第4章 循环结构

第4章〓循环结构4.1〓知识要点回顾循环结构是程序中一种很重要的结构，其特点是：在给定条件成立时，反复执行某程序段，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。在C语言中有三种可以构成循环结构的循环语句：while，do-while和for。本章主要掌握的知识要点：(1)while循环结构。(2)do-while循环结构。(3)for循环结构。4.1.1〓while语句表4-1列出了while语句的语句形式以及对应的逻辑流程图。表4-1〓while语句的语句形式语句形式流程图while（表达式）{〓语句段}其中，表达式是循环条件，语句为循环体。while语句的执行过程是：首先计算表达式的值，当值为真(非0)时，执行循环体语句；然后再判断表达式是否为真，如果为真，再执行循环体语句，如此循环直到表达式的值为假为止。由以上执行过程可知，while后面括号中表达式的值决定了循环体是否将被执行。因此，进入while循环后，一定要有能使此表达式的值变为0的操作，否则循环将会无限制地进行下去，成为无限循环(死循环)。若此表达式的值不变，则循环体内应有在某种条件下强行终止循环的语句(如break等)。说明：(1)while语句的循环体可能一次都不执行，因为while后面括号中的表达式可能一开始就为0。(2)不要把由if语句构成的分支结构与由while语句构成的循环结构混同起来。若if后条件表达式的值为非0，其后的if子句只可能执行一次；而while后条件表达式的值为非0时，其后的循环体语句可能重复执行。在设计循环时，通常应在循环体内改变条件表达式中有关变量的值，使条件表达式的值最终变成0，以便能结束循环。下面的while语句便是死循环：x=2；while（x<10）{〓sum+=x;//死循环，因为x的值没有变化，永远小于10}printf("%d"，sum);(3)当循环体需要无条件循环，条件表达式可以设为1（恒为真)，但在循环体内要有带条件的非正常出口(break等)。例如，1+2+3+…+100的程序可以这样设计：i=1;sum=0;while(1){〓if(i>100)break;〓sum+=i;〓i++;}(4)如果在执行循环体的过程中，遇见了continue语句，则循环体重continue语句后面的其他语句将被跳过语句不通！，而直接进入下一轮循环。将上例中的1+2+3+…+100的程序改写成：语句不通！i=1;sum=0;while(1){〓sum+=i;〓i++;〓if(i<=100)continue;〓break;}(5)在循环体中，语句的先后位置必须符合逻辑，否则将会影响运算结果。例如，将上例中的1+2+3+…+100的程序改写成：i=1;sum=0;while(i<=100){〓i++;//县计算i++，再计算sum值〓sum+=i;}while语句执行结束以后，sum=5049，因为在执行的过程中少加了第一项的值1。4.1.2〓do-while语句表4-2列出了do-while语句的语句形式以及对应的逻辑流程图。表4-2〓do-while语句的语句形式语句形式流程图do{〓语句段}while（表达式）;do-while语句的执行过程是：先执行循环中的语句，然后再判断表达式是否为真，如果为真则继续循环；如果为假，则终止循环。因此，do-while循环至少要执行一次循环语句。说明：(1)do是C语言的关键字，必须和while联合使用。(2)do-while循环由do开始，至while结束。必须注意的是：在while(表达式)后的“;”不可丢，它表示do-while语句的结束。(3)while后一对括号中的表达式，可以是C语言中任意合法的表达式，由它控制循环是否执行。(4)和while语句一样，在使用do-while时，不要忘记初始化循环控制变量，否则程序的结果实不可预知的。(5)要在do-while语句的某处（表达式或循环体内）改变循环控制变量的值，否则极易造成死循环。(6)如果在执行循环体的过程中遇见了break，则跳出do-while循环。(7)如果在执行循环体的过程中，遇见了continue语句，则循环体重continue语句后面的其他语句将被跳过，??而直接进入下一轮循环。??4.1.3〓for语句在C语言中，for语句使用最为灵活，它完全可以取代while语句。表4-3列出了for语句的语句形式以及对应的逻辑流程图。表4-3〓for语句的语句形式语句形式流程图for(表达式1；表达式2；表达式3){〓语句段}它的执行过程如下：求解表达式1。求解表达式2，若其值为真（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；若其值为假（0），则结束循环，转到第(5)步。求解表达式3。转回上面第(2)步继续执行。循环结束，执行for语句下面的一个语句。说明：表达式1、表达式2、表达式3可以是任何类型的表达式。表达式1、表达式2、表达式3之间必须用分号隔开，表达式1只被执行1次，通常用于初始化不循环控制变量。表达式2通常是循环的条件。而表达式3通常用于改变循环控制变量的值。表达式2可以为空，相当于表达式2的值是真。因此，下面的循环是死循环：for(a=0;;a++)〓printf("%d"，a);既可以在for语句的前面单独初始化循环控制变量，也可以利用for语句的表达式1初始化循环控制变量。下面两个程序是等价的：for(a=1;a<=10;a++)〓printf("%3d"，a);a=1;for(;a<=10;a++)〓printf("%3d"，a);既可以在循环体内改变循环控制变量的值，也可以利用for语句的表达式3改变循环控制变量的值。下面两个程序是等价的：for(a=1;a<=10;a++)〓printf("%3d"，a);a=1;for(;a<=10;){〓printf("%3d"，a);〓a++;}表达式1和表达式3可以是一个简单表达式，也可以是逗号表达式：for(sum=0，i=1;i<=100;i++)〓sum=sum+i;或：for(i=0，j=100;i<=j;i++，j--)〓k=i+j;如果在执行循环体的过程中遇见了break，则跳出for循环。如果在执行循环体的过程中，遇见了continue语句，则循环体重continue语句后面的其他语句将被跳过？？，而直接进入下一轮循环。？？三种循环语句有以下异同点：(1)在使用while和do-while语句时，必须在while和do-while语句前初始化循环控制变量，但在for语句中却可以利用表达式1来初始化循环控制变量。(2)在使用while和do-while语句时，循环控制变量的变化必须放在循环体中，而for语句却可以利用表达式3来改变循环控制变量的值。(3)do-while语句的循环体至少被执行1次，但while和for语句的循环体可能1次都不执行。(4)while和do-while语句中不能省略循环条件，但for语句却可以省略。(5)break和continue语句在这三种循环语句中的作用是相同的。(6)凡是用while语句能实现的循环，必然能用for语句实现，反之亦然。4.1.4〓break语句break语句通常用在循环语句和开关语句中。当break用于开关语句switch中时，可使程序跳出switch而执行switch以后的语句；如果没有break语句，则将成为一个死循环而无法退出。当break语句用于do-while、for、while循环语句中时，可使程序终止循环而执行循环后面的语句，通常break语句总是与if语句联在一起，即满足条件时便跳出循环。(1)break语句对if-else的条件语句不起作用。(2)在多层循环中，一个break语句只向外跳一层。4.1.5〓continue语句continue语句的作用是跳过循环本中剩余的语句而强制执行下一次循环。continue语句只用在for、while、do-while等循环体中，常与if条件语句一起使用，用来加速循环。执行continue语句并没终止整个循环。4.1.6〓常见错误举例1．用“，”代替for语句中的“；”C语言规定，for语句中的三个表达式可以为空，但分号不能省略，如果用逗号代替分号，编译器将由于找不到分号而报错。下面的程序是错误的：for（a=1，a<=10，a++）//应该为for（a=1；a<=10；a++）〓sum+=a;2．do-while语句漏掉了“；”正确错误do{〓sum+=a++;}while(a<=100);do{〓sum+=a++;}while(a<=100)3．循环语句中循环控制变量无变化而造成死循环仔细观察下面的程序，因为漏掉了a++，而造成死循环。do{〓sum+=a;}while(a<=100);4．不初始化循环控制变量就进入循环体下面的程序由于没有对a初始化就进入循环体，执行结果是不可预知。main(){〓inta;〓longsum=0;〓do〓{〓〓sum+=a;〓}while(a<=100);〓printf("sum=%ld"，sum);}

4.2〓实训内容实验一〓验证性实验一、实验目的(1)验证教材中的典型例题。(2)理解和掌握循环结构程序设计的方法。(3)理解和掌握while、do-while、for语句的执行流程。(4)掌握循环语句嵌套。(5)掌握break和continue的使用方法。二、实验设备和仪器(1)IBMPC或兼容计算机。(2)Windows9x/2000/XP操作系统。(3)VisualC++6.0。三、实验内容（一）调试程序11．实验要求求数列的和。2．程序代码prog1.c#include<stdio.h>main(){〓inti;〓floatsum=1;〓for(i=1;i<=100;i++)〓〓sum=sum+1.0/(1+i*5);〓printf("数列的和的结果为%f\n"，sum);}3．实验步骤步骤一：在D盘的根目录中创建一个以你的学号命名的文件夹，如D：\200710003。步骤二：打开“MicrosoftVisualC++”软件，新建prog1.c文件，并输入程序代码，如图4-1所示。图4-1〓新建文件并输入程序代码步骤三：选择“编译”菜单命令对程序进行编译，如图4-2所示。图4-2〓编译程序步骤四：若编译有错误需要重新检查；若编译没有错误，可以执行程序，此时输出结果如图4-3所示。图4-3〓程序运行结果 按任意键关闭当前窗口，保存后关闭prog1.c文件。（二）调试程序21．实验要求求的近似值，精确到。2．程序prog2.c#include<stdio.h>#include<math.h>main(){〓inti;〓doubles=0，pi;〓for(i=1;1.0/(i*i)>=1e-10;i++)〓〓s=s+1.0/(i*i);〓pi=sqrt(s*6);〓printf("pi=%f\n"，pi);}3．实验步骤步骤一：打开“MicrosoftVisualC++”软件，新建prog2.c文件，并输入程序代码，如图4-4所示。图4-4〓新建文件并输入程序代码步骤二：选择“编译”菜单命令对程序进行编译，如图4-5所示。图4-5〓编译程序步骤三：若编译有错误需要重新检查；若编译没有错误，可以执行程序，此时输出结果如图4-6所示。图4-6〓程序运行结果按任意键关闭当前窗口，保存后关闭prog2.c文件。（三）调试程序31．实验要求计算数列s=1!+2!+......+n!的值。2．程序代码prog3.c源代码如下：#include<stdio.h>main(){〓inti，n，t=1，s=0;〓printf("pleaseinputn：");〓scanf("%d"，&n);〓for(i=1;i<=n;i++)〓{〓〓t=t*i;〓〓s=s+t;〓}〓printf("1!+2!+......+%d!=%d\n"，n，s);}3．实验步骤步骤一：打开“MicrosoftVisualC++”软件，新建prog3.c文件，并输入程序代码，如图4-7所示。图4-7〓新建文件并输入程序代码步骤二：选择“编译”菜单命令对程序进行编译，如图4-8所示。图4-8〓编译程序步骤三：若编译有错误需要重新检查。若编译没有错误，可以执行程序。输入4，输出结果如图4-9所示。图4-9〓程序运行结果1步骤四：按任意键关闭当前窗口。再次输入5，输出结果如图4-10所示图4-10〓程序运行结果2按任意键关闭当前窗口，保存后关闭pro3.c文件。（四）调试程序41．实验要求输出n行以下图形：*********************2．程序代码prog4.c#include<stdio.h>main(){〓intn，i，j;〓printf("Inputn=");〓scanf("%d"，&n);〓for(i=1;i<=n;i++)〓{〓〓for(j=1;j<=n-i;j++)〓〓〓printf("");//双引号里面有一个空格字符〓〓for(j=1;j<=i;j++)〓〓〓printf("*");〓〓printf("\n");〓}}3．实验步骤步骤一：打开“MicrosoftVisualC++”软件，新建prog4.c文件，并输入程序代码，如图4-11所示。图4-11〓新建文件并输入程序代码步骤二：选择“编译”菜单命令对程序进行编译，如图4-12所示。图4-12〓编译程序步骤三：若编译有错误需要重新检查；若编译没有错误，可以执行程序。此时，输入5，输出结果如图4-13所示。图4-13〓程序运行结果1步骤四：按任意键关闭当前窗口。再次输入8，输出结果如图4-14所示。图4-14〓程序运行结果2按任意键关闭当前窗口，保存后关闭pro4.c文件。四、实验报告要求(1)写出程序一的实验原理与考查知识点。(2)写出程序二的实验原理与考查知识点。(3)写出程序三的实验原理与考查知识点。(4)写出程序四的实验原理与考查知识点。

实验二〓启发性实验一、实验目的(1)掌握程序设计与调试的方法。(2)掌握循环结构程序填空的方法。(3)掌握循环结构程序改错技巧。(4)掌握循环结构程序编程能力二、实验设备和仪器(1)IBMPC或兼容计算机。(2)Windows9x/2000/XP操作系统。(3)VisualC++6.0。三、实验内容1．填空题下面程序是求n以内(包括n)能被3或7整除的所有自然数的倒数之和。运行结果如下：Entern：(输入提示)30<CR>(从键盘输入30，<CR>代表Enter键)s=1.226323请在程序的下划线处填入正确的内容并把下划线删除，使程序得出正确的结果。注意：不得增行或删行，也不得更改程序的结构！程序如下：#include<stdio.h>main(){〓intn，i;〓doubles=0.0;〓printf("Entern：\n");〓scanf("%d"，&n);〓for(i=1;__1__;i++)〓〓if(__2__)〓〓〓s+=__3__/i;〓printf("s=%f\n"，s);}2．改错题下面给定的程序功能是：求的近似值，直到最后一项的绝对值小于指定的数为止。运行结果如下：Enterafloatnumber：(输入提示)0.0001<CR>(从键盘输入0.0001，<CR>代表Enter键)3.1414请改正程序中的两处错误，使程序能输出正确的结果。注意：程序中/************found************/表示错误就在下面一行。不得增行或删行，也不得更改程序的结构！程序如下：#include<math.h>#include<stdio.h>main(){〓ints;〓floatnum，pi，t，n;〓t=1;〓pi=0;〓n=1;〓s=1;〓printf("Enterafloatnumber：\n");〓scanf("%f"，&num);〓/********found********/〓while(t>=num)〓{〓〓pi=pi+t;〓〓n=n+2;〓〓s=-s;〓〓/********found********/〓〓t=s%n;〓}〓pi=pi*4;〓printf("%6.4f\n"，pi);}3．编程题w是一个大于10的无符号整数，若w是n(n≥2)位的整数，求出w后n-1位的数。部分源代码已经给出。例如，输入5923，则输出923。程序如下：#include<stdio.h>main(){〓/*将下面的代码补充完整*/}

实验三〓启发性实验一、实验目的(1)进一步掌握C程序的编辑、编译、连接和运行的过程。(2)熟悉循环结构的程序设计方法。(3)熟练使用循环嵌套的使用。二、实验设备和仪器(1)IBMPC或兼容计算机。(2)Windows9x/2000/XP操作系统。(3)VisualC++6.0。三、实验内容1．填空题统计所有小于等于20的素数的个数。运行结果如下：Theprimenumberbetween3to20：35711131719Thenumberofprimeis：7请在程序的下划线处填入正确的内容并把下划线删除，使程序得出正确的结果。注意：程序中//是对问题的提示。不得增行或删行，也不得更改程序的结构！程序如下：#include<stdio.h>main(){〓intn=20，count=0;〓inti，j;〓printf("\nTheprimenumberbetween3to%d：\n"，n);〓for(i=3;i<=n;i++)〓{〓〓for(___1___;j<i;j++)〓〓〓if(___2___)//判断是否整除〓〓〓〓break;〓〓if(___3___)//判断上面循环结束时，循环变量j的值〓〓{〓〓〓count++;〓〓〓printf(count%15"%5d"："\n%5d"，i)；〓〓}〓}〓printf("\nThenumberofprimeis：%d\n"，count);}2．改错题从键盘输入m，计算如下公式的值：运行结果如下：2000<CR>(从键盘输入2000，<CR>代表Enter键)Theresultis0.000160请改正程序中的两处错误，使程序能输出正确的结果。注意：程序中/************found************/表示错误就在下面一行。不得增行或删行，也不得更改程序的结构！程序如下：#include<stdio.h>main(){〓intm，i，d;〓doubley=0;〓scanf("%d"，&m);〓/************found************/〓for(i=100，i<=m，i+=100)〓{