第5章C语言循环结构程序设计

第5章

C语言循环结构程序设计

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while语句、do-while语句、for语句

continue语句、break语句循环的嵌套循循环结构程序设计学习方法建议学习本章内容时，应重点掌握三种循环语句的语法格式及执行过程，并在此基础上理解循环嵌套的应用，要多读程序，理解编程思想，并多上机练习。目录5.1while语句

5.2

do-while语句5.3

for语句

5.4

循环的嵌套

返回上一页5.5

break语句和continue语句5.6

循环结构应用举例

5.7

本章小结

5.1while语句while语句用来实现“当型”循环结构。其一般形式如下：while（表达式）语句while语句的执行过程是：下一页返回

首先计算表达式的值，若结果是“真”（非0）值时，执行while语句中的内嵌语句，即循环体；然后再计算表达式的值，重复上述过程，直到表达式的值为“假”（0）时结束，流程控制转到while语句的下一个语句继续执行

。

while语句中的“表达式”就是循环的条件，其执行流程见图5.1，其特点是：先判断表达式，后执行语句。

表达式语句0非0图5.1while语句执行过程

例5.1】求。

上一页下一页返回【编程思路】（1）定义变量i、sum，并分别赋初值为1和0，用i表示累加数，sum表示累加和。（2）在while语句中，使sum在原有值的基础上加上i的值，加完后再使i值自动增1。（3）用i<=100作为循环的条件，若i的值超过100就停止循环。（4）最后输出累加和sum。【程序代码】#include"stdio.h"main(){inti=1,sum=0;while(i<=100){sum=sum+i;i++;}printf(“sum=%d\n",sum);}运行结果如下：上一页下一页返回【例5.2】求n!，n由键盘输入。【编程思路】求阶乘就是求累乘，即求1*2*3*…n。这里除用于存放累乘积的变量的应置为1外，其执行过程与累加相同。【程序代码】#include"stdio.h"main(){inti=1,n,s=1;printf("Inputn:");scanf("%d",&n);while(i<=n){s*=i;i++;}printf("%d!=%d\n",n,s);}运行结果如下：do-while语句的特点是先执行循环体，然后判断循环条件是否成立。其一般形式为do

语句while（表达式）；上一页下一页返回5.2do-while语句do-while语句的执行过程是：先执行一次循环体语句，然后判断表达式，当表达式的值为非0时，返回重新执行循环体语句，如此反复，直到表达式值等于0为止，此时循环结束。可以用图5.2表示其流程。语句0(假)表达式图5.2do-while语句执行过程【例5.3】

用do-while语句改写例5.1的程序。上一页下一页返回【程序代码】#include"stdio.h“main(){inti=1,sum=0;do{sum=sum+i;i++;}while(i<=100);printf(“sum=%d\n",sum);}运行结果如下：for语句的一般形式为：

for(表达式1；表达式2；表达式3)语句For语句的执行过程是：（1）求解表达式1；（2）求解表达式2，若其值为真（值为非0），则执行for语句中指定的内嵌语句，然后执行下面第（3）步。若为假（值为0），则结束循环，转到第（5）步；（3）求解表达式3。（4）转回上面第（2）步骤继续执行。（5）循环结束，执行for语句下面的一条语句。可以用图5.3来表示for语句的执行过程。上一页下一页返回5.3for语句非0求解表达式1表达式2语句求解表达式30图5.3for语句执行过程for语句最简单的应用形式也就是最易理解的如下形式：

for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值)语句【例5.4】用for语句改写例5.1的程序【程序代码】#include"stdio.h"main(){inti,sum=0;for(i=1;i<=100;i++)sum+=i;printf("sum=%d\n",sum);}运行结果如下：

上一页下一页返回说明：有时根据需要可以将for语句中的部分或所有表达式省略，省略“表达式1”时，应在for语句之前给循环变量赋初值。省略“表达式2”时，在循环体中通常要有能使循环结束的语句，否则就成了无限循环了。省略“表达式3”时，通常在循环体中要有使循环变量增值的语句。不管省略几个表达式，分隔符分号“；”是不能省的。如例5.4中的代码可以改写成：

inti=1,sum=0;for(;i<=100;i++)sum+=i;上一页下一页返回

一个循环的循环体内又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是多重循环。各种语言中关于循环的嵌套的概念都是一样的。三种循环（while循环，do-while循环和for循环）即可以自身嵌套，也可以互相嵌套。

【例5.5】用一元纸币换一分、两分及五分的硬币，要求换到的硬币总数为50枚，问有多少种换法？每种换法中各种硬币分别是多少？【编程思路】设x,y,z分别代表五分、二分、及一分的硬币数目。三变量只有两个是独立的，第三个必须满足z=100–5*x–2*y及x+y+z==50的条件。因此可用双重循环解此问题。其中x可由1到20，y可由0到50。上一页下一页返回5.4循环的嵌套【程序代码】#include"stdio.h"main(){intx,y,z;printf("FIVE\tTWO\tONE\n");for(x=0;x<=20;x++)for(y=0;y<=50;y++){z=100-5*x-2*y;if(x+y+z==50)printf("%3d\t%3d\t%3d\n",x,y,z);}}运行结果如下：上一页下一页返回【例5.6】编写程序，输出下列图形上一页下一页返回【编程思路】（（1）图形共有5行，定义i表示行数，即外循环的循环控制变量，其值从1到5递增。（2）每行前空格的数量分别为5、4、3、2、1，如果用i表示行数，则每行前的空格数据与行号i的关系为6-i;（3）每一行“*”的数量分别为1、3、5、7、9，与行号的关系为2*i-1。（4）定义变量j、k表示空格数和“*”数，它们作为内循环的循环控制变量。【程序代码】#include"stdio.h"main(){inti,j,k;for(i=1;i<=5;i++){for(j=1;j<=6-i;j++)printf("");for(k=1;k<=2*i-1;k++)printf("*");printf("\n");}}说明：本程序用双重循环实现，外循环控制行数，内循环控制每行的内容，每行内容均包括三部分，行前空格、一行*、换行。行前空格和每行的*的输出均用内嵌的循环实现。上一页下一页返回break语句的一般形式为：

break;该语句的功能有两个：（1）在switch语句的程序段中，遇到break语句，则退出switch语句，执行后继语句。（2）在循环体中，遇到break语句，则退出包含break语句的那层循环,一般和if语句连用。

【例5.7】判断正整数m是否素数，m由键盘输入。

【编程思路】判断m是否是素数，可以有三种方法：（1）用m依次除以2~m-1之间的所有数，若都不能除尽，则m是素数，否则就不是素数。（2）用m依次除以2~之间的所有数，若都不能除尽，则m是素数，否则就不是素数。上一页下一页返回5.5break语句和continue语句5.5.1break语句

（3）用m依次除以m/2之间的所有数，若都不能除尽，则m是素数，否则就不是素数。 本题采用第（2）种方法，其算法是这样的：

将的值赋给变量k，让m被2到k除，如果m能被2~k之中任何一个整数整除，则提前结束循环，此时i必然小于或等于k，如果m不能被2~k之间的任一整数整除，则在完成最后一次循环后，i还要加1，因此i=k+1,然后才终止循环。在循环之后判别i的值是否大于等于k+1，若是，则表明未曾被2~k之间任一整数整除过，因此输出“是素数”。【程序代码】#include<stdio.h>#include<math.h>main(){intm,i,k;scanf("%d",&m);k=sqrt(m);for(i=2;i<=k;i++)if(m%i==0) break;上一页下一页返回if(i>=k+1)printf("%disaprimenumber\n",m);else printf("%disnotaprimenumber\n",m);}运行结果如下： 上一页下一页返回5.5.2continue语句continue语句的一般形式为：

continue;

该语句只能用在循环体中，执行该语句则结束本次循环，再去判断是否继续下次循环。该语句通常是用于循环体中if语句内，即满足某种条件才结束本次循环。

continue语句和break语句的区别是：continue语句只结束本次循环，而不是终止整个循环的执行。而break语句则是结束整个循环过程，不再判断执行循环的条件是否成立。【例5.8】把100~200之间的不能被3整除的数输出，每行输出10个数。

【编程思路】（1）定义一个循环控制变量和统计输出数量的变量

。（2）循环的初值和终值分别取100和200。（3）用对3取余的运算判断是否能被3整除。【程序代码】#include"stdio.h"main(){intn,s=0;for(n=100;n<=200;n++){if(n%3==0)continue;printf("%d",n);s++;if(s%10==0)printf("\n");}printf("\n");}上一页下一页返回说明：在while语句和do-while语句中，continue语句使得流程直接跳到循环控制条件的测试部分，然后决定循环是否继续进行。在for循环中，遇到continue后，流程跳过循环体中余下的语句，而去对for语句中的“表达式3”求值，然后进行“表达式2”的条件测试，最后根据“表达式2”的值来决定for语句是否执行。上一页下一页返回运行结果如下：5.6循环结构应用举例【例5.9】输出九九表，格式如下：上一页下一页返回【编程思路】（1）用双重循环实现，外循环控制行数，内循环控制列数。（2）定义变量i表示行数，作外循环的循环控制变量，使其从1到9递增。（3）定义j表示列数，作内循环的循环控制变量，从1到i递增。【程序代码】#include<stdio.h>main(){inti,j;for(i=1;i<10;i++){for(j=1;j<=i;j++)printf("%d*%d=%-4d",j,i,i*j);printf("\n");}}上一页下一页返回说明:由于外循环变量i表示行数（1到9），内循环变量j表示列数（1到i），故每一个位置输出的数据应为行号和列号的乘积。【例5.10】用π/4≈1-+-+…公式求π的近似值，直到最后一项的绝对值小于10-6为止。【编程思路】（1）定义一个变量pi用来存放右侧表达式的值及最终要求的π的近似值。（2）定义一个表示每一项的变量t，并赋初值为1。（3）定义一个表示每一项的分母的变量n，其初值为1，其值每次增2。（4）定义一个用来改变每一项符号的变量s其初值定义为1，由于此题的各项的符号是正负相间，故用循环处理此题的过程中，s每次都要变换个符号，再用s乘以各项既可改变各项的符号。（5）循环的条件是fabs(t)>=1e-6，其中fabs是用来求绝对值的函数，但使用前在代码前要用#include对"math.h"头文件进行包含。上一页下一页返回【程序代码】#include"stdio.h"#include"math.h"main(){ints;floatn,t,pi;t=1;pi=0;n=1;s=1;while(fabs(t)>=1e-6){pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;}pi=pi*4;printf("pi=%10.6f\n",pi);}运行结果如下：上一页下一页返回【例5.11】求100~200间的全部素数，每行输出10个。【编程思路】（1）定义一个循环控制变量m其取值从101到200，循环增量为2，因为此范围内的素数一定为奇数，定义一个统计素数个数的变量n，初值为0，通过对10取余运算可控制每行输出10个。（2）用每个循环变量除以2到该变量的平方根之间的每一个数，若都除不尽，则该变量所存放的数为素数。（3）平方根的函数为sqrt()，其对应的头文件为"math.h“【程序代码】#include"stdio.h"#include"math.h"main(){intm,k,i,n=0;for(m=101;m<=200;m=m+2){k=sqrt(m);上一页下一页返回for(i=2;i<=k;i++)if(m%i==0)break;if(i>=k+1){printf("%d",m);n=n+1;}if(n%10==0)printf("\n");}printf("\n");}运行结果如下：【例5.12】求Fibonacci数列前20项，这个数列有如下的特点：第1，2两个数为1，1。从第3个数开始，每一个数都是其前面两个数之和。即：F(1)=1(n=1)F(2)=1(n=2)F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n≥3)上一页下一页返回【编程思路】（1）本题属于递推问题。即不断地用旧值推算出新值，在程序中表现为不断地用新值取代旧值的过程。（2）定义循环变量n，用来表示数列的项，由于前两项已经给出，所以n从3开始。（3）定义变量f1、f2、fn，每次计算完通项后，那么在计算下一项时，原来的f2就成为新的f1，刚计算出的fn就成为新的f2。（4）为了更清晰地输出数列，每行输出4个数。【程序代码】#include"stdio.h"main(){intf1=1,f2=1,n,fn;printf("%12d%12d",f1,f2);for(n=3;n<=20;n++){fn=f1+f2;f1=f2;f2=fn;printf("%12d",fn);if(n%5==0)printf("\n");}}运行结果如下：上一页下一页返回通过本章