c语言的三种基本结构实用教案

1、4.1 C4.1 C程序三种基本程序三种基本(jbn)(jbn)结构结构 从结构化程序设计角度出发，程序只有(zhyu)三种结构:顺序(shnx)结构选择结构循环结构第1页/共73页第一页，共74页。1. 顺序(shnx)结构表示(biosh)ABAB先执行(zhxng)A, 再执行(zhxng)B.第2页/共73页第二页，共74页。2. 选择(xunz)结构表示(biosh)为ABPTFB TPFA存在某条件P, 若P为真,则执行(zhxng)A, 否则执行(zhxng)B。第3页/共73页第三页，共74页。 另一种选择结构(jigu)多分支结构(jigu).KK=K1A1A2AiAnK=K

2、2K=Kn第4页/共73页第四页，共74页。3. 循环(xnhun)结构表示(biosh)为PFTAAP为T(1) 当型结构(jigu) 当P条件成立时(T),反复执行A,直到P为“ 假”时才停止循环.有两种结构:当型和直到型第5页/共73页第五页，共74页。(2) 直到(zhdo)型APTFA直到P为F 先执行A, 再判断P,若为F,再执行A,如此(rc)反复,直到P为F. 已证明: 上述三种结构组成的程序(chngx)可以解决全部的问题,所以任何一种高级语言都具备上述三种结构。第6页/共73页第六页，共74页。函数调用语句(yj):如： printf ();1. 表达式语句(yj)赋值语句

3、(yj): 如： i=i+1; i+; x+y;空语句: 任何事情都不做。C程序语句可分为五大类: 如： ;4.2 C 4.2 C 语句语句第7页/共73页第七页，共74页。2. 控制语句(yj)改变语句(yj)的执行顺序 if ( ) else (条件(tiojin) for ( ) (循环(xnhun) while ( ) (循环) do while (循环) switch (多分支选择)( )表示条件, 表示语句第8页/共73页第八页，共74页。 continue (结束(jish)本次循环) break (中止(zhngzh)整个循环) return ( 函数(hnsh)返回)3. 限

4、定转向(无条件转向)语句5. 终止程序运行语句4.无条件转移语句goto exit第9页/共73页第九页，共74页。6. 复合(fh)语句(语句体)用 括起来(q li)的一系列语句。 如: z=x+y; t=z/100; printf (%f, t)； 第10页/共73页第十页，共74页。1. if (表达式) 语句(yj) 一、if 语句的三种(sn zhn)形式执行(zhxng)过程： 当表达式的值为“真”（非零）时，执行(zhxng)语句，否则，不执行(zhxng)语句。如: if ( x y ) z = x;4.3 选择结构程序设计第11页/共73页第十一页，共74页。2. if (

5、表达式) 语句(yj)1 else 语句(yj)2 执行(zhxng)过程： 当表达式的值为“真”（非零）时，执行(zhxng)语句1，否则，执行(zhxng)语句2。如: if (xy) z=x ; else z=y ;第12页/共73页第十二页，共74页。3. if (表达式1) 语句(yj)1 else if(表达式2) 语句(yj)2 else if(表达式3) 语句(yj)3 : else if(表达式m) 语句(yj)m else 语句(yj)n如：if (grade=85) level=A; else if (grade=70) level=B; else if (grade=6

6、0) level=C; else level=D; 第13页/共73页第十三页，共74页。 if 语句(yj)说明： if后面的表达式一般为逻辑表达式或关系(gun x)表 达式，也可以是任意数值类型表达式。该语句(yj)是合法的：if(3) printf(“ok!”); if 语句中的“语句”为一个简单语句或复合语句。 如：下面程序段是否有错？if (x=0) printf(“X is positive.”); x+;else printf(“X is negative.”);if (x=0) printf(“X is positive.”); x+;else printf(“X is ne

7、gative.”);第14页/共73页第十四页，共74页。二、if 语句(yj)的嵌套 在 if 语句中又包含一个或多个(du )if 语句称为 if 语句的嵌套。一般(ybn)形式：if (条件1） if (条件2)语句1 else 语句2else if (条件3)语句3 else 语句4内嵌if内嵌if如：if(x0) if(y0) printf(x0,y0); else printf(“x0，y0) printf(“x0); else printf(“x=0, y6) if (n12) printf(“6n12”);else printf(“n6) if (n12) printf(“6n

8、12”);else printf(“n=6”); 第16页/共73页第十六页，共74页。三、用if 语句实现(shxin)选择结构举例 -1 ；x0 main( ) int x,y; scanf(%d,&x); if(xb) t=a;a=b;b=t; if(ac) t=a;a=c;c=t; if(bc) t=b;b=c;c=t; printf(“%5.2f,%5.2f,%5.2f”,a,b,c);第18页/共73页第十八页，共74页。程序2：将程序1的if语句(yj)改为： /*exp52.c*/#include main ( ) int x, y; scanf(“%d, &x); if (x

9、=0) if (x0) y=1; else y=0; else y=-1; printf (x=%d, y=%dn, x, y);程序(chngx)1： /*exp51.c*/#include main ( ) int x, y; scanf(“%d, &x); if (x0) y= -1; else if (x=0) y=0; else y=1; printf (x=%d, y=%dn, x, y);第19页/共73页第十九页，共74页。程序(chngx)4：将程序(chngx)1的if语句改为：/*exp54.c*/#include main() int x,y; scanf(“%d,&x

10、); y=0; if(x=0) if(x0) y=1; else y=-1; printf(x=%d,y=%dn,x,y); 程序(chngx)3：将程序(chngx)1的if语句改为：/*exp53.c*/#include main() int x,y; scanf(“%d,&x); y=-1; if(x!=0) if(x0) y=1; else y=0; printf(x=%d,y=%dn,x,y);第20页/共73页第二十页，共74页。1. 程序(chngx)1 和程序(chngx)2 是正确的。 它们代表的函数为:2. 程序3 和程序4 是错误的。 它们代表(dibio)的函数为:y=

11、 0 (x0)y=1 (x0)结结论论(jiln)：第21页/共73页第二十一页，共74页。用if或if/else或它们的嵌套也可使程序实现多路分支，但容易出现(chxin)下面的问题： 可读性差 破坏(phui)结构解决问题的方法：采用switch语句。第22页/共73页第二十二页，共74页。 switch(变量(binling) case 常量表达式1: 语句体1 case 常量表达式2: 语句体2 case 常量表达式n: 语句体n default : 语句体(n+1) 一般一般(ybn)形式形式:第23页/共73页第二十三页，共74页。 根据表达式的取值, 判断其与哪一个常量表达式相等

12、。如=表达式i,则自语句i开始(kish)执行,直到语句n+1止。 若与所有(suyu)常量表达式值不相等,则从default后的语句开始执行。功能功能(gngnng):(gngnng):注：注：default 可有可无。第24页/共73页第二十四页，共74页。例例: : 根据根据(gnj)(gnj)成绩等级打印百分数段成绩等级打印百分数段. .switch (grade) case A: printf (85100n);case B: printf (7084n);case C: printf (6069n);case D: printf (60n);default: printf (err

13、orn);第25页/共73页第二十五页，共74页。程序程序(chngx)如下：如下：/*exp55.c*/#include main() char grade; scanf(%c,&grade); switch (grade) case A:printf(85-100n); case B:printf(70-84n); case C:printf(60-69n); case D:printf(60n); default:printf(Errorn); 第26页/共73页第二十六页，共74页。运行运行(ynxng)结结果为：果为：A 程序运行结果程序运行结果(ji gu)不在预料之中！不在预料之

14、中！产生错误的原因: 没有(mi yu)完全起到分支作用。85-10070-8460-6960Error第27页/共73页第二十七页，共74页。switch (表达式) case 常表1: 语句(yj)1; break; case 常表2 : 语句(yj)2; break; case 常表n : 语句(yj)n； break; default: 语句(yj)n+1; 一般(ybn)形式为:解决办法: 增加(zngji)break语句, 使之跳出switch结构。第28页/共73页第二十八页，共74页。修改修改(xigi)(xigi)程序为程序为: :/*exp56.c*/#include ma

15、in() char grade; scanf(%c,&grade); switch (grade) case A:printf(85-100n);break; case B:printf(70-84n); break; case C:printf(60-69n); break; case D:printf(60n); break; case D: printf(60n); break; 例如例如(lr)：第31页/共73页第三十一页，共74页。 循环结构的特点是： 程序的流程是在给定条件(tiojin)时，反复执行，某个程序段。语言中可以用以下语句(yj)来实现循环： 用goto语句(yj)和

16、 if 语句(yj)构成循环； 用while语句(yj)； 用do_while语句(yj); 用for语句(yj)。 第32页/共73页第三十二页，共74页。4.4.1 goto4.4.1 goto语句和语句和gotogoto语句构成语句构成(guchng)(guchng)的循环的循环 goto 语句(yj)为无条件转向语句(yj)，其作用为：使程序的执行无条件地转移到指定处。一般形式： goto 语句标号; 如： goto label_1; goto 123;执行过程：执行语句时，程序转移到以标号 为前缀的语句处继续执行。如： p1: x+;p1: x+; . . . goto p1;第33

17、页/共73页第三十三页，共74页。说明(shumng)： C语言允许在任何语句前加一个语句标号，作为goto语句的目标。给语句加标号的形式： 语句标号：语句 goto语句是一种(y zhn)非结构化语句，结构化程序设计方法不提倡使用goto语句，因为滥用goto语句将使程序流程无规律，可读性差。但也不是绝对禁止使用，只有在能够大大提高程序效率时才使用。且记：不要从循环(xnhun)体外跳到循环(xnhun)体内！第34页/共73页第三十四页，共74页。例：计算(j sun)10！并输出结果。 main() int i=1, sum=1;loop: if (i=10) sum=sum*i; i+

18、; goto loop; printf(“10!=%dn”,sum); 运行(ynxng)结果：10!=24320本应是：10!=3628800 main() int i=1; long sum=1;loop: if (i=10) sum=sum*i; i+; goto loop; printf(“10!=%ldn”,sum); 第35页/共73页第三十五页，共74页。4.4.2 while 4.4.2 while 语句语句(yj)(yj) 一般形式： while (表达式) 语句 执行过程： 先计算表达式的值 ；若表达式的值为真(非0) 时执行循环体中的语句， 然后重复上面步骤。若 表达式的

19、值为假(0) ，则 结束循环。第36页/共73页第三十六页，共74页。例：将上面计算10！并输出结果的程序(chngx)用 while语句写出：main() int i=1; long int sum=1; while (i=10) sum=sum*i; i+; printf(“10!=%ldn”,sum); main() int i=1; long int sum=1;loop: if (i=10) sum=sum*i; i+; goto loop; printf(“10!=%ldn”,sum); 第37页/共73页第三十七页，共74页。循环结构(jigu)的术语 1. 循环条件: 是循环结

20、构(jigu)中的测试表达式。如：while(i=10) 2. 循环(xnhun)体:是在每个循环(xnhun)周期均要执行一次的语 句。语句可以是任何语句，简单语、 复合语句、空语句均可以。如：上例while语句中用花括号括起来的复合语句。 3. 循环控制变量:是在循环条件中控制条件是真 是假的变量。如：上例while语句中使用的变量 i 。第38页/共73页第三十八页，共74页。注意： 循环条件中的表达式一般是逻辑表达式和关系表达式，也可以(ky)是算数表达式（非0为真，0为假）。一般表达式中应含有循环控制变量。 while (3)和while (0)虽然从程序设计的角度上说是不合理的，但

21、是合法的。while (3) 语句 表示(biosh)无限循环while (0) 语句 表示(biosh)不进入循环体 要写出一个正确的循环结构(jigu)，对控制变量要做三方面工作：控制变量赋初值; 把控制变量写入正确的循环条件；控制变量的更新、调整。第39页/共73页第三十九页，共74页。4.4.3 do-while 4.4.3 do-while 语句语句(yj)(yj) 一般形式： do 语句 while(表达式）；分号不能少 执行过程：执行循环体中的语句；计算表达式，测试循环 条件，为真(非0)则重复 上面步骤，为假(0)结束循 环。第40页/共73页第四十页，共74页。例：将上面(s

22、hng min)计算10！并输出结果的程序用 do-while语句写出：main() int i=1; long int sum=1; while (i=10) sum=sum*i; i+; printf(“10!=%ldn”,sum); main() int i=1; long int sum=1; do sum=sum*i; i+; while (i=10); printf(“10!=%ldn”,sum); 第41页/共73页第四十一页，共74页。我们(w men)将while和do-while循环做一下比较:main() int i; long sum=1; scanf(“%d”,&i)

23、; while (i=10) sum=sum*i; i+; printf(“%ldn”,sum); main() int i; long sum=1; scanf(“%d”,&i); do sum=sum*i; i+; while (i=10); printf(“%ldn”,sum); 输入(shr)：9输出：90输入(shr)：11输出：1输入：9输出：90输入：11输出：11第42页/共73页第四十二页，共74页。 比较上面两个程序(chngx)，虽然结构是相同的，在输入值为有效值时结果相同，但当输入无效值时输出结果是不同的。为什么？ 而do-while语句不管开始的时候测试循环条件是真是

24、假，循环体都要执行一次，因为循环体是先于测试条件执行的。 while语句进入循环体之前，测试循环条件，表达式必须为真，否则while循环不进入循环体，即循环体可能一次也不执行。while与do-while的主要(zhyo)区别：第43页/共73页第四十三页，共74页。4.4.4 4.4.4 forfor语 句 一般形式： for(表达式1 ；表达式2 ；表达式3) 语句表达式1：一组初始化表达式。表达式2：循环控制条件。表达式3：在执行完循环体语句(yj)之后执行的表达式。 我们前面已经说明，要正确表达循环结构应注意三方面的问题：控制变量的初始化，循环的条件和控制变量的更新。 for语句在书写

25、形式(xngsh)上正好体现了这种紧密的逻辑关系。不能省略不能省略第44页/共73页第四十四页，共74页。执行(zhxng)过程： 求出表达式1的值，（若表达式1是逗号表达式，则依次计算）； 对“表达式2”进行判断，为假退出循环，否则转；执行循环体中语句； 执行“表达式3”，（若表达式3是逗号表达式，则依次计算）。 转向。 第45页/共73页第四十五页，共74页。例：将上面(shng min)计算10！的程序用 for语句写出：main() int i; long sum; for(i=1,sum=1; i=10; i+) sum=sum*i; printf(“10!=%ldn”,sum);

26、main() int i; long sum; for(i=1,sum=1; i=10; sum=sum*i, i+) ; printf(“10!=%ldn”,sum); 空语句第46页/共73页第四十六页，共74页。说明(shumng)：表达式1：用于进入(jnr)循环体之前给某些变量赋初值。 若省略，可在for语句前给变量赋初值。main() int i=1; long sum=1; for( ; i=10; i+) sum=sum*i; printf(“10!=%ldn”,sum); for 循环(xnhun)的三个表达式起着不同的作用， 根据需要可以省略。 第47页/共73页第四十七页

27、，共74页。表达式2：决定(judng)循环的条件，若省略，则为无限 循环。 如： for(i0； ；i+) 语句 for(； ；) 语句无限循环(死循环)表达式3：用于循环一次后对某些变量进行修改。 若省略(shngl)，可在循环体内对变量进行修改。 main() int i; long sum=1; for(i=1 ; i=10 ; ) sum=sum*i; i+; printf(“10!=%ldn”,sum); 第48页/共73页第四十八页，共74页。 for 语句最为灵活(ln hu)，它完全可以代替的while语句。如：i=1; while(i=10) sum=sum*i; i+;

28、等效于for(i=1;i=10;i+) sum=sum*i; for语句功能很强，其中表达式1和表达式3可以是逗号表达式，但为增强(zngqing)程序的可读性，一般不要把与循环无关的东西放到for语句中。如：sum=1; for(i=1 ; i=10 ; i+) sum=sum*i;for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值）语句for语句最简单、常用的形式如下：第49页/共73页第四十九页，共74页。u三种循环语句(yj)的总结 三种循环语句共同的特点是：当循环控制条件非零时(ln sh)，执行循环体语句，否则终止循环。循环语句可以是任何语句，简单(jindn)语句、复合语句、空语句均

29、可以。while和for语句先判断循环控制条件，do-while语句后判断循环控制条件，所以，while和for语句的循环体可能一次也不执行，而do-while语句的循环体至少也要执行一次。在循环体内或循环条件中必须有使循环趋于结束的语句，否则会出现死循环等异常情况。第50页/共73页第五十页，共74页。三种循环可以处理同一问题，一般情况可以互相(h xing)代替。但在实际应用中，我们要根据具体情况来选用不同的循环语句。选用的一般原则如下： 如果循环次数在执行循环体之前就已确定，一般(ybn)用for语句；如果循环次数是根据循环体的执行情况确定的，一般(ybn)用while语句或者do-wh

30、ile语句。 (循环次数(csh)确定例）int i;long sum=1;for(i=1;i=10;i+) sum=sum*i;(循环次数不确定例）char cdo c=getchar(); printf(“%c”,c); while(c!=q|c!=Q);第51页/共73页第五十一页，共74页。当循环体至少(zhsho)执行一次时，用do-while语句；反之，如果循环体可能一次也不执行时，用while语句。 (循环体至少执行一次）/*只有当用户键入q或Q,才结束(jish)循环*/char cdo c=getchar(); printf(“%c”,c); while(c!=q|c!=Q)

31、;(循环体可能(knng)一次不执行）/*只有不是q或Q的字符才被打印*/char c;c=getchar();while (c!=q|c!=Q); printf(“%c”,c); c=getchar(); 第52页/共73页第五十二页，共74页。4.4.5 4.4.5 循环循环(xnhun)(xnhun)的嵌套的嵌套 例：在屏幕(pngm)上打印一个8行7列的星号矩阵。 #include main() int i; for( i=0; i7; i+ ) printf(*); /*打印(d yn)第1行星号*/ printf(n); for( i=0; i7; i+ ) printf(*);

32、/*打印(d yn)第2行星号*/ printf(n); for( i=0; i7; i+ ) printf(“*”);/*打印(d yn)第8行星号*/第53页/共73页第五十三页，共74页。什么(shn me)叫循环嵌套？ 一个循环的循环体中套有另一个循环叫循环嵌套。这种嵌套过程可以一直(yzh)重复下去。 一个循环(xnhun)外面包围一层循环(xnhun)称为二重循环(xnhun)。一个循环(xnhun)外面包围二层循环(xnhun)称为三重循环(xnhun)。一个循环(xnhun)外面包围多层循环(xnhun)称为多重循环(xnhun)。 while、do-while、for可以互相

33、嵌套自由组合。 第54页/共73页第五十四页，共74页。例：将上例（打印8行7列的星号(xngho)矩形）用二重循环实现。 #include main() int i , k; for( i=0; i8; i+ ) for( k=0; k7; k+ ) printf(*); printf(n); 第55页/共73页第五十五页，共74页。4.4.6 break 4.4.6 break 和和continuecontinue语句语句(yj) (yj) 一、break 语句(yj)一般形式： break ;功能：结束(jish)当前的一层循环。 解释：break 语句只能用于循环语句和Switch语句

34、。第56页/共73页第五十六页，共74页。例：打印(d yn)半径为110的圆的面积，如果面积超过100，则不再打印(d yn)。 #include #define PI 3.14159main() int r; float area; for(r=1; r100.0) break; printf(area=%fn,area); printf(now, r=%dn,r); 第57页/共73页第五十七页，共74页。注意(zh y)：在嵌套循环中使用break语句，它只影响包含它的最内层循环，即程序仅跳出包围该break的那层循环。 例：编写程序，输出(shch)三角乘法表。 main( ) in

35、t i, j; for( i=1; i= 9; i+) for( j=1; ji ) break; printf(“%3d”, i*j ); printf(“n”); 运行(ynxng)结果：1 2 4 3 6 9 4 8 12 165 10 15 20 256 12 18 24 30 367 14 21 28 35 42 498 16 24 32 40 48 56 649 18 27 36 45 54 63 72 81第58页/共73页第五十八页，共74页。一般形式： continue ;功能(gngnng)：结束循环体，进入下一个循环周期。 解释：一旦执行(zhxng)了continue语

36、句，程序就跳过循环体中位于该语句后的所有语句， 提前结束本次循环周期并开始下一个 循环周期。二、continue语句(yj) 第59页/共73页第五十九页，共74页。6.9 6.9 程序程序(chngx)(chngx)举例举例 例6.6 用/41-1/ 3+1/5-1/7+1/9 求近似的值。 直到最后(zuhu)一项的绝对值小于10-6为止。#include math.hmain() int s; float n , t , sum, pi; t=1; sum=0 ; n=1 ; s=1; while(fabs(t)=.000001) sum=sum+t; n=n+2; s= -s; t=s

37、/n; pi=sum*4; printf(pi=%fn,pi);运行(ynxng)结果：=3.141594第60页/共73页第六十页，共74页。第几个月 小兔子对数(du sh) 中兔子对数(du sh) 老兔子对数(du sh) 总数 1 1 0 0 1 2 0 1 0 1 3 1 0 1 2 4 1 1 1 3 5 2 1 2 5. 例6.7 斐波纳契数列(shli)：1，1，2，3，5，8第61页/共73页第六十一页，共74页。例6.7 求斐波纳契数列(shli)：1，1，2，3，5，8 的前20个数。（该数列特点(tdin)：第1、2两个数是1、1，从第3个数 开始，该数是其前两个数之

38、和。）main() int f1=1, f2=1, i; for(i=1;i=10;i+) printf(%6d%6dn,f1,f2); f1=f1+f2; f2=f1+f2; 运行(ynxng)结果： 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 第62页/共73页第六十二页，共74页。例6.7 求斐波纳契数列(shli)：1，1，2，3，5，8 的前40个数。main() long int f1=1, f2=1, i; for(i=1;i=20;i+) printf(%12ld %12ld,f1,f2)

39、; if(i%2= =0) printf(“n”); f1=f1+f2; f2=f1+f2; 运行(ynxng)结果： 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 2584 4181 6765 第63页/共73页第六十三页，共74页。例6.8 判断M是否(sh fu)为素数。#includemain() int m, i ,k; scanf(%d,&m); k=sqrt(m); for(i=2; ik) printf(%d is a prime number.n,m); else printf(%d is not a prime number.

40、n,m);素数(s sh)的定义：只能被1和它他本身整除的正整数。第64页/共73页第六十四页，共74页。例6.9 求出100200以内(y ni)的所有素数。main() int m , k,i ,n=0; for(m=101;m=200;m=m+2) k=sqrt(m); for(i=2;i=k+1) printf( %d,m); n=n+1; if( n%10= =0) printf(n); printf(“n”); 第65页/共73页第六十五页，共74页。例6.10 译密码。密码规律(gul)为 每个字母用其后 第四个字母代替，26个字母循环排列。#include stdio.hmain() char c,c1; while(c=getchar()!=n) if(c=a