程序控制结构与结构化程序设计金川.ppt

1、第四章 程序控制结构及结构化程序设计 (4),4.1 算法与程序设计 算法(algorithm)是对特定问题求解步骤的一种描述 算法的五个特性： 有穷性：一个算法必须在执行有穷步之后结束。 确定性：一个算法中每个步骤都必须意义明确，不能模棱两可， 即不允许有二义性。 有效性：算法的每一步都是能够实现的，即可操作的。 输 入：算法有零个或多个输入。 有输出：算法执行完毕，必须有一个或若干个输出结果。 流程图:是一种能够比较形象地描述“算法”的工具，它对于编制 程序很有帮助。流程图又称为框图，它是由如下几种 不同的图形符号组合而成的。,起止框 处理框 输入输出框 流程线 条件判断框 起止框：它代表

2、一个算法的开始与结束。 处理框：它可以表示算法中的一个或若干个步骤，这些步骤不涉 及输入与输出。 输入输出框：它表示一个算法中需要进行输入或输出处理的步 骤。为了与一般的处理步骤区别开来，输入输出 框采用了平行四边形的形式。 条件判断框：当一个算法中需要依据某一条件来决定后续操作 时，就采用此框。 流程线：它表明每一步骤之间的先后顺序,标识一个算法的走向。,算法的描述 自然语言描述法 向计算机中输入一个数X，若X0，则显示X的值；否则不显示。 流程图表示 y n,C程序构成：文件函数语句序列。 语句：C语言中描述计算过程的最基本单位。 由分号;结束。 结构化程序设计方法：程序语句序列由三种基本

3、结构 （顺序、分支、循环）构成， 结构清晰、可读性强。 4.2 程序的三种基本结构 一、顺序结构 按书写的先后顺序执行语句。 二、分支结构 按照当时的某个条件决定是否执行某些语句。 三、循环结构 在一定条件下反复执行某些语句，直到这个条件不成立为止。,4.1 程序的三种基本结构一、顺序结构 按书写的先后顺序执行语句。二、分支结构 按照当时的某个条件决定是否执行某些语句。三、循环结构 在一定条件下反复执行某些语句，直到这个条件不成立为止。,4.3 语句 一、表达式语句 C语言的表达式加上一个分号“;”结尾，就构成表达式 语句，表达式语句主要完成运算功能。赋值表达式加上一 个分号“;”结尾就构成了

4、赋值语句，由于运算的结果往往 需要保存起来，所以赋值语句也成为用得最多的表达式语 句。 1. 简单赋值语句 一般形式为： =; x=x+1; ch=getchar();,2. 多重赋值语句 一般形式为：=; i=j=k=1; 3. 复合赋值语句 一般形式为： ; x+=2; 二、复合语句 复合语句：多个语句用花括号扩起来组成的语句。 目的是将这多个语句看成是一条语句。 复合语句的一般形式： 说明部分 ,例：int i,j;i=s;j=i+;printf(“%d,%d”,i,j); 注意：内部各条语句还是以分号结尾，结尾的 右花括号后不加分号。三、空语句 没有内容，只有一个分号“;”，便构成了一

5、条空语句。空语句不执行任何操作，但在C语言中完全合法。空语句在逻辑上属于表达式语句，后面几节就要用到空语句。,4.4顺序结构的程序设计 4.4.1 赋值语句 赋值语句：赋值表达式后加一个分号。 一、简单赋值语句 形式：=; 例如： a=2; b=3*5+7;,二、多重赋值语句 形式：=.=; 例如： i=j=k=n+1; a=b=c=5; 三、复合赋值语句 形式：; 例如：i*=y+2; a%=10;,赋值语句的功能：将变量和表达式进行指定的运算后，将获得的值 赋予左边的变量，目的是得到一个计算结果。 【例4.1】赋值语句使用举例（输入三角形三边的长度， 求面积并将面积值输出）。 海伦公式：假

6、设有一个三角形，边长分别为a、b、c，三角形的面 积S 可由以下公式求得。 算法分析： 而公式里的p：,需要5个实型变量,调用求平方根函数，结果赋给一个变量，,实参使用表达式,求出边长和的一半,程序如下: #include #include main() float a,b,c,p,s; a=3.0; b=4.0; c=5.0; p=a+b+c; p/=2; s=sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c); printf(“s=%7.2f,s); 运行结果如下： s=6.00,4.4.2 顺序结构程序设计举例 【例4.2】 编写一个程序，从键盘输入 三位整数，将它们逆序输出，例 如输入1

7、27，则输出721。 算法分析：,程序如下: #include main() int a,i,j,k; printf(Enter a:n); scanf(%3d, ,运行情况如下： Enter a: 127 721,【例4.3】编写程序求出任一输入字符的ascii码。 字符在内存存放的是它的ascii码（字符型和整型可以混合运算或者字符型可按整型输出），所以将它按整数输出即可。 #include main() char c; printf(Enter the value of c:); scanf(%c, ,运行情况如下： Enter the value of c:a a:97,【例4.4】交

8、换两个变量的值。设变量a、b均为整型变量，编写一个程序，输入a、b的值，并显示，然后交换a、b的值，再次显示。 算法分析：,t,a,b,2,main() int a,b,t; printf(nEnter the value of a and bn); printf(a,b=); scanf(%d,%d, ,运行情况如下： Enter the value of a and b a,b=2,7,输出： a=2,b=7 changed a=7,b=2,4.5 分支结构（选择结构） 三种条件转移语句： 1、if语句 2、if else语句 3、switch语句 4.5.1 if语句 if语句的一般形式

9、： if(表达式) 语句;,表达式通常为条件表达式或逻辑表达式。 if语句中的语句只能是一条语句，如果需要多条语句则使用复合语句。 编写程序时使用缩进使结构清晰。,【例4.5】输入一个整数，若是3的倍数，则显示“ok”。 #include main() int a; scanf(%d, ,【例4.6】输入一个字符，若是大写字母，则输出其ascii码。 #include main() char ch; ch=getchar(); if(ch=A ,4.5.2 ifelse语句 ifelse语句的一般形式： if(表达式) 语句1； else 语句2； 或,if(表达式) 语句1； 语句n； el

10、se 语句1； 语句n； ,【例4.7】输入两个整数，输出较大者。 算法分析： main() int a,b; scanf(a=%d,b=%d, 【,【例4.8】判断某一年是否是闰年， 是则输出year xxxx is a leap year. 否则输出year xxxx is not a leap year. if(y%4=0,例如： if (score=90) grade=A； else if (score=80) grade=B； else if (score=70) grade=C； else if (score=60) grade=D； else grade=E;,4.5.3 条件分

11、支的嵌套 在分支的语句部分还可以出现分支语句，这样就形成了分支的嵌套（多分支结构），构成复杂的逻辑结构。 if(表达式1) if(表达式2) 语句1； else 语句2； else if(表达式3) 语句3； else 语句4；,if(表达式1) 语句1； else if(表达式2) 语句2； else if(表达式3) 语句3； else 语句4；,【例4.9】计算下列分段函数，x的值由键盘输入。 Y=,-10 (x-1.0),-1 (-1.0 x0),1 (0 x1.0),10 (x 1.0),if(x0) if(x-1.0) y=-10； else y=-1； else if(x1.0)

12、 y=1； else y=10；,if(x-1.0) y=-10； else if(x0) y=-1； else if(x1.0) y=1； else y=10;,使用缩进和花括号避免程序的二义性， 例如： if(c=0 ,或 if(c=0 ,或if(c=0 ,4.5.4 switch语句 switch语句可直接处理多分支选择，不使用分支嵌套，简化程序结构。,表达式,语句组n,语句组2,语句组1,=值1,=值2,=值n,语句组n+1,=其他,if语句的一般形式： switch (表达式) case 常量表达式1：语句组1；break; case 常量表达式2：语句组2；break; . cas

13、e 常量表达式n：语句组n；break; default :语句组n+1 ,常量表达式值必须互不相同，否则就会出现矛盾的现象。 case 与 default 的顺序可以任意。 执行完某case 后的语句后，将顺序执行后面case后的语句，直到遇 break 语句才退出整个switch结构的执行。 如果没有default 且“表达式”值不等于任何case 后常量表达式的值，则直接退出switch结构而转到其后的语句执行。,【例4.10】输入一个无符号整数，然后按用户输入的代号，分别以十进制（代号D）、八进制（代号O） 、十六进（代号X）制输出。 main() unsigned int x; ch

14、ar c; scanf(%u,%c, ,【例4.11】一个简单的计算器程序 main() int num1,num2; char oper; printf(enter a simple arithmetic expression:); scanf(%d%c%d, ,4.4.5 分支结构程序设计举例 【例4.12】输入一个带符号的整型数， 输出该数的位数。 算法分析：,main() int x,y,m; printf(nEnter y=); scanf(%d, ,运行情况如下： Enter y=-2578 -2578：4,【例4.13】求一元二次方程ax2+bx+c=0的解。 算法分析： X=,

15、( (b2-4ac) = 0 ),（a=0）,( (b2-4ac) 0 ),( (b2-4ac) 0 ),两个复根,两个不等的实根,不是二次方程,-b/(2*a),=,d0,d=0,a=0,real=-b/(2*a),imag=sqrt(-d)/(2*a),x1=real+imag i,x2=real-imag i,is not,quadratic,-b/(2*a),X1=(-b+sqrt(d)/(2*a),d=b*b-4*a*c,yes,no,yes,no,yes,no,X2=(-b-sqrt(d)/(2*a),#include math.h main() float a,b,c,d,x1,

16、x2,real,imag; scanf(%f,%f,%f, else,real=-b/(2*a); imag=sqrt(-d)/(2*a); printf( has complex roots:n); printf(%7.2f+%7.2fin,real,imag); printf(%7.2f-%7.2fin,real,imag); ,4.6 循环结构 循环结构： 重复执行某段程序， 直到某个条件不成 立的为止的一种程序结构。 循环程序构成： 初始化部分、工作部分、 修改部分和判断部分。,n,y,4.6.1 while语句 while语句的一般形式： while(表达式） 语句；,【例4.14】

17、从键盘上连续输入若干个字符（以回车换行符为结束标记），统计字符个数（不含回车换行符） 初始化部分：int n=0,char c; 判断部分：(c=getchar()!=n 工作部分：n=n+1 修改部分：无,#include stdio.h main() int n=0; char c; while (c=getchar()!=n) n+; printf(number of charaters=%dn,n); ,【例4.15】计算S=1+2+3+.+100之和。 初始化部分：int i=1，s=0; 判断部分：i=100 工作部分：s=s+i; 修改部分：i=i+1; 注意：while后的语句

18、 复合语句 格式缩进,程序如下: main() int i,s=0; i=1; while (i=100) s+=i; i+; printf(s=%dn,s); ,运行情况如下： s=5050,4.6.2 dowhile语句 dowhile语句的一般形式： do 语句； While(表达式）； 注意： while(表达式）后的分号；,表达式,语句,n,y,【例4.16】从键盘上连续输入若干个字符（以回车换行符为结束标 记），统计字符个数（不含回车换行符） 初始化部分：int n=-1,char c; 工作部分：n=n+1; 修改部分：无 判断部分：(c=getchar()!=n,#includ

19、e stdio.h main() int n=-1; char c; do n+; while (c=getchar()!=n); printf(number of characters=%dn,n); ,运行情况如下： abcd1234 number of characters=8,【例4.17】用下列公式计算的值。 /4 =1-1/3+1/5-1/7+.1/n 工作部分：pi=pi+t,t=s/n 修改部分：n=n+2,s=s*(-1.0) 初始化部分：pi=0.0， n=1.0, s=1.0 判断部分：fabs(t)=1e-6,#include math.h main() float p

20、i=0.0,n=1.0,s=1.0,t; do t=s/n;/*求当前项t=s/n，s是符号，n是分母*/ pi+=t;/*将当前项累加到pi中，pipit*/ s*=-1.0; /*改变当前项的符号*/ n+=2; /*产生下一个当前项的分母*/ while (fabs(t)=1e-6);/*控制循环的结束条件*/ printf(pi=%f n,4*pi); 运行结果如下： pi=3.141598,4.6.3 for语句 for 语句的一般形式： for(表达式1；表达式2；表达式3) 循环体语句； 注意：表达式1是初始化(只执行一次)。 表达式2是循环条件判断。 表达式3用于修改循环控制变

21、量的值。,表达式1,表达式2,语句,表达式3,n,y,表达式也可以是与循环控制变量赋初值无关的其它表达式。 表达式也可以是与循环控制无关的任意表达式。 表达式、表达式可是一个简单表达式，也可是逗号表达式。 表达式、表达式2、表达式3均可省略。,【例4.22】有一分数序列： 2/1，3/2，5/3，8/5， 求出这个数列的前20项之 和。 Yn/Xn: Yn= Yn-1+Xn-1, , Xn=Yn-1 运行结果如下： sum=32.660259,main( ) int n,t,number=20; float a=2,b=1,s=0; for (n=1;n=number;n+) s=s+a/b;

22、 t=a; a=a+b; b=t; printf(sum=%9.6fn,s); ,【例4.23】从键盘上输入若干个正整数，以零为输入结束标记，求其中的最大和最小数。 main() int x,max,min; scanf(%d, ,运行结果为： 2 1 5 3 7 0 max=7 min=1,for(;x;) ,while(x) ,等价于,4.6.4 多重循环 基本原则：内层循环 完全要包含在外层循 环的循环体内，允许 内外层循环体交叉。 【例4.24】输出以下图形。,#include main() int i,j,k; i=1; while (i=6) for (j=1;j=20-2*i;j

23、+) printf( ); for (k=1;k=i; k+) printf(%4d,i); printf(n); i+; ,4.6.5 break语句和continue语句 break语句： 强制中断当前层的循环，不再执行循环体中break语句 后面的语句而退出循环。 【例4.26】判定用户输入的一个整数是否是素数， 是则输出yes,否则输出no。,#include main() int a,i=1; scanf(%d, ,continue语句： 不执行continue语句后的语句而继续循环。 【例4.27】输出200以内能被9整除的数。 #include main() int n; for(n=9;n=200;n+) if(n%9!=0) continue; printf(“%dn”,n); ,#include main() int n; for(n=9;n=200;n+) if(n%9=0) printf(“%dn”,n); ,4.6.6 转移语句和语句标号 goto语句格式：goto 标号 goto语句功能： 跳到标号所指的语句处去执行。 【例4.28】 计算1+2+3+.+100的值 注意：