C语言程序设计第5章--循环结构程序设计

1、C语言程序设计主编：连卫民 何 樱第5章 循环结构程序设计本章主要内容：5.1 for 语句（重点）5.2 while 语句（重点）5.3 do-while 语句5.4 break 和 continue 语句5.5 多重循环（重点）5.6 循环结构程序设计举例本章教学要求：了解循环结构的概念 熟悉循环结构程序设计的方法 掌握while、do-while、for循环控制语句的使用方法。 5.1 for 语句本节主要介绍循环结构的概念以及循环结构程序能解决的问题。 循环结构的概念定义：循环是指在所设计的程序中，有条件地反复执行某一段程序的现象。循环结构是结构化程序设计中一种很重要的结构，又称为重复

2、结构。循环的特点：在给定条件成立时，反复执行某个程序段，直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。循环结构的分类：当型循环结构和直到型循环结构。 循环条件和循环体设置不好，很可能得不到预期的结果，甚至出现死循环。 第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句5.1.1 for语句的格式for语句的一般格式为：for(表达式；表达式；表达式) 语句；其中：表达式1: 为循环变量赋初值表达式2: 为循环继续的条件表达式3: 为循环变量的增值语句: 又被称为循环体，它是当表达式2为真（非0）时要重复执行的语句，它可以由一条语句或复合语句组成。 第5章 循环结构程序设计5

3、.1 for 语句5.1.2 for语句的执行过程（1）计算表达式1的值，给循环变量赋初值，表达式仅在进入for语句时执行一次。（2）判断表达式2的值，若其为“真”（非0），则执行循环体语句，然后转到第（3）步；若其为“假”（0），则结束循环，执行for语句的下一条语句。（3）计算表达式3的值。表达式3改变循环变量的值，它在每次执行完循环体语句之后，都要被执行一次。然后返回第（2）步继续执行。 for语句的执行过程流程图如图5-1所示。第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句说明：（1）for语句的使用非常灵活，它的三个表达式可以省略1个或2个，

4、也可以3个都省略，但间隔符“；”必须保留。例如：下列程序段把i=1提到for语句之前，省略了表达式1。 int i=1;s=0; for( ;i=100 ;i+) s=s+I;例如：下列两个程序段均为死循环，因为表达式2的值永远为真。（2）在for语句中，表达式1和表达式3都可以是一项或是多项，多于一项时，各项之间用“，”分隔，形成逗号表达式。 第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句5.1.3 for语句的用法【例5-1】编程计算s=1+2+3+.+100，用for语句实现。 依照此程序，请读者自行完成下列编程题： 计算：s=1+3+5+.+99 计算：s=1+2+3+.+n第5章 循环

5、结构程序设计5.1 for 语句【例5-2】编程求n!。分析：n!=1*2*3*n。求阶乘时需要赋初值为1，不能是0，因为0乘任何数都是0如果n值较大，n!可能溢出，应将结果变量说明为float或double类型。第5章 循环结构程序设计5.1 for 语句【例5-3】把100200之间能被7整除的数输出。分析：能被7整除的数是：x%7=0#include int main() int i;for(i=100;i=200;i+) if(i%7=0) printf(%5d,i);printf(n);return 0;第5章 循环结构程序设计5.2 while语句5.2.1 while语句的格式w

6、hile语句的一般格式为： while(表达式) 语句；其中：（1）“表达式”是循环条件，可以为任何类型表达式，表达式必须用( )括起来；（2）“语句”又被称为循环体，为C语言中的任何一种语句（包括复合语句、if语句、case 语句)。第5章 循环结构程序设计5.2 while语句5.2.2 while语句的执行过程while语句的执行过程如下：（1）计算表达式的值，并判断其为“真”（非0）或“假”（0）。（2）若表达式的值为“真”，则执行循环体语句，然后返回到while语句重复第（1）步；若表达式的值为“假”，则结束循环，执行while语句的下一语句。while语句的执行过程如图5-2所示。

7、第5章 循环结构程序设计5.2 while语句说明：（1）while语句的特点是：先判断表达式，后执行循环体语句。如果第一次判断表达式的值为“假”，则循环体语句一次也不执行。（2）循环体语句可以是一条语句，也可以是复合语句。（3）循环结构由循环条件和循环体语句构成，在循环体中应该包含使循环趋向于结束的语句，否则会形成死循环。程序中应避免出现死循环。第5章 循环结构程序设计5.2 while语句5.2.3 while语句的用法【例5-5】输出一行数字0 1 2 3 4，要求每个数字中间空3格。#include int main()int i;i=0;while(i5) printf(%4d,i+

8、);printf(n);return 0; 第5章 循环结构程序设计5.2 while语句【例5-6】将输入的正文复制到输出，每次一个字符。分析：以 E0F 为结束标志的字符流称为一个正文，可以包含空白字符，例如空格 和换行字符n。键入 Ctrl+z则 getchar 函数返回文件结束字符 EOF。程序中：c=getchar(); while(c!=EOF) putchar(c); c=getchar(); 可简化为：while(c=getchar()!=EOF) putchar(c);第5章 循环结构程序设计5.2 while语句【例5-7】输入一行字符，分别统计出其中英文字母、空格、数字的

9、个数。第5章 循环结构程序设计5.3 do-while语句5.3.1 do-while语句的格式do-while语句的一般格式为：do 语句；while(表达式)；其中：（1）语句部分可以是简单语句或复合语句；（2）表达式是循环条件，可以是任何类型表达式，表达式必须用（）括起来。第5章 循环结构程序设计5.3 do-while语句5.3.2 do-while语句的执行过程do-while语句的执行过程如下：（1）执行循环体语句；（2）计算表达式的值，判断其为“真”（非0）或“假”（0）。若为“真”，则返回第1步，继续执行循环体；若为“假”，则结束循环，执行do-while语句的下一语句。do-

10、while语句的执行过程如图5-3所示。第5章 循环结构程序设计5.3 do-while语句说明：（1）do-while语句和while都能实现循环控制，while结构的程序通常都可以转换成do-while结构；（2）do-while语句与while语句的区别是：while语句先判断循环条件是否满足，如果满足再执行循环体，因此有可能一次也不执行循环体；而do-while语句是先执行一次循环体，然后再判断循环条件是否满足，因此，循环体至少要执行一次。因此，do-while语句通常用于那些至少要执行一次循环的情况。（3）do-while循环体中一定要有能使条件表达式值趋于0的操作，否则会出现死循环

11、。第5章 循环结构程序设计5.3 do-while语句5.3.3 do-while语句的用法【例5-9】计算： 直到最后一项的绝对值小于10-6为止。分析：这是一个求级数和问题，方法是依次计算每一项，并将该项与前面各项之和累加，如果某项绝对值小于10-6（反映精度），则求和结束，否则，重复上述过程。从式子的第二项起，每一项都是前一项乘以一个因子： (-x2)/(n*(n-1) （n=3,5,7,9,）如果用t表示每一项的值，则： t=t*(-x2)/(n*(n-1) （n=3,5,7,9,）第5章 循环结构程序设计5.3 do-while语句5.3.4 三种循环语句比较 当程序中需要用到循环语

12、句时，选择哪个语句和个人使用习惯有关，但一般来说有以下一些流行的风格。（1）for语句适合循环次数已知的情况。（2）while语句适合循环次数不确定，但已知循环条件。（3）do-while语句与while语句可以互通使用，但do-while更适合于至少循环一次的情况。第5章 循环结构程序设计5.4 break和continue语句5.4.1 break语句格式：break；功能：结束循环，执行循环语句的下一语句。break语句只能用于下面两种情况：（1）出现在循环语句的循环体中，当循环条件还未变为假时提前结束循环语句的执行（强行退出循环）。（2）出现在switch语句中，使程序中途退出swit

13、ch语句，即跳过break语句之后直到switch语句体结束的所有语句。除上述两处外，其他位置均不能出现break语句。第5章 循环结构程序设计5.4 break和continue语句【例5-10】编写程序，用循环计算圆面积，如果输入非数字半径则结束循环。第5章 循环结构程序设计5.4 break和continue语句5.4.2 continue语句格式：continue；功能：终止循环体的本次执行，控制转移到循环体的末尾，循环是否继续取决于循环条件是否满足。continue语句只能出现在循环语句的循环体中。例如：for(i=0;i10;i+) ch=getchar(); if(ch=n) c

14、ontinue; putchar(); 第5章 循环结构程序设计5.5 多重循环5.5.1 多重循环的格式多重循环的格式如下：while(表达式) for( 表达式1;表达式2;表达式3 ) 以上循环就构成了双重循环。三种循环语句（for、while、do-while）均可以互相嵌套形成多重循环结构。需要注意，内外层循环是完整的，相互之间不允许交叉。第5章 循环结构程序设计5.5 多重循环5.5.2 多重循环的执行过程下面以一个双重循环的程序为例，说明多重循环的执行过程。【例5-11】写出下列程序的运行结果。 本例中:i 循环称为外层循环,控制输出几行j 循环称为内层循环,控制一行输出几列第5

15、章 循环结构程序设计5.5 多重循环5.5.3 多重循环的使用【例5-12】编程计算：s=1!+3!+5!第5章 循环结构程序设计5.5 多重循环【例5-13】求Fibonacci数列：1，1，2，3，5，8， 的前40项。分析：Fibonacci的规律是：数列从第3项开始，每项都是其前两项之和。即： a=1;b=1; a=a+b;b=a+b; a=a+b;b=a+b; 第5章 循环结构程序设计5.5 多重循环【例5-14】打印下列图形： ABCDEF BCDEF CDEF DEF EF F第5章 循环结构程序设计5.6 循环结构程序设计举例【例5-15】任意10个数，求正数的个数及正数和。第5章 循环结构程序设计5.6 循环结构程序设计举例【例5-16】输出三位数中的“水仙花数”。 水仙花数是指一个3位数 ，其各位数字的 3次幂之和等于该数本身。例如，153是一个“水仙花数”，153=13+53+33分析：本题的关键是要分离出3位数的百位、十位和个位数字。第5章 循环结构程序设计5.6 循环结构程序设计举例【例5-17】将一张100元的人民币换成10元、5元和1元的零钞，一共有几种兑换方法。分析：因为50元最多只能有2张，20元最多有5张，10元最多有10张，也可以一张也没有，所以三个循环的范围分别是：02、05、010第5章 循环结构程序设计5.