了一半，还不过瘾，又多吃了一个。第二天早上又将剩下的桃子吃掉一半，又多吃了一个。以后每天早上都吃了前一天剩下的一半零一个。到第10天早上想再吃时，见只剩下一个桃子了。求第一天共摘了多少个桃子。,设第n天还剩个桃子Xn，Xn和Xn-1的关系？ Xn = Xn-1/2 1 Xn-1= (Xn + 1)2,26,Xn-1= (Xn + 1)2 X9 = (X10 + 1)2 X8 = (X9 + 1)2 X1 = (X2 + 1)2 能不能设较少的变量仍然可以求出X1呢?,X1 = (X2 + 1)2 X2 = X1,？,27,#in

10、clude main() int day, x1, x2; day = 9; x2 = 1; while(day 0) x1 = (x2 + 1) * 2; x2 = x1; day-; printf(The total is %dn,x1); ,28,附加 条件运算符和条件表达式,一般形式： exp1 ? exp2 : exp3 执行过程 功能：相当于条件语句 条件运算符可嵌套 如 x0?1:x0?-1:0,例 if (ab) printf(%d,a); else printf(%d,b);,printf(%d,ab?a:b);,例 求 a+|b| value = b0?a+b:a-b;,2

11、9,结合方向：自右向左 如: x0?1:x0?1:(x0?-1:0 ) exp1、exp2、exp3类型可不同，表达式结果的类型取精度较高的类型,例 x?a:b /x=0,表达式值为b;x0,表达式值为a xy?1:1.5 /xy,值为1.0; x=y ,值为1.5,30,【例4-4】输入两个正整数a和b，求其最大公约数,几个自然数公有的约数，叫做这几个数的公约数。其中最大的就是最大公约数。 方法1定义法 具体步骤： STEP1 从键盘上输入m,n,求k=mn? m:n； STEP2 如果m%k=0且n%k=0，则k为最大公约数 STEP3 否则，k-,继续STEP2直到满足条件为止 方法2辗

12、转相除法 方法3相减法,31,【例4-4】输入两个正整数m和n，求其最大公约数,#include void main() int k, m, n; printf(请输入2个数: ); scanf(%d%d, ,请输入2个数:32 12 最大公约数:4 Press any key to continue,32,【例4-5】 将一个大于1的正整数分解成质因数。例如：输入90，打印出 90=2*3*3*5,题目分析：为了将n分解成质因数，应先找到一个最小的质数k，然后按下述步骤完成： STEP1 如果n=k，则说明分解质因数的过程已经结束，输出即可 STEP2 如果n!=k，但n能被k整除，则应打印

13、出k的值，并用n除以k的商,作为新的正整数n，重复执行STEP1 STEP3 如果n不能被k整除，则用k+1作为新的k,重复执行STEP1,33,#include void main() int n, k=2; printf(please input a number:); scanf(%d, ,34,1.while(0) . 由于循环的条件表达式恒等于0，循环体永远也不会执行，是编程者的错误。 2.while(1) . 由于循环的条件表达式恒等于1，所以不可能通过循环控制条件来结束循环体的执行，称为“死循环”。 3.为了保证循环正常运行，应该特别注意： 循环条件 循环条件的初始状态（初始值）

14、 i=1; 循环体内部对控制条件的影响 i+;,While 使用注意,35,do 语句 while(表达式);,4.3 do-while循环,Do-while语句 一般形式 执行流程,36,特点：先执行循环体，后判断表达式 说明： 至少执行一次循环体 dowhile可转化成while结构,37,【例4-6】 从键盘输入一个整数，计算它的位数。例如：输入12345，输出5； 输入-123，输出3， 输入0，输出1。,12345,38,#include void main(void) long number; int count = 0; printf(“ Please enter a numbe

15、r: ); scanf(“%ld”, ,39,main() int number，count = 0; scanf(“%d”, ,例：输入一个整数，反序输出该数。 如输入12345，输出54321。,12345%10 = 5 12345/10 =1234,1234%10 = 4 1234/10 = 123,123%10 = 3 123/10 = 12,12%10 = 2 12/10 = 1,1%10 = 1 1/10 = 0,40,【例4-7】用格里高利公式求的近似值。要求精确到最后一项的绝对值小于1e-5。,格里高利公式为： 分子 flag：1，-1，1，-1 分母 n： 1，3，5，7，.

16、 项 item = flag/n,41,#include #include void main() double pi=0, item; int n=1, flag=1; do item = flag*1.0/n ; pi = pi+item; n = n+2; flag = -flag; while(fabs(item)1e-5); pi=pi*4; printf(pi=%lfn, pi); ,42,#include main() int i,sum=0; scanf(%d, ,#include main() int i,sum=0; scanf(%d, ,while和dowhile比较:,

17、1 sum=55,1 sum=55,11 sum=0,11 sum=11,43,for(exp1;exp2;exp3) statement,4.4 for循环,for语句 一般形式 执行流程,44,for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值) 循环体语句； ,for语句一般应用形式,45,说明 for语句中exp1,exp2,exp3类型任意，都可省略，但分号；不可省略 无限循环:for(;) for语句可以转换成while结构,for(exp1;exp2;exp3) 循环体语句；,exp1; while(exp2) 循环体语句； exp3; ,46,【例4-8】计算s=1+2+3+.+9

18、9+100,#include void main() int i, s=0; for(i=1; i=100; i+) s = s+i; printf(s=%d,n=%dn, s, i); ,47,【例4-9】用for语句实现，从0开始，输出n个连续的偶数,#include void main() int i, n; printf(input n: ); scanf(%d, ,#include void main() int a=0, n; printf(input n: ); scanf(%d, ,48,【例4-10】打印出所有“水仙花数”。所谓“水仙花数”是指一个三位数，其各位数字立方和等于

19、该数本身如：153是一个“水仙花数”，因为153=135333,题目分析： 利用for循环检验100-999中的每一个三位数 对于每个三位数分解出个位、十位、百位数，然后判断它是否为“水仙花数”。 设n为一个三位数，i、j、k分别为百位，十位和个位，怎样获得i、j、k呢？,49,#include void main() int i, j, k, n; printf(water flower number is:);,50,for(n=100; n1000; n+) i=n/100; j=n/10%10; k=n%10; if(n = i*i*i+j*j*j+k*k*k) printf(%-5d

20、, n); printf(n); ,51,【例4-11】有一分数序列：2/1，3/2，5/3，8/5，3/8，.，求出这个数列的前20项之和,题目分析：,a = a+b b = a,t = a,t,52,#include void main() int n, t, number = 20; float a = 2, b = 1, s = 0; for(n = 1; n = number; n+) s = s + a/b; t = a; a = a + b; b = t; printf(sum is %9.6fn, s); ,53,几种循环的比较,for和while先判断循环条件后执行循环体，d

21、o-while语句先执行循环体后判断循环条件。 while、do-while、for可以相互替换使用。 通常使用情况 while语句多用于循环次数不定的情况。 for语句多用于循环次数固定的情况。 do-while语句多用于至少要运行一次的循环控制,54,（3）用for循环语句 #include void main() int s = 0, i; for (i=1;i=10;i+) s = s+i; printf(s=%d,s); ,54,【例4-12】求s=1+2+3+10，分别用三种循环语句实现，比较他们的异同。,（2）用dowhile循环 #include void main() int

22、 s=0,i=1; do s=s+i; i+; while(i=10); printf(s=%d,s); ,（1）用while循环 #include void main() int s= 0, i=1; while(i = 10) s = s+i; i+; printf(s=%d, s); ,55,4.5 循环的嵌套,三种循环可互相嵌套,层数不限 外层循环可包含两个以上内循环,但不能相互交叉,(1)while() while() . ,(2)do do while( ); . while( );,(3)while() do while( ); . ,56,main() int i, j, k;

23、 printf(i j kn); for(i=0; i2; i+) for(j=0; j2; j+) for(k=0; k2; k+) printf(%d %d %dn, i, j, k); ,【例4-13】 分析程序的运行结果,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0,0,1,0,1,1,1,0,1,1,1,i,j,k,57,【例4-14】 打印出乘法九九表,58,找一找 i和j的规律 行i从19，即i (1i9) 列j从1i，即j (1ji),59,#include main() int i, j; for(i=1; i=9; i+) for(j=1; j=i; j+) pr

24、intf(%d*%d=%-3dt, j, i, j*i); printf(n); ,60,【例4-15】两个乒乓球队进行比赛，各出三人。甲队为a、b、c三人，乙队为x、y、z三人。已抽签决定比赛名单。有人向队员打听比赛的名单。a说他不和x比，c说他不和x、z比，请编程序找出三对比赛选手的名单。,题目分析 分别用三个字符变量i、j、k表示甲队a、b、c三人的对手 用穷举法把所有的情况列出来，把a、b、c三人对手是同一个人的情况排除，再把a的对手是x，c的对手是x和z的情况排除。,61,#include void main() char i,j,k; for(i=x; i=z; i+) for(j

25、=x; j=z; j+) for(k=x; k=z; k+) if( i!=j ,62,例 用循环打印出如下的图形,* * * * * * * * * * * * * * *,1、简化问题 1i5 1j5 2、稍复杂一点 1i5 1ji 3、再复杂一点 1i5 1j5-i,* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *,* * * * * * * * * * * * * * *,63,#include main() int i, j, k; for(i=1; i=5; i+) for(j=1; j=5-i; j+) printf( ); fo

26、r(j=1; j=i; j+) printf(*); printf(n); ,打印第i行的空格,打印第i行的星号,打印第i行的换行符,64,4.6循环的中途退出,break语句中止语句 功能：在循环语句和switch语句中,终止并跳出循环体或开关体 说明： break只能终止并跳出最近一层的结构 Break只能用于循环语句或switch语句,65,exp, ,F,T,while,break;,break;,break;,66,67,void main() int n; for (n=1; n=10; n+) if (n%2 = 0) break; printf(“%5d”,n); ,运行结果为

27、： 1,写出程序的运行结果,68,【例4-16】从键盘上输入一个正整数n，判断n是否为素数。,分析 素数：只能被1和它本身整除的自然数 Step1 先输入任意一个正整数n Step2 令除数i从2n-1取值，检查i能否被n整除，若整除则不用继续检查了，否则继续Step2 Step3 若in-1,则表明任意i都不能整除n，则n是素数，否则n不是素数,69,#include void main() int n, i; printf(please input a number:); scanf(%d, ,70,程序改进,为了提高程序的执行效率，缩小检验区间 检验区间：,2n-1,2sqrt(n),7

28、1,#include #include void main() int n, i; printf(please input a number:); scanf(%d, ,sqrt(n);,72,continue语句中断语句 功能：结束本次循环，跳过循环体中尚未执行的语句，进行下一次是否执行循环体的判断 仅用于循环语句中,73,假(0),exp3,continue;,continue;,continue;,74,void main() int n; for (n=1;n=10;n+) if (n%2=0) continue; printf(“%5d”,n); ,break;,运行结果为： 1 3

29、 5 7 9,运行结果为： 1,写出程序的运行结果,75,【例4-17】 输出能被3和7整除的三位正整数,#include void main() int i; for(i=100;i1000;i+) if(i%3!=0) continue; if(i%7!=0) continue; printf( %d,i); printf(n); ,76,4.7算法举例,穷举法 递推法 迭代法,77,穷举法,基本思想：对问题的所有可能状态一一测试，直到找到解或将全部可能状态都测试过为止 穷举法是一种重复型算法，通常使用循环 穷举法的关键 数学模型 适宜进行穷举的数学模型 决定程序是否正确 穷举的范围 明确

30、的穷举终止条件 决定穷举的效率，范围过大，则效率太低,78,【例4-18】百钱买百鸡，这是一个经典的不定方程的求解问题。其问题如下：公鸡5元一只；母鸡3元一只；小鸡一元3只。问：用100元钱买100只鸡，公鸡、母鸡、小鸡各买多少只?,题目分析： 设:要买x只公鸡，y只母鸡，z只小鸡 列出方程为： x + y + z = 100 5x +3y + z/3 = 100,5,3,1/3,0 x20 0y33 0z100 (z必须是3的倍数),79,#include void main() int x, y, z, n=0; printf(序号 公鸡 母鸡 小鸡n); for(x=0; x=20; x+) for(y=0; y=33; y+) z=100-x-y; if(15*x+9*y+z=300 ) printf(%4d %4d %4d %4dn, +n, x, y, z); ,80,递推法,基本思想 是从已知的初始条件出发，逐步推出题目所要求的各中间结果和最后结果的算法,81,【例4-19】求n！,题目分析： n！=1*2*3*n=n*(n-1)！; 我们首先求出1！；计算2*1!，则推出2！；进一步推出3！、4！n！,82,#inc