第5章+循环控制+

第5章循环控制

在很多实际问题中，经常需要计算若干个数的和。

例如：求1+2+3+4+5，这个问题对我们来说是非常简单的任务，如果编写程序让计算机来做也是比较简单的。#include<stdio.h>int

main(){

intsum; sum=1+2+3+4+5; printf(“sum=%d\n”,sum);

return0;}但如果要计算500个数或更多数的和，我们就无法写出一个表达式来计算500多个数的和，因此必须找到一个更好的方法来解决这个问题。#include<stdio.h>int

main(){

intsum; sum=0； //给变量sum赋初值0 sum=sum+1; //把1加到变量sum中，sum的值变为1 sum=sum+2; //把2加到变量sum中，sum的值变为3 sum=sum+3; //把3加到变量sum中，sum的值变为6 sum=sum+4; //把4加到变量sum中，sum的值变为10 sum=sum+5; //把5加到变量sum中，sum的值变为15 printf(“sum=%d\n”,sum);

return0;}sum=sum+i;i=i+1;主要内容5.1for语句5.2while语句5.3do语句5.4break和continue语句5.5循环的嵌套5.6典型算法5.1for语句for语句的一般格式：

for(init_expression;loop_expression;loop_increase)

statement;其中，init_expression，loop_expression，loop_increase是三个表达式，它们之间用分号分隔。statement是被重复执行的语句，称为循环体语句，如果循环体包含多个语句，则必须用大括号括起来构成复合语句。5.1for语句for语句的执行过程:5.1for语句例5.1计算1+2+3+…+500的和

#include<stdio.h>

intmain()

{

intsum=0,i;

for(i=1;i<=500;i++)

sum=sum+i;

printf("sum=%d\n",sum);

return0;

}5.1for语句注1for语句中的三个表达式init_expression，loop_expression和loop_increase可以是任意类型的表达式。

如例5.1中，for语句可以改写为:

for(sum=0,i=1;i<=500;i++)其中第一个表达式是一个逗号表达式。注2for语句中的三个表达式init_expression，loop_expression和loop_increase中的任意一个均可省略，但分号不能省略。如果省略loop_expression的话，表示条件永真，也就是说是无限循环。5.1for语句例5.1可改写为：#include<stdio.h>intmain(){

intsum=0,i＝1;

for(;i<=500;)

{ sum=sum+i;

i++;

} printf("sum=%d\n",sum);

return0;}5.1for语句例5.2从键盘输入一个正整数，输出其阶乘。#include<stdio.h>intmain(){

doublefac=1;

intn,i;printf("请输入一个正整数:");scanf("%d",&n);

for(i=1;i<=n;i++)fac=fac*i;printf("%d！=%.0lf\n",n,fac);

return0;}5.2while语句while语句的语法格式如下：

while(loop_expression)

statement;loop_expression是一个条件表达式，决定是否执行循环体，作用相当于for语句中的loop_expression。statement是循环体语句，如果循环体包含多个语句时，必须用复合语句。while语句的执行过程：init_expression;while(loop_expression){statement;loop_increase;}for语句控制的循环等价于下面用while语句控制的循环:5.2while语句5.2while语句例5.3用while语句实现例5.1

#include<stdio.h>

int

main()

{intsum=0,i;i=1;

while(i<=500)

{ sum=sum+i; i++;

}printf("sum=%d\n",sum);

return0;}5.2while语句例5.4计算两个非负整数的最大公约数。算法分析：两个整数的最大公约数是指两个整数共有约数中最大的一个。求最大公约数的算法有很多，如质因数分解法、短除法、辗转相除法和更相减损法。下面我们给出辗转相除法求最大公约数的基本步骤：先用小的一个数除大的一个数，得第一个余数;再用第一个余数除小的一个数，得第二个余数;又用第二个余数除第一个余数，得第三个余数;这样逐次用后一个数去除前一个余数，直到余数是0为止。那么，最后一个除数就是所求的最大公约数。5.2while语句源程序如下：#include<stdio.h>intmain(void){

int

m,n,u,v,remainder;printf("请输入两个非负整数:");scanf("%d%d",&m,&n);u=m,v=n;

while(v!=0)

{ remainder=u%v; u=v; v=remainder;

}printf("%d和%d的最大公约数是%d\n",m,n,u);

return

0;}if(m>=n){u=m;v=n;}else{u=n;v=m;}5.3do语句do语句的语法格式：

do

statement;

while(loop_expression);statement是循环体，如果循环体包含多个语句时，必须用复合语句loop_expression是条件表达式,决定是否循环。5.3do语句do语句的执行过程:statement;

while(loop_expression)statement;

DO语句控制的循环等价于下面用WHILE语句控制的循环:5.3do语句例5.5例5.4用do语句控制循环。#include<stdio.h>int

main(void){

intm,n,u,v,remainder;printf("请输入两个非负整数:");scanf("%d%d",&m,&n);u=m,v=n;

do

{ remainder=u%v; u=v; v=remainder;}while(v!=0);printf("%d和%d的最大公约数是%d\n",m,n,u);

return0;}例5.6输入一个整数，然后逆序输出其各位数字，如输入1234，输出4321。#include<stdio.h>intmain(void){

intnumber,right_digit;printf("输入一个整数：");scanf("%d",&number);

do{ right_digit=number%10; printf("%d",right_digit); number=number/10;}while(number!=0);printf("\n");

return0;}5.3do语句注1：从功能上看，当第一次进入循环时，条件表达式即为假，do语句与while语句的结果是不同的。也就是说，用do语句控制循环时循环体至少执行一次，而用while控制循环时，循环体有可能一次也不执行。注2：从语法上看，while后面的小括号外不能加分号，而do语句中，while后面的小括号外要加分号。5.3do语句5.4break和continue语句在执行循环语句时，有时需要提前退出或中止循环，C语言提供了break和continue两个语句，可以实现上述要求。5.4.1break语句语法格式：

break;break语句只能用于switch语句或循环语句中。在switch语句中的作用是退出switch语句。在循环体中的作用是中止循环。因此break语句必须与一个if语句一起使用，否则循环将无法实现。5.4.1break语句

5.4.1break语句#include<stdio.h>#include<math.h>intmain(){intm,i,isprime;printf("请输入一个正整数：");scanf("%d",&m);isprime=1;

for(i=2;i<=sqrt(m);i++)

if(m%i==0) { isprime=0;

break; }

if(isprime==1) printf("%d是一个素数\n",m);else printf("%d不是一个素数\n",m);}5.4.2continue语句语法格式：

continue;continue语句只能用于循环体中，它的作用是跳过循环体中continue后面的语句，直接进行下一轮循环的判断。它不能中止循环。continue语句使用的主要目的是为简化程序代码。5.5循环的嵌套

如果在一个循环体内还需要一个循环结构，我们称这种结构为循环的嵌套。例5.9输出200以内的所有素数。算法分析：在例5.7中，只是判断一个数是否是素数，现在要判断200以内的所有数是否是素数，我们用一个循环语句使m从2到200变化，然后把例5.7中判断m是否是素数的代码作为循环体即可。#include<stdio.h>#include<math.h>intmain(){

intm,i,isprime,k;

for(m=2;m<=200;m++){ k=sqrt(m);isprime=1;

for(i=2;i<=k;i++)

if(m%i==0)

{ isprime=0;

break;

}

if(isprime==1) printf("%10d",m);}

return0;}5.5循环的嵌套5.6典型算法算法是程序设计的关键之一，是解题的方法与步骤。学习高级语言的重点，就是掌握分析问题、解决问题的方法，就是锻炼分析、分解，最终归纳整理出算法的能力。

所以在高级语言的学习中，一方面应熟练掌握该语言的语法，因为它是算法实现的基础，另一方面必须认识到算法的重要性，加强思维训练，以写出高质量的程序。5.6.1穷举法穷举法也叫枚举法或列举法。用计算机解决实际问题时，如果问题的解只有有限个，我们可以利用计算机的循环功能，在所有可能的解空间中进行搜索，找出符合条件的答案。例5.10中国古代数学家张丘建在他的《算经》中提出了著名的“百钱买百鸡问题”：鸡翁一，值钱五，鸡母一，值钱三，鸡雏三，值钱一，百钱买百鸡，问翁、母、雏各几何？算法分析：设鸡翁、鸡母、鸡雏的个数分别为x,y,z，共100钱要买百鸡，由题意可得到下面的不定方程：

x+y+z=100 5x+3y+z/3=1005.6.1穷举法5.6.1穷举法#include<stdio.h>intmain(){

intx,y,z;

for(x=0;x<＝20;x++)

for(y=0;y<＝33;y++)

{ z=100-x-y;

if(15*x+9*y+z==300) printf("x=%d,y=%d,z=%d\n",x,y,z);

}

return0;}5.6.2迭代法迭代法也称辗转法，是一种从一个初始值开始，不断用变量的旧值递推出新值的过程。迭代法又分为精确迭代和近似迭代。迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法，它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点，让计算机对一组指令（或一定步骤）进行重复执行，在每次执行这组指令（或这些步骤）时，都从变量的原值推出它的一个新值。5.6.2迭代法

5.6.2迭代法#include<stdio.h>intmain(){intf1=1,f2=1,f3,i;printf("%10d%10d",f1,f2);for(i=3;i<=40;i++){ f3=f1+f2;

if(i%5==0)printf("%10d\n",f3);

elseprintf("%10d",f3); f1=f2; f2=f3;}return0;}

5.6.2迭代法

#include<stdio.h>#include